数控是数字控制的简称，数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。学术参考网的小编为您整理了数控毕业论文（最新7篇），希望可以启发、帮助到大家。
数控专业在我国制造业的发展中起着重要的作用，为了能培养高技术人才，我们赢不断进行教学改革，从多层次，多角度优化教学内容，不断提升教学效果。
随着我国制造业的快速发展，我国的而经济地位不断提升。数控技术的发展对我国制造业起着举足轻重的作用。在当前经济发展的新形势下，如何培养出与企业发展接轨，与企业需求挂钩，切实拥有较好技术水平的数控专业技术人才，是学校面临的一个重要课题，也是数控专业发展面临的重要任务。因此，在学校的教学改革中，我们应该不断探索，寻求出一套高效、合理、科学的教学方法，不断提升数控专业的教学水平。
一、数控专业教学现状
数控专业的发展对于高精专工业技术的发展有着重要的推动作用。数控专业是一门综合性很强的专业，设计方方面面的知识。现在加工制造技术更新很快，涉及面广的数控技术，势必会对操作人员的技术要求更进一步。操作人员的培养更多要依赖于学校的教学成果，数控专业的教学任务要与时俱进。作为学校，数控专业的教学缺乏深层次，整体性的教学研究，为了能在社会发展中更好的培养高层次的数控人才，需要在教学工作中不断加强对数控专业的教学改革，在提高教学质量的同时，培养优秀的专业技术人才，进一步满足社会专业技术的进步和高端制造行业的发展。
二、数控专业教学改革的途径
2.1进一步转变教学方法，彻底形成理论与实践的一体化教学
在传统的教学过程中，始终贯彻着以教师为主体，学生为受体的教学模式，由教师填鸭式的教学，学生被动的接受的方式。在教学改革中，逐步改变着传统的教学方式。但是依然不能摆脱教师的主体地位。在进一步的教学改革中，应该进一步明确教师与学生的关系。数控专业是一门专业性很强的技术类课程，既需要学生掌握大量的理论知识，有需要学生进行实际操作，属于理实一体化的专业课程。为了让学生更好的提升专业技术水平，应该在教学过程中，每一个环节使学生“亲力亲为”，而不是作为一个旁观者。教师的任务在于引导，引导学生学习理论，探索操作，激发学生的创造力。面对书本的知识，在确保安全的前提下，将理论知识，运用到设备的操作中，既可以锻炼学生的动手能力，又可以进一步激发学生的满足感和成就感。
2.2进一步加强校企合作，确保学有所用，学以致用
数控技术因其专业特点，对每个学生的动手能力有很高的要求。所以在学习过程中，不能仅仅局限于对仿真软件的操作。学生培养的最终目的是为了适应企业发展的需要，对于没有实地操作，接触设备进行生产的学生来说，无疑使纸上谈兵，这样的培养模式，与生产完全脱钩，不能适应企业的发展需求。为了更加有效的培养数控专业人才，与企业的合作必不可少。合作有三方面的含义。一是要深入企业，了解企业的生产方式，学习企业的生模式，掌握企业的产品，这样才能对学校的教学起到指导作用。沿着即学即用的方式，对学生开展教学；二是，加强与企业的合作，可以与企业建立合作关系，企业定期安排有经验，有能力的生产实践人员，对学生进行技术指导，开展实习课程。让学生有不一样的老师。更好的学习专业知识；三是，为了切实保障学生将所学知识运用到实际生产过程中，可以通过生产实习、工学交替、顶岗实习等学习方式，将学生安排在企业进行实习学习。这样既可以解决企业用工荒的问题，又可以为学校的教学成果提供实习场地，合作共赢，互利互惠。
2.3进一步加强师资队伍的建设，确保师资水平的提升
师资力量，是一个学校教育好坏的重要体现，师资的建设，是学校发展教学，进行教学改革必不可少的一方面。为了提高教师的执教水平，学校可以在校企合作的基础上，增加教师和企业的技术交流。可以通过合作开发项目的方式，加强教师和企业工程技术人员的合作。也可以将教师安排到企业进行提高。在企业中寻找教学方法改进的措施，提升自己的专业技术水平。除此之外，学校可以通过企业补充自己的教师资源库，例如可以将企业的高级工程技师人员聘请到学校进行教学指导，作为学校的兼职教师等，这些都可以进一步提高学校的师资队伍。同时也可以为广大教师提供一个互相学习，共同进步的平台。
2.4进一步革新教学方法，提高课堂教学效率
教学方法直接关系到教师与学生之间知识的传授效率。在新时期的教学过程中，教学方法应该更有利于学生的理解。我们应该在传统的讲授法、任务驱动法等教学方式中寻求突破，开发更加有效的教学方法。“探究性”教学方法和案例引导的教学方法可以为我们的教学工作提供一定的指导。“探究性”教学法是一种研究性的就学方法，学生是绝对的主体，将学习任务安排给学生，学生自己探究课程中的学习内容，通过自己的理解，将课程内容展示出来，教师在这个过程中，查漏补缺。这种教学方法需要学生独立的思考解决问题，为学生提供了一种展示自我的平台。是教学生与学生学的有效统一。案例引导的教学方法，实际上为学生提供了一种。模仿学习的案例。学生通过对已有案例的分析，结合理论知识，将现有的问题进行分析解决。这种教学方法，是让学生在拥有感性认识的前提下，运用自身的理论知识解决问题。既可以激发学生的学习兴趣，又为学生提供了一种分析解决问题的锻炼平台。学校承担着培养专业技术人才的任务，为了适应新时期、新形势下我国经济快速发展的趋势，学校应该进一步深化教学改革，不断优化教学内容，不断提高教学质量。从多层次，多角度，为学生提供一个提升的平台，为社会输送高技术人数控人才。
数控技术是集计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术于一体的产物，它的出现及所带来的高效率、高精度已引起了科技界与工业界的高度重视。由于这是一个新兴的专业，在教学方法与教学理念上还处于探索与研究阶段，笔者经过几年的教学实践，总结出一套适合中等职业学校、切实可行的教学方案。
一、了解数控车床的结构，掌握最基本的操作
教学初，笔者抛弃在课堂上讲绪论的教学常规，先带着学生进车间参观车床，并讲解数控车床的结构以及操作面板上各个按钮的作用，让学生先进行数控车床的最基本操作，如上电、下电、机械回零、启动主轴、对刀等操作，要求学生必须熟练掌握。
以GSK980TD系列的数控车床为例，由于有极变速的车床，因此要对学生强调启动主轴前必须先选择档位，还有机械回零，学生往往出现超程的误操作。再就是对刀，这是一个数控车床的重点操作，它关系着零件的精度要求，必须强化训练。为了解决车床少、学生多的困难，同时避免损坏车床，笔者让学生在电脑模拟仿真软件上模拟操作，熟练了再进行车床实际操作，要求学生在最短的时间内掌握数控车床常用的最基本的操作。
二、强化编程技巧，完成零件形状的加工
1、掌握编程方法
在这个模块中要求学生熟记常用的编程指令并能灵活运用，如快速定位G00、直线插补G01、圆弧插补G02和G03、轴向粗车循环G71、封闭切削循环G73、精加工循环G70、螺纹切削指令G32和G92等。笔者补充讲解G02和G03的判定；G71和G73应用上的区别；切槽、切断的加工；倒角，倒圆的加工等。总之，把实际生产中常用的编程指令让学生熟练掌握。
2、确定加工工艺
加工过程中很重要的一个环节就是要确定加工工艺，它是提高数控车床加工效率的一个重要因素，同时能保证加工精度和表面粗糙度要求，减少刀具空行程时间。例如，有的零件一次装夹只用一个程序就能完成，而有的零件则要调头装夹，需要两个或两个以上的程序完成。因此，在加工前，笔者要求学生应根据不同的零件，制定最佳的编程方案和加工路线。
3、选择刀具和切削用量
根据工件加工表面以及用途的不同，车刀分为外圆车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹车刀等，笔者就此训练学生依据实际加工中对零件形状和精度的要求，选择合适的刀具。比如，切断刀它可以切槽、切断，工件根据不同用途其退刀槽有宽有窄，因此在实际加工时就要先把切断刀磨成所需要的宽度。在切削用量的选择上，笔者要求学生根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料选择合适的切削用量，同时让学生理解并掌握了G98（每分进给）和G99（每转进给）的区别和应用。经过分类学习，学生从编程到实际加工逐渐思路清晰，再结合在之前所掌握的数控车床的基本操作就可以开始零件的实际加工了。
三、细致分析，查缺补漏，提高零件精度要求
如果说编程完成零件形状的加工的是数控车削的核心和关键，那么保证零件的精度则是数控加工的最终目的。因此学生在对零件形状的加工掌握后，下一步的任务就是怎样提高零件的精度。
1、刀尖圆弧半径补偿
零件加工程序一般是以刀具的某一点（理想刀尖）按零件图纸进行编制的，但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是理想点，而是一段圆弧，切削加工时，实际切削点与理想状态下的切削点之间的位置有偏差，会造成过切或少切，影响零件的精度，因此在加工中进行刀尖圆弧半径补偿以提高零件精度。
2、对刀对刀也是关系零件精度的一个重要因素，笔者指导学生釆用的是试切对刀，因为此对刀方法既简单又好理解，但也存在着弊端，就是当需要多把刀加工零件时，在对第二把刀、第三把刀和第四把刀时，都要试切端面，那么坐标原点就要改变。如果刀具偏置仍然输入Z0的话，加工的零件长度上就有误差，因此，笔者要求学生在对其他几把刀时，不要再切端面，只需贴紧就行。
3、其他因素
例如在这之前提到的数控车床加工工艺的选择、刀具和切削用量的选择，还有工件的装夹、车床的振动、刀具的磨损等。学生在实际加工中把这些因素都考虑进去，这样在提高零件表面质量和精度方面又前进了一步。
综上所述，在这个阶段中，笔者辅导学生在数控车床加工中从零件形状到质量进行了一个跨越，经过这个阶段的训练，学生已经能熟练地加工出合格的工件。把数控车床教学分阶段、分模块地实施后，笔者经过调研和考查发现效果不错。大部分学生熟练掌握数控车床的编程、加工和维护，并能处理车床的一些简单常见的故障，提高了自己分析问题、解决问题的能力。
一、 高速加工的技术优势
高速加工在切削原理上是对传统切削认识的突破。据资料介绍，在国外的高速加工试验中已经证实，当切削速度超过一定值(V=600m/min)后，切削速度再增高，切削温度反而降低，在切削过程中产生的热量进入切削并从工件处被带走。试验条件下的测试证明了在大多数应用情况下，切削时工件温度的上升不会超过3℃。相应地，在已给定的金属切除率下，当切削速度超过某一数值之后，实际切削力会近似保持不变。
经过理想的高速加工后，切屑变形及其收缩加工的实现与应用对航空制造业有着重要的意义。高速加工自身必须是一个各相关要素相互协调的系统，是多项先进技术的综合应用，为此机床厂商应进行大力的开发研制，推出与高速加工相关的新技术设备。
二、 数控高速加工的发展现状
实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具（工具）、数控机床（设备），在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。在我国航天、航空、汽轮机、模具等行业，程度不同地应用了高速加工技术，其间的差距在于国家对该行业投入资金、引进政策等支持的多少，以及企业家们对高速加工系统技术认识的深浅。相对于汽车制造业而言，这类机械制造行业基本上是属于工艺离散型制造业。其高速加工技术主要表征在对高速数控机床与刀具技术的应用上。目前国内已引进的加工中心、数控镗、铣床主轴转速一般≤8 000r/min（极少有12 000r/min），快进速度≤40m/min。对铸铝、锻铝合金体、高强度铸铁和结构钢件，多采用超细硬质合金、涂层硬质合金刀具材料和标准结构的各类刀具加工。超硬刀具材料及专用结构刀具应用还较少，加之机床主轴转速偏低，一般不能进入高速切削领域。以铣削加工为例，这些行业加工铝合金工件:切削速度1 000m/min，进给速度15m/min，每齿进刀量0.35mm。车削:切削速度700m/min。铣削铸铁、结构钢（含不锈钢）工件:切削速度500m/min，进给速度10m/min，每齿进刀量0.3mm。上述行业中，数控设备利用率仅为25%左右。预计“十五”期间，上述行业将会在应用高速加工技术方面发生跳跃式的进步与发展。
三、 数控高速加工机床的关键技术
高速机床是实现高速切削加工的前提和关键。具有高精度的高转速主轴，具有控制精度高的高轴向进给速度和进给加速度的轴向进给系统，又是高速机床的关键所在。分述如下:
1、 高速主轴
高速主轴是高速切削最关键零件之一。目前主轴转速在10 000~20 000 r/ min的加工中心越来越普及，转速高达100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的实用高速主轴也正在研制开发中。高速主轴转速极高，主轴零件在离心力作用下产生振动和变形，高速运转摩擦和大功率内装电机产生的热会引起高温和变形，所以必须严格控制。为此对高速主轴提出如下性能要求:
（1）高转速和高转速范围；
（2）足够的刚性和较高的回转精度；
（3）良好的热稳定性；
（4）大功率；
（5）先进的润滑和冷却系统；
（6）可靠的主轴监测系统。
2、 快速进给系统
高速切削时，为了保持刀具每齿进给量基本不变，随着主轴转速的提高，进给速度也必须大幅度地提高。目前高速切削进给速度已高达50m/min~120m/min，要实现并准确控制这样的进给速度对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。而且，由于机床上直线运动行程一般较短，高速加工机床必须实现较高的进给加减速才有意义。为了适应进给运动高速化的要求，在高速加工机床上主要采用如下措施:
（1）采用新型直线滚动导轨，直线滚动导轨中球轴承与钢导轨之间接触面积很小，其摩擦系数仅为槽式导轨的1/ 20左右，而且使用直线滚动导轨后，“爬行”现象可大大减少；
（2）高速进给机构采用小螺距大尺寸高质量滚珠丝杠或粗螺距多头滚珠丝杠，其目的是在不降低精度的前提下获得较高的进给速度和进给加减速度；(3)高速进给伺服系统已发展为数字化、智能化和软件化，高速切削机床己开始采用全数字交流伺服电机和控制技术；
（4）为了尽量减少工作台重量但又不损失刚度，高速进给机构通常采用碳纤维增强复合材料；
（5）为提高进给速度，更先进、更高速的直线电机己经发展起来。直线电机消除了机械传动系统的间隙、弹性变形等问题，减少了传动摩擦力，几乎没有反向间隙。直线电机具有高加、减速特性，加速度可达2g，为传统驱动装置的10~20倍，进给速度为传统的4~5倍，采用直线电机驱动，具有单位面积推力大、易产生高速运动、机械结构不需要维护等明显优点。
3、 高速切削刀具技术
（1）刀具材料。高速切削加工要求刀具材料与被加工材料的化学亲合力要小，并具有优异的机械性能和热稳定性，抗冲击、耐磨损。目前在高速切削中常用的刀具材料有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石等。
（2）高速切削刀具结构。高转速引起的离心力在高速切削中会使抗弯强度和断裂韧性都较低的刀片发生断裂，除损伤工件外，对操作者和机床会带来危险。因此，高速切削刀具除了满足静平衡外还必须满足动平衡要求。动平衡一般对小直径刀具要求不严，对大直径刀具或盘类刀具要求严格。外伸较长的刀具，必须进行动平衡。另外需要对刀具、夹头、主轴等每个元件单独进行平衡，还要对刀具与夹头组合体进行平衡。最后，将刀具连同主轴一起进行平衡。但目前还没有统一的平衡标准，对ISO1940-1标准中的平衡质量G值为平衡标准也有不同的看法，有的企业以G1为标准（所谓G1，即刀具在10 000r/min回转时，回转轴与刀具中心轴线之间只允许相差1Lm），有的以G215为标准。
（3）高速切削刀具几何参数。高速切削刀具刀刃的形状正向着高刚性、复合化、多刃化和表面超精加工方向发展。刀具几何参数对加工质量、刀具耐用度有很大的影响，一般高速切削刀具的前角平均比传统加工刀具小10b，后角约大5b~8b。为防止刀尖处的热磨损，主、副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖，以增大刀尖角，加大刀尖附近刃区切削刃的长度，提高刀具刚性和减少刀刃破损的概率。
（4）高速切削刀柄系统。加工中心主轴与刀具的连接大多采用7B24锥度的单面夹紧刀柄系统，ISO、CAT、DIN、BT等都属此类。用在高速切削加工时，这类系统出现了许多问题，主要表现为:刚性不足、ATC（自动换刀）的重复精度不稳定、受离心力作用的影响较大、刀柄锥度大，不利于快速换刀及机床的小型化。针对这些问题，为提高刀具与机床主轴的连接刚性和装夹精度，适应高速切削加工技术发展的需要，相继开发了刀柄与主轴内孔锥面和端面同时贴紧的两面定位的刀柄。两面定位刀柄主要有两大类:一类是对现有7B24锥度刀柄进行的改进性设计，如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系统；另一类是采用新思路设计的1B10中空短锥刀柄系统，有德国开发的HSK、美国开发的KM及日本开发的NC5等几种形式。
4、 高速切削工艺
高速切削具有加工效率高、加工精度高、单件加工成本低等优点。高速加工和传统加工工艺有所不同，传统加工认为，高效率来自低转速、大切深、缓进给、单行程，而在高速加工中，高转速、中切深、快进给、多行程则更为有利。高速切削作为一种新的切削方式，目前尚没有完整的加工参数表可供选择，也没有较多的加工实例可供参考，还没有建立起实用化的高速切削数据库，在高速加工的工艺参数优化方面，也还需要做大量的工作。高速切削NC编程需要对标准的操作规程加以修改。零件程序要求精确并必须保证切削负荷稳定。多数CNC软件中的自动编程都还不能满足高速切削加工的要求，需要由人工编程加以补充。应该采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线。目前， Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM软件，都已添加了适合于高速切削的编程模块。
5、 高速机床的床身、立柱和工作台
通过计算机辅助工程的方法，特别是用有限元进行优化设计，能获得减轻重量、提高刚度的床身和工作台。
四、 结语
高速加工技术是现代先进制造技术之一，其产生是市场经济全球化和各种先进技术发展的综合结果。在此背景下，高速加工技术应运而生，逐步发展成为综合性系统工程技术，并得到越来越广泛的应用。高速加工的巨大吸引力在于实现高速加工的同时，保证了高速加工精度。航空航天、汽车及模具制造业对高速加工的认同与强烈要求，推动着高速加工技术在国际上的发展。
1、实践性教学模式
在十余年的数控技术教学实践中，作者以从知识到能力的转化为契机，在传授数控理论知识的同时，更加注重学生实践能力的培养，逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。
1.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程，特别是一些相关的程序、概念，比较抽象，学生不容易理解，听起来比较枯燥，学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系，开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为，运用现代教学理论，积极探索实践性教学模式，切实提高应用性学科教学质量，是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
1.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事学习、活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法，获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
1.3实践性教学三法
授课过程中，除了讲解、提问和答疑等常用的方法外，笔者结合《数控技术》课程本身的特点，探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
1.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例，提高学生临场解决实际问题的能力，引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题，用综合的观点来审视教育现象，案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示，学生不仅接触到各种社会现象，而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会，在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中，案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件，通过示例，介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程，加工螺纹为M60×2，工件尺寸见图，其中括弧内尺寸根据标准得到。%2451
N1T0101（换一号刀，确定其坐标系）
N2G00X100Z100（到程序起点或换刀点位置）
N3M03S400（主轴以400r/min正转）
N4G00X90Z4（到简单循环起点位置）
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80（加工锥螺纹外表面）
N6G00X100Z100M05（到程序起点或换刀点位置）
N7T0202（换二号刀，确定其坐标系）
N8M03S300（主轴以300r/min正转）
N9G00X90Z4（到螺纹循环起点位置）
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100（返回程序起点位置或换刀点位置）
N12M05（主轴停）
N13M30（主程序结束并复位）
2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质，首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程，而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性，让他们参与到你的整个教学中去，激发他们的学习兴趣，才能提高教学质量。其次，教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中，老师作为一种知识资源出现在学生面前，应成为学生学习的合作者、促进者，而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多，相辅相成，完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段，可以把学生分为几个学习小组，共同完成。实践的结果表明，在互相讨论又各有其责的学习氛围中，对知识的提高与巩固有很大的帮助，同时也培养了他们的团队合作精神。
例如，在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前，通过学生讨论，预测出其不同的用法，在这个预测和探讨的过程中，学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来，学生易于接受，学习的积极性也高。
方法一：用绝对坐标编程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二：用增量坐标编程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点，要求我们必须做到理论与实践相结合，加大现场式教学力度，突出技术的应用性，并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学，应尽可能地让学生多摸、多动机床，尤其是手动(JOG、ING)工作方式，对于缺乏实际经验的学生来说，其效果是显而易见的，而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点，在了解数控手工编程指令的基础上，可由教师指导学生装夹工作，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，边运靠边讲解，可收到事半功倍的效果。
3、应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先，学生应转变被动的学习观念，树立自主学习的理念，增强主体意识和自我建构意识，主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次，要加强合作意识和能力的培养，学生之间应建立良好的学习合作关系，沟通交流，共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备科学研究和创新的基本能力，而且教师必须站在知识的前沿，用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度，组织好研究性课程。
3.3网络教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的，因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态，以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台，并创建各种虚拟的研究环境，为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大，并且操作过程具有较大的危险性，通过引入数控仿真教学，使学生在机房能够模拟数控机床加工工件，并且基本上与实践加工现场相似，这既能节约数控实践教学的成本，又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程：运用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模，并自动生成刀具轨迹和NC代码（或者根据图纸手工编程）后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工，以验证程序是否正确，同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用；此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵，又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4、结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学，并主持相关科研活动。多年来，通过实践总结，摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式，教师应根据课堂教学的学习内容，创设教学情境，提供必要的学习材料，让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中，让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年，作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖，《数控技术》课被评为新疆大学精品课程，并于2006年申报自治区精品课程，这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
1 数控机床机械部分的简要分析
数控机床的本题部分几乎与传统机床相同，都是由主轴传动装置、进给传动装置、工作台、液压气动系统、辅助运动系统、润滑系统、冷却系统和床身八个大部分组合而成。其中数控机床的机械部分包括以下几个：
（1）主传动系统：这一部分主要包括：动力源、传动件和主轴（主运动执行件），这一环节的作用主要是把驱动部分的动力传输给执行件，这样来实现主切削运动的进行。
（2）基础支承件：这一部分包括：床身、导轨、工作台、滑座和立柱。这些部分组成了机床整体的框架和支承机床的主要零件，是确保机床在工作时始终在限定位置内的装置。
（3）进给传动系统：这一部分主要包括：动力源、工作台、刀架和传动件。主要作用是将运动和动力传递到执行件，完成进给切削。
（4）辅助装置：辅助装置为浮球液位计提供支持作用，辅助其正常工作。
2 数控机床机械维护和检修之间的相互联系
通过多年的数控机床维护检修经验总结出，数控机床出现故障大部分情况下与数控机床维护工作不到位具有很大关系。因此，对使用数控机床的企业应当将工作用到平时，认真做好日常的数控机床维护工作，这样既可以保证企业的正常运行，同时也可以节省用于数控机床维修工作的开支。数控机床维护与检修的基本操作：第一，预防性维护。执行预防性维护工作时，应当严格按照使用说明书中规定的内容，对数控机床的各个部分进行必要的润滑、补充、校正和牢固处理。第二，预防性检修。预防性检修是指在已经对数控机床自身设备使用周期和故障周期有初步了解的情况下，对经常发生故障的部分进行重点检查。或者是通过机床运行过程中出现的不正常现象对其进行预防性检查工作。第三，故障检修。故障检修工作是在故障已经发生，数控机床已经不可以正常运行的情况下，有专业人员对其进行检修工作。
3 维护与检修
3.1 数控机床维护操作的常用方法
第一，主传动链的维护，制定一定维护方案，按时对主轴驱动带的松紧程度进行调整，避免出现由于链带打滑而出现的掉转情况；对起润滑作用的恒温油箱进行检查，主要包括调节温度的范围，油量的检查，适时对过滤器进行清洗；主轴内存在被夹紧的刀具，刀具在长时间使用之后通常会出现松动和间隙，影响刀具正常作用的发挥，应当及时对其进行调整。
第二，刀库及换刀机械手的维护，禁止将超出正常使用刀具型号的刀具放入刀库内，这样来避免发生机械手换刀时由于碰撞而掉落的情况；经常性的对刀库的回零位置进行检查，若存在一定误差时及时调整；开机时应注意，首先使刀库和机械手空运行，这时来检查各个部分运行情况是否正常，尤其是行程开关和电磁阀的部分重点进行检查；检查刀具的牢固程度，出现问题及时调整。
第三，车床精度维护，按时对车床的水平位置进行检查，同时注意机械精度是否存在误差，出现问题时，及时对其校正。校正方法分为两种，分别是软方法和硬方法。软方法主要是改变系统参数补偿，包括各坐标定位精度和和间隙补偿等；硬方法是在车床进行大范围修整时进行的，例如导轨的修刮等。
3.2 数控机床检修操作的常用方法
由于数控机床的机械部分基本与传统机床没有太大差异，因此可以将传统机床的维修方法来借鉴处理。值得注意的是由于数控机床大部分采用电气控制完成，其结构较为简单，因此故障率相对较低。
第一，进给传动链故障，多数数控机床的传动链使用的是滚动摩擦副连接，因此，这方面故障主要表现在运动品质的下降。一般指反向间隙相对扩大，定位精度未满足要求，出现机械爬行等情况。这些部分的故障通常是通过改变运动副的松动环、预紧力和补偿环达到调节的目的。
第二，ATC刀具交换装置故障，这一故障发生的主要表现为刀库运动故障，定位误差过大，机械手不稳定，机械手动作规范度下降。上述故障都是使换刀动作被迫停止，整体设备由于ATC刀具未正常运行而关闭。
第三，位置检查故障处理，在数控机床上配置了多个起限制作用的行程开关，在设备运行一定时间之后，部件出现一定变化，行程开关的可靠性和自身的质量都会下降，从而影响整体设备的运动，这时必须对其进行全面的检查维修和调试。
第四，配套附件的可靠性不足，数控机床具有多个配套设备，包括冷却部分、排屑部分、防护部分、主轴冷却恒温箱、气动泵和液压油箱等。这些辅助设备出现问题时都会对设备正常运行造成影响，强制关闭机床。因此在对机床本身进行检修同样也要对这些部分进行检查，必须在保证这些部分正常工作的前提下，其报警系统才会关闭。
4 结束语
在实际数控机床维修过程中，故障类型复杂多样，而且不仅机械部分需要仔细检查，电路环节也要在考虑范围之内，因此在对数控机床进行检修时，必须综合对其进行检测，逐步排除正常部分，然后找到故障点进行维修更换。同时，在数控机床的使用时，应重视日常维护的重要性。
补偿（偏置）的概念在我们生活中应用很多，例如，汽车驾驶员在驾驶汽车绕过一块石头的时候，他要让汽车*石头的一边绕过石头，而且他要考虑到汽车是有一定宽度的，所以让汽车中心线远离石头至少半个车宽的距离。在20世纪60～70年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念出现以后很大地提高了编程的工作效率。
在数控加工中有3种补偿：
1、刀具长度的补偿；
2、刀具半径补偿；
3、夹具补偿。
这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。
一、刀具长度补偿：
1．刀具长度的概念刀具长度是一个很重要的概念。我们在对一个零件编程的时候，首先要指定零件的编程中心，然后才能建立工件编程坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。长度补偿只是和Z坐标有关，它不象X、Y平面内的编程零点，因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变，对于Z坐标的零点就不一样了。每一把刀的长度都是不同的，例如，我们要钻一个深为50mm的孔，然后攻丝深为45mm，分别用一把长为250mm的钻头和一把长为350mm的丝锥。先用钻头钻孔深50mm，此时机床已经设定工件零点，当换上丝锥攻丝时，如果两把刀都从设定零点开始加工，丝锥因为比钻头长而攻丝过长，损坏刀具和工件。此时如果设定刀具补偿，把丝锥和钻头的长度进行补偿，此时机床零点设定之后，即使丝锥和钻头长度不同，因补偿的存在，在调用丝锥工作时，零点Z坐标已经自动向Z+（或Z）补偿了丝锥的长度，保证了加工零点的正确。
2、刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，同时我们给出一个Z坐标值，这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。另外一个指令G49是取消G43（G44）指令的，其实我们不必使用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，利用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。
3、刀具长度补偿的两种方式：
（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：
首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。这样一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀长偏置。在这种情况下，可以按照一定的刀具编号规则，给每一把刀具作档案，用一个小标牌写上每把刀具的相关参数，包括刀具的长度、半径等资料，事实上许多大型的机械加工型企业对数控加工设备的刀具管理都采用这种办法。这对于那些专门设有刀具管理部门的公司来说，就用不着和操作工面对面地告诉刀具的参数了，同时即使因刀库容量原因把刀具取下来等下次重新装上时，只需根据标牌上的刀长数值作为刀具长度补偿而不需再进行测量。
其次，使用刀具长度作为刀长补偿，可以让机床一边进行加工运行，一边在对刀仪上进行其他刀具的长度测量，而不必因为在机床上对刀而占用机床运行时间，这样可以充分发挥加工中心的效率。这样主轴移动到编程Z坐标点时，就是主轴坐标加上（或减去）刀具长度补偿后的Z坐标数值。
（2）利用刀尖在Z方向上与编程零点的距离值（有正负之分）作为补偿值。这种方法适用于机床只有一个人操作而没有足够的时间来利用对刀仪测量刀具的长度时使用。这样做当用一把刀加工另外的工件时就要重新进行刀长补偿的设置。使用这种方法进行刀长补偿时，补偿值就是主轴从机床Z坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离，因此此补偿值总是负值而且很大。
二、刀具半径补偿：
1、刀具半径补偿的概念正像使用了刀具长度补偿在编程时基本上不用考虑刀具的长度一样，因为有了刀具半径补偿，我们在编程时可以不要考虑太多刀具的直径大小了。刀长补偿对所有的刀具都适用，而刀具半径补偿则一般只用于铣刀类刀具。当铣刀加工工件的外或内轮廓时，就用得上刀具半径补偿，当用端面铣刀加工工件的端面时则只需刀具长度补偿。因为刀具半径补偿是一个比较难以理解和使用的一个指令，所以在编程中很多人不愿使用它。但是我们一旦理解和掌握了它，使用起来对我们的编程和加工将带来很大的方便。当编程者准备编一个用铣刀加工一个工件的外形的程序时，首先要根据工件的外形尺寸和刀具的半径进行细致的计算坐标值来明确刀具中心所走的路线。此时所用的刀具半径只是这把铣刀的半径值，当辛辛苦苦编完程序后发现这把铣刀不太适合要换用其他直径的刀具，编程员就要不辞辛劳地重新计算刀具中心所走的路线的坐标值。这对于一个简单的工件问题不太大，对于外形复杂的模具来说重新计算简直是太困难了。一个工件的外形加工分粗加工和精加工，这样粗加工程序编好后也就是完成了粗加工。因为经过粗加工，工件外形尺寸发生了变化，接下来又要计算精加工的刀具中心坐标值，工作量就更大了。此时，如果用了刀具半径补偿，这些麻烦都迎刃而解了。我们可以忽略刀具半径，而根据工件尺寸进行编程，然后把刀具半径作为半径补偿放在半径补偿寄存器里。临时更换铣刀也好、进行粗精加工也好，我们只需更改刀具半径补偿值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，对程序基本不用作一点修改。
2、刀具半径补偿的使用刀具半径补偿的使用是通过指令G41、G42来执行的。补偿有两个方向，即沿刀具切削进给方向垂直方向的左面和右面进行补偿，符合左右手定则；G41是左补偿，符合左手定则；G42是右补偿，符合右手定则，如图3所示。图3刀具
半径补偿使用的左右手定则在使用G41、G42进行半径补偿时，应特别注意使补偿有效的刀具移动方向与坐标。刀具半径补偿的起刀位置很重要，如果使用不当刀具所加工的路径容易出错，如图4所示。图4刀具半径补偿的起刀位置如果使G42补偿有效的过程为刀具从位置1到2，则铣刀将切出一个斜面如图4中所示的A－B斜面。正确的走刀应该是在刀具没有切削工件之前让半径补偿有效，然后进行正常的切削。如图4所示，先让铣刀在从位置1移动到位置3的过程中使补偿有效，然后从位置3切削到位置2继续以下的切削，则不会出现A－B斜面。因此，在使用G41、G42进行半径补偿时应采取以下步骤：☆设置刀具半径补偿值；☆让刀具移动来使补偿有效（此时不能切削工件）；☆正确地取消半径补偿（此时也不能切削工件）。记住，在切削完成而刀具补偿结束时，一定要用G40使补偿无效。G40的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题，一定要等刀具完全切削完毕并安全地推出工件以后才能执行G40命令来取消补偿。
三、夹具偏置补偿
正像刀具长度补偿和半径补偿一样让编程者可以不用考虑刀具的长短和大小，夹具偏置可以让编程者不考虑工件夹具的位置而使用夹具偏置。当一台加工中心在加工小的工件时，工装上一次可以装夹几个工件，编程者不用考虑每一个工件在编程时的坐标零点，而只需按照各自的编程零点进行编程，然后使用夹具偏置来移动机床在每一个工件上的编程零点。夹具偏置是使用夹具偏置指令G54～G59来执行的。还有一种方法就是使用G92指令设定坐标系。当一个工件加工完成之后，加工下一个工件时使用G92来重新设定新的工件坐标系。上面是在数控加工中常用的三种补偿，它给我们的编程和加工带来很大的方便，能大大地提高工作效率。
数控技术的进步与发展，在很大程度上提升了计算机的智能集成能力，智能科技的集成成为了数控技术的核心和关键点。随着计算机数控技术的不断进步，计算机数控的相关标准也在不断地更新。
数控关键技术的运用能够提升数控机床的生产效率，实现数控机床的自动化、智能化作业，从而优化生产工艺，不断提升生产质量。
在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用能够有效地提升零部件生产的效率和质量，提升零部件生产工艺的水准。随着计算机技术的不断进步，传统的数控机床技术已经难以适应生产的需要，智能集成计算机数控关键技术成为发展的趋势，并逐步运用在实际的数控机床的零部件加工和生产中。
1 新型数控关键技术中的智能要素
在新型数控系统中，现有的数控关键技术突破了传统的数控技术的弊端和不足之处，增加了很多智能化的要素，进一步提升了数控机床的生产效率，优化了数控机床的生产工艺。例如特征技术，图形用户接口以及高级的语言概念和数据库结构都应该包含于此。
1.1 任务规划的智能化
任务智能化是指数控机床将接受的任务，变为数控机床随环境的变化而不断调整的目标任务。这样一来在数控机床加工零部件时，可以根据自身的相关性能而随时做出改变，以有效地提升零部件的生产工艺，减少不合格率，综合提升其生产性能。
1.2 自适应的人机界面
在数控机床中，利用智能集成化的数控关键技术能够极大地提升其自动性和自主性，从而优化其管理模式及生产模式，提升数控机床的运作效率，提升数控机床的运作水平，不断提升其运作能力。
特别是在智能化的主导因素下，利用数控关键技术能够提升机床作业的人机互动性，便于数控机床可以自动化识别不同的人员，根据不同人员的使用习惯及方法来进行一定的自我适应，提升数控机床运作的整体实力和水平。
1.3 加工环节的智能控制
提升了数控机床的智能化运转，最明显的体现在于，在数控机床的运转过程中，利用智能化的因素能够有效地提升数控机床加工环节中的质量和效率。在数控机床中，加工环节是非常关键的，也是非常核心的区域，提升加工环节的质量，能够有效地提升数控机床的运转效率，提升加工环节的质量，能够实现最大程度的再生产能力。
在加工环节中，智能化数控关键技术，能够使得数控机床的加工自动化和智能化。数控机床可以自主地识别程序交代的任务，然后根据目标进行深加工，在保障加工质量的前提下，智能化数控关键技术还植入了一定的自检程序，及时检测出数控机床生产中的不符合质量或不达标准的零部件。
此外，在数控机床的加工环节，智能化数控关键技术还可以对所生产的零部件进行一定的检测与分析，以此来获取这些零部件中存在的影响质量的因素，及时采用关键的措施来纠正这些不良因素。
1.4 故障自动诊断功能
提升数控机床的故障检测能力，能够不断优化数控机床的故障检测水平，以此来提升数控机床的运作效率和运作质量。当数控机床在运转的过程中，智能集成化数控关键技术能够及时找出故障的原因，及时分析出故障发生的具体位置，根据数控机床中的故障及相关特征来查明其主要诱发原因，并根据不同的原因采取针对性的措施，以此来提升数控机床的整体运作能力。
在数控机床中，通过智能集成化系统自动检测出来的故障，数控关键技术会根据故障的特点和原因，自动或指导排除故障。
2 智能集成数控特点与关键技术
在数控机床中，智能集成数控关键技术能够极大地提升数控机床的运作能力，能够极大地提升数控机床的生产效率，确保数控机床的生产质量，保障数控机床的整体运作水平，从而提升数控机床生产零部件的质量，减少零部件的不合格率。在数控机床中，智能集成数控关键技术无论是在技术标准还是在集成智能等方面都采用了新的方法，其技术标准越来越高，智能集成水平也在不断提升中，与传统方法相比，智能集成数控关键技术消除了传统方法的后置处理器。
2.1智能识别产品的特征并进行生产
在数控机床的生产过程中，根据零部件的特征来进行自动化的生产与制造。一般而言，在数控机床中，零部件的生产模型是固定的，是通过技术考核，是符合质量标准的。智能集成数控关键技术能够使得零部件在生产作业的过程中，自动化地根据模型的特点和特征来进行零部件的生产，自动剔除零部件材料中不符合形状和特点的多余材料，从而提升数控机床的生产效率，从而不断改良数控机床的生产工艺。
在数控机床中，智能识别零部件的生产工艺后，为了提升零部件的批量生产能力，还需要对零部件的设计模型或者零部件的初始模型通过相关的技术标准，通过智能识别零部件的一些特征，如孔洞、卡槽等来生成符合STEP的标准文件，以此来作为初始文件进行批量的零部件生产，以此来综合性地提升生产效率。此外，这种标准化的文件也是数控机床后续加工工艺的初始点和设计参考标准。
此外，在数控机床中，智能集成数控关键技术能够极大地优化生产工艺，不断提升生产标准的科学性，智能识别数控机床零部件的特征，特别是一些精细的特征，在复制信息的基础上，对零部件的相关特征进行复制和临摹，并依据智能集成所遵循的标准来形成一定的标准文件，作为后续工艺流程设计的基础。
2.2 CAD和CAM的智能集成接口
优化CAD和CAM的集成接口，提升接口的效率和质量，从而依据一定的标准来优化接口的质量，确保数控机床的智能化集成。在数控机床中，通过对加工零部件的信息复制，从而生成了一定标准的加工零部件标准文件。这个标准文件的形成可以在很大程度上优化了两个接口的连接质量，通过连接来实现智能化集成计算机的智能化集成水平。
在数控机床的智能化集成中，加工环节是核心部位，加工环节是关键程序，通过对加工环节零部件的科学生产，特别是对待加工零部件的精准复制相关信息，来制定科学标准的零部件生产文件，这些生产文件是数控机床生产的前提，也是数控机床生产加工的依据。通过这种标准文件可以在很大程度上优化CAD/CAM接口的质量，从而将二者有效的连接在一起。在数控机床中，两者连接的质量直接影响着数控机床数控关键技术的集成质量。
2.3 新的解释器的集成
在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用很难在第一时间，全面覆盖到数控机床的整体系统中。因此，在这个中间往往需要一定的过渡环节，从而优化新老标准之间的连接，提升智能集成的数控关键技术水准。
因此在其解释器的集成过程中，必须要兼顾新旧不同的标准文件，既要对STEP AP238文件进行科学的解释，并依据解释结果构建一定的模型，同时也应该对传统的标准文件进行科学的解释。这种兼顾性的集成方法，在一定程度上优化了数控关键技术的智能集成水平，使智能集成达到了一定的水准，避免出现不符合质量标准或者不符合相关工艺的问题。
还能够扩展智能集成的方法，提升智能集成的整体效率。这种兼具新旧不同标准的智能集成方法除了对新的标准文件进行一定的解释外，还可以依据解释而对新的标准文件进行一定的修改，从而确保标准文件符合智能集成的需要。
此外，由于这种标准文件的信息量非常大，不仅具有一定的基础信息，同时还具备其他的零部件的相关信息。正因为标准文件的信息量较大，要求数控关键技术的智能集成必须具备一定的开放性和高标准性。
2.4 全过程闭环控制系统
在数控机床中，智能化数控关键技术在实际的作业过程中，它的整体系统必须是完整的，必须是紧密连接的，只有这样才能综合性地发挥智能集成的整体作用。在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用，其作用力最大程度的发挥必须依据一定的闭环系统，通过闭环结构来实现不同功能的无缝对接，通过完整的系统结构来实现智能集成的整体功用。
3 结语
在数控机床中，智能集成的数控关键技术的运用能够极大地提升数控机床的生产工艺，能够有效地提升数控机床的生产效率，确保数控机床的生产质量。数控关键技术的主要智能因素包括明确任务，对任务进行科学细分，还包括可以根据不同使用者的特征进行不同的接口设计，同时还包括故障诊断与分析等。
在数控机床中，智能化数控关键技术主要体现在智能识别产品特征，复制零部件的信息，产生标准文件，作为数控机床生产的主要标准，同时还包括不同接口的智能集成及过渡环节的解释器集成等。
