【簡介：】數控技術，即采用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴于數據載體和二

數控技術，即采用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴于數據載體和二進制形式數據運算的出現。

主干課程

機械制圖、公差配合與測量技術、金屬切削加工與刀具、金屬切削機床、數據加工工藝與編輯、CAD/CAM 技術、機床夾具及其應用、機床控制系統(tǒng)、液壓與氣動技術等。

培養(yǎng)目標

本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握機械零部件識圖與測繪、CAD三維造型設計、機械加工工藝文件識讀與編制，熟悉安全操作規(guī)程、各類金屬切削加工方法及加工裝備、常見零件程序編制方法與加工等基本知識，具備數控機床操作、數控加工程序編制、CAD/CAM軟件技術應用等能力，從事數控機床操作與編程、數控加工工藝編制、數控機床維護與調試、生產管理等工作的高素質技術技能人才。

培養(yǎng)要求

本專業(yè)是為培養(yǎng)學生從事數控加工、機械產品設計與制造、生產技術管理等方面的高等工程技術應用型人才，是具有實用技能特點的特色專業(yè)。要求學生能在生產現場從事產品制造、開發(fā)工作，或在技術部門從事工藝、管理工作。主要培養(yǎng)學生數控編程、加工及數控車床、數控銑床、數控加工中心及其它數控設備的操作維修、維護方面的理論知識和專業(yè)知識。

教學課程

專業(yè)核心課程與主要實踐環(huán)節(jié)：機械制圖、機械設計基礎、數控加工技術、數控加工編程與操作、數控原理與系統(tǒng)、CAD/CAM應用、數控機床使用及維修、數控機床電氣控制、工業(yè)企業(yè)管理 、制圖測繪、PLC實訓、機加工實習、CAM實訓、數控機床操作技能實訓、專業(yè)課程的課程設計、畢業(yè)實習（設計）等，以及各校的主要特色課程和實踐環(huán)節(jié)。

高等教育自學考試數控技術專業(yè)（獨立本科段）課程設置與學分

3

相關文件：考委[2005]3號、考委[2007]1號

高等教育自學考試數控技術專業(yè)（獨立本科段）課程設置與學分

發(fā)展歷史

1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設備。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出采用數字脈沖控制機床的設想。

1949年，該公司與美國麻省理工學院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標數控銑床，當時的數控裝置采用電子管元件。

1959年，數控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現帶自動換刀裝置的數控機床，稱為加工中心( MC Machining Center)，使數控裝置進入了第二代。

1965年，出現了第三代的集成電路數控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數控機床品種和產量的發(fā)展。

60年代末，先后出現了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數控系統(tǒng)(簡稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。

1974年，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置(簡稱 MNC)，這是第五代數控系統(tǒng)。

20世紀80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展，出現了能進行人機對話式自動編制程序的數控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。

20世紀90年代后期，出現了PC+CNC智能數控系統(tǒng)，即以PC機為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護方便，易于實現網絡化制造。

數控技術也叫計算機數控技術（Computerized Numerical Control 簡稱：CNC），它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可以通過計算機軟件來完成。數控技術是制造業(yè)信息化的重要組成部分。

發(fā)展前景

數控技術和數控裝備是制造工業(yè)現代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數控技術及其產業(yè)。

在我國，數控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，取得了相當大的進步。特別是在通用微機數控領域，以PC平臺為基礎的國產數控系統(tǒng)，已經走在了世界前列。但是，我國在數控技術研究和產業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數控研究開發(fā)部門和生產廠家所面臨的重要任務。 為完成此任務，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術路線兩個層次及數控系統(tǒng)、功能部件、數控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發(fā)展途徑。

數控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數字化已是現代發(fā)展的大趨勢,世界上數控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：

高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領域，年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*1000r/mm和1g。 在加工精度方面，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。 在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。

五軸聯動加工和復合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發(fā)展。

當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

數控系統(tǒng)發(fā)展主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。許多國家對開放式數控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統(tǒng)開放化已經成為數控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數控系統(tǒng)就是數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng)功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發(fā)展的趨勢。

重視新技術標準、規(guī)范的建立

關于數控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

關于數控標準

數控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統(tǒng)一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75%）、加工程序編制時間（約35%）和加工時間（約50%）。

歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內制造業(yè)數據交換軟件的開發(fā)者，他已經開發(fā)了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。

應用領域

數控技術專業(yè)在主要面向機械、模具、電子、電氣、輕工等行業(yè)，可從事產品設計與加工、數控編程、數控機床操作、數控常用CAM軟件多軸加工、數控設備調試與維修等相關工作。

數控技術應用專業(yè)的畢業(yè)生分配單位的性質分布如下：三資企業(yè)占58%，國有企業(yè)占26%，民營企業(yè)占9%，其他占5%。

數控技術應用專業(yè)的畢業(yè)生所從事的工作性質分布如下：操作占55.7%，編程占13.4%，維修占9.4%，工藝占8.0%，生產管理占7.1%，質量檢測占4.5%，綜合占1.2%，營銷占1.7%，行政管理占1.4%，其他占5.5%。

可設置的專業(yè)方向：數控機床控制技術、數控編程和數控加工技術、機械CAD/CAM。

就業(yè)面向：在工業(yè)企業(yè)，從事數控程序編制、數控設備的使用、維護與技術管理，數控設備銷售與售后服務等工作。本專業(yè)可獲取勞動部組合機床操作工中級職業(yè)技術證書、勞動部（數控）加工中心操作工中級職業(yè)技術證書。

在發(fā)達國家中，數控機床已經大量普遍使用。我國制造業(yè)與國際先進工業(yè)國家相比存在著很大的差距，機床數控化率還不到2%對于我國現有的有限數量的數控機床(大部分為進口產品)也未能充分利用。原因是多方面的，數控人才的匾乏無疑是主要原因之一、由于數控技術是最典型的、應用最廣泛的機電一體化綜合技術，我國迫切需要大量的從研究開發(fā)到使用維修的各個層次的技術人才。軍工制造業(yè)是我國數控技術的主要應用對象。

知識技能

數控人才的知識結構

處于生產一線的各種數控人才主要有二個來源：一是高職或中職的數控技術或機電一體化等專業(yè)的畢業(yè)生，他們都很年輕，具有不同程度的英語、計算機應用、機械和電氣基礎理論知識和一定的動手能力，容易接受新工作崗位的挑戰(zhàn)。他們最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗，同時，由于學校教育的專業(yè)課程分工過窄，仍然難以滿足某些企業(yè)對加工和維修一體化的復合型人才的要求。而采用雙師型的教師隊伍對學生進行教學，他們由具有企業(yè)技能工作經驗的數控技師和從事高職教育多年的講師組成。為學生畢業(yè)后到企業(yè)工作創(chuàng)造有利條件。

另一個來源就是從企業(yè)現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓，以適應企業(yè)對數控人才的急需。這些人員一般具有企業(yè)所需的工藝背景、比較豐富的實踐經驗，但是他們大部分是傳統(tǒng)的機類或電類專業(yè)的各級畢業(yè)生，知識面較窄，特別是對計算機相應軟件應用技術和計算機數控系統(tǒng)不太了解。而在數控應用軟件方向由具有從業(yè)經驗數控工程師進行教學，使學生更能夠達到企業(yè)數控自動化編程和工藝設計以及零件建模要求。

對于數控人才，有以下三個需求層次，所需掌握的知識結構也各不同

數控操作技工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。適合中職學校組織培養(yǎng)。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會大高。

數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業(yè)知識，熟練掌握三維CAD/CAM軟件，如UG、ProE等；熟練掌握數控手工和自動編程技術；適合高職院校組織培養(yǎng)。適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業(yè)非常受歡迎，待遇也較高。

數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統(tǒng)的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置。精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。適合高職院校組織培養(yǎng)。適合作為工廠設備處工程技術人員。此類人員需求量相對少一些，但培養(yǎng)此類人員非常不易，知識結構要求很廣，適應與數控相關的工作能力強，需要大量實際經驗的積非常缺乏，其待遇也較高。

數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并在實際工作中積累了大量實際經驗，知識面很廣。精通數控機床的機械結構設計和數控系統(tǒng)的電氣設計，掌握數控機床的機電聯調。能自行完成數控系統(tǒng)的選型、數控機床電氣系統(tǒng)的設計、安裝、調試和維修。能獨立完成機床的數控化改造。是企業(yè)(特別是民營企業(yè))的搶手人才，其待遇很高。適合高職院校組織培養(yǎng)。提供特殊的實訓措施和名師指導等手段，促其成才。適合于擔任企業(yè)的技術負責人或機床廠數控機床產品開發(fā)的機電設計主管。

對于以上各類數控人才，主要的基礎知識基本相同，專業(yè)課的內容和重點不同。在課程設置方面應特別加強實訓內容和與企業(yè)實習的內容，因材施教，培養(yǎng)企業(yè)所需的人才。在學校學習主要獲得數控類職業(yè)資格等級證書、全國高校計算機等級證書、AutoCAD中級證書、維修電工/機修鉗工中級證書等。

主要院校

開設數控專業(yè)的相關重點院校：福州大學、山東理工大學、蘭州交通大學，集美大學、廣東工業(yè)大學、南昌大學、南京工程學院、大連交通大學、重慶交通大學、遼寧工業(yè)大學、成都工業(yè)學院、黑龍江工程學院、南陽理工學院，淮陰工學院、西華大學、沈陽理工大學、河北工業(yè)大學、華南農業(yè)大學、青島理工大學,浙江師范大學、山東華宇工學院、聊城職業(yè)技術學院、山東科技大學、重慶工學院、長沙理工大學、河南科技大學、宜賓職業(yè)技術學院[2]南陽職業(yè)學院(兩年制)、重慶航天職業(yè)技術學院、重慶工業(yè)職業(yè)技術學院、長沙航空職業(yè)技術學院（軍隊校名空軍航空維修技術學院）、湖南信息職業(yè)技術學院、湖北汽車工業(yè)學院、泰州職業(yè)技術學院、四川工程職業(yè)技術學院、北華航天工業(yè)學院、長沙南方職業(yè)技術學院、湖北輕工職業(yè)技術學院、無錫商業(yè)職業(yè)技術學院、麗水職業(yè)技術學院、四川大學職業(yè)技術學院、鄭州藍天學校、南通職業(yè)大學[3]、陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院、順德職業(yè)技術學院

就業(yè)前景

主要面向機械、模具、電子、電氣、輕工等行業(yè)，從事設計、制造、工藝、設備維護、銷售等相關工作。社會對本專業(yè)的人才需求旺盛，與三一重工、中聯重科、比亞迪、山河智能、中航集團等企業(yè)建立了實習、就業(yè)基地。