随着机械与自动技术的迅猛发展，机电制造设备的种类和价格也越来越低，但仍不适合中职院大批量地进行采购。耗能小、成本低的微型机床应运而生，微型机床的出现可以很大程度地解决教学与教学成本之间的矛盾。微型机床特别适合根据需要进行改进、研发，可以从自产自用甚至自产自销的方向来解决教学成本高的难题。

一、微型数控铣床简介

机床在研发初期，主要是以小型并且桌面化的成品展示出来，并且抛开了现在的数控机床控制系统都采用的市场上商业化的数控系统，转为采用可编程程度高的单片微处理器控制，能最大限度地控制成本，从而满足自主研发并生产的要求。

更为简单，材料更为低廉，这也大大降低了由于学生经验不足带来的设备安全隐患，也从一定程度上降低了学生心理压力，为数控铣床后续教学打下了良好的基础。实践证明，通过学生的实践操作与自主学习，大大提高了学生解决问题的能力，也从另一方面提高了学生的学习兴趣。

在教学的评价环节中，先由学生进行自我评价，再由组长进行评分，最后由教师对学生进行综合评价，将优秀的工件应用到本专业的下一个教学项目中。

二、数控机床结构介绍的积极作用

在学生学习数控机床之初，对于机床的整体结构了解还不够深入，如果仅仅是教师照本宣科的讲解，对于中职学生来说太过于枯燥，通过对微型数控铣床床身机械部分的拆装，不仅让原本书本上枯燥的名词更生动具体，也锻炼了学生的动手能力，从教育效果来看比原本的纯理论教学更受学生的青睐。在电气专业方面，让学生通过电气控制的制作，解决了数控机床的接线、安装和调试的综合操作训练；在数控、模具专业方面，让学生在微型数控铣床上编写加工程序，进行实际产品加工。

三、对数控加工技术教学的支持作用

通过微型数控铣床产品开发制作“学做一体化”的实践，解决工学结合中“工、学”分离的普遍性问题。即以产品为教学活动载体，结合专业技能模块，构建基于工作过程的项目化教材，让学生在参与产品设计、加工、检测的一系列生产过程中，通过边学边做的方式，系统掌握专业核心知识和技能指标。过去我们只是将工厂的产品引进校园进行加工，经过实践发现外来的产品过于单一，无法将系统的专业知识结合起来进行教学，通过微型数控铣床产品零件的生产制作，按照专业编制校本教材及进行教学，完全符合实际专业教学需要。

四、对数控维修专业的提升作用

微型数控铣床因其结构相对来说更为简单，对学生一开始入门学习数控机床控制原理和维修原理更为易学，学生通过对微型数控铣床的控制原理的分析与学习，可以更直观地掌握数控机床上PLC的控制原理，对数控维修的学习起到提升的作用。

五、在专业课程教学中发挥生动的实例作用

微型数控机床生产过程中的各零部件和传动组成部分也受到学校《机械基础》《机械制图》等课程教师的青睐，将微型数控机床中的零部件作为课堂上的教具，使机械基础教学中螺纹传动、带传动等知识的讲解更生动；将微型数控铣床的零件作为《机械制图》课程的教具，让学生在学习制图知识时更贴近实际运用，提高案例的真实性，充分激发学生的学习兴趣。

六、对教师教学能力和研发能力的提升作用

通过微型数控铣床产品开发制作、“学做一体化”的教学实践解决教师队伍成长缺乏实践经验的问题。通过微型数控铣床产品开发制作，实施“学做联动”的教学模式，教师在带领学生边学边做的过程中，实现了知识的更新和技能的提高，保证了教学的质量。

我们看到，这种结构简单、价格较低、自主性大的微型数控铣床在中职机械及相关类专业的教学实践中收到了令人满意的效果，大大提升了中职教学的实践性、参与性，为中职数控人才的培养拓宽了思路。

本微型数控铣床是一个集成了机械与电气自动化的控制系统，它与工厂生产加工用的数控铣床并无本质上的区别，所以它能应用于基本的数控加工领域。其核心技术涉及到机械、电气、自动化控制、计算机软件、数控加工等多个技术领域。

二、微型数控铣床在教学中的地位和作用

微型数控铣床的主要应用是以减缓因设备不足带来的教学实训资源的需求压力，降低教学成本，从而解决教学课程与教学资源之间的矛盾。结合我校的专业特点，微型数控铣床的核心技术主要对应我校的机电专业和自动化专业。

微型数控铣床的功能是参照商业化的数控铣床基本功能而设计的，所以微型数控铣床能在一定程度上完成一些基本的加工要求。随着国家大力支持职业教育，如今中职生的数量比以往多得多。作为制造强国的中国，机电专业更是许多中职生的首选专业。那么随着机电类专业的学生不断增加，学校教学设备资源也会变得越来越紧张。微型数控铣床的出现可以在很大程度上解决因设备资源不足而带来的教学压力。首先，制造一台微型数控铣床的成本大概只占了采购一台一般性能的数控铣床价格的5%，也就是说采购一台一般性能的数控铣床能制造大概20台的微型数控铣床。这个价格比例就是微型数控铣床的最大优势。而且，微型数控铣床的结构是以桌面型产品的方向去设计的，所以其对空间的占用是很少的，放置一台微型数控铣床只需1平方米。所以它很容易就能走进实习车间、实验室、教室甚至是办公室。最后，微型数控铣床的小型化设计也决定了它工作时所消耗的电力资源，经实测微型数控铣床满载工作时的电能功率消耗最高300W，只是C6130A型普通车床（4.5KW）的7%，并且它只需要民用市电的200V电压，并不需要电价昂贵的工业用电380V。

1.微型数控铣床的机械结构组成能对应相关的教学课程

我校的机电专业机械方面教学主要是以基础理论、加工实训、钳工装配和技能竞赛为主，微型数控铣床的机械结构组成恰好也能对应上以上的教学课程。

微型数控铣床能承担机械加工实训教学。微型数控铣床主要是完成机械切削加工的功能，它同样也是采用数控编程的方法进行加工控制的。控制程序与我校数控铣编程常用的CAXA软件所生成的G代码文件完全兼容通用，所以在编程操作上是完全一样的，学生可以将在微型数控铣床上调试好的程序直接拿到学校的数控铣床上进行加工。微型数控铣床使用的加工刀具是小型的雕刻刀，能加工的材料主要是体格相对低廉的亚力克、塑料、木材等软材料，大大地节省了刀具损耗和材料损耗，这特别适合初学学生练习用。组合成微型数控铣床的基本部件由铝合金板材做成，其零件外形的尺寸要求并不复杂，很适合学生进行加工生产。所以在大批生产微型数控铣床时，机械部件全部由学生完成，这不仅节省了很多的人力资源，还可以对学生进行项目教学，让学生进行实训加工操作，了解机器的整个制造加工过程。

微型数控铣床可用于钳工装配教学。机器的机械装配也可以由老师辅导学生完成，机器的主要装配是以板材部件连接、电机安装、丝杆安装、导轨安装、工作台安装和整机调试校验等为主。一台机器涉及到多个安装项目要求，比以前的由锯锉削再到简单装配实训内容要丰富得多，也能为竞赛增加训练项目。

微型数控铣床为数控维修教学打下基础。数控维修在我校是机电专业的一个分支，但微型数控铣床是一个机与电的组合。相比于数控机床庞大的电气控制系统，微型数控铣床要简单得多，机械结构也相对简单。对机电专业的学生来说，从数控维修迈向电气专业，微型数控铣床就成了其中最好的桥梁。微型数控铣床虽然结构简单，但它包含有数控机床的基本功能模块，简化的数控机床更容易使学生理解认识，是由浅入深向高层次学习的最好的引领教学项目。

2. 微型数控铣床能对应上自动化控制的项目分枝

随着社会的发展，工业自动乃至智能化越来越普及，也是我校的机电专业培养学生的方向。我校的机电自动化专业主要是基础理论教学、电子电工理论和实训教学、可编程自动化教学以及计算机软件和网络教学。微型数控铣床既然是机械与电气的组合体，它同样也相应地对应上了自动化控制的项目分枝。

微型数控铣床对电子电工专业教学的促进作用。微型数控铣床是自主开发的，我校蔡跃伟和陈仟新老师获得了国家知识产权局的专利一项，那么我校就掌握着全部的核心技术。在制造微型数控铣床的过程中，其中的电路板就可以交给电子专业的学生来完成。里面包含着电子制作的基础，如焊接、识图、选件等，也有电子线路中的两大组合，模拟电子和数字电子，在电子理论教学中有一个很好的实物参照；电气控制部分和安装也可以交给电工专业的学生完成，可以让学生熟悉一台设备的电气安装的项目要求。除了能培养学生的动手能力外，电气安装的安全规范和标准也是重要的检验指标，从而让学生培养良好的职业道德和工作态度。

三、小结

当所有的机械电气都安装并调试完成后，微型数控铣床并不能正常地运行，或者说还不能运行。因为里面还缺少了重要的组成部份——软件。微型数控铣床的核心处理采用单片机控制，与我校单片机实验室选用的实验设备的单片机芯片是同一个类型。单片机编程在中职学生的认知中是一个比较难的学习课程，要完成微型数控铣床的控制就要有一个比较复杂的软件编程过程，也有相对简单的逻辑控制流程，是一个由浅入深的算法组合。对学生初学单片机或许并不能起到明显的作用，但对由低级向高级，由实验室向真正产品设备的转型是一个理想的对接。

责任编辑陈春阳