數控車牀
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摘要：世界科技和經濟以及社會生產力的不斷髮展，原來的機械產品已經不能滿足人們的需要。因此對產品的性能、質量、生產率和成本提出了越來越高的要求。但是數控機牀則能適應這種要求，滿足現在的生產要求。數控技術的應用不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨着數控技術的不斷髮展和應用領域的擴大，數控機牀運用於汽車、飛機和導彈等高技術，而且在關於民生的一些行業也扮演越來越重要的角色。隨着世界製造業的轉移，中國正逐步成為世界加工中心，美國，韓國，德國等國家已經進入工業化發展的高科技密集時代與微電子時代，鋼鐵，機械，化工等重工業正逐步向發展中國家轉移，我國正處於重工業發展中期，所以數控技術的發展對發展中國家的發展尤為重要。未來幾年將是中國發展的黃金時期。抓住機遇，中國又將渡 過一
個發展的黃金期，人民的生活水平將大幅提高。
關鍵詞：機械 數控 製造，發展
Summary：The technology and economy of world as well as the development of social productive forces, the original mechanical products have already can't meet the needs of the the performance, quality, productivity and cost of product are put forward more and more high numerical control machine toolcan adapt to the request, and meet the production requirements of the numerical control technology application for the traditional manufacturing industry not only has brought the revolutionary change, causes the manufacturing industry to become the industrialization the symbol,what'more along with numerical control technology inceasing development and application domain expansion, numerical control machine tool used in automobile, aircraft and missile contour technology, and some industry also play more and more important role on the people's the world manufacturing transfer, China is gradually becoming the world processing center, the United States, South Korea, Germany ect have entered the industrialization of high-tech intensive era and microelectronics era, iron and steel, machinery, chemical and other heavy industry is gradually shifting to developing economies, our country is in the development of heavy industry, so in the middle of the development of numerical control technology to the development of the developing countries is especially the coming years,it will be a the golden age of the eing the opportunity, China will tide over a develovement, people's standard of living will ords: mechanical numerical control manufacturing, development
引言：數控機牀是綜合的應用了計算機、自動控制、精密測量和現代機械製造和數據通信等多種技術，是機械加工領域中典型的機電一體化設備，適用於多品種、中小批量的複雜零件的加工。數控機牀作為實現柔性製造系統、計算機集成製造系統和未來工廠自動化的基礎，它已成為現代製造技術中不可缺少的設備，因此得到了巨大的發展。
科學技術的發展，對機械產品提出了高精度、高複雜性的要求，產品的更新換代也不斷加快，這樣對機牀設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機牀集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術於一體，是高度機電一體化的典型產品。它是現代機牀技術水平的重要標誌。數控機牀體現了當前世界機牀技術進步的主流，是衡量機械製造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成製造等先進製造技術中起着重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機牀是一個值得深思熟慮的問題。
1、數控機牀的產生和發展
1.1數控機牀的產生
機械製造工業中並不是所以的產品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產的零件約佔機械加工總量的80%以上。尤其是在造船，航天，航空，機牀，重型機械及國防工業更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產品頻繁化的柔性自動化機牀。數控機牀就是在這樣的背景下誕生髮張起來的。它為單件，小批量生產的精密複雜零件提供了自動化的加工手段。
根據國家標準對機牀數字控制的定義：用數字控制的裝置（簡稱數控裝置），在運行的過程中，不斷的引入數字數據，從而對某一生產過程實現自動控制，叫數字控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，稱計算機數控簡稱CNC。數控機牀即是採用了數控技術的機牀，或者説裝備了數控系統
1.2數控機牀的發展
從1952年第一台數控機牀問世後，數控系統已經先後經歷了兩個階段和六代的發展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基於工控ＰＣ機的通用CNC系統。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數控，簡稱ＮＣ系統；後三代為第二階段，乘坐計算機軟件數控，簡稱ＣＮＣ系統。
2、數控機牀的分類
2.1 按加工工藝方法分類
2.1.1．金屬切削類數控機牀
與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機牀有數控車牀、數控銑牀、數控鑽牀、數控磨牀、數控齒輪加工機牀等。儘管這些數控機牀在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機牀的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。
2.1.2．特種加工類數控機牀
除了切削加工數控機牀以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機牀、數控電火花成型機牀、數控等離子弧切割機牀、數控火焰切割機牀以及數控激光加工機牀等。
2.1.3．板材加工類數控機牀
常見的應用於金屬板材加工的數控機牀有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。
近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多座標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。
2.2 按控制運動軌跡分類
2.2.1．點位控制數控機牀
位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機牀數控系統只控制行程終點的座標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個座標軸之間的運動無任何聯繫。可以幾個座標同時向目標點運動，也可以各個座標單獨依次運動。
這類數控機牀主要有數控座標鏜牀、數控鑽牀、數控衝牀、數控點焊機等。點位控制數控機牀的數控裝置稱為點位數控裝置。
2.2.2．直線控制數控機牀
直線控制數控機牀可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿着平行於座標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定範圍內變化。
直線控制的簡易數控車牀，只有兩個座標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑牀，有三個座標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機牀採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機牀。
2.2.3．輪廓控制數控機牀
輪廓控制數控機牀能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機牀移動部件的起點與終點座標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。
3.3 按驅動裝置的特點分類
3.3.1開環控制數控機牀
這鐘控制的數控機牀是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。此類數控機牀的信息流是單向的，即進給脈衝發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機牀。
3.3.2閉環控制數控機牀
接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機牀進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。這類通過反饋控制的數控機牀，因把機牀工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機牀。
3.3.3半閉環控制數控機牀
半閉環控制數控機牀是在伺服電動機的軸或數控機牀的傳動絲槓上裝有角位移電流檢測裝置，通過檢測絲槓的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機牀。
4、數控機牀工作原理和結構簡介 4、1 數控機牀工作原理
按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然後將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機牀的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與鬆開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。4、2.數控機牀結構
數控機牀主要是由控制介質、數控裝置、伺服系統和機牀本體四個部分組成。
1）控制介質 控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機牀對零件切削加工。
2）數控裝置 數控裝置是數控機牀的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發出相應的脈衝，並通過伺服系統控制機牀運動部件按加工程序指令運動。
3）伺服系統 伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所説數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此説伺服系統是數控系統的執行系統。
4）機牀本體 數控機牀的本體與普通機牀基本類似，不同之處是數控機牀結構簡單、剛性好，傳動系統採用滾珠絲槓代替普通機牀的絲槓和齒條傳動，主軸變速系統了齒輪箱，普遍採用變頻調速和伺服控制。
5、編程概述
工藝過程，計算走刀量，得出刀位數據，編寫數控加工程序，製作控制介質，校對程序及首件試切。數控編程有手工編程和自動編程兩種方法。隨着數控技術的發展，先進的數控系統不僅向用户編程提供了一半的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。FANUC6M數控系統的參數編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式，邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡單易懂，實現普通程序難以實現的功能。
數控編程的基本步驟： 1 分析零件圖確定工藝過程
對零件圖樣要求的形狀，尺寸，精度，材料及毛坯進行分析，明確加工內衣與要求；確定加工方案，走刀路線。切削參數以及選擇刀具及夾具等。數值計算
根據零件的幾何尺寸，加工路線，計算出零件輪廓上的幾何要素的起點，終點及圓弧的圓心座標等。
編寫加工程序
在完成上述兩個步驟後，按照數控系統規定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單
結束語
通過幾天的知識查詢和總結，我對大學所學的知識又有了一次全面的綜合運用，也學到了許多上課時沒涉及到的知識，這些對今後畢業出去工作都有很大的幫助。我知道自己還有許多不足，希望老師能夠諒解。
這次論文不僅僅是我對自己所學的知識進行了鞏固，更重要的是我在此基礎上有學到了許多新的知識，對於以前不太懂得的、不太理解的也都熟悉了許多。
最後，衷心感謝老師多年來的辛勤培養和教誨。
文獻
[1] 蔡厚道，楊家興主編。數控機牀構造。北京：北京理工大學出版社，2007.[2]李雪梅主編，姜新橋張斌副主編，數控機牀。北京： 電子工業出版社出版，2005.[3]周桂英，張秀雲主編，機械製圖。天津：天津大學出版社出版，2006.
數控技術的進步與發展，在很大程度上提升了計算機的智能集成能力，智能科技的集成成為了數控技術的核心和關鍵點。隨着計算機數控技術的不斷進步，計算機數控的相關標準也在不斷地更新。
數控關鍵技術的運用能夠提升數控機牀的生產效率，實現數控機牀的自動化、智能化作業，從而優化生產工藝，不斷提升生產質量。
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用能夠有效地提升零部件生產的效率和質量，提升零部件生產工藝的水準。隨着計算機技術的不斷進步，傳統的數控機牀技術已經難以適應生產的需要，智能集成計算機數控關鍵技術成為發展的趨勢，並逐步運用在實際的數控機牀的零部件加工和生產中。
1 新型數控關鍵技術中的智能要素
在新型數控系統中，現有的數控關鍵技術突破了傳統的數控技術的弊端和不足之處，增加了很多智能化的要素，進一步提升了數控機牀的生產效率，優化了數控機牀的生產工藝。例如特徵技術，圖形用户接口以及高級的語言概念和數據庫結構都應該包含於此。
1.1 任務規劃的智能化
任務智能化是指數控機牀將接受的任務，變為數控機牀隨環境的變化而不斷調整的目標任務。這樣一來在數控機牀加工零部件時，可以根據自身的相關性能而隨時做出改變，以有效地提升零部件的生產工藝，減少不合格率，綜合提升其生產性能。
1.2 自適應的人機界面
在數控機牀中，利用智能集成化的數控關鍵技術能夠極大地提升其自動性和自主性，從而優化其管理模式及生產模式，提升數控機牀的運作效率，提升數控機牀的運作水平，不斷提升其運作能力。
特別是在智能化的主導因素下，利用數控關鍵技術能夠提升機牀作業的人機互動性，便於數控機牀可以自動化識別不同的人員，根據不同人員的使用習慣及方法來進行一定的自我適應，提升數控機牀運作的整體實力和水平。
1.3 加工環節的智能控制
提升了數控機牀的智能化運轉，最明顯的體現在於，在數控機牀的運轉過程中，利用智能化的因素能夠有效地提升數控機牀加工環節中的質量和效率。在數控機牀中，加工環節是非常關鍵的，也是非常核心的區域，提升加工環節的質量，能夠有效地提升數控機牀的運轉效率，提升加工環節的質量，能夠實現最大程度的再生產能力。
在加工環節中，智能化數控關鍵技術，能夠使得數控機牀的加工自動化和智能化。數控機牀可以自主地識別程序交代的任務，然後根據目標進行深加工，在保障加工質量的前提下，智能化數控關鍵技術還植入了一定的自檢程序，及時檢測出數控機牀生產中的不符合質量或不達標準的零部件。
此外，在數控機牀的加工環節，智能化數控關鍵技術還可以對所生產的零部件進行一定的檢測與分析，以此來獲取這些零部件中存在的影響質量的因素，及時採用關鍵的措施來糾正這些不良因素。
1.4 故障自動診斷功能
提升數控機牀的故障檢測能力，能夠不斷優化數控機牀的故障檢測水平，以此來提升數控機牀的運作效率和運作質量。當數控機牀在運轉的過程中，智能集成化數控關鍵技術能夠及時找出故障的原因，及時分析出故障發生的具體位置，根據數控機牀中的故障及相關特徵來查明其主要誘發原因，並根據不同的原因採取針對性的措施，以此來提升數控機牀的整體運作能力。
在數控機牀中，通過智能集成化系統自動檢測出來的故障，數控關鍵技術會根據故障的特點和原因，自動或指導排除故障。
2 智能集成數控特點與關鍵技術
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地提升數控機牀的運作能力，能夠極大地提升數控機牀的生產效率，確保數控機牀的生產質量，保障數控機牀的整體運作水平，從而提升數控機牀生產零部件的質量，減少零部件的不合格率。在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術無論是在技術標準還是在集成智能等方面都採用了新的方法，其技術標準越來越高，智能集成水平也在不斷提升中，與傳統方法相比，智能集成數控關鍵技術消除了傳統方法的後置處理器。
2.1智能識別產品的特徵並進行生產
在數控機牀的生產過程中，根據零部件的特徵來進行自動化的生產與製造。一般而言，在數控機牀中，零部件的生產模型是固定的，是通過技術考核，是符合質量標準的。智能集成數控關鍵技術能夠使得零部件在生產作業的過程中，自動化地根據模型的特點和特徵來進行零部件的生產，自動剔除零部件材料中不符合形狀和特點的多餘材料，從而提升數控機牀的生產效率，從而不斷改良數控機牀的生產工藝。
在數控機牀中，智能識別零部件的生產工藝後，為了提升零部件的批量生產能力，還需要對零部件的設計模型或者零部件的初始模型通過相關的技術標準，通過智能識別零部件的一些特徵，如孔洞、卡槽等來生成符合STEP的標準文件，以此來作為初始文件進行批量的零部件生產，以此來綜合性地提升生產效率。此外，這種標準化的文件也是數控機牀後續加工工藝的初始點和設計參考標準。
此外，在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地優化生產工藝，不斷提升生產標準的科學性，智能識別數控機牀零部件的特徵，特別是一些精細的特徵，在複製信息的基礎上，對零部件的相關特徵進行復制和臨摹，並依據智能集成所遵循的標準來形成一定的標準文件，作為後續工藝流程設計的基礎。
2.2 CAD和CAM的智能集成接口
優化CAD和CAM的集成接口，提升接口的效率和質量，從而依據一定的標準來優化接口的質量，確保數控機牀的智能化集成。在數控機牀中，通過對加工零部件的信息複製，從而生成了一定標準的加工零部件標準文件。這個標準文件的形成可以在很大程度上優化了兩個接口的連接質量，通過連接來實現智能化集成計算機的智能化集成水平。
在數控機牀的智能化集成中，加工環節是核心部位，加工環節是關鍵程序，通過對加工環節零部件的科學生產，特別是對待加工零部件的精準複製相關信息，來制定科學標準的零部件生產文件，這些生產文件是數控機牀生產的前提，也是數控機牀生產加工的依據。通過這種標準文件可以在很大程度上優化CAD/CAM接口的質量，從而將二者有效的連接在一起。在數控機牀中，兩者連接的質量直接影響着數控機牀數控關鍵技術的集成質量。
2.3 新的解釋器的集成
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用很難在第一時間，全面覆蓋到數控機牀的整體系統中。因此，在這個中間往往需要一定的過渡環節，從而優化新老標準之間的連接，提升智能集成的數控關鍵技術水準。
因此在其解釋器的集成過程中，必須要兼顧新舊不同的標準文件，既要對STEP AP238文件進行科學的解釋，並依據解釋結果構建一定的模型，同時也應該對傳統的標準文件進行科學的解釋。這種兼顧性的集成方法，在一定程度上優化了數控關鍵技術的智能集成水平，使智能集成達到了一定的水準，避免出現不符合質量標準或者不符合相關工藝的問題。
還能夠擴展智能集成的方法，提升智能集成的整體效率。這種兼具新舊不同標準的智能集成方法除了對新的標準文件進行一定的解釋外，還可以依據解釋而對新的標準文件進行一定的修改，從而確保標準文件符合智能集成的需要。
此外，由於這種標準文件的信息量非常大，不僅具有一定的基礎信息，同時還具備其他的零部件的相關信息。正因為標準文件的信息量較大，要求數控關鍵技術的智能集成必須具備一定的開放性和高標準性。
2.4 全過程閉環控制系統
在數控機牀中，智能化數控關鍵技術在實際的作業過程中，它的整體系統必須是完整的，必須是緊密連接的，只有這樣才能綜合性地發揮智能集成的整體作用。在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用，其作用力最大程度的發揮必須依據一定的閉環系統，通過閉環結構來實現不同功能的無縫對接，通過完整的系統結構來實現智能集成的整體功用。
3 結語
在數控機牀中，智能集成的數控關鍵技術的運用能夠極大地提升數控機牀的生產工藝，能夠有效地提升數控機牀的生產效率，確保數控機牀的生產質量。數控關鍵技術的主要智能因素包括明確任務，對任務進行科學細分，還包括可以根據不同使用者的特徵進行不同的接口設計，同時還包括故障診斷與分析等。
在數控機牀中，智能化數控關鍵技術主要體現在智能識別產品特徵，複製零部件的信息，產生標準文件，作為數控機牀生產的主要標準，同時還包括不同接口的智能集成及過渡環節的解釋器集成等。
數控車牀在改變加工對象時，除了重新裝卡零件和更換刀具外，只需更換零件加工程序即可加工出所要求的零件，而不需要對車牀進行復雜的調整，具有很高的工藝適應性及靈活性。
刀具補償的實現是十分重要，它不僅對被加工零件的質量影響巨大，而且可以決定着機牀功效的發揮和安全生產的順利進行。
所以無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的確定刀具補償，是提高加工質量和加工效率的前提。
新時期環境下對數控人才的培養目標提出了更高的要求，要求培養出來的人才不僅是技術型人才，而且是具有較高職業精神的技術人才。數控專業屬於技術精密型專業，需要高校要秉承“以就業為導向，以服務為宗旨”的辦學目標，加快對數控專業課程的優化設計，使培養出的人才是具有精益求精的工匠型人才，實現高校數控專業的可持續發展。
一、在專業課程設計中加入工匠精神
專業課程是構成數控專業課程的主要部分，是培養學生工匠精神的主要渠道。專業課程的開展需要專業課教師度力學生的綜合素養進行評估，在教學設計中加入評估內容，將一絲不苟、知行合一、尊師重道、精益求精的工匠精神貫穿教學活動的始終，提高學生的服務、奉獻與誠信意識，同時還需要教師發揮好榜樣作用，在日常教學的一切行為中都能夠體現出工匠精神，讓學生通過教師的行為領悟工匠精神的內涵。例如對零件設計環節的教學，教師要以實際案例為依託，讓學生認識到零件設計的嚴禁性對機械設備來説的重要意義，體會精密的零件所起到的重大作用，讓學生認識到不能輕視任何一個微小的零件，在數控中每一個差錯都可能是致命的，進而培養出學生的工匠嚴謹精神。
二、在創業指導和思想政治課程中加入工匠精神
就業指導與思想政治教育課程是高校必須開設的課程，主要是為了強化學生與社會之間的銜接，工匠精神作為對人才的要求準則，自然就可以加入到這兩門課程的教學中。在就業指導和思想政治教育中加入工匠精神需要與課程內容相協調，與學生的需求相適應，避免與課程之間造成突兀的感覺[1]。學生在日常學習中受到工匠精神的薰陶，就會在潛移默化中對工匠精神進行強化，慢慢領悟工匠精神對精益求精的追求，理解工匠精神對自身發展乃至企業發展的重要性。
三、在實訓課程中加入工匠精神
數控專業是一個實踐性很強的專業，需要做出大量的實際訓練來提高學生的專業技能。在實際工作中最能夠體現工匠精神的本質，因此實訓課程就成為了數控專業培養學生工匠精神一個有效途徑。數控專業實踐教學在所有課程中佔有很大比例，學生在與實際相當的環境中操作練習機械設備，能夠提高學生的操作技能與水準，實訓課程在每個學期的開端做出合理的安排，以保證學生所獲得知識是有效的。隨着教育水平的提高和數控專業課程設計的完善，逐漸提出了一種能夠融合多門課程的實訓形式，具有很強的仿真性，教學內容比較複雜，教學時間也比較長，通過多種課程的合理結合，能夠使教學活動獲得更好的效果。數控專業的學生可以模擬實際相關企業的管理與生產情境，由教師下達需要完成的任務，然後讓學生進行自主或者合作完成。讓學生在實訓課程中不僅使專業技能得到了提高，而且形成一定的工匠精神。
四、在校企合作中加入工匠精神
如果僅僅依靠數控專業的課程設計對學生進行工匠精神的培養是遠遠不能滿足學生的需求的，因為即使是經過了實訓培養但是仍然會有學生抱有僥倖和無所謂心理，難以讓一些學生為之動容，而且學校用於數控專業教學的機械設備比較陳舊，加之學生過多，難以進行長時間練習。但是走校企結合的道路就能夠有效改善上述現象，讓學生在真實的環境下感受到生產帶來的魅力和壓力。工匠精神的形成是一個量變到質變的過程，需要學生在真實的環境中領悟工匠精神的內涵。數控專業對技術的要求很嚴格，這和工匠本身的性質是相符合的，都是追求工藝上的精益求精，態度上的嚴謹。一般來説企業擁有的機械設備是相對於學校的機械設備先進且更加完善，學生通過對新設備的學習與操作，能夠獲得最新的技能與理念。新時期下的人才需要對新技術有很強的應用能力，能夠操作先進的機器。先進的機械設備所帶了的理念也是先進的，當學生擁有了先進的思想理念之後對新的技術就更加嚮往，進而不斷對新技術做出探索和創新，這與工匠精神也是相符合的，是作為新時期一名合格的數控專業人才所必備的精神與能力。
五、總結
文章對高校數控課程設計的優化，和工匠精深的培養從專業課程設計、就業指導與思想政治教育課程、實訓課程以及校企合作對工匠精神的培養做出了探討，提出了有效的數控專業工匠精神培養的課程優化設計。當前環境下數控課程的安排不僅要提高學生的數控編程方法、數控原理等方面的專業的知識，掌握實際的操作技能，還需要具有與時代要求相符合的工匠精神，加快學生形成較高的職業道德與操守，促進高校數控專業課程的可持續發展。
補償（偏置）的概念在我們生活中應用很多，例如，汽車駕駛員在駕駛汽車繞過一塊石頭的時候，他要讓汽車*石頭的一邊繞過石頭，而且他要考慮到汽車是有一定寬度的，所以讓汽車中心線遠離石頭至少半個車寬的距離。在20世紀60～70年代的數控加工中沒有補償的概念，所以編程人員不得不圍繞刀具的理論路線和實際路線的相對關係來進行編程，容易產生錯誤。補償的概念出現以後很大地提高了編程的工作效率。
在數控加工中有3種補償：
1、刀具長度的補償；
2、刀具半徑補償；
3、夾具補償。
這三種補償基本上能解決在加工中因刀具形狀而產生的軌跡問題。下面是三種補償在一般加工編程中的應用。
一、刀具長度補償：
1．刀具長度的概念刀具長度是一個很重要的概念。我們在對一個零件編程的時候，首先要指定零件的編程中心，然後才能建立工件編程座標系，而此座標系只是一個工件座標系，零點一般在工件上。長度補償只是和Z座標有關，它不象X、Y平面內的編程零點，因為刀具是由主軸錐孔定位而不改變，對於Z座標的零點就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的，例如，我們要鑽一個深為50mm的孔，然後攻絲深為45mm，分別用一把長為250mm的鑽頭和一把長為350mm的絲錐。先用鑽頭鑽孔深50mm，此時機牀已經設定工件零點，當換上絲錐攻絲時，如果兩把刀都從設定零點開始加工，絲錐因為比鑽頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件。此時如果設定刀具補償，把絲錐和鑽頭的長度進行補償，此時機牀零點設定之後，即使絲錐和鑽頭長度不同，因補償的存在，在調用絲錐工作時，零點Z座標已經自動向Z+（或Z）補償了絲錐的長度，保證了加工零點的正確。
2、刀具長度補償的工作使用刀具長度補償是通過執行含有G43（G44）和H指令來實現的，同時我們給出一個Z座標值，這樣刀具在補償之後移動到離工件表面距離為Z的地方。另外一個指令G49是取消G43（G44）指令的，其實我們不必使用這個指令，因為每把刀具都有自己的長度補償，當換刀時，利用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補償而自動取消了前一把刀具的長度補償。
3、刀具長度補償的兩種方式：
（1）用刀具的實際長度作為刀長的補償（推薦使用這種方式）。使用刀長作為補償就是使用對刀儀測量刀具的長度，然後把這個數值輸入到刀具長度補償寄存器中，作為刀長補償。使用刀具長度作為刀長補償的理由如下：
首先，使用刀具長度作為刀長補償，可以避免在不同的工件加工中不斷地修改刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀長偏置。在這種情況下，可以按照一定的刀具編號規則，給每一把刀具作檔案，用一個小標牌寫上每把刀具的相關參數，包括刀具的長度、半徑等資料，事實上許多大型的機械加工型企業對數控加工設備的刀具管理都採用這種辦法。這對於那些專門設有刀具管理部門的公司來説，就用不着和操作工面對面地告訴刀具的參數了，同時即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次重新裝上時，只需根據標牌上的刀長數值作為刀具長度補償而不需再進行測量。
其次，使用刀具長度作為刀長補償，可以讓機牀一邊進行加工運行，一邊在對刀儀上進行其他刀具的長度測量，而不必因為在機牀上對刀而佔用機牀運行時間，這樣可以充分發揮加工中心的效率。這樣主軸移動到編程Z座標點時，就是主軸座標加上（或減去）刀具長度補償後的Z座標數值。
（2）利用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值（有正負之分）作為補償值。這種方法適用於機牀只有一個人操作而沒有足夠的時間來利用對刀儀測量刀具的長度時使用。這樣做當用一把刀加工另外的工件時就要重新進行刀長補償的設置。使用這種方法進行刀長補償時，補償值就是主軸從機牀Z座標零點移動到工件編程零點時的刀尖移動距離，因此此補償值總是負值而且很大。
二、刀具半徑補償：
1、刀具半徑補償的概念正像使用了刀具長度補償在編程時基本上不用考慮刀具的長度一樣，因為有了刀具半徑補償，我們在編程時可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補償對所有的刀具都適用，而刀具半徑補償則一般只用於銑刀類刀具。當銑刀加工工件的外或內輪廓時，就用得上刀具半徑補償，當用端面銑刀加工工件的端面時則只需刀具長度補償。因為刀具半徑補償是一個比較難以理解和使用的一個指令，所以在編程中很多人不願使用它。但是我們一旦理解和掌握了它，使用起來對我們的編程和加工將帶來很大的方便。當編程者準備編一個用銑刀加工一個工件的外形的程序時，首先要根據工件的外形尺寸和刀具的半徑進行細緻的計算座標值來明確刀具中心所走的路線。此時所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值，當辛辛苦苦編完程序後發現這把銑刀不太適合要換用其他直徑的刀具，編程員就要不辭辛勞地重新計算刀具中心所走的路線的座標值。這對於一個簡單的工件問題不太大，對於外形複雜的模具來説重新計算簡直是太困難了。一個工件的外形加工分粗加工和精加工，這樣粗加工程序編好後也就是完成了粗加工。因為經過粗加工，工件外形尺寸發生了變化，接下來又要計算精加工的刀具中心座標值，工作量就更大了。此時，如果用了刀具半徑補償，這些麻煩都迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑，而根據工件尺寸進行編程，然後把刀具半徑作為半徑補償放在半徑補償寄存器裏。臨時更換銑刀也好、進行粗精加工也好，我們只需更改刀具半徑補償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，對程序基本不用作一點修改。
2、刀具半徑補償的使用刀具半徑補償的使用是通過指令G41、G42來執行的。補償有兩個方向，即沿刀具切削進給方向垂直方向的左面和右面進行補償，符合左右手定則；G41是左補償，符合左手定則；G42是右補償，符合右手定則，如圖3所示。圖3刀具
半徑補償使用的左右手定則在使用G41、G42進行半徑補償時，應特別注意使補償有效的刀具移動方向與座標。刀具半徑補償的起刀位置很重要，如果使用不當刀具所加工的路徑容易出錯，如圖4所示。圖4刀具半徑補償的起刀位置如果使G42補償有效的過程為刀具從位置1到2，則銑刀將切出一個斜面如圖4中所示的A－B斜面。正確的走刀應該是在刀具沒有切削工件之前讓半徑補償有效，然後進行正常的切削。如圖4所示，先讓銑刀在從位置1移動到位置3的過程中使補償有效，然後從位置3切削到位置2繼續以下的切削，則不會出現A－B斜面。因此，在使用G41、G42進行半徑補償時應採取以下步驟：☆設置刀具半徑補償值；☆讓刀具移動來使補償有效（此時不能切削工件）；☆正確地取消半徑補償（此時也不能切削工件）。記住，在切削完成而刀具補償結束時，一定要用G40使補償無效。G40的使用同樣遇到和使補償有效相同的問題，一定要等刀具完全切削完畢並安全地推出工件以後才能執行G40命令來取消補償。
三、夾具偏置補償
正像刀具長度補償和半徑補償一樣讓編程者可以不用考慮刀具的長短和大小，夾具偏置可以讓編程者不考慮工件夾具的位置而使用夾具偏置。當一台加工中心在加工小的工件時，工裝上一次可以裝夾幾個工件，編程者不用考慮每一個工件在編程時的座標零點，而只需按照各自的編程零點進行編程，然後使用夾具偏置來移動機牀在每一個工件上的編程零點。夾具偏置是使用夾具偏置指令G54～G59來執行的。還有一種方法就是使用G92指令設定座標系。當一個工件加工完成之後，加工下一個工件時使用G92來重新設定新的工件座標系。上面是在數控加工中常用的三種補償，它給我們的編程和加工帶來很大的方便，能大大地提高工作效率。
刀具補償功能是用來補償刀具實際安裝位置（或實際刀尖圓弧半徑）與理論編程位置（或刀尖圓弧半徑）之差的一種功能。
使用刀具補償功能後，改變刀具，只需要改變刀具位置補償值，而不必變更零件加工程序。
刀具補償分為刀具位置補償（即刀具偏移補償）和刀尖圓弧半徑補償兩種功能。
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