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【摘要】数控系统综合实践是机械制造及自动化专业重要的实践环节，与课程配套的实验室建设为实施课程教学提供了必要的支撑平台。本次实验室建设从实践教学内容、实践教学软硬件建设、教学方法研究、师资队伍建设等方面进行全方位的改革与探索，为复合型、应用型高层次数控人才的培养和教师从事科研提供了良好的平台和契机。近两年的实践证明，学生的实践能力和创新能力等综合技能以及就业竞争力得到显著的提升。
【关键词】数控系统 实验室建设 应用型人才 数控维修仿真
【Abstract】CNC system comprehensive practice are important practical aspects of Mechanical Manufacture and Automation major， and the laboratory construction to support the curriculum provides the necessary support platform for the implementation of the teaching. Reform and exploration are proceeded in a full range， from the content of practice teaching， teaching software and hardware development， teaching methods， construction of teaching staff， a good platform and opportunity are provided for the cultivating of compound， applied high？鄄level CNC talents and for teachers engaging in scientific research. Practice has proved that in the past two years， the students’ competitiveness of practical ability， creative ability skills， employability are significantly improved.
【Keywords】CNC system； laboratory construction； applied talents； CNC maintenance simulation
【基金项目】本文得到上海市教委高水平特色项目“数控设备故障诊断及高端技术维护应用型人才培养基地建设”的资助。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0215-02
1.实验室建设的背景
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的关键技术，而运用数控技术的数控机床是制造业的重要战略装备，是体现国家综合国力及水平的重要标志。
国内大多数企业都先后引进、购置了大量的数控设备，这些企业需要既精通数控加工工艺、数控编程，又能熟练操作数控机床，同时对数控机床关键功能部件、伺服驱动系统、数控系统的维护、维修有一定基础的复合型的高层次数控人才。而目前此类人才相当紧缺，培养数控技术的应用型人才已成为当务之急。
数控综合实训、专业综合实践等课程分别是我校机械制造及自动化专业数控和机制方向的重要实践环节，由于我校数控实训中心实验设备所限，目前这些实践环节的课程很多实验项目仅侧重于数控编程及加工操作，而对于数控原理、伺服驱动及电机调速的原理、PLC编程、主要功能部件的结构及工作原理方面的实验项目欠缺，这样培养出来的学生只能从事简单的编程与操作，技能单一，对数控设备的调试及日常的维护乃至故障诊断根本无从谈起，学生缺乏参与实验的主动性。以上种种问题已极大地制约着我校应用型、复合型数控技术人才的培养。
2.实验室建设的内容
数控系统综合实践实验室建设的定位：明确一条主线——面向生产的数控技术应用型高级人才培养，强化三种培养——数控基本技能培养、数控综合应用能力培养和数控创新能力培养，这是基于“能力与创新培养的教育”。
实验室建设基于以下原则进行：
（1）应用性原则
坚持应用性人才培养目标的定位，实践教学以应用为目的，以掌握基本概念、强化应用为教学重点，加强数控实践能力、创新能力和工程素质的培养。
（2）岗位群需求的原则
通过对数控技术的岗位群需求分析，在实验内容上需包括：数控机床基本结构认识（工艺员及工装技术员）-数控编程（编程员）-数控原理综合实验（技术开发人员）-数控机床故障诊断与维护（技术维修员）等。
（3）先进性原则
数控技术日新月异，实验室设备要能跟踪先进技术发展的趋势，实验内容也应随着数控技术的发展而不断更新。
在实验室建设的基础上，进行课程建设，构建融合“数控原理-数控加工工艺-数控编程-机床结构-数控机床故障诊断与维修”于一体的“数控综合实验”实践教学体系，吸收数控领域的新理论、新技术。
根据上述原则，数控综合实践教学应精简不必要的验证性实验，并增加因原有设备所限无法开出的新实验项目，使综合性、设计性、创新性的实验占到实验总量的70%以上。
2.1 实验室软硬件建设
我校现代制造中心现已拥有各类数控机床、加工中心、三坐标测量机、电火花加工机床等先进设备，但设备数量不多，仅仅满足学生数控编程方面的实验。由于设备紧缺所带来的实践教学压力大，很难保证实训教学的效果，再加上因设备昂贵，不可能将设备拆开探究其内部结构及工作原理，更不可能在精密数控机床上设置故障进行检测及排故，因此实验室购置了40套数控维修仿真软件辅助教学，数控维修仿真软件只需在计算机上运行，对数控机床依赖程度不大，也适合在课余时间推广，形式灵活，节省了大量购买数控设备的资金。 购买的设备有数控车削实训台和数控铣削（加工中心）实训台各一套，以及数控机床功能部件：伺服驱动系统调试实训台、斗笠式刀库实训台、链式刀库实训台、数控齿牙盘分度实训台等，后期五轴镗铣立式加工中心也已经到位。
2.2 实验项目开发
实验项目的开发是本次实验室建设的重点和核心。通过建设，使实验内容涵盖“数控机床基本结构认识-数控编程-数控原理综合实验-数控机床故障诊断与维护”四大模块。
通过数控综合实验实践环节，使学生熟悉数控机床的总体结构及主要功能部件，掌握数控系统的工作原理及伺服系统的控制原理，使学生能够进行数控机床的基本编程与操作，能够进行数控机床的调试及系统常见故障的诊断及排除。
（1）新增特色实验项目
此次新增实验项目主要是基于新引进的先进实验设备和“数控维修仿真实训系统”等计算机模拟软件，开发出许多新的实验项目。
新增模块包括数控机床主要功能部件结构原理及排故、FANUC数控系统的硬件配置和连接、FANUC系统参数调整、数控机床PMC编程、FANUC数控系统常见故障及排除、五轴数控加工中心加工叶轮等复杂空间曲面，这些新增实验内容是本次实验室建设的重点和难点内容，也是亮点所在。
所有实验项目均可以利用数控维修仿真实训系统在计算机上模拟进行，模拟成功后在设备上最终实际操作完成。
（2）建立实验案例库
可以设计难易程度不等的多种实验项目，为学生提供多种实验方案，建立数控综合实验案例库，以满足不同层次学生的需求。
2.3开放性实验室的建设
把数控实验教学环节，由单一的课内验证性实验，改革建设成既有认知、验证性实验，还包含综合性、提高和创新性实验；既有紧密围绕理论课程内容的必做实验，也有延伸理论课程内容的课外选做实验；既有培养专业兴趣、开拓知识面的观摩性实验，也有自行设计、操作的研究创造性实验，争取建立面向学生全天、全方位开放的数控技术综合实践中心。
鼓励学生自行设计各自的数控实验方案，通过课内实验、课程设计、考证、数控竞赛、科技创新活动等形式，以培养学生的数控创新能力。引导学生积极参加校级、省级以至国家级的数控技能比赛，促进学生个性发展，同时实施“双证制”教育。
2.4探索实践教学考核新模式
实践教学环节的考核、评估是检验学生实践及创新能力的重要手段，考核起着监督和积极引导作用，同时也是实习的重要管理手段。实践教学考核应注重过程培养，注重学生工程思维方式的培养，注重学生实验方案设计及创新能力的培养，注重实验结果分析及归纳能力的培养。
应尽量减少笔试，增加现场操作的考试。建立网络化的试题库，尽量做到考试题目不重复。比如通过网络可方便地随机设置数控故障、随机发送不同零件供学生加工编程所用，可做到学生一人一机一题，让更多的学生发挥出个人的潜能。充分调动学生积极性。
另外，把实训考核与职业资格考核结合起来，和上海市职业培训指导中心合作，积极引导、组织学生参加数控维修技能鉴定，部分优秀学生经过前期的校内培训，在上海市职业指导中心进行技能考核，已顺利获得了数控维修中级技能证书，下一步将进一步引导学生获得数控维修高级证书，为学生今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
为适应数控技术新发展和新时期人才培养的目标，通过“数控系统综合实践”实验室的建设，推动我校机械设计制造及其自动化专业实践课程整体建设，促进教学方式与教学手段改革，提高教学质量，进一步激发学生自主学习、勇于创新的积极性，培养学生动手能力、专业知识运用能力、工程思维方法等，最终提高人才培养质量。
构建以数控加工设备故障诊断、维修及多轴加工工艺与测试为特色的教育基地，体现了我校培养“一线工程师”的人才培养的定位。
通过“数控系统综合实践”实验室的建设，通过师资力量、实践课程的体系建设、实验设备的二次开发等诸多环节的建设使广大教师的教学、科研等综合能力上了一个新台阶。
参考文献：
[1]郭攀成，《机械设计基础》精品课程建设与教学改革研究[J]，科技信息，2012，（10），30-31.
[2]孙新国，刘宏伟，仿真软件在数控机床维修中的应用[J]，机床与液压，2010，38（13），171-172.
[3]刘树青，周明虎，基于FANUC 0i Mate？鄄C系统的数控综合实验平台开发[J]，实验科学与技术，2009，（5），14-16.
[4]陈英俊，黄崇林，面向卓越工程师培养的机电一体化设计基础课程建设与教学改革[J]，中国现代教育装备，2012，（1），56-58.
[5]胡斌，高校数控实验室建设的探索与思考[J]，装备制造技术，2009，（10），130-131.
作者简介：
冯淑敏（1971年-），女，山东济宁人，研究生，讲师，主要研究方向为：CAD/CAM技术和机电一体化技术。
【关键词】数控系统 实验室建设 应用型人才 数控维修仿真
【Abstract】CNC system comprehensive practice are important practical aspects of Mechanical Manufacture and Automation major， and the laboratory construction to support the curriculum provides the necessary support platform for the implementation of the teaching. Reform and exploration are proceeded in a full range， from the content of practice teaching， teaching software and hardware development， teaching methods， construction of teaching staff， a good platform and opportunity are provided for the cultivating of compound， applied high？鄄level CNC talents and for teachers engaging in scientific research. Practice has proved that in the past two years， the students’ competitiveness of practical ability， creative ability skills， employability are significantly improved.
【Keywords】CNC system； laboratory construction； applied talents； CNC maintenance simulation
【基金项目】本文得到上海市教委高水平特色项目“数控设备故障诊断及高端技术维护应用型人才培养基地建设”的资助。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0215-02
1.实验室建设的背景
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的关键技术，而运用数控技术的数控机床是制造业的重要战略装备，是体现国家综合国力及水平的重要标志。
国内大多数企业都先后引进、购置了大量的数控设备，这些企业需要既精通数控加工工艺、数控编程，又能熟练操作数控机床，同时对数控机床关键功能部件、伺服驱动系统、数控系统的维护、维修有一定基础的复合型的高层次数控人才。而目前此类人才相当紧缺，培养数控技术的应用型人才已成为当务之急。
数控综合实训、专业综合实践等课程分别是我校机械制造及自动化专业数控和机制方向的重要实践环节，由于我校数控实训中心实验设备所限，目前这些实践环节的课程很多实验项目仅侧重于数控编程及加工操作，而对于数控原理、伺服驱动及电机调速的原理、PLC编程、主要功能部件的结构及工作原理方面的实验项目欠缺，这样培养出来的学生只能从事简单的编程与操作，技能单一，对数控设备的调试及日常的维护乃至故障诊断根本无从谈起，学生缺乏参与实验的主动性。以上种种问题已极大地制约着我校应用型、复合型数控技术人才的培养。
2.实验室建设的内容
数控系统综合实践实验室建设的定位：明确一条主线——面向生产的数控技术应用型高级人才培养，强化三种培养——数控基本技能培养、数控综合应用能力培养和数控创新能力培养，这是基于“能力与创新培养的教育”。
实验室建设基于以下原则进行：
（1）应用性原则
坚持应用性人才培养目标的定位，实践教学以应用为目的，以掌握基本概念、强化应用为教学重点，加强数控实践能力、创新能力和工程素质的培养。
（2）岗位群需求的原则
通过对数控技术的岗位群需求分析，在实验内容上需包括：数控机床基本结构认识（工艺员及工装技术员）-数控编程（编程员）-数控原理综合实验（技术开发人员）-数控机床故障诊断与维护（技术维修员）等。
（3）先进性原则
数控技术日新月异，实验室设备要能跟踪先进技术发展的趋势，实验内容也应随着数控技术的发展而不断更新。
在实验室建设的基础上，进行课程建设，构建融合“数控原理-数控加工工艺-数控编程-机床结构-数控机床故障诊断与维修”于一体的“数控综合实验”实践教学体系，吸收数控领域的新理论、新技术。
根据上述原则，数控综合实践教学应精简不必要的验证性实验，并增加因原有设备所限无法开出的新实验项目，使综合性、设计性、创新性的实验占到实验总量的70%以上。
2.1 实验室软硬件建设
我校现代制造中心现已拥有各类数控机床、加工中心、三坐标测量机、电火花加工机床等先进设备，但设备数量不多，仅仅满足学生数控编程方面的实验。由于设备紧缺所带来的实践教学压力大，很难保证实训教学的效果，再加上因设备昂贵，不可能将设备拆开探究其内部结构及工作原理，更不可能在精密数控机床上设置故障进行检测及排故，因此实验室购置了40套数控维修仿真软件辅助教学，数控维修仿真软件只需在计算机上运行，对数控机床依赖程度不大，也适合在课余时间推广，形式灵活，节省了大量购买数控设备的资金。 购买的设备有数控车削实训台和数控铣削（加工中心）实训台各一套，以及数控机床功能部件：伺服驱动系统调试实训台、斗笠式刀库实训台、链式刀库实训台、数控齿牙盘分度实训台等，后期五轴镗铣立式加工中心也已经到位。
2.2 实验项目开发
实验项目的开发是本次实验室建设的重点和核心。通过建设，使实验内容涵盖“数控机床基本结构认识-数控编程-数控原理综合实验-数控机床故障诊断与维护”四大模块。
通过数控综合实验实践环节，使学生熟悉数控机床的总体结构及主要功能部件，掌握数控系统的工作原理及伺服系统的控制原理，使学生能够进行数控机床的基本编程与操作，能够进行数控机床的调试及系统常见故障的诊断及排除。
（1）新增特色实验项目
此次新增实验项目主要是基于新引进的先进实验设备和“数控维修仿真实训系统”等计算机模拟软件，开发出许多新的实验项目。
新增模块包括数控机床主要功能部件结构原理及排故、FANUC数控系统的硬件配置和连接、FANUC系统参数调整、数控机床PMC编程、FANUC数控系统常见故障及排除、五轴数控加工中心加工叶轮等复杂空间曲面，这些新增实验内容是本次实验室建设的重点和难点内容，也是亮点所在。
所有实验项目均可以利用数控维修仿真实训系统在计算机上模拟进行，模拟成功后在设备上最终实际操作完成。
（2）建立实验案例库
可以设计难易程度不等的多种实验项目，为学生提供多种实验方案，建立数控综合实验案例库，以满足不同层次学生的需求。
2.3开放性实验室的建设
把数控实验教学环节，由单一的课内验证性实验，改革建设成既有认知、验证性实验，还包含综合性、提高和创新性实验；既有紧密围绕理论课程内容的必做实验，也有延伸理论课程内容的课外选做实验；既有培养专业兴趣、开拓知识面的观摩性实验，也有自行设计、操作的研究创造性实验，争取建立面向学生全天、全方位开放的数控技术综合实践中心。
鼓励学生自行设计各自的数控实验方案，通过课内实验、课程设计、考证、数控竞赛、科技创新活动等形式，以培养学生的数控创新能力。引导学生积极参加校级、省级以至国家级的数控技能比赛，促进学生个性发展，同时实施“双证制”教育。
2.4探索实践教学考核新模式
实践教学环节的考核、评估是检验学生实践及创新能力的重要手段，考核起着监督和积极引导作用，同时也是实习的重要管理手段。实践教学考核应注重过程培养，注重学生工程思维方式的培养，注重学生实验方案设计及创新能力的培养，注重实验结果分析及归纳能力的培养。
应尽量减少笔试，增加现场操作的考试。建立网络化的试题库，尽量做到考试题目不重复。比如通过网络可方便地随机设置数控故障、随机发送不同零件供学生加工编程所用，可做到学生一人一机一题，让更多的学生发挥出个人的潜能。充分调动学生积极性。
另外，把实训考核与职业资格考核结合起来，和上海市职业培训指导中心合作，积极引导、组织学生参加数控维修技能鉴定，部分优秀学生经过前期的校内培训，在上海市职业指导中心进行技能考核，已顺利获得了数控维修中级技能证书，下一步将进一步引导学生获得数控维修高级证书，为学生今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
为适应数控技术新发展和新时期人才培养的目标，通过“数控系统综合实践”实验室的建设，推动我校机械设计制造及其自动化专业实践课程整体建设，促进教学方式与教学手段改革，提高教学质量，进一步激发学生自主学习、勇于创新的积极性，培养学生动手能力、专业知识运用能力、工程思维方法等，最终提高人才培养质量。
构建以数控加工设备故障诊断、维修及多轴加工工艺与测试为特色的教育基地，体现了我校培养“一线工程师”的人才培养的定位。
通过“数控系统综合实践”实验室的建设，通过师资力量、实践课程的体系建设、实验设备的二次开发等诸多环节的建设使广大教师的教学、科研等综合能力上了一个新台阶。
参考文献：
[1]郭攀成，《机械设计基础》精品课程建设与教学改革研究[J]，科技信息，2012，（10），30-31.
[2]孙新国，刘宏伟，仿真软件在数控机床维修中的应用[J]，机床与液压，2010，38（13），171-172.
[3]刘树青，周明虎，基于FANUC 0i Mate？鄄C系统的数控综合实验平台开发[J]，实验科学与技术，2009，（5），14-16.
[4]陈英俊，黄崇林，面向卓越工程师培养的机电一体化设计基础课程建设与教学改革[J]，中国现代教育装备，2012，（1），56-58.
[5]胡斌，高校数控实验室建设的探索与思考[J]，装备制造技术，2009，（10），130-131.
作者简介：
冯淑敏（1971年-），女，山东济宁人，研究生，讲师，主要研究方向为：CAD/CAM技术和机电一体化技术。