数控加工设计管理论文

【摘要】本文主要对机械制造在加工方式和计算机辅助方面做了浅析，对基本理论做了阐述。【关键词】数控加工；工业机器人；柔性制造；计算机辅助现有的机械制造系统可以根据系统的加工方式和设备，分为自动线、专用自动机、柔性制造系统、制造单元和通用机床等五大类。下面是小编精心推荐的《数控加工设计管理论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

数控加工设计管理论文 篇1：

《三维设计（UG）》课程内容与职业标准对接的改革探索

【摘要】本文分析了进行《三维设计（UG）》课程改革的重要性，归纳出相关职业标准对三维设计技能的要求，提出了《三维设计（UG）》课程内容与职业标准的对接办法，并指出对接后的该课程的教学方法和考核办法，最后阐述了这项课程改革取得的效果。

【关键词】课程内容 国家职业标准 教学改革 UG

采用CAD的目的是提高设计质量和效率、降低设计成本、提高设计管理水平等。人在设计零件时的原始冲动是三维的， 因而只有三维设计才是真正意义的CAD。创建三维参数化零件模型，不仅仅是为了造型，正确的模型应当为以后的许多使用准备好充分的数据和参数驱动的可能，如：设计的修改和调整、虚拟装配、力学分析、运动分析、数控加工等，必须有许多相关知识的协助才能完成。[1]三维CAD设计和数字化制造技术越来越多地在企业得到应用。培养学生的三维实体建模能力，是数字化设计和生产对教育提出的要求。[2]我国高等院校普遍开设《机械CAD》教学已有近二十年的历史，已逐渐发展成为一门操作技能型的必修课。[3]尽管到目前为止，该课程的名称尚未统一，授课所采用的三维软件也不尽相同，但所讲授的内容基本一致。三维软件已经发展成为一个庞大的集成系统，其各项功能还在不断完善中，教学中不可能面面俱到，只能根据需要选用合适的教学内容。[4]我院自2005年起开设《三维设计（UG）》，选用UG软件作为讲授对象，讲授内容主要为“用户界面与基本操作”、“草图设计”、“特征建模”、“基准平面和基准轴”、“体素建模和布尔操作”、“空间曲线”、“曲面设计”、“零件虚拟装配”及“工程图绘制”等，一般设置52学时（28学时讲授，24学时上机）另加一周实习。

目前，高职院校软件应用课程（绘图设计）教学侧重于软件各个命令的使用方法的讲解，割裂了知识技能与实际工作应用，学生学习效果差。[5]高等职业教育是以就业为导向培养生产一线的高技能人才，而职业标准是对从业人员的工作能力水平的规范性要求，因此2010年教育部副部长鲁昕提出了专业课程内容要与职业标准对接。[6]本文就探讨《三维设计（UG）》课程内容与职业标准对接的教学改革情况。

1.与《三维设计（UG）》相关的职业标准对三维设计技能的要求

目前，我国有国家职业标准641个。国家职业标准对从事或准备从事本职业的人员需进行职业资格鉴定，对职业资格等级共划分为五级，分别对应为初级（五级）、中级（四级）、高级（三级）、技师（二级）与高级技师（一级），并制定有不同的工作能力要求。高等职业教育专科层次对应着高级工。[7]与我院开设《三维设计（UG）》课程的四个专业相关的职业标准有20多个，其中涉及三维设计技能的职业标准有4个：数控铣工、加工中心操作工、数控程序员、模具设计师，对照这4个职业标准中高级（三级）层次对三维设计技能的要求，可以归纳出在职业岗位中所要求的三维设计技能为：模型数据交换、草图绘制、三维零件建模、曲面造型、数控车编程、数控铣编程、程序生成与传输、强度分析及装配建模，如图1所示。

2.《三维设计（UG）》课程与职业标准对接的内容

为使人才培养更符合社会需求，在坚持教学大纲内容的同时，应根据国家职业标准鉴定文件要求，调整课程的理论、实践教学内容，使《三维设计（UG）》课程教学内容与国家职业标准的对接起来。但是，高职教育是一种学历教育，其课程结构必须遵循教育教学的规律，应注重知识的迁移和生长，注重学生学习能力的培养，保证学生职业生涯的可持续性。而国家职业标准属于工作标准，是国家对相关职业从业人员工作能力的规范性要求。[8]因而，在将课教学内容与国家职业标准对接时，要坚持原来的课程内容体系，对授课知识点和案例做恰当调整。对知识点的选取，应把职业标准对三维设计技能要求的知识点加入到课程教学内容中来，弱化职业岗位技能要求中未提及的知识点；对教学案例的选取，要删减原来使用的与实际工作应用脱节的或者对知识点技能点解释比较冗长的案例，增加职业技能鉴定国家题库中关于数控铣工、加工中心操作工、数控程序员、模具设计师的技能题中适合的例子，另外加入三维软件原厂培训和国家信息化培训中心培训试题中适合的例子，对接后课程知识点和授课案例的调整情况如图2所示。

3.课程内容与职业标准对接后的课程教学

《三维设计（UG）》课程属于技能操作型的课程，要强化教师直观演示和学生反复操作练习来实现学生对三维设计技能的掌握，进行课程内容与职业标准的改革是为教学效果更符合工作中的实际应用，因而，在原来的教学设计中要更多地引入企业生产中应用三维设计的情境，形成根据教学内容来选用不同教学方法的多种教学方法协调使用的教学过程。在理论教学部分，采用讲授法，让学生领会“为什么是这样”、“为什么要这样操作”；在技能操作部分，先采用演示教学法，基于三维CAD软件的演示教学法[9]即教师借助多媒体把一些具体例子通过简单明了的演示方法展示给学生，从而实现简明化、形象化教学，让学生学会基本掌握各命令的使用和建模思路，然后采用“练、学、练”案例操练法，根据给出的例子，学生先自己操作，遇到问题时请老师进行指导，再由学生自己操作完成整个例子的建模，让学生在操作中强化对相应命令有机组合地并灵活熟练地运用；在整周实习时，采用项目式教学，项目教学法[10]是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，一周的实习内容分为几个项目，其中稍大些的项目还可以分为几个小项目，师生共同参与，以学生为主体来完成这些项目，这些项目都是选自职业技能鉴定国家题库中的或企业生产中的典型的例子，并设置企业设计制造产品的情境，让学生在模拟生产应用的情境下完成项目。《三维设计（UG）》课程中所采用的教学方法如图3所示。

4.课程内容与职业标准对接后的课程考核

在《三维设计（UG）》的课程内容和教学方法做了调整以后，对该课程的考核办法也进行了调整，力求课程考试对学生三维设计技能考核与企业工作实际中对这些技能要求的评价效果一致。首先，将学生的该课程总评成绩构成调整为：平时表现（10%）+课堂操作（20%）+课程实习（20%）+考试成绩（50%），实现过程考核与结果考核相结合，更全面、客观地评价学生的三维设计能力；其次，由教研室与国家信息化培训中心以及UG软件原厂培训中心联系，将课程考试的内容与培训考证的试题内容作对接调整，学生只参加一次课程考试，只要考试成绩达到培训中心要求的就有资格获得相应资格证书，实现课程考核与职业资格考证的对接。

5.结论

坚持“以服务为宗旨，以就业为导向”，对《三维设计（UG）》进行课程内容与职业标准对接的改革，符合高职教育培养高技能型人才的要求，并已经取得一定的效果，我系10级开设《三维设计（UG）》课程的班级中，有70%以上学生取得由国家信息化培训中心或UG原厂培训中心颁发的UG（中级）证书、并有9位同学在全国三维数字化设计大赛（江苏赛区）获得一等奖和二等奖、同学们在加工中心（高级）技能考证中零件三维设计部分都做得比较好，另外，在顶岗实习中，多个用人单位反映学生的三维设计技能掌握较好。

参考文献：

[1]陈伯雄 三维设计是CAD技术应用的必然趋势[J] 计算机辅助设计与制造 2000（08）：11～13.

[2]杨道富，孙五继 国际职业需求与三维CAD教学改[J] 革教育与职业 2005（01）：55～56.

[3]桂艳 机械CAD课程教学改革之实践[J] 科技资讯 2008（10）：188.

[4]文少波，邬春芹 “UG CAD”课程教与学[J] 中国电力教育 2010（01）：120～121.

[5]朱晓川，谢英星 《UG绘图设计》课程教学改革[J] 机械职业教育 2010（10）：58～59.

[6]鲁昕 在全国中等职业教育教学改革创新工作会议上的总结讲话[J] 教育与职业 2011（07） ：23～28.

[7]李居参，李晓东 高职教育职业资格证书与“双证书”的研究与实践[J] 辽宁高职学报 2005（03）：1～5.

[8]谢红勇 略论国家职业标准在高职教学中的实施[J] 绵阳师范学院学报 2008（7）：136～139.

[9]王江涛，申明倩 基于三维CAD软件的“计算机辅助设计与制造”教学改革研究[J]江苏技术师范学院学报（自然科学版） 2009（09）：16～20.

[10]徐国庆. 职业教育原理 [M]上海： 上海教育出版社， 2007.

作者：戴有华　于泓　钟兴　王艳莉

数控加工设计管理论文 篇2：

机械制造自动化方式解析

【摘要】本文主要对机械制造在加工方式和计算机辅助方面做了浅析，对基本理论做了阐述。

【关键词】数控加工；工业机器人；柔性制造；计算机辅助

现有的机械制造系统可以根据系统的加工方式和设备，分为自动线、专用自动机、柔性制造系统、制造单元和通用机床等五大类。近年来，随着计算机技术的迅速发展，制造系统中又相继提出了并行工程、精益生产、敏捷制造、智能制造等新的概念和哲理，使得机械制造业不断焕发青春，走向更加灿烂的明天。

一、数控加工技术

数控加工是把加工零件的全部过程以数字代码形式记在控制介质上，并输入到机床的数控装置，由数控装置自动控制机床各运动部件的动作顺序、运动速度、位移量及各种辅助运动等，以实现自动化加工的一项技术。其工作过程可分为二个阶段：①加工准备阶段。此阶段完成数控程序的编制，目前主要有手工编程和自动编程两种方法，编写的程序单中包括组成零件的图形数据和工艺数据，如圆的圆心坐标及圆弧终点坐标、直线起点、终点坐标、零件的加工顺序、主轴状态及进给量等。②数控加工阶段。此阶段将数控程序输入机床的数控装置，数控装置通过对输入的数字代码指令进行一系列的处理和运算，将结果输出到机床的伺服装置，驱动机床部件按规定的速度和位移量进行运动，自动地完成对零件的加工。数控系统概括起来主要由三个部分构成：数控装置、伺服系统和机床床体。机床数控装置由输入部分、控制运算部分和输出部分组成，随着微处理器和微型机的发展，机床数控装置逐步由通用的计算机代替了专用的计算机装置，使数控机床的功能进一步的扩大和完善。数控伺服系统将数控系统发送来的电脉冲信号经处理后，转变为机床各部件的运动，是数控机床运动部件与数控系统连接的装置。

二、工业机器人

在现代机械制造系统中，工业机器人发挥着重要的作用。目前，工业机器人已广泛地应用于物料的装卸与搬运、焊接、喷漆、产品装配和检验等各种工作中。工业机器人是一种具有人的某些特点和功能，并且能够自动地进行多种操作的机电一体化设备，是一种多用途的可重复编程的自动控制操作机。它可以按照事先编好的程序完成各种机械动作，代替人完成某些工作。工业机器人能用于各种生产领域，如物料搬运、涂装、点焊、弧焊、检测和装配等工作。目前，它已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统等现代制造系统必不可少的重要组成部分，对促进机械制造业的自动化、柔性化发挥了巨大的作用。在船舶工业，机器人可广泛地应用于焊接和涂装，使人们从较差的工作环境中解脱出来，并提高产品质量和生产效率。

三、柔性制造技术

柔性制造技术是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代生产管理技术于一体的先进制造技术。随着科技、经济的发展和人民生活水平的提高，多品种、中小批量生产已成为机械制造业一个重要的发展趋势。FMS作为一种高效率、高精度和高柔性的制造系统，自1967年诞生之日起，就显示了强大的生命力，已成为当今乃至今后机械制造自动化发展的重要方向之一。柔性制造系统是在计算机统一控制下，由自动装卸与输送系统将若干台数控机床或加工中心连接起来而构成的一种适合于多品种、中小批量生产的先进制造系统。主要由五个功能系统组成：自动加工系统、自动物流系统、自动仓库系统、自动监控系统、计算机控制系统FMS具有高度的柔性、设备利用率高，在制品减少、市场反应能力增强、劳动生产率提高，工人数减少、产品质量提高等多方面的特点。

四、计算机辅助工程设计技术

1、计算机辅助设计

计算机辅助设计是在计算机硬件与软件的支撑下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形处理的研究，计算机辅助设计师完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图形。由此可知，支持设计过程的各个阶段，即方案设计、总体设计和详细设计，可以输出有关的技术文档，如工程图样、零件明细表等。

2、成组技术

成组技术是一门生产技术和管理相结合的科学，它研究如何识别和发展生产活动中有关事物的相似性，并利用相似性分类归族，针对每组零件所具有的相似性信息，找出相对统一的最优方案，以达到提高效率、节省资源、降低费用之目的。由此可知，成组技术就是通过对零件之间客观存在的相似性进行标识，按相似性准则将零件分类归族，在零件族的基础上完成产品生产的各个环节的任务，从而实现产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。众所周知，机械制造业中，多品种、中小批生产占有较大的比重。根据不同的行业机械产品零件的统计分析，约80%左右的零件均属单件小批生产，并且随生产水平的提髙，多品种、小批量生产的比重将继续增长。长期以来，多品种、小批量生产一直处于落后的状态，存在着几个方面的主要问题，为此，虽然在组织上、技术上提出了不少措施和方法，取得一些效果，但都有其局限性。而成组技术的科学理论及实践表明，它能从根本上解决生产中由于品种多、产量小而带来的矛盾。在机械制造领域，由于成组技术的实质是开发和利用生产活动中客观存在的相似性，因此，如何描述相似性信息及如何按一定的分类准则对有关事物分类归族，是成组技术研究和应用的重要基础。

3、计算机辅助工艺设计

计算机辅助工艺设计是根据产品图样信息及现有生产条件，制定出原材料加工为成品所需要的一系列加工方法、制造过程以及有关资源需求的计划过程。它通常包括制定工艺路线、进行详细工艺设计和输出完整的工艺文件等功能。长期以来，工艺设计是工艺人员靠经验和手工完成。由于个人经验的局限性和手段落后，造成工艺设计工作存在着许多问题，如工艺设计工作的重复性和同类零件的工艺设计的多样性等。计算机辅助工艺设计可以改变工艺的手工方式及完全对人的依赖，提高工艺设计的效率和质量，从而为工艺设计的标准化和自动化创造良好条件。

4、計算机辅助制造

计算机辅助制造通常是指计算机在制造领域有关应用的统称。目前还没有统一的定义，它有广义和狭义之分。广义的是指利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动，包括计算机辅助工艺设计、计算机辅助工装设计与制造、计算机辅助数控编程、计算机辅助作业计划、物流过程的运行控制、生产控制、质量控制等主要方面。而狭义的是指数控程序的编制，包括刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及代码的生成等。

【参考文献】

[1] 张 军. 基于知识的复杂产品工业设计辅助系统的研究与应用[D]. 湖南大学， 2013.

[2] 张杨林. 机电一体化技术进展及发展趋势[J]. 机械制造， 2005（6）.

[3] 曹 薇. 我国现有工业设计公司的设计管理研究[D]. 昆明理工大学， 2010.

作者：赵妹娟

数控加工设计管理论文 篇3：

校企合作模式下校园数字化工厂实训教学模式的构建与运行

摘 要：随着我国教育改革不断地深入推进，高技能人才培养模式由传统封闭的学校教育转向现代开放的校企合作办学，通过与企业的紧密合作，建立面向市场的双赢式实习基地，既体现了企业对人才需求的迫切性和参与的积极性，又能推进学生向职业人的转换。该文简要介绍了该单位在校企合作模式下，基于校园数字化工厂这一平台所开展的实训教学模式的构建与运行情况。

关键词：校企合作 校园数字化工厂 实训教学

1 校企合作模式下校园数字化工厂实训教学模式的构建

1.1 校企合作模式下基于CAXA的数字化工厂实训系统教学平台的建设

（1）数字化工厂实训系统网络设计。

要达到项目目标，需要首先建设车间网络环境，通过工业以太网络实现所有数控设备的连接，并且与管理人员的办公网络连接。配置服务器、终端机、触摸屏终端机等。必须保证整个校园网络的通畅，特别是教室（机房）到车间（实训）的网络必须是畅通的，也就是说建立一个良好的网络环境是数字化工厂实训系统的基础保障。

在学校局域网的架构下，数字化实训中心内的多台交换机与装有通信客户端/管理客户端的计算机通过已建好的学校局域网和计算机网络中心的总服务器相联。而各种数控车、数控铣、加工中心等数控设备则通过CAXA智能终端和无线网络联接到就近位置的交换机。

（2）数字化工厂实训系统硬件设计。

需要PLM体验中心教室一间，可容纳6张六角桌，桌椅上配置电脑，每张桌椅6个人。在实训车间需要数控机床20台以上，同时在实训车间预留一体化讨论区，需要配置连排椅 4排，配置82寸的电子白板一台，在每台数控机床内部安置摄像头各一台。

（3）数字化工厂实训系统软件配置。

通过对CAXA公司的调研，参观了多个依托CAXA软件建立起的数字化工厂，下面以CAXA公司样板为依托建立学校数字化工厂实训系统。配置CAXA实体设计软件、CAXA分析软件、CAXA电子图板软件，形成数字化设计平台。配置CAXA网络DNC代码管理、文档管理、机床信息监控、通信管理等软件模块，与工业中心的视频监控系统集成，将数控机床联网，形成先进数字化网络化制造平台。配置CAXA 工艺汇总表软件和CAXA工艺图表软件，与CAXA网络DNC管理软件构成数字化工艺平台。

1.2 基于数字化工厂实训系统教学平台的数字化教学资源库的建设

通过对企业的走访调研，以企业对人才的需求为主要依据，确定对应的教學内容和学习任务与技能培养任务，根据教学内容和技能培训的相关课题建立和完善了教学资源库。该平台集成我校和校外收集的各种教学课件、教育资源，学习资源，提供由教师根据企业实例优化后应用于教学的项目；合作编写教材；可以管理各种教职工资料及教学中使用的课件、题库或科研成果，分级授权访问。

实训课教师示范时可以将特定机床上的现场加工视频连接到实训中心，通过在实训工场电视屏幕或投影的方式，让学生观看，还可以同步切换到计算机仿真上，让学生公平直观的接受现场教育，从而理解专业课教学中关于工艺设置等方面的理论内容，理论教学与实践教学融入一体，丰富课堂教学手段。

主要包括以下几个模块：（1）多媒体课件库。收录重点专业有关课程的教师优秀多媒体课件及制作课件需要的图片、动画等素材库，为教师制作新的多媒体课件提供方便。（2）在线测验、考试模块。按系（部）和专业，创建在线测验、考试系统，形成专业试题库，可用于学生自测及网上考试。

2 校企合作模式下校园数字化工厂实训教学模式的运行

数字化实训工厂是运用在职业教育的综合实训项目中，借鉴西方发达国家职业学校的培养模式，采用项目式分组规划，按一个班30人的规模来规划分5组，每组6人为一个项目小组，共同完成一个目标，作为共同的综合实训成绩，老师作为指导和最终的评分。总共有5个项目，每组完成一个项目。完成后轮换项目。

（1）产品的接单流程。从企业接收客户预定展开项目，启动需要加工产品的报价流程，实现学生模拟企业员工达到销售与设计的协同。

（2）产品的设计流程。通过在学生参与的项目小组中设立项目主管、经理、以及产品设计人员的角色分工开展企业产品设计管理流程，一系列过程展示出产品从理论设计、再到平面图纸、最后到三维产品等环节的流程。

（3）产品的工艺流程。从项目组学生自主定义工艺模板开始，到各类加工工艺的编制，以及制定生产过程需要的派工单、到产品最终的检验卡的设计流程。统计各种工艺数据。

（4）实现数控编程与设备联网、管理。结合网络视频摄像机，形成对实训工场人员及材料使用状况、机器设备的运行状态、参数和设备内部的加工状态进行实时监控。可以在联网的任意一台计算机上通过远程身份的确认查看生产现场所有状况。

项目编程完成后，经过仿真和老师的检查，通过教师机的无线网络DNC把每组编好的程序发放到需要加工的机床，各个小组分成数车加工组和数铣加工组到各个机床边上进行加工，加工前到数字化库房领料，实训老师根据学生设计好的零件进行实训规划，发送实训物资需求单据（种类、规格、数量、用途），由库房管理员收到单据核对后准备物资，实训老师刷卡领取物资，库房管理员审核存档。

学生组在加工工程中通过触摸屏电脑查看实训内容和工艺要求调阅该零件的造型（包括注意事项、加工示范、使用材料、毛坯尺寸、加工工艺、零件尺寸等），并根据二维图纸（不需要打印出来）进行测量。

在讨论区内，通过工场内部网络及投影，可以将学生做的基于企业生产过程的项目实例播放出来，很快捷地查询项目设计图纸、包括二维图或三维模型，工艺流程、仿真模型及加工中的刀路轨迹、以及最终的数控仿真结果以及完整的加工程序。同时，必要时也可在此区域内查看实训工场内数控机床的实时操作的视频或录像。参训学生通过软件的模拟仿真技术与实际操作视频的对比，实现理实一体的教学实践。

老师在调用管理平台数据时，可以现场对共性问题进行圈阅和讲解。对机床现场操作的注意事项及操作方法，对照视频进行讲解。

在车间现场设置数字化的教学示范区，通过电子白板，与学生进行互动。在整个车间配备电子白板作为讨论区，改变传统的手工白板教学模式。可以通过电子白板访问到互动体验中心中的服务器，将基于工作过程所做过的实例调出来进行实际加工，使实践与理论一体化。

整体布局按企业场地来规划，在保持现有机床布局的前提下，按企业7S标准来规划。在数控车区域配置一套电子白板系统。

指导老师在机床现场进行加工示范（包括零件的装夹、对刀、加工过程等）学生在讨论区可以通过电子白板非常清晰直观的看到整个过程，进行远程现场视频教学。

在车间加工现场可以调阅该零件的造型（零件材料、毛坯尺寸、加工尺寸、加工工艺、加工示范及加工注意事项），实现任务的分发与接收。

3 结语

通过在校企合作模式下校园数字化工厂实训教学模式的构建与运行，大大拓宽了学生的视野，增强了实践创新能力，提高了解决问题的能力，使他们在走向工作岗位之后不仅能够从事设备或系统的操作性工作，还能从事调试、装配、维修、质量检验、监督与控制、生产管理、行政管理等更能力要求更高的工作。

参考文献

[1] 陈斌.CAXA PLM构建型号研制设计工艺生产一体化数字平台[J].航空制造技术，2009（11）：71-73.

作者：王忠 李烨