工作的开展都离不开对数控机床的控制原理的应用，数控机床是一种高度自由化的机床，相对于普通的机床其加工表面形式及方法是协调的。最根本的不同就是在自动化控制原理及方法的应用上。数控机床需要进行数字化信息的控制应用，这涉及到与加工零件相关的信息。也就是工件及刀具的相对运动轨迹的尺寸参数的应用。这些工作的开展，都离不开切削加工工艺参数的应用，其主要涉及到主运动及进给运动速度的协调，通过各种辅的操作，保证各种加工信息的协调，实现了规定文字、数字、符合等代码的应用，按照一定的格式需要进行程序的编写，这就需要进行加工程序的应用，进行控制介质的输入，保证数控装置的良好应用。这些工作的开展，都要进行数控装置的分析及处理，进行相关加工程序信号及指令，从而实现数控机床的加工。这就需要遵循相关的数控机床控制原理，进行数控机床的系统的协调，保证其功能的实现。
2数控机床组成及其优化设计方案
为了提升工程的效益，进行数控机床体系的健全是必要的，这需要针对数控机床应用过程中的各种问题进行分析，比如进行数控机床构成、程序编制等的分析，进行程序载体等的分析，保证数控机床自动加工零件的良好应用。这离不开良好的加工零件的工艺分析，保证零件坐标的基础坐标体系的相对位置优化。通过对机床及其零件的安装位置的协调，更有利于提升刀具及零件的效益，保证其满足尺寸参数的应用需要。这就需要实现机床安装位置及零件的协调，保证刀具及零件的良好协调性，满足尺寸参数的应用需要，这离不开零件加工工艺体系的健全，实现其加工顺序的协调性，实现切削加工工艺参数的健全，保证辅助装置的良好工作。在数控机床的应用过程中，为提升工作效益，进行数控代码体系的健全是必要的，这涉及到电脉冲信号模式的应用，将其进行数控装置的有效应用，做好数控装置及强电控制装置的协调工作，这是数控机床良好工作的核心，从而进行输出位置的脉冲信号的回馈。当然，这也需要进行数控装置系统软件的应用，做好逻辑电路的编译工作。进行相关机床部分的控制，需要做好规定运算及其相关的逻辑处理，进行有关信号及其动作的协调。这离不开驱动系统及位置检测装置环节的应用，保证伺服驱动系统体系的健全，实现驱动装置的良好设置，从而满足数控机床的进给系统分析。在这个环节中，机床的机械部分也扮演着重要的地位，数控机床的应用部分是非常多的，比如主运动部件、进给运动执行部件，比较常见的应用方式是工作台、拖板及传动部件，这些都是实现支撑性工作的关键，为了提升工作效益，进行相关工作步骤的冷却是必要的，需要保证辅助装置的协调。在数控系统的优化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。数控铣床系统需要进行铣床专用数控器的应用，满足半闭环数数控系统的工作要求，在基本结构优化过程中，进行机床本体、铣床专用数据器等的协调是必要的。在其系统硬件的应用过程中，需要做好铣床专用数控器的应用，做好信号板的控制工作，进行交流伺服驱动器如交流伺服电机的应用，从而实现无刷直流电机及无刷直流电机驱动器的应用，以满足实际工作的要求，其中也涉及到很多的工作步骤要求。
在数控系统操作过程中，做好软件设计的工作是必要的，从而落实好铣床专用数控器的应用方案，保证数控铣床的系统效益的提升，这里我们也要进行铣床专用数控器参数的设置，针对其应用程序，做好编辑输入工作，满足程序设计的诸多要求，按照其具体指令完成规定工作。在参数设置过程中，需要应用到相关的参数设置方法，保证参数修改模式的更新应用，做好参数修改效益的应用工作。需要进行分辨率情况的分析，认真的做好分析，更有利于进行机械轴向转动装置的应用，实现伺服电机回授脉波数的正常应用。这离不开工作台的良好设计，保证不同工厂的设置优化，保证伺服马达的良好安装，从而满足工作台的工作需要，实现参数的良好设定，进行工作台方向的修正。进行数控铣床的实际情况的不同轴电机旋转方向的控制，满足当下马达旋转方向的设定要求。在这个阶段中，需要实现不同轴的最高进给速度的控制，针对数控铣床的应用趋势，保证不同轴的行距的控制，进行过高速度的控制，从而有效应对其冲击情况，保证电机工作的良好开展。这些工作的协调，离不开各轴的最高进给速度的控制，满足不同轴向的进给速度控制需要。在这些工作的优化过程中，进行程序的选择是必要的，这里可以进行H4C-M铣床专用数控器的应用，在这些程序工作过程中，可以进行相关程序编辑及执行工作。在其程序选择过程中，可以进行编辑及程序选择，进入程序选择模式，通过对输入键及选取键的选择，以满足当下工作的开展。在实际操作中，进行程序的画面选择也是必要的，从而满足旧程序的应用需要，在旧程序的修改及应用中，需要针对不同情况，进行工作方式的协调，进行指令的增加或者修改，保证程序语句区的良好操作，保证其所增加指令的单节的移动。在数据输入区进行相关指令字数的添加或修改。在程序语句区，需要将光标移动到所删除指令中，在数据输入区，需要进行相关指令所需字母的输入。在程序语句区，可以进行单节的插入，将其光标进行所需单节程序的插入。在数据输入区，可以进行插入单节的第一个指令的字母或者是数字，再进行输入键的按下。从而保证单节的删除。在程序语句区，需要将光标移动到需要删除的单节处，再进行删除键的按下。在数控系统的应用过程中，进行机械部分的分析是必要的，从而进行机床本身误差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落实好机床的误差补偿控制。在数控铣床的工作应用中，进行数控技术、电子技术等的协调是必要的，这需要满足机床设计的诸多理论，保证数控机床的加工工作，从而满足机械设计制造的工作要求。为了实际工作的要求，需要协调好机械设计及自动化应用方向。
3结束语
工作台是数控机床加工过程中最危险的区域。加工过程中各种刀具的高速运动，冷却液、加工废屑不停飞溅，都会影响着操作人员的安全，所以，在这一区域添加安全防护功能的隔离板，是降低安全事故，也是保护操作员的必要措施。导轨式数控机床加工工件的必要组成部分，防护导轨是为了降低生产损耗，增加使用寿命，保证产品精度，所以，加强对导轨的防护非常重要。另外，可以加装刮屑板来清理导轨上的废屑，也可以加装金属盖来阻挡外界的灰尘。
二、数控机床外观造型设计
在数控机床外观造型设计过程中，坚持下列基本原则：
（1）数控机床的色彩设计要满足以下特点：第一，色彩的表达要与机床的相应功能相统一，在不同功能部位设计不同的色彩进行区分。第二，根据人机协调的原则，采用偏中性的色彩设计，降低工人的疲劳感。第三，色彩的设计要与相应的工作环境协调，不同的环境采用不同的色彩，比如在寒冷的环境用暖色调，高温环境用冷色调。第四，美学原则，在外观色彩设计时要搭配适当色彩带给人美得心里感受。第五，符合企业的品牌形象，对同一品牌机床的色彩设计要大体上同一并具有一定的延续性，有利于建立长久的品牌形象认知。
（2）形态设计的原则，数控机床的设计要符合单纯化原则，坚持简洁、大方的形态设计。首先，在加工制造中均衡与稳定的形态更容易让人产生安全感。其次，机床形态设计要在单纯、稳定和均衡的基础上，做到变化与统一相互结合，减少单调、刻板的感觉。
（3）人机工程设计原则。数控机床的人机工程设计就要符合安全性，又要满足易用性。在外观设计时必须重点考虑操作人员的安全，在任何工作环境下都能保证操作人员的安全，要让数控机床在外观上能够直观区分功能区域，观察窗口、操作面板、拉门把手、按键大小等的位置设置要合理科学，符合一般人的操作习惯。
（4）绿色机床原则。在数控机床设计时，既要采用合理科学的结构，以降低加工过程中的能量消耗，又要尽量使用可再生材料，有效使机床轻量化。
三、数控机床外观造型设计的发展趋势
对数控机床行业来说，重视产品的外观造型，不仅仅出于对美的追求，更多的是为了适应市场的变化和需求，维护企业形象，提高品牌价值，更好地提高企业产品的竞争力。
1.符合“以人为本”的设计理念
“以人为本”的设计理念是当今数控机床设计理念的发展趋势，因为机器始终为人辅助，由人来操作，只有在设计中关注“人”的因素，才能符合人类的可持续发展这一需求。
2.增强数控机床本身的产品属性
关键词 机床；造型设计的构成元素；工业设计
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0039-02
机床是制造机器的机器，所以又称为是“工具机”或者是“工作母机”。但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%～60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床不论是作为一种商品还是机器它的造型设计都是必不可少的，特别是在工业设计中更具探讨价值和现实意义。
1 数控机床和机床的定义
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。机床是将金属或者复合金属的毛坯加工成机器零件的机器，机床包括木工机床、金属切削机床、锻压机械和特种加工机床等。
2 数控机床的造型设计
数控机床的造型设计不单单是简易的工业工程设计和普通的艺术美术策划，它的造型设计注重美学艺术同机械工程的有机结合。它在从重研讨机床设计相关的工程技术课题的基础上紧密结合造型设计的外表美。需要设计者以数控机床设计为对象，在具备机械设计制造和造型设计构思两方面专业知识的基础上完成。在设计过程中要讨论怎样使用造型设计原理，让机床的艺术性和科学性相统一；探讨怎样运用造型设计的原则和规则，解决特别情况下每一种产品的用途、结构、材质、工艺性、宜人性、市场运作同造型之间的复杂关系，再次期间创新地把这些必要因子恰当的表达到机床的造型、结构上，是产品具有极其重要的物质功能和附带的精神功能，在审美观念日益复杂的当代更大的符合人们的要求，从而满足精神文明、物质文明要求。
3 数控机床的造型因素讨论
在设计专业的角度将，随着设计风格的变化和设计理念的改变，产品设计构型元素也随之发生着变化。在十九世纪的现代主义时期，设计者们在构型的表示和元素上着重于一类非人的，可以以工业化的手段成批产出的，代表工业领域的创新设计。20世纪初，康定斯基、伊顿等一些人特别研讨了构型方式里一些规律性的东西，形态（体、面、线、点；圆、三角、多边形），还有颜色、亮度、材质等，研究后找出规律并且加以利用，这就是那个时期的现代主义造型元素。
数控机床的造型设计，不仅仅是简单的意识形态的概念与抽象的艺术表现的问题，先进的科技工艺水平、恰当的结构、良好的材等物质条件是前提，这样才能实现产品的用途目的，达到使用便捷、性能优质、技术先进、宜人和资金合理的需求；创造兼有美观的形象的产品，必须动用美学规则、形态构成法则和色彩功能与调配的美学技术原理，更好的表现机床的美学价值和精神功能。上面几点是数控机床造型不能或缺的基本部件。因此，数控机床产品族的构成因子讨论不仅有功能还有美学方面和物质技术。
4 数控机床组成因子的选取和比较
4.1 数控机床形态结构特征
在数控技术发展的同时，机床的智能化、自动化水平增强，略去繁杂的手柄、手轮这些操作部件，复杂的变速机构也简化了，因此整体上性能增强。它的整体性一般包括下面两种操作形式：造型具有块感（体积感、形感）的统一性和清晰性，每一“块”的整合是非常严格的，这主要用在构造受到局限的大型机床。
4.2 数控机床造型的特征
数控机床的轮廓线的几何线型需要大体上相同，到达风格线型协调统一的完美高度。物体的主要线型有要求之外，它的辅助线型也必须要调和，应为辅助线型不能脱离主要线型这一主题。比如，拿直线条和小圆角作主要线型的物件在构造操作手柄和手轮等这些辅助工件的时候，必须采用与之相同的多边形、小圆角，使它和主要的线型的形式协调统一。
4.3 数控机床的色调搭配
数控机床造型设计还有一个非常重要的构成元素就是色调元素。数控机床产品的色调搭配说到底是其宜人性的主要体现，但是作为具备特殊的结构特点和功能的一类机械产品，它的色彩搭配必须具有该产品的独特点，前提是不违背美学的设计原则。色调搭配完美的标志是色彩设计同产品的结构、形态、功能要求达到协调统一。
1）色调搭配的主色和搭配。数控机床通常运用亮度和纯度适度的浅色调、冷色调或者是暖色调最为合适。二色搭配是大多数机床使用的色彩搭配形式，常用的处理方式为：下暗上明、下实上虚、下重上轻；中间部位采用和主色调相差很大的色调带，带来多彩生动的效果，其施色比例采用美学设计原则，一般选用： 2：3、3：5、5：8等序列形式的搭配；2）色调搭配的对称性。为了维持色调平衡，我们需要注重色调的对称。一般会带给大家严谨、稳定、庄重、安静、和谐的感觉，一旦稍有失误容易让人感觉到呆滞、无味、单调、没有跳跃性等无趣的心情。色调的均衡是非对称状态的一种，普遍给人以相对稳定的视觉心里感受，作为形式美的再一种表现方式最能适合大众的审美需求，在很多情况下会采用这种搭配方法。
4.4 数控机床的材质
物件的材质对人的五感都有着特殊的联系，可谓是沟通人与机器产品的媒介，是一种独特的极具表达力的机械设计语言。尤其是它的可视属性是一个产品给人的第一感。一方面，材质虽然只是无生命的物质形态主体，但是在人的意识形态里它可以具有个性和情感，对设计语言完美应用会使产品与人之间产生情感的沟通。另一方面，材质作为物质形态的主体，它的表现性用来表达设计作品的内在含义时，则会与作品很好的结合到一起，达到意与形的完美展示，表现出产品的深层内涵，使产品具有精神上的魅力。
5 结论
机床的造型设计有着十分悠久的发展历程，其间呈现出风格繁杂的设计理念。随着数控技术、材料科学、加工工艺等的发展可能带动数控机床的造型设计产生根本性的变革。工业设计的工作人员应该时刻关注机床的发展变化以便发挥自己的创新思维，机床的造型设计在未来必将有着更完善的结构功能、更佳的宜人性、美学意义的外观等趋势发展。
参考文献
[1]陈蝉娟.数控车床设计[M].北京：化学工业出版社，2006.
关键词：数控 铣床铣削 排除 调整
中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0079-02
本文通过实际案例分析，了解一些常见故障的排除与调整。案例如下：设备名称FANUC0i―Mc数控系统，故障类型为铣削出现椭圆现象。分析：对于数控铣床铣削后出现椭圆，通常考虑以下3点原因：（1）X-Y轴伺服不匹配。（2）反向间隙。（3）X-Y轴不垂直。
1 X-Y轴伺服不匹配
伺服不匹配占故障比例为87%，因此首先考虑此问题。应用球杆仪进行检测可得图1，图中2和3为正反向360°得出的图形， FANUC0i―Mc数控系统位置增益（伺服环增益）参数是#1828（0.01s-1）。
（1）产生原因。如果轴间伺服环增益不匹配，会导致伺服不匹配误差，此时两根轴不同步，一根轴要早于另一根，造成椭圆图形，如图2所示。
（2）故障排除。伺服不匹配将导致插补圆不圆。一般情况下，进给率越高造成插补圆的椭圆程度越大。与前一个图像相符，原机床参数#1825X轴（6000），Y轴（3000），故减少X数值，增大Y值，如图3所示。
经过反复调整参数检测调整（最后参数是X2200，Y7000）后图像如图4所示。
此时数控机床铣削出现椭圆的故障消失。
2 反向间隙的排故与调整
此机床的反向间隙占29%，发那科数控系统调整反向间隙的参数是#1851，如图5所示。图中由某轴线开始处有一个沿图形中心外凸的台阶，台阶的大小通常不受机器进给率的影响。在图中仅有Y轴上显示有正值反向间隙。
检测图像是Y轴有反向间隙，调整参数为28.4 mm，调整后球杆仪检测进行间隙补偿。由于Y轴反向间隙存在正负两个值，丝杠两固定端应存在串动或者丝杆副有问题，需要重新调整固定等。现在圆度由原来的638.6 mm通过球杆仪检测及数控系统参数调整变为32.8 mm。
3 X-Y轴不垂直
原因：数控机床在加工过程中，各轴的垂直度误差都经过测试，满足机床的设计精度。但经过一段时间的使用后，垂直度误差超过设计精度时，就需要进行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移动。X-Y轴经过长时间的振动与受力，经常会发生偏移，这时就会出现X、Y轴之间垂直度误差的出现，误差主要出现在一个方向，即XY平面内。
原因：在使用数控机床的过程中，测试排除过每个轴的垂直误差，达到机床的设计精度。垂直误差会在使用一段时间后偏差会超过设计精度，这时就要进行修正，这种情况产生的原因是各配合部分发生移动。X-Y轴长期受到震动和受力，所以很容易发生偏移，所以X、Y轴之间发生垂直度的误差，并且误差主要发生在XY平面内这一个方向。
解决方法：将Y轴导轨重新进行定位面配刮，配刮镶条，这样可以将定位面积扩大，从而定位刚性也变强。将X-Y轴修刮至符合标注的呢机械垂直度，与此同时也进行了定位面修正，然后重新定位丝杠副，避免丝杠副弹性变形的发生，增加度在导轨、丝杠和各运动表面，避免各运动部件发生爬行现象。
4 结语
本文案例对于数控机床铣削出现椭圆形的故障排除应用了球杆仪，同时需要技术人员、机械以及电器的配合，通过对X-Y轴伺服不匹配、反向间隙、X-Y轴不垂直等可能因素进行排除和调整，最终排除了故障，使机床的加工圆度达到加工要求。
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关键词：数控技术方向 数控机床编程 职业能力 培养模式
随着数控技术及其数控机床的广泛应用，社会对其相应技术人才的需求量越来越多，而且对数控类人才的要求也越来越高。因此，数控技术人才的培养是一件非常重要，而且也是一项极其艰巨的任务。
数控技术职业能力培养及其培养模式是近年来一直被关注的问题。本文对机械设计制造及其自动化专业数控技术方向（以下简称数控技术方向）职业能力培养及其教学模式，其中主要对数控机床编程及其操作控制职业能力培养作些探讨。
一、以人才市场需求为依据，确定学生数控技术方向能力结构
随着数控技术在各个领域的应用和应用领域的不断深入和扩大，社会对数控类人才的需求情况在不断变化，不仅是需求种类，而且对数控人才的质量要求都在不断变化。根据各种市场需求信息，数控技术方向相关就业类型有：数控机床设计制造，数控设备的操作使用，数控设备的调试与维护，数控工艺人员及数控程序调试员，数控设备及其零部件的生产管理与营销等。同时，数控技术方向相关各类人才十分短缺，大型数控设备和特种数控设备的操作使用等方面的人才尤为缺乏。据2008年有关部门统计，未来5年上海市全市的“灰领”人才缺口将达到50万人次。
学生通过在校的四年学习之后，将一一步入社会，因此，学生能力结构应与市场需求相吻合。作为数控技术方向职业能力，主要有：数控机床设计能力、数控机床编程和操作控制能力、机械识图及计算机辅助设计绘图能力、计算机辅助编程与制造能力、PLC控制编程及其机床维护能力、数控技术方向相关生产管理及营销能力等。其中，数控机床编程及其操作控制能力，主要又可分为：识图能力、工艺设计能力、数控编程能力、数控机床操作使用能力和零件数控加工质量控制能力。
二、以数控机床编程与操作控制能力为核心的课程建设
作为技术应用型本科，以技术能力培养为主线开展教学非常重要。在建立课程体系和进行技能培养模式探讨时，应该尊重教育规律，重视技术应用。首先，必须强调实践环节教学，以提高学生分析和解决实际问题的能力。其次，注意课程设置的科学性、实用性，在安排课程上采用逆向手法，即以培养目标为导向，确定能力模块和与能力相关的理论课程和实践课程，确定主要专业课，然后以专业课为主线，科学地设置相关专业基础课及其他相关课程，其中每门课的设置都应该符合能力模块的需要。同时在课程设置时，应注意知识结构和学生的知识积累，应处理好每门课之间的内在关系，避免重复教学。表1为数控技术方向数控机床编程与操作控制能力分解与开设课程之间的对应关系。
表1 数控机床编程与操作控制能力分解及其相关课程
数控机床编程与操作控制能力是机械设计制造及其自动化专业数控技术方向重要能力之一，其技术含量高，核心课程内容包括：机械制造技术基础、机械制造装备设计、数控机床与编程等。主要就业方向如表1所示。表中还列出了数控机床编程与操控制作能力及其相关证书、主要课程等。
由上可见，数控技术方向学生培养目标应该是既懂数控机床操作，又能识图绘图，又能根据工艺要求编写零件数控加工程序乃至进行数控加工和质量控制，又对数控设备的维护有所了解的“灰领”人才。下面主要围绕数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养进行讨论。
三、促进数控机床编程与操作控制能力提高的教学改革
在数控技术方向的多个能力模块中，数控机床编程和操作控制能力是重点能力之一。为了提高数控机床编程和操作控制能力，同时在教学过程中取得良好的教学效果，我们做了各方面的举措和尝试。
数控机床编程和操作控制能力的提高，可以通过识图能力、工艺设计能力、数控编程能力和零件数控加工质量控制能力等的提高来实现。为把学科发展和职业能力培养与市场需求、技术应用挂钩，将组织学生参加国家劳动保障部职业技能鉴定中心相关职业技能证书考试作为教学目标的一部分纳入教学计划。
1.整合教学内容，提高学生识图绘图能力
机械识图绘图能力培养是数控机床编程与操作控制职业技能培养的重要内容之一。进行机械制图及其CAD教学，安排CAD实训，通过让学生读解和绘制各种零件图、装配图，不只是能让学生掌握AutoCAD操作系统的使用，更重要的可以提高学生机械识图和计算机辅助设计绘图的能力。
为了提高机械读图或识图能力，在识图绘图能力培养相关课程的学习期间，安排1～2周的车工、钳工等内容的认识性传统金工实习，由此将零件图与加工联系在一起，非常有助于识图绘图能力的提高。同时，通过安排实训和适当的培训，组织学生参加CAD认证考试，可以增强学生对职业技能的认知度。
2.加强数控工艺教学，提高学生加工工艺编制能力
实现数控加工，编程是关键。然而在编程前，首先要求学生了解工件、刀具、切削机床和夹具工艺系统四要素，同时编制出数控工艺。工艺系统设计能力的培养是一项极其长期的任务。
通过开设机械制造技术、机械制造工艺及其装备、数控加工工艺等课程，使学生学习到有关工艺方面的理论知识。同时，通过开设金工实习和专门的工艺系统设计训练课，培养学生的工艺系统设计能力。主要内容包括：图样分析，加工工艺方案设计，工艺规程编制，刀具或刀具系统的设计或选择，工艺装备的设计，等等。
学生在校期间，开始进入相关工艺知识的学习，同时通过各种工艺编制实践环节的学习，不断得到工艺设计能力的培养。随着数控工艺教学的不断深入，进一步按照数控工艺师考试的要求，针对典型案例进行数控工艺编制训练，组织学生参加数控工艺师认证考试。
3.改革数控编程教学模式，提高学生数控机床编程能力
与机械识图能力和工艺编制能力息息相关的数控机床编程能力是数控机床编程与操作控制职业技能中另一重要能力之一。要加工出合格的零件，就需要编制出可行的数控加工程序。而学生数控机床加工程序编制能力的培养则有其独特的地方。数控机床编程课是一门操作性比较强的课程，在该门课的教学过程中，理论环节与实践环节是不可分割的。
以往的授课形式，理论课和实训课相互独立，实训课一般安排在理论课完全结束之后进行。然而，这样做，学生对课堂内容难以理解和接受，理论学的枯燥无味，进入实训课时能想起的寥寥无几，导致重复教学过多，课时浪费较多，教学效率低下。
为了提高数控机床编程教学效果，改变以往理论满堂灌的填鸭式教学形式，把理论教学与学生实际动手紧密结合起来。编程能力的提高，最终离不开操作使用数控机床。然而，由于数控机床的昂贵和操作使用上的安全性，学习编程理论初期，不便直接在数控机床上进行。为此，我们引进实验课，即在理论课教学中安排实验教学。这样做改变了传统的教师一味地讲，学生一味地听的教学惯例，学生变被动为主动，直接参与到教学中来，学生与教师共同完成教学任务。
所谓实验课就是利用数控编程软件直观地认识和理解各个数控指令，并运用各种数控指令编写数控程序。数控实验以作业或课题的形式布置给学生，让学生自行完成，要求书写实验报告。在编制某种零件的加工程序时，会遇到各种问题，同学需要找出原因并加以解决。在实验过程中教师只起到辅助作用。这种方法，教、学、练交叉进行，学一学练一练，效果很好。
四、围绕数控机床编程与操作控制职业技能教育，切实搞好实践基地建设
通过金工实习，学生已经基本掌握了一般机床的操作使用方法。再通过以上各个环节的能力培养，学生已具有基本编制典型形状特征零件程序的能力。但由于还停留在模拟阶段，所以必须实际上数控机床进行实战数控机床编程和操作控制能力训练。在掌握数控操作技能的同时，进行零件分析，编制数控加工工艺路线，编制数控加工程序并进行调试，最后加工出尺寸精度和表面质量等都合格的零件。
同时，为了检验学生数控机床编程及其操作控制能力是否能适应市场，在学生综合学习理论与实际知识的前提下，通过大量典型零件的编程练习，安排统一的课题进行实战编程与操作训练，最后组织学生参加数控机床工职业技能认证考试。
然而，要全面提高数控机床编程及其操作控制能力，进行数控机床编程与操作控制职业能力培养，就离不开数控技术实践教学，离不开有效利用实训基地开展实战训练，因此就必须充分重视实训室建设。数控机床技术含量高，实训室建设应作为一个关键项目立项来抓，从实践教学内容、投资的经济合理性、设备的市场通用性、实用性和发展的前瞻性出发，配置中、高档的数控车床、数控铣床和加工中心等硬件设备，同时配备相关的软件设备，形成一个较好的数控技术职业技能教学的软、硬件环境。
按照这一要求，配备高层次的齐全的CAD/CAM机房电脑设备及软件系统。不仅满足数控编程实验和上机实训的需要，同时也为学生能自由上机练习提供方便的场所。
同时，为了大案例教学的需要，购置一台综合性强的数控机床，以方便学生拆装数控设备和开展数控设备相关课程教学的需要。
五、结语
本文以就业方向、市场需求为切入点，讨论数控技术方向职业能力内涵，探讨解决学生各方面职业能力培养问题的途径，摸索教学模式新思路。作为技术应用型本科机械设计制造及其自动化专业数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养模式，从理论课、实验课和实训课的互补关系出发，将其有效结合，穿行，使其融为一体，同时以国家职业技能鉴定中心相关数控技能考证要求为能力目标，进行综合能力培养，取得了良好的效果。
1.实训基地建设是职业能力培养的保证。
2.将考证内容作为技能培养的参考，目标明确。
3.在数控编程理论教学中引进实验课，使教、学、练交叉进行，有效地提高了教学效果。
4.将数控机床编程与操作控制职业能力分成各个不同职业能力模块，按能力模块的互补关系有层次地开展教学，取得了能力培养的综合效果，提高学生综合思考问题和解决问题的能力。
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中华医学会临床流行病学学会、中国临床流行病学协作网和中华医学杂志编辑委员会于1998年7月联合召开了全国临床科研设计专题研讨会。会议研讨分析了当前我国临床医学科研设计中存在的问题，提出了改进的对策（详见中华结核和呼吸杂志1999年5期264页《全国临床科研设计专题研讨会纪要》一文）。会议呼吁广大临床医学工作者要进一步重视临床医学研究的科研设计，以提高临床医学研究质量，使有价值的研究课题获得预期的成果，实现临床医学的现代化和科学化，更好地为人民的健康服务。现就诊断性试验和临床治疗性研究设计中的某些问题进行简要评述。
一、诊断性试验设计
任何拟研究的新的临床诊断性试验，务必要以公认的标准诊断方法作为试验研究的金标准。用这种金标准诊断阳性者为病例组，阴性者为对照组。健康人群不应作为临床诊断性试验的对照。两组对象的例数要根据试验的假设水平，计算两组研究对象的最低需要的样本量，新的诊断性试验要同步地施检于两组对象。这样两组对象将会获得真阳性与假阳性、真阴性与假阴性的受试者例数的结果。这样就可以按公式计算新试验的敏感性（sensitivity）、特异性（specificity）、患病率（prevalence）、准确性（validity）、预测值（predictivevalue）及似然比（likelihoodratio）等指标，而不仅仅限于某些论著报道的阳性率及阴性率。如果涉及到对同一种疾病同步应用多种诊断试验，进行比较研究以筛选最佳诊断试验者，则可同时将各自试验的连续变量，分别设定不同的临界值（cutoffpoint），计算出一系列的敏感性和特异性指标，绘制出ROC工作曲线，分别计算各个试验的ROC曲线下的面积（AUCROC），作各试验的AUCROC比较，哪一个试验的AUCROC最大，则该诊断最有价值。从这种设计方法与结果中所提供的具体指标和数据，是评价诊断性试验质量和水平的科学依据，以指导临床医生合理应用有关诊断性试验于病例筛选、诊断及鉴别诊断的临床实践。
二、临床治疗性研究设计
前瞻性的临床治疗性研究设计，最佳的设计方案为随机对照试验（RCT）。从5种中华医学会系列杂志统计，1985年发表的640篇论著中，RCT仅8篇（1.3％）；而1995年发表的954篇论著中，RCT有40篇（4.2％），无论从绝对数字与百分比看，确有上升。涉及到研究设计并影响研究质量的主要问题如下。
1.研究对象的诊断问题：入组研究对象的诊断标准非常重要，涉及到研究课题的质量基础。因此，一定要准确无误，并为公认。然而，从报道的论著中却发现，有的全国性多中心大型协作的研究课题，诊断标准存在着某种缺陷，不能不影响其质量与水平；有的重点课题仅考虑入组病例诊断的严格性，而排除标准竟设计了17项，使合格的纳入对象仅占整个患该病人群的10％左右，而90％左右的病人却被排除。即使该研究的结果有高度的内在真实性（internalvalidity），其代表性也仅为10%左右。因此，对于治疗性研究纳入试验的对象，其诊断标准无论在设计方案内或在发表的论著中，一定要交待准确，符合公认的诊断标准。根据课题研究的目的，宜制订合适和可行的对象纳入和排除的标准，在保证研究质量的前提下，一定要考虑研究成果的代表性和今后推广的受益面。
2.研究方法中的随机问题：随机对照不是“随便”对照，一定要按照真正的随机抽样或随机分组的正规方法执行。因此，在研究设计方案和论著中要交待清楚和具体，使读者了解报道的结果确实是真正的随机对照试验而非“随便”对照。随机分组后的试验组及对照组的研究对象，除试验和对照的措施之外，他们之间可能影响疗效及结果的主要临床特点的基线状况一定要相似，而且差异无显著性。这样，就能使试验组和对照组最终的试验结果有可靠的可比性。否则，将会影响研究的质量。此外，对于成千上万例大型多中心RCT研究课题，由于样本量很大，随机分组后组间的临床基线差异性可能并不显著。即使差异显著，最后可以应用分层分析的方法进行比较分析。因此，对研究质量不会造成不良影响，故这种大样本的研究可以不强调基线的可比性。
3.治疗试验疗效假设水平的设计：一项新的治疗性试验措施或药物，当投入临床试验时，总是期望其效果比对照组为佳。因此，在研究设计中，应该有试验组的疗效水平及其与对照组相比疗效差异水平的假设（hypothesis）。这种假设必须有赖于临床前期研究的科学依据或者以预试验的结果作为依据。有了这些假设数据，又规定了α-错误及β-错误的容许水平，就可以应用相应的样本量的估算公式，计算出研究课题的最低样本需求量。这样才能为整个研究工作的安排和样本来源的可行性提供科学的参考依据。从我国发表的治疗性文献分析，疗效假设水平的设计十分稀少，RCT报道的样本量最少为10例，最多达15000例，绝大多数为数十例。可见，这方面的设计内容十分薄弱。据国外文献报道，对此十分重视。
4.治疗性试验的科学性和安全性：治疗性试验的试验措施或药物，包括对照性治疗措施在内，一定要有科学依据，而且要安全有效。务必要遵照世界医学会制订的关于人体试验的赫尔辛基宣言，我国有的科研课题或多或少地存在这方面的缺陷，是值得注意改进的。
5.统计学方法的正确应用问题：临床治疗性研究要涉及到疗效测试的指标及其影响疗效的有关因素、预期结果的数据资料及其类型、统计分析的方法和类别（如单因素和多因素相关性分析），以及统计软件的选择等。因此，统计学方法的选择与应用必须贯穿于整个课题设计以及资料分析和处理之中，而不是等到研究结果出来了，才找统计师帮忙处理数据资料。如果这样做，科研质量是难以保证的。我国许多临床科研论文数据的统计学处理，之所以在方法上存在问题或不够正确，估计多与此有关，需要改进。
三、科研道德问题
临床科研的重点，是研究人类疾病的诊治和预防，是关系到改善人民的健康、促进医学事业发展的大事，一切研究课题和发表的学术论文，一定要有科学的依据，要遵照实事求是的原则，不能损害病人的利益，要有崇高的医德和科研道德，否则必将造成害人害己和身败名裂的结果。针对临床科研中的某种趋势，为防患于未然，建议中华医学会各杂志编委会和编辑部，除加强对论文的学术内容的审查和评价外，最好增加一份供稿法人单位对稿件提供伦理考核合格的保证书，如发现稿件有违反科研道德及医德或弄虚作假的证据者，建议中华医学会在各杂志公布作者及其单位名单，在限期内一律不予刊登该单位的学术论著。
关键词：卓越工程师；金属切削机床概论；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）07-0023-03
一、“卓越工程师教育培养计划”概述
教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。机械设计制造及其自动化专业是山东理工大学实施教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的重点专业之一，《金属切削机床概论》是该专业的主干专业课程之一，主要培养学生认识机床、分析机床和选用机床的能力，这不仅对将要在机床行业工作的学生是必需的，而且对将要进入机械制造类企业、科研院所或与其相关的管理部门工作的学生，也是必需的基本知识和技能。因为国民经济各部门所需的各种机器、仪器和工具以及国防装备，都要通过作为工作母机的机床的加工才能制造出来。机床概论知识是制造业的广大工程技术人员、科研人员和管理人员必备的基础知识[1]。
《金属切削机床概论》既具有很强的理论性，又具有跟生产实践高度切近的特点，这就要求在教学工程别注重培养学生的工程能力、综合能力和创新能力。本文结合我校多年来《金属切削机床概论》的教学实践经验，对我们在面向“卓越工程师教育培养计划”实施教学改革过程中进行的若干探索进行了总结。
二、在教学过程中加强对学生创新能力的培养
创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心；当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是人的创造力的竞争。
《金属切削机床概论》是让学生在学习过若干专业基础课的基础上，掌握各种机床的工艺范围、传动原理和传动结构，并为学习《金属切削机床设计》和《机械制造工艺学》奠定基础。我们在教学过程中注重引导学生对现有的机床结构和教材内容进行反思、质疑和改进，培养学生的创新思维和创新能力。例如：
[案例1]在CA6140A车床的进给传动链中，当车削模数螺纹时，要通过选择交换齿轮用传动比■×■×■来近似代替■；当车削英制螺纹时，要通过选择交换齿轮用传动比■×■×■来代替■[1]。在教学的过程中，我们引导学生对上述近似处理进行了误差分析，发现在第一个近似处理中，？仔的近似值为3.1487531，在第二个近似处理中，英寸与毫米的换算系数25.4的近似值为25.4016。用上述交换齿轮加工长度较大的丝杠时，会产生较大的加工误差，难以满足加工要求[2]。并且交换齿轮中都有升速组，容易使齿轮传动噪声增大[3]。我们进一步要求学生对上述两组交换齿轮进行优化设计，以提高近似精度。结果同学们通过文献检索及创新性探索研究，分别用单一加减法、小数值近似分数法、分离小数法、分数值相加法、辗转相除法、质因数化―约分法、质因数校正法、质因数校正乘合法、分数差值相除法、校正分数乘合法、共轭分数比重加合法、编程计算法、查表法等十几种不同的方法对交换齿轮齿数进行了优化计算。然后同学们对不同的优化结果进行了误差比较，发现用■×■×■来近似代替■，用■×■×■来代替■近似误差最小，并且交换齿轮中不包含升速组，可以降低齿轮传动噪声。通过该过程的训练，提高了学生的文献检索能力、自学能力和创新能力。
[案例2]CA6140A车床主运动传动链中的低速传动路线如图1所示：
在教学过程中，我们引导学生对如下问题进行思考：在该传动路线中，两组双联滑移齿轮中为什么有三对齿轮的齿数和为100，而另一对齿轮的齿数和为101？同学们经过创新性思考后明白了如下原理：CA6140A车床主运动传动链中的低速传动机构同时也是加工螺纹时的扩大螺纹导程机构，其传动路线如图2所示。该传动路线中的两组双联齿轮分别处在■×■和■×■的啮合状态时，可以把车削的螺纹导程扩大4倍和16倍，如果把■的齿轮齿数改成■，工人在加工螺纹时，如果使两组双联齿轮处在■×■的啮合状态，就会使扩大螺纹导程传动机构的传动比为1，跟不使用螺纹导程扩大机构的传动比相同，但因为使用了扩大螺纹导程传动机构，使得传动路线变长，加工误差变大。为了防止工人在加工螺纹时误选该条传动路线，故将Ⅵ轴和Ⅴ轴之间一对齿轮的齿数设计成■，工人如果选择了■×■的传动路线，加工出的螺纹将无法使用。通过该创新性作业的训练，提高了学生综合运用多门课程知识的能力和创新能力。
关键词:现代工业设计理念;产品设计;数控机床
1.机床设计的现状,以数控机床为例
随着 电子 信息技术的 发展 ,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民 经济 的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。目前,欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而
3.2 现代 设计理念的应用
现代设计理念在机床产品设计中的运用主要有以下几个方面。
3.2.1 绿色设计
绿色设计源于人们对现代技术文化所引起的环境及生态的破坏的反思。对于 工业 设计来说,3r原则是绿色设计的核心。所谓的3r是指:reduce、recycle和reuse。绿色设计要求考虑产品在生命周期内的每一个环节:从产品的创意构思到制造、运输,从产品被消费者使用到最后产品的回收。确保每一个环节对环境的影响最小。
对于机床产品来说,绿色设计最主要最常见的体现在一下两个方面:
1)可拆卸性设计
可拆卸性设计是一种使产品容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法,是绿色产品设计的主要内容之一。例如,在机床设计中可以用螺纹联接来代替焊接和铆接等。螺纹联接不仅易于拆装而且联结可靠,即具有重复使用的特点。为了减少零件数量,还可使用螺钉集成结构来代替普通螺钉和垫片、防松垫圈等。可拆卸性设计原则:一是减少拆卸的工作量;二是易于拆卸、分离;三是多用标准件。
2)可回收性设计
可回收性设计也是绿色设计的主要内容之一,就是在产品设计初期时考虑其零件回收及再利用的可能性,即在其它新产品中可以利用使用过的或废弃产品中的零部件及材料。
3.2.2 以人为本,注重人性化设计
人性化设计,就是要设计以人为本。他是针对功能主义设计思想的缺陷,提出设计不应该以机器的功能为出发点,而应该把人作为设计的出发点。以人对产品的使用为基础,使机器能够很好的为人服务。随着技术的 发展 ,社会的进步,人们对产品的人性化要求也越来越高,尤其是一些关乎人们使用安全的设计—诸如机床产品的设计—在这个方面的要求更高。
以人为本,注重人性化有两个概念:一是符合人的尺度;二是要有很好的操作界面。符合人的尺度,要求在农机产品设计过程当中,可以运用人机工程学的所提供的数据,对操作的空间大小,操作台面的高低等等进行综合考量。比如设计数控机床的操作空间时,就要根据人在操作时动态关系来确定空间的大小合理与否。第二,良好的操作界面,可以使操作起来更加的方便、快捷、安全可靠。
3.2.3 要兼顾文化特色
产品语意学告诉我们,产品不仅仅有他的物质功能之外,还体现了一定的文化特征。机床的造型设计犹如给新娘做嫁衣,新娘的嫁衣不仅可以使新娘子漂亮起来,而且最能体现民族特征和深厚的文化内涵。在追求机床的 科学 价值的同时追求 艺术 和文化价值,甚至将民族的个性特征融入其中。机床造型体现一个国家、一个行业的形象和设计水平。机床造型风格的形成受两方面因素的影响。一是与当时的科技水平有关,二是离不开当时的时尚风格。要想实现其科学价值与艺术文化价值的融合,文化元素的如何应用显得尤为重要。
3.2.4 产品造型的品牌特性的维持
产品系统设计理论告诉我们,设计不再是一个单纯的造型活动,而应该把设计纳入到生产制造、宣传、使用到最后产品废弃回收这一大的循环过程当中,是品牌经营的一个手段。很多 企业 忽视了这一点。比如,很多市场上的农机产品,如果撕去上面的标签,你无法确定它是哪个厂商生产的,造型上缺少品牌的独特性,因此,在产品造型设计时要注意的问题是:产品的造型能否体现品牌的特性。要体现品牌的特性要注意两点:一点是要注重产品整体要素的统一。即是要求农机产品在形态、色彩、材料、细节方面的选择要有利于企业形象的识别;第二点是系列产品品牌形象要保持统一。此外,这还是个长期的工程,需要我们持之以恒的努力。
健康网讯:
个案报告，是指对个别罕见、少见的病例，或常见病出现特殊表现的病例，诊断治疗上有创新的病例，对发病机制、病因等有独特见解的病例，虽难治而治愈的疑难重症病例的个案报告。有的个案报告是很有价值的。写个案报告前要查阅文献，确认是否罕见、少见或首次发现，慎用"首例报道"、"未见报道"。报告还要真实、明确，如"特大侵入颅内额窦囊肿摘除术"要写明囊肿体积有多大。
前瞻性临床研究是事先设计好研究方案，确定观察的对象、条件、方法及指标，以此来收集积累临床资料，这种分析得出的结论更可信。如对预后的研究，最好采用前瞻性研究，如观察上颌窦癌治疗的预后，分为单纯手术、单纯放疗、手术＋放疗3组观察，疗效对比，科学性强，结果可靠。但这需要严密的设计，同时研究周期长，因积累病例需时间，还要设对照组。病例数够了，还要等三五年观察来确定治疗结果，一个课题至少要六七年才有结果。
实验观察研究，是指采用干预措施，如采用药物来观察治疗效果。应设立对照组，实验组和对照组放在相同的条件下进行比较，以保证临床观察的可比性和重复性。如"葛根素治疗突发性聋35例，有效率为82%"，但无对照组，疗效究竟归于葛根素治疗还是自愈，或两者兼有之。正确的方法是随机分组，观察组用试验药物，对照组用安慰剂或标准疗法、或当前通用的治疗措施；盲法观察，最好用双盲法，分别统计疗效进行比较，这样得出的结论才有说服力。
另外，技术革新，是指对仪器的革新、发明、专利等。可在引进、继承、学习的基础上进行改进、革新。如大至电子耳蜗、喉声门图仪的研制，小至轻便头灯、中耳通气管、中耳听骨材料的改进等。
因此，临床研究选题广泛，内容丰富，形式多样，在临床一线工作的医师完全可能根据个人的特长、经验、临床的需要、现有条件来选题。 临床研究是以临床医疗工作为基础，如医疗质量不高，病历记录不全，将直接影响临床研究的质量和论文水平，只有做好临床医疗工作，才能取得好的临床研究成果。临床研究主要是观察研究，无需多少经费，可利用现有常规检测手段，如组织病理学检查、CT等作为诊断指标，因而适合广大基层医师。医科大学校院的临床医师和研究生还可密切结合临床问题和需要，采用组织解剖、生理、病理、生化、免疫和遗传基因等手段来进行临床基础研究。
科研设计是采用临床科研方法（临床流行病学方法），制订出完成研究的实施方案，使临床科研从经验型向科学型变革。没有周密而规范的设计，会使研究结果不可靠，结果没有临床意义和科学价值，且浪费人力物力。由于临床研究非常复杂，影响因素极多，必须有一个周密而规范的设计。首先，考虑研究目的，其次，研究对象、样本量、分组、观察指标、如何观察、怎样收集资料和采用的统计学方法等。
科研设计中强调随机对照试验（random control test ,RCT），就是选择研究对象时应设立对照组，如在治疗试验中随机分配研究对象，随机不等于"随便"。常用随机化分配方法有单纯随机法、分层随机法、区组随机法。单纯随机法中最简单方法是抽签或抛硬币、掷骰子，如样本大，就用随机数字表，或用电子计算器的随机数字进行随机分组。这样可减少非研究因素的影响，使两组间均衡。均衡是指各对比组间除处理因素不同外，其他重要的、可控制的非处理因素的分布尽量保持一致，也就是说只有均衡的两组，才具有可比性，结果才可靠。观察时应实行盲法，盲法有单盲、双盲和三盲。单盲是研究对象不知道给予的处理措施和分组。双盲是研究对象和观察者均不知道研究对象的分组，只有研究者知道。治疗药物与安慰剂或对照药物应制成大小、形状、颜色均一致。这能充分保证研究结果不受医师与患者心理因素的影响，虽有时很难实行，如外科手术，但这是个比较理想的研究方法，应尽量采用。三盲法是研究对象、观察者与研究者及论文撰写者均不知道研究对象的分组情况，直到论文初稿完成后才当众揭密，使结果与分析结论更加客观。
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