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摘要：本文主要讨论如何指导学生进行“X5032A数控化改造”课程的实验，使学生掌握数控化改造的基本技能、技巧，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及实事求是的科学作风。
关键词：应用型本科；数控化改造；创新教育；实践教学
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-11-0-02
数控技术属于少学时综合性课程,特色是知识更新快,内容范围广,一般包含数控编程、数控工艺、数控原理、数控机床等内容。通过本课程的学习，学生不仅可掌握数控机床的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下良好的基础，同时也可应用本课程知识独立分析、解决实际的工程技术问题。在做好理论教学的同时，加强实践环节也非常重要，通过课程实验使学生能运用所学的理论知识来分析、研究实验中所出现的各种问题，得出相应的结论，达到培养学生分析问题和解决问题的工程应用能力。
实验教学改革是整个教改工程中的重要一环。数控技术是一门实践性很强的课程,实践教学在数控技术课程教学中占有非常重要的地位,是培养创新人才的重要手段之一。
近年来，数控机床的应用已日趋普及, 机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式,用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题。然而,从目前企业面临的情况看, 因数控机床价格昂贵, 一次性投资较大, 使有些企业难以承担。因此, 对普通机床的数控化改造就显得非常必要。
普通铣床的加工过程要求其应完成的工作内容有主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速机构，能实现纵向、横向和垂向的进给运动, 并具备在换刀点自动改变刀位,完成选择刀具以及冷却泵、润滑泵的启停。这些工作内容,就是改造后数控系统控制的对象。查看原机床及有关资料, 并且参照数控铣床的改造经验,确定主体方案。其机械部分为：（1）滚珠丝杠螺母副的选用设计；（2）选择螺纹轴直径导程及螺母；（3）精度的选择；（4）驱动方案的确定；（5）PLC的选择；（6）PLC程序的设计；（7）对PLC程序梯形图的校验。
改造后的机床有如下特点：（1）具有与原机床一致的刚度与强度；（2）具有与原机床一致的加工范围；（3）纵向进给直线度与原机床一样, 其运动精度则由数控系统和纵向电机、滚珠丝杠的精度保证；（4）横向进给直线度和运动精度全部由改造部分的制造和装配精度保证；（5）可充分利用原机床床身部分的己加工表面作为改造部分的定位和测量基准；（6）改造后的机床外形将类似于国产经济型数控车床, 整体较美观、大方。
将一台X5032A立式升降台铣床改造成三坐标数控铣床。机械部分主要解剖主轴，完成进给系统和主传动系统的机械结构设计，通过一定的计算确定参数以及部件的选择；控制部分主要运用PLC（可编程逻辑控制器）实现数控改造的控制部分，完成程序的流程安排，并完成程序的编制。
X5032A立式升降台铣床原继电器电路经三菱FX2N系列PLC完全改造后，只需要工人对控制面板进行按钮操作即可，不需要工作人员近距离的靠近机床，大大的提高了安全性。虽然PLC一次性投资较大，但改造后的设备可以大大降低运行的故障率，并减少硬件的投入，提高设备运行的稳定性和效率，减轻工人的劳动强度，降低日常维护的成本，并可避免因误操作而引起的事故，因此进行改造的效果还是非常明显的。
我们可以通过对比旧设备与新设备(这里指现代改装机床)的运行费用与年设备费用合计最小值来确定设备更新，也就是MAPI法。在方案选择初期，提出两种可供选择的方案：第一是完全恢复旧机床性能，对旧机床进行大修，配以适当工装加工新产品；第二是利用原有铣床，通过现代化手段改装铣床为现代铣床，用现代化技术改变原有机床的结构，使之全部达到先进新设备水平。
MAPI法的基本计算主要包括以下两方面：（1）继续使用旧设备造成的损失。包括继续使用旧设备在运行费用上的损失和由于晚一年处置旧设备造成的损失。这两部分之和即为旧设备费用合计最小值；（2）新设备的将来费用．包括使用期间内运行费用劣化值和各年分摊的设备费用。
现在将这两种假设方案的经济分析列入表1和表2。
投资费用节约额=36100-18000=18100（元）
因更新获得次年度的节约额=26060-1810=7960（元）
由计算结果知，立即更新为宜。
对旧机床进行现代化再装，除次年更新可获得年度节约额7960元以外，每年还可增加产量2000件（10000-8000），每件获利润18元，可增加收益3.6万元。
在设备更新经济分析中得知，现代化改装设备较旧设备大修、改造有较大的优越性，但这仅是设备更新的一种方式，它是否是最经济、最理想的方式。还应与其它更新方式相比较。与现代化改装并存的方案有：用相同结构新设备更换旧设备；用高教、先进结构的新设备更换旧设备。这时决策的任务就是从多方案中选优。
本实验是数控化改造的一个工程实际应用的例子，通过实验可让学生了解数控技术在工程实践中的具体运用，开拓学生视野，增加他们学习理论知识的兴趣。
应用型本科人才培养的规格一定要突出应用型的特点,通过数控技术课程教学建设与改革,有利于进一步形成和深化学生的工程意识为培养合格的应用型人才打下良好的基础,有利于全面培养学生的创新思想和创新能力,提高学生工作的独立性和自主性,有利于强化学生综合分析问题的能力,提高学生的自身素质,有利于进一步深化教育改革。同时我们也要不断学习和借鉴,紧跟产业变化,继续深化教学改革,为培养应用型高技能数控人才尽自己的绵薄之力。
参考文献：
[1]刘瑞己.可编程控制器在数控机床(CNC)中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,2002,(12).
[2]王计文,景顺,志强.浅析普通机床的数控改造[J].机床与液压,1999,(3).
[3]林宋.现代数控机床[M].北京:化学工业出版社,2006.
关键词：应用型本科；数控化改造；创新教育；实践教学
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-11-0-02
数控技术属于少学时综合性课程,特色是知识更新快,内容范围广,一般包含数控编程、数控工艺、数控原理、数控机床等内容。通过本课程的学习，学生不仅可掌握数控机床的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下良好的基础，同时也可应用本课程知识独立分析、解决实际的工程技术问题。在做好理论教学的同时，加强实践环节也非常重要，通过课程实验使学生能运用所学的理论知识来分析、研究实验中所出现的各种问题，得出相应的结论，达到培养学生分析问题和解决问题的工程应用能力。
实验教学改革是整个教改工程中的重要一环。数控技术是一门实践性很强的课程,实践教学在数控技术课程教学中占有非常重要的地位,是培养创新人才的重要手段之一。
近年来，数控机床的应用已日趋普及, 机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式,用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题。然而,从目前企业面临的情况看, 因数控机床价格昂贵, 一次性投资较大, 使有些企业难以承担。因此, 对普通机床的数控化改造就显得非常必要。
普通铣床的加工过程要求其应完成的工作内容有主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速机构，能实现纵向、横向和垂向的进给运动, 并具备在换刀点自动改变刀位,完成选择刀具以及冷却泵、润滑泵的启停。这些工作内容,就是改造后数控系统控制的对象。查看原机床及有关资料, 并且参照数控铣床的改造经验,确定主体方案。其机械部分为：（1）滚珠丝杠螺母副的选用设计；（2）选择螺纹轴直径导程及螺母；（3）精度的选择；（4）驱动方案的确定；（5）PLC的选择；（6）PLC程序的设计；（7）对PLC程序梯形图的校验。
改造后的机床有如下特点：（1）具有与原机床一致的刚度与强度；（2）具有与原机床一致的加工范围；（3）纵向进给直线度与原机床一样, 其运动精度则由数控系统和纵向电机、滚珠丝杠的精度保证；（4）横向进给直线度和运动精度全部由改造部分的制造和装配精度保证；（5）可充分利用原机床床身部分的己加工表面作为改造部分的定位和测量基准；（6）改造后的机床外形将类似于国产经济型数控车床, 整体较美观、大方。
将一台X5032A立式升降台铣床改造成三坐标数控铣床。机械部分主要解剖主轴，完成进给系统和主传动系统的机械结构设计，通过一定的计算确定参数以及部件的选择；控制部分主要运用PLC（可编程逻辑控制器）实现数控改造的控制部分，完成程序的流程安排，并完成程序的编制。
X5032A立式升降台铣床原继电器电路经三菱FX2N系列PLC完全改造后，只需要工人对控制面板进行按钮操作即可，不需要工作人员近距离的靠近机床，大大的提高了安全性。虽然PLC一次性投资较大，但改造后的设备可以大大降低运行的故障率，并减少硬件的投入，提高设备运行的稳定性和效率，减轻工人的劳动强度，降低日常维护的成本，并可避免因误操作而引起的事故，因此进行改造的效果还是非常明显的。
我们可以通过对比旧设备与新设备(这里指现代改装机床)的运行费用与年设备费用合计最小值来确定设备更新，也就是MAPI法。在方案选择初期，提出两种可供选择的方案：第一是完全恢复旧机床性能，对旧机床进行大修，配以适当工装加工新产品；第二是利用原有铣床，通过现代化手段改装铣床为现代铣床，用现代化技术改变原有机床的结构，使之全部达到先进新设备水平。
MAPI法的基本计算主要包括以下两方面：（1）继续使用旧设备造成的损失。包括继续使用旧设备在运行费用上的损失和由于晚一年处置旧设备造成的损失。这两部分之和即为旧设备费用合计最小值；（2）新设备的将来费用．包括使用期间内运行费用劣化值和各年分摊的设备费用。
现在将这两种假设方案的经济分析列入表1和表2。
投资费用节约额=36100-18000=18100（元）
因更新获得次年度的节约额=26060-1810=7960（元）
由计算结果知，立即更新为宜。
对旧机床进行现代化再装，除次年更新可获得年度节约额7960元以外，每年还可增加产量2000件（10000-8000），每件获利润18元，可增加收益3.6万元。
在设备更新经济分析中得知，现代化改装设备较旧设备大修、改造有较大的优越性，但这仅是设备更新的一种方式，它是否是最经济、最理想的方式。还应与其它更新方式相比较。与现代化改装并存的方案有：用相同结构新设备更换旧设备；用高教、先进结构的新设备更换旧设备。这时决策的任务就是从多方案中选优。
本实验是数控化改造的一个工程实际应用的例子，通过实验可让学生了解数控技术在工程实践中的具体运用，开拓学生视野，增加他们学习理论知识的兴趣。
应用型本科人才培养的规格一定要突出应用型的特点,通过数控技术课程教学建设与改革,有利于进一步形成和深化学生的工程意识为培养合格的应用型人才打下良好的基础,有利于全面培养学生的创新思想和创新能力,提高学生工作的独立性和自主性,有利于强化学生综合分析问题的能力,提高学生的自身素质,有利于进一步深化教育改革。同时我们也要不断学习和借鉴,紧跟产业变化,继续深化教学改革,为培养应用型高技能数控人才尽自己的绵薄之力。
参考文献：
[1]刘瑞己.可编程控制器在数控机床(CNC)中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,2002,(12).
[2]王计文,景顺,志强.浅析普通机床的数控改造[J].机床与液压,1999,(3).
[3]林宋.现代数控机床[M].北京:化学工业出版社,2006.