信息的编程加工

信息的编程加工（精选12篇）

信息的编程加工 篇1

教材分析

本课是教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》 (必修) 第三章的第二节, 按教学大纲要求, 本节共2课时, 本课是第1课时。

教材选用了“绘制函数图像”作为范例, 考虑到绘制图像的代码书写复杂, 并且需要一定的计算机图形学的知识支撑, 学生需要花时间和精力去了解相关知识, 不适合作为高一信息编程加工第一课时内容。结合教学大纲要求, 笔者在搜集大量资料的基础上对教材内容做了二次开发, 将“绘制函数图像”安排到第二课时。本课让学生初步了解信息编程加工的一般过程, 初步认识程序代码, 感受利用计算机编制程序解决问题的魅力。教材没有详细介绍编程加工的关键步骤———算法, 但是这部分内容是程序的核心, 所以, 引入算法的定义及简单算法的设计内容, 对学生了解编程加工的各个环节更有帮助。

学情分析

高一学生思维活跃, 已经具有一定的独立研究能力, 逻辑思维能力也日趋严密, 对编程涉及的一些数理逻辑基础知识有了一定了解。所教学生大部分来自城市, 动手能力较强, 思维较活跃, 也乐于接受新鲜事物。但是, 程序设计很少有学生接触过, 再加上内容本身相对枯燥, 因此, 创设情景, 激发学生兴趣, 消除他们对程序设计的陌生和畏难情绪, 调动他们学习和探究的主动性、积极性, 显得尤为重要。学生不可能用一节课的时间对编程掌握多少, 但让他们在体验中理解编程加工的主要过程, 了解其内在机制, 并通过解决事先设计的问题, 有成功的体验和收获是完全能够达到的。

课时安排

一课时。

教学目标

知识与技能———了解信息编程加工的概念并体验信息编程加工的主要过程;掌握解决问题的方法和步骤———算法, 初步学习简单算法的设计;理解并能够用VB语言实现算法, 尝试简单代码的书写。

过程与方法———通过经典故事的导入, 激发学生学习兴趣和学习积极性;通过对问题的分析, 了解编程加工的一般过程;通过一个问题有多种算法, 感受算法设计的魅力, 了解算法是编程的核心;通过学生自我探究, 教师适当地引导讲解, 让学生掌握编程中简单算法设计、代码实现的方法。

情感态度和价值观———消除学生对程序设计的神秘感, 产生对程序设计的求知欲, 形成积极主动地学习算法与程序设计的态度;逐步养成严谨、科学的程序设计思想, 初步培养利用计算机解决问题的思维;通过自主探究, 培养学生的探索精神与合作精神。

教学重、难点

教学重点———分析人与计算机解决问题的特点;引导学生了解计算机解决问题的过程;简单算法的设计;尝试程序设计。

教学难点———引导学生分析问题的解决步骤;让学生理解算法、用VB语言书写简单代码。

教学方法

讲解演示法、任务驱动法、游戏教学法、讨论探究法。

教学环境

计算机教室、广播软件。

课前准备

学生下载半成品源代码、学习任务书。

教学过程

一、故事导入, 引出课题 (6分钟)

【教师】展示“国际象棋与麦子”的故事:相传古印度宰相达依尔, 是国际象棋的发明者。有一次, 国王因为他的贡献要奖励他, 问他想要什么。达依尔说:“请在棋盘的第一个格子里放上1粒麦子, 在第2个格子里放上2粒麦子, 在第3个格子里放上4粒麦子, 在第4个格子里放上8粒麦子, 依此类推, 每个格子里放的麦子数都是前一个格子里放的麦子数的2倍, 直到第64个格子。请给我足够的粮食来实现上述要求。”你认为国王有能力满足达依尔上述要求吗?

同学们思考一下, 用已经学过的知识, 能够计算出棋盘按照达依尔的要求放满后一共有多少粒麦子吗?

【学生】讨论。可以运用口算、笔算, 甚至利用计算器计算。

【教师】这些人工的计算手段计算效率低下, 老师编写了一个简单的小软件, 大家使用看看!

【学生体验】使用小软件, 点击计算按钮, 窗体上打印出计算结果:总计需要麦粒1.84467440737096E+19粒。

【教师】事实上, 按当时的生产力水平, 填到第36个方格的时候, 地球上的粮食就已经告罄了, 这位宰相真是聪明。我们可以想象, 他们当时计算这个结果时肯定花了很多功夫。而同学们利用小软件很快就算出了结果。由此, 请同学们分析人和计算机解决问题的区别?

【学生】填写学习任务书中的表格:

【教师】那么, 如何编写程序, 帮助我们利用计算机更好地解决问题呢?

展示课题:信息的编程加工。

设计意图:创设情境, 激发兴趣, 任务驱动。通过计算效率的对比, 让学生对编程有个直观认识。

二、活动1:体验信息的编程加工的整个过程 (18分钟)

【教师】编程加工:利用某种计算机语言, 对解决问题的方法和步骤进行描述, 然后通过调试和修改得到可实现加工目标的程序, 最终解决问题。

展示问题:利用VB编写程序实现交换两个变量中的数据 (经典题目) 。

【教师】下面我就带领大家通过这个经典问题, 了解一下信息编程加工的一般步骤。

1.分析、体验解决问题的过程第1步:需求分析

显然, 我们的目的是要换两个变量中的数据。第2步:算法设计

明确了需求, 接下来就是算法设计。那么什么是算法呢?

【教师】有个农夫要把一筐白菜、一只羊和一条狼运过河。可他的船很小, 每次只能运一样东西。当他运白菜的时候, 狼会把羊吃掉;而运狼的时候, 羊又会把白菜吃掉!他该怎样搬运呢?看谁完成得最快最好?

【学生】体验“农夫过河”小游戏, 找到解决问题的方法。

【教师】在计算机的世界里面, 我们把解决问题的方法和步骤叫算法。算法不仅是指计算的方法, 而且还包含从何处着手、解题步骤以及结果处理等全过程。算法设计是整个编程的核心。

那么, 如何实现交换两个变量中的数据呢?请同学们思考一个生活中的例子:A瓶中装有酒精, B杯中装有醋, 现在我们要把两个瓶子中的内容交换, 怎样交换?

【学生】讨论, 回答。

【教师】答案很显然, 我们要借助于一个空瓶子C, 首先将A瓶中的酒精放入空瓶C中;然后将B瓶中的醋放入A瓶中;最后将C瓶中的酒精放入B瓶中。

【教师】那么同学们能不能把这个问题的解法迁移到两数交换上来呢?

【学生】讨论, 回答。

【教师】算法可以使用自然语言、伪代码、流程图等多种不同的方法来描述。

【学生】尝试利用所学知识, 画出算法的流程图 (如图4) (结合文本信息的结构化相关内容) 。

第3步:编程实现 (给学生准备已经设计好界面的半成品源文件) 。

【教师】算法有了之后, 接下来就是利用编程软件实现算法了。

简要介绍软件半成品窗口界面各元素。

【学生】打开“交换两数.frm”, 补充代码完成程序。VB语法提示:参考学习任务书 (赋值语句) 。

Private Sub Command1＿Click ()

'定义变量 (不要修改此区域代码)

Dim a As Integer'将变量a定义为整型, 用来存放待交换的第一个数

Dim b As Integer'将变量b定义为整型, 用来存放待交换的第二个数

Dim c As Integer'将变量c定义为整型, 用来存放临时数值

'将文本框中的值给变量a和b (不要修改此区域代码)

a=Val (Text1.Text)

b=Val (Text2.Text)

'程序部分, 请在以下区域填写代码

'将变量a和b的值给文本框 (不要修改此区域代码)

Text1.Text=a

Text2.Text=b

End Sub

第4步:调试运行。

【教师】刚编写的程序不一定正确, 必须在计算机上实际运行, 排除程序中的错误, 测试其能否达到预期的结果。编程本身其实就是个不断完善的过程。

2.分析学生实践中出现的问题、易错点

赋值语句“=”与代数表达式“=”的区别, 例:a=3;b=1;a=a+3;a=a+b。

3.小结

计算机解决问题的过程 (如图6) :

设计意图:通过编程解决交换两数这一经典问题, 步步分解, 让学生体验信息编程加工的整个过程。

三、活动2:算法再思考, 体验算法设计的魅力 (6分钟)

问题:如果不使用中间变量, 如何实现交换两个变量中的数据?

【教师】计算机解决问题的方法是多种多样的, 对于两个变量中数据的交换, 如果不使用中间变量, 有没有办法实现?

【学生】探究讨论, 得出结论。

方法2:方法3:

a=a+ba=a-b

b=a-bb=a+b

a=a-ba=b-a

设计意图:通过一题多解, 学生自主思考体会算法设计

的巧妙, 加深对算法这一编程核心的理解。

四、活动3:自我挑战 (10分钟)

【学生实践】计算出棋盘按照达依尔的要求放满后一共有多少粒麦子 (任务提示:可参考知识链接中的循环结构相关知识点) ?

1.算法描述 (完善流程图, 如图7)

2.完善代码: (打开“麦子问题.vbp”)

Dim s As Double'棋盘上麦子的总数为S

Dim n As Integer'棋盘的格数为n

'程序部分, 请在以下区域填写代码

Print″麦子的总数是″;;″粒″

设计意图:通过学习任务单提供帮助, 学生完成“国际象棋与麦子”程序的编写, 与课堂导入相呼应, 让学生体会到成功的喜悦, 增强了学习的自信心和对编程的兴趣。

五、练习讲评 (4分钟)

六、小结 (1分钟)

(1) 人和计算机解决问题的区别。

(2) 计算机解决问题的实质是人分析问题、设计算法, 然后编写程序, 计算机只是工具, 将烦琐的计算交给计算机。

(3) 计算机程序并没有想象中那么神秘。

信息的编程加工 篇2

一、教材分析

（一）教材的地位和作用

本节课《信息的编程加工》是教育科学出版社出版的2004年普通高中课程标准实验教课书《信息技术基础》(必修)第三章第2节的内容。

第三章主要讲述了信息加工的一些基础知识。本节教材内容主要围绕对信息进行编程加工而展开。从教材结构上来看，本节课既是上一节内容信息加工的过程和方式的延伸和扩展，又为下一节认识学习信息的智能化加工奠定了基础，具有承上启下的作用。同时，本课也为选修课程《算法与程序设计》作前期准备并打下基础。

（二）教学目标

在新课程改革理念的指导下，结合对教材的分析和教学实际，我制定了如下三维目标：

1、知识与技能目标

通过教学让学生知道基于程序设计的自动化信息加工的一般步骤和方法：需求分析、算法设计、选择开发环境、编程实现；知道利用计算机解决问题的步骤和基本思想方法——算法设计，从而了解计算机信息加工的内在机制；由此初步了解并尝试编程加工的主要过程。

2、过程与方法目标 通过运用图片、光盘以及课堂小实验等让学生体验一个完整的程序设计过程，从而提高学生对编程加工信息的认识。

3、情感态度与价值观目标

①引导学生体验程序设计的独特魅力，激发学生对程序设计的求知欲以及学习编程的兴趣，为以后选修《算法与程序设计》打下基础。同时，通过程序的设计过程和算法的实现过程增加学生的成就感，培养学生与他人合作交流的意识和习惯。

（三）教学重难点

依据课标的要求以及对教材的分析，本课的教学重点是体验编程加工信息的主要过程。依据学生的实际情况，因为缺少实践和编程体验，教学难点是理解用算法描述实际问题，理解人的思维如何通过计算机去实现的，从而了解计算机信息加工的内在机制。

二、学情分析

（一）学生的已有认知结构

我所面对的学生大部分是来自广州市的，所以他们基础整体相对较好，对计算机的基本操作知识以及技能知识已经有了一定的积累，但是，学生对编程、程序设计的了解都很少甚至没有接触过。

（二）学生的认知特点、生理心理特点

对于刚升上高中的学生而言，他们思维活跃，求知欲旺盛，有强烈的好奇心，已经具有较强的概括能力、辨析能力和自主意识，逻辑思维能力也日趋严密。因此在教学过程中，必须创设情景，尽可能降低程序设计本身枯燥无味的影响，激发学生兴趣，消除他们对程序设计的“恐惧”心理，调动他们学习和探究的主动性、积极性。

三、教法学法

（一）教法

基于以上对教材、教学目标和学情的分析，采用以下的教法：

1、讲授法

在教学过程中，教师通过提问讲解，提示学生对计算机的内在机制进行思考，并通过讲解和诠释，帮助学生理解教材内容。

2、小游戏法和多媒体演示法 在讲解算法设计的时候中，随机抽取5个学生作为数组来演示冒泡排序的实验过程，从而增加课程的趣味性同时也让学生能更好地理解冒泡排序的实现过程。其他的教学难点，运用多媒体及光盘辅助，分析讲解，予以突破。

3、实践法：

在教学过程中充分利用光盘、网络的辅助资料，让学生自主查询信息、亲自体验、讨论等形式，充分调动学生学习程序设计的积极性，真正发挥学生的主体作用，提高学生的实践能力、获取有效信息能力、归纳总结能力、交流沟通能力等，从而发展学生的探究能力。

（二）学法

建构主义学习理论强调以学生为中心，要求学生由知识的灌输对象转变为信息加工的主体。在教学中，选用以下的学法：

1、搜集资料法：

引导学生通过因特网搜集与程序设计相关的资料。

2、自主探究实践法：

教师给学生提供了相关的课件资源、光盘资料等，通过讲解后，让学生通过自己在计算机进行操作，并互相输入不同的信息，从中体验编程加工的独特魅力和主要过程，进一步理解其内在机制。

3、小组合作法： 在教学过程中，信息技术的学习按小组学习是更有效果的。小组中不同层次的学生可形成“伙伴教学”的关系，同时还可以锻炼提高学生之间的交流沟通合作能力。

四、教具运用

多媒体网络教室、多媒体教学软件、VB简体中文版、课堂教学课件、号码牌、半成品及完整源代码。

五、教学过程

（一）导入问题

通过提出问题的形式进行导入，即，在刚刚举行完的校运会中，同学们知道对于在100米决赛项目成绩，是如何排序出来的吗？那么，计算机能不能实现这一功能呢？然后，导入新课。

设置问题的目的在于吸引学生的注意力，使学生的注意力集中在课堂上，激起他们急于探求结果的好奇心，激发学生的学习兴趣。

（二）新授课

1、首先通过问题导入后，演示：100米决赛项目成绩排序程序，让学生试用。让学生体验设计这个软件的过程。通过提问：如果让我们对这些数据人工排序，怎么排？从而引出概念：“算法”——解决问题的方法和步骤。

举一个简单的例子，说明算法：

如何交换两变量a,b中的值：在计算中处理此类问题时不能直接交换a,b的值，需临时变量TEMP,逐步交换，类似交换两个杯子中饮料，需借助于另一个空杯子。首先通过实物橙汁和可乐交换演示一遍，这样可以让学生从抽象思维转化为形象思维来理解交换值的概念，同时也增加了课堂的趣味性。接着再讲解：

如a＝7，b＝5，步骤如下：（1）将a的值7赋给temp；（2）将b的值5赋给a；（3）将temp的值7赋给b；

2、然后再引导学生如何解决问题： 介绍数组概念，演示冒泡排序算法： 小游戏：请5个学生上讲台，发给每人一张大卡片，上面都有一个数字，大小不等。数字不按顺序，让学生重新排序。排序规则（从小到大）：从左边第一位学生开始，与相邻的学生比较卡片上数字的大小，数字大的排在右边。依次比较，直到排序完成。

小任务：给定一个数组（三四个元素），用冒泡算法排序。这个小任务让学生分组一起完成。通过小组合作，提高学生的沟通交流能力，培养学生相互帮助的友好习惯。

3、引导学生体验过程：

提问：计算机也会这样思考吗？

如何让计算机知道我们设计的算法呢？ 引出程序设计的一般步骤： ①需求分析（算法分析）：确定要解决的问题，即要计算机“做什么” ②设计算法：对特定的问题设计一组求解步骤或方法。

③编写程序：把人工设计的算法转换成计算机能识别的代码

④上机调试与维护：刚写好的程序不一定正确，必须在计算机上实际运行，排除错误，测试能否达到预期的结果

学生可将程序代码拷入编程环境，借助注释文字了解代码的作用，调试运行程序，检查程序运行的结果，体验编程解决问题的乐趣和成就感。

4、实践：

完成总任务：体验设计一个对校运会100米决赛项目成绩进行输入和排序的程序的过程。

5、课堂小结：

为了回顾知识，强化记忆，我通过设置梯度问题的形式，引导学生自行归纳总结本节课所学内容，充分发挥学生的主体作用。问题如下：

你学了什么？

你的体验是什么？

对于这节课的知识你都掌握了什么？

六、板书设计

数控车床加工编程的常规分析 篇3

关键词： 数控车床 加工程序编制 常规分析

数控车床在工作过程中根据事先编制的程序，结合相关计算机技术、光电技术、液压技术等自动完成对工件的精密加工。因此数控程序成为加工目标与加工过程之间的重要纽带，理想的数控程序是工件质量的重要保证，也是评价加工技术水平的重要指标，是提高车床安全性和高效性的根本措施，因此数控车床加工程序编制是工件加工的重中之重。

1.数控车床编程

数控车床的编制程序是一组按照工艺要求编写的加工指令的集合，数控编程贯穿加工全过程，从分析零件图样开始，到产品质量检验合格结束。在实际编程过程中，学生需要根据图样和文件要求，编制能完成该零件加工的计算机指令。由于实际情况不同，零件加工程序的编制方法分为手工编程和自动编程，手工编程需要根据相关文件要求和图样需求由人工完成，目前手工编程已发展成为成熟的编程方式，建立完善的技术体系。

2.加工程序的基本编制方案

2.1分析图样

零件图样分析过程中，主要目的是分析零件加工的工艺路线，制定相应的加工步骤，选择合适的刀具和切削量，根据实际需求对图样上的尺寸进行修改优化，在优化过程中，可以充分利用CAD软件进行绘图，利用相关查询命令并予以记录。

通过对零件图样的分析，发现尺寸公差，对尺寸精度进行确定，选择合适的刀具和机床的运动参数，包括切削深度、主轴转速、进给量等。由于加工零件一般比较复杂，因此需要根据零件的实际加工情况进行适当优化调整，利用机床操作面板上的倍率开关，合理配置切削用量。

2.2优化走刀方案

从刀具对刀点到返回点并结束加工程序经过的全部路线称为走刀路线，走刀路线的确定是数控车床加工程序编制的核心，实际应用中，精加工程序的走刀路线一般沿零件的轮廓开始，走刀路线的重点是对粗加工的路线进行确定。零件加工编程的重点是将走刀路线控制在最短，以节省加工时间，降低刀具的磨损程度，提高加工效率。

2.3 G指令调用

编程过程中，按照直线、斜线、圆弧等几何要素的独立性，编制出不同的加工程序，学生的主观意愿是对程序段长度进行控制，保证程序简洁，降低程序出错概率，以最短的程序段完成零件加工，提高加工效率。

由于数控车床具有直线和圆弧插补的功能，在排除非圆弧曲线后，可以利用零件的集合要素和工艺路线控制编制程序的段数，必须将程序段控制在最少。因此，编制过程中必须利用合理的G指令，减少程序段，在编制过程中灵活运用。

2.4安排回零路线

有些零件的加工轮廓较为复杂，为了降低加工程序的出错率，简化计算过程，便于学生核对，加工过程中每一刀完成后都要执行“回零”指令，返回对刀点的位置后，再继续执行后续程序。

3.加工程序编制案例

3.1提出问题

实操训练中需要加工如图1所示的零件。

零件材料为45钢，毛坯棒料长95mm，直径Φ25mm。加工过程的重点内容如下：零件图样分析；走刀路线的最短化设计；G指令减少程序命令；切削量的选择；其他细节问题。

3.2分析问题

3.2.1图样分析

按照图1所示零件图，该零件的加工内容有端面、外圆、倒角、圆弧、普通螺纹、外沟槽。

该零件采用一次装夹加工完成，在图纸上设置相应的坐标系，设在零件右端面，装夹直径Φ25mm的外圆，结合相关工艺要求，车平端面，对刀后设置相应的工件原点。为了便于精加工，将此端面作为加工面。

换刀点设置在（X100，Z100）位置。

为了确保零件尺寸精度，优化加工工艺，需要分析尺寸公差要求。在数控切削中，机床的机械振动会影响零件的形状和位置，如果零件沿Z轴运动方向与主轴轴线不平行，则零件的圆柱度将不能保证，垂直度公差将无法保证。因此编程过程中，应提前进行技术处理，选择合适的刀具和切削量。该零件尺寸公差取中间值，并在加工过程中严格控制。

3.2.2走刀路线和G指令的确定

该零件加工走刀路线和G指令确定如下：

①装夹Φ25的外圆表面，伸出长度80mm，根据实际工艺需求，按照相应步骤加工零件右侧的轮廓，依次加工Φ12外圆、Φ15外圆、Φ17外圆、Φ21外圆、R2圆弧（本过程采用G71命令）；

②对步骤①中的各轮廓进行精加工（本过程采用G70命令）；

③加工3×1.5的槽（本过程采用G94命令）；

④加工零件中的螺纹部分（本过程采用G76命令）；

⑤对Φ13的外圆、R3圆弧和1×45°的倒角进行加工（本过程采用G94和G72命令）；

⑥对步骤⑤中的各轮廓进行精加工（本过程采用G70命令）。

3.2.3选择刀具、确定切削量

3.3解决问题

通过对零件图的分析，确定走刀路线和相关G指令，并确定刀具和切削量。该零件的部分编程指令如下。

O0001；

T0101S800M3；主轴正转

……

G00X26Z2；粗加工定位

G71U1.5R0.5；外圆粗加工

……

G02X21W-2R2；凹圆弧加工

T0202；更换精加工车刀

……

G94X11Z-15R-1.5F8；0.5×45°的倒角

T0303；更换螺纹刀

……

G94X19R2；倒角1×45°

……

G70P30Q40；精加工13×10槽

……

4.程序编制过程中的细节问题

4.1分步考虑零件的粗精加工

数控车床在零件加工过程中可分为粗加工和精加工阶段，不同加工模式获得的加工效率不同，并且在不同加工模式下走刀路线和刀具的运行都不同。在程序编制过程中，必须重视粗加工和精加工的差异，避免加工过程中切削力的变化导致零件变形，降低加工精度。

4.2选择合理的编程尺寸

为了保证程序编制顺利进行，需要对编程尺寸进行优化，实际生产过程中，往往会遇到零件尺寸小于车床的最小编程单位，此时需要遵循四舍五入原则，保证编程尺寸接近实际零件尺寸。

4.3合理利用切断面倒角

实际加工过程中，对切断面倒角的利用十分普遍，为了避免掉头倒角，方便切削加工，可以利用切断面的位置优势对切断和倒角同时进行加工。为了避免操作中出现失误，需要重视刀具的引入点和刀宽等细节。

4.4编程过程中尽量满足各点重合

为了避免基准偏移，降低零件的加工误差，编程时需要将编程的原点、设计基准和对刀点位置重合起来。一般情况下，若图样上的零件尺寸与编程尺寸的基准存在偏差，则必须将图样中的基准尺寸换算成坐标系中的标准尺寸，当需要变动某个数据时，需要对相关参数进行重新计算后再进行下一步编程工作。

根据相关编程程序可以看出，零件加工全过程都有严格标准和要求，对每个加工步骤都进行明确规定。实际编程过程中，需要先对工件图样进行详细分析，在制定好合理加工工艺的基础上，再计算相关加工尺寸，确定合理的走刀路径，选择刀具和切削量，按照数控车床的相关规定，严格进行尺寸方面的汇总，将编程工作细化，充分发挥数控车床的加工优势。

参考文献：

[1]乔龙阳.数控车床加工梯形螺纹解析[J].现代仪器仪表，2013（18）：47.

[2]李文，吴海，苏保照等.数控车床程序编制[J].华北工业大学，2015，43（4）：19.

《信息的编程加工》教学课例 篇4

基于以上认识, 笔者根据学生的认知特点和接受水平, 对教材内容进行了重新构建, 并按程序设计的一般过程, 增加了“需求分析”和“选择开发环境”, 获得较好的教学效果。

一、教学目标

知识与技能:知道基于程序设计的自动化信息加工的一般步骤:需求分析、算法设计、选择开发环境、编程实现;知道利用计算机解决问题的基本思想方法——算法设计;了解计算机信息加工的内在机制以及编程加工的主要过程。

过程与方法:通过体验一个完整的程序设计过程, 懂得运用编程加工信息来解决问题的方法。

情感、态度与价值观:体验程序设计的独特魅力, 激发学生学习编程的兴趣;培养与他人合作交流的意识和习惯。

二、教学重点与难点

重点:体验编程加工信息的主要过程。

难点:理解用算法描述实际问题, 理解人的思维在计算机中发挥的作用, 了解计算机信息加工的内在机制。

三、教学过程

(一) 创设情境导入新课

教师展示取火柴的小游戏 (如下图) , 请几个学生上来玩游戏, 其他学生观察并思考取胜的策略。

师:有没有思考过游戏本质到底是什么?是否想自己做一个类似的游戏?

师生讨论得出, 游戏其实就是专业人员设计好的用来供用户娱乐的程序, 是对信息的编程加工。

设计意图:通过游戏, 自然引出课题。通过提议自己设计游戏, 激发学生的好奇心与积极性。

(二) 师生互动学习新知

教师启发学生思考做出这个游戏, 需要经历哪些步骤?

1.需求分析:确定要解决的问题, 简单说, 即要计算机“做什么”。

说明:这一步学生很难回答出来, 教师可以通过类比第二章进行信息获取时首先需要做“定位信息需求”来引导学生思考。

明确要解决的问题后, 师:只要我们把问题原封不动地交给计算机, 它就能自动得出结果吗?

从而引出结论:计算机并不能代替人做所有的事情, 它只能按照人们事先给定的步骤工作。因此, 当我们明确要解决的问题后, 先要一步一步设计好怎么做, 也就是设计解决问题的算法, 然后通过编写程序, 将人们解决问题的过程用计算机语言表述为指令, 从而赋予计算机解决问题的能力。

设计意图:启发学生归纳并引出后几个步骤, 避免生硬说教, 使知识的讲解过渡自然、衔接紧密。

2.算法设计:针对某一特定问题设计的一组 (有限个) 求解步骤或方法。

教师讲解算法的概念, 并强调它不仅是指计算的方法, 而且还包含从何处着手、解题步骤以及结果处理等全过程。

再通过一个极为生活化的事例加以说明和诠释:邮寄一封信可分为写信、写信封、贴邮票、投信等步骤, 每步分别通过不同的方法实现。

最后启发学生思考, 应该怎样设计算法以实现本游戏, 并口头描述出来。

设计意图:让学生理解怎样用算法描述实际问题, 理解人的思维在计算机中发挥的作用, 初步突破教学难点。

3.选择开发环境:教师通过类比“要表达某种意思, 可以通过不同的语言来实现”, 让学生明白:可以选用不同的编程语言 (环境) , 来把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码。由于V B操作简单、上手容易, 故选用V B来实现。

设计意图:避免学生建立“编程=VB”的片面观念。并理解计算机语言只是工具, 算法才是程序设计的灵魂。

4.编程实现:把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码, 并调试实现。对V B来说, 主要包含界面设计、代码编写和调试运行。

教师让学生思考:该游戏的界面需要设计哪些部分?接着打开课前准备好的游戏半成品, 先简要介绍V B的工作界面, 对V B独特之处进行有选择的说明:如界面设计窗口、代码窗口、运行、结束按钮等, 方便学生能快速进行操作。再演示制作游戏界面的“我”先取按钮, 并添加对应的代码 (直接复制准备好的代码) 。布置必做任务:制作“计算机”先取按钮 (不添加代码) 。

设计意图:教师操作演示, 一方面为学生组装体验做出示范;另一方面为让学生明白计算机只是按程序所规定的内容和步骤来解决实际问题, 本身并没有思维。计算机程序是一组操作指令或语句序列。这其实就是编程加工信息的内在机制, 学生理解了这点, 再通过后面的亲身体验感悟, 进一步加深理解, 突破教学的难点。

(三) 亲身实践体验成功

学生根据教师刚制作的游戏半成品、提供的游戏源代码和制作过程视频, 组装“计算机”先取按钮对应的代码, 调试运行整个游戏 (可做修改) , 体会里面的算法策略, 尝试借助于注释, 了解每段代码所完成的工作或含义;生成.e x e文件, 并提交。

设计意图:通过让学生组装, 体验编程加工的主要过程, 突出重点, 并加深对编程加工内在机制的理解。必做任务要求每人提交一份作业, 防止个别学生滥竽充数。

(四) 拓展探究提高创新

学生的层次不一, 对于还未完成必做任务的学生, 教师及小组给予指导帮助;对于学有余力的小组和学生, 教师应创设挑战情境, 并鼓励他们完成拓展任务。

拓展任务1:能不能在现有的程序上做些修改, 让你的小程序更完善、更有新意?比如在界面上添加一个“退出”按钮, 在游戏运行过程中, 点击它就可以直接退出 (提示:退出的核心代码只有一条, 即:end) 。

拓展任务2:如果游戏规则变成:每次计算机或人最多都可以取3根火柴, 其他条件都不变, 在现有游戏的基础上应该做哪些修改?

(五) 交流评价归纳总结

对于每个任务, 分别鼓励1～2个完成较好的小组展示其作品, 教师适时点评。

师生互动, 回顾编程加工的主要过程, 进一步明确本节课的重点。对学生的实践探究和小组合作做出整体点评, 并结合教学目标和各班学生具体情况给出针对性建议。

评价标准:用五星进行量化评价。星数越多, 期末总评时加分越多 (评价表略) 。

信息的编程加工 篇5

【教学目标】 知识与技能：

1、了解信息加工的基本知识，把握计算机信息加工的三种形态及其各自的适应范围。

2、了解程序设计的基本流程及算法的含义。

3、了解人工智能的应用价值。过程与方法：

能够利用信息加工的知识分析生活和学习中的信息资源及其处理方法，在师生互动中了解编程加工的内在机制，培养学生的创新能力，并体验到人工智能的独特魅力。情感态度与价值观：

激发学生学习兴趣，形成积极主动的学习信息技术的态度，提高学生的信息意识，提升信息素养；培养学生的生活、学习价值观，增加学生的成就感；客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。【教学重点】

1、让学生从已有的经验中总结出信息加工的一般过程。

2、让学生体验通过编程实现计算机加工信息的整个过程，知道利用计算机解决问题的步骤和基本思想方法，从而了解计算机信息加工的内在机制。

3、如何合理使用智能信息处理工具软件。【教学难点】

1、理解计算机信息加工的三种形态的特征。

2、让学生理解用算法描述实际问题，理解人的思维在计算机工作中发挥的作用。

3、在使用这些工具后，如何提升学生对人工智能的认识及发展他们的辩证思维。【课时安排】 1～2课时

【教学内容】 第一节 信息加工概述

师：前面第二章我们学习了从因特网，从网络数据库中获取信息，当我们要有效的利用获取的信息时，必须对信息进行加工，大家把书翻到第42页，看一下开头的这则故事。

加密是信息加工的一种表现形式。

师：我们现实生活中的信息是很多的，很繁杂。有些信息是假信息、伪信息，这就需要我们来判别和筛选；有些信息是零乱的、孤立的，这就需要我们来分类和排序；有些信息是初始的、陈旧的，这就需要我们来分析和再造。这样我们就得到了信息加工的定义——

信息加工是指通过判别、筛选、分类、排序、分析和再造等一系列过程，使收集到的信息成为能够满足我们需要的信息。师：信息加工的一般过程可以看书上的43页上面，大家稍微看一下就可以了，要记住的是

确立加工目标是信息加工的前提条件

信息的判别、筛选、分类、排序、分析和再造是加工的核心部分

师：以前，加工信息大多数是依靠人工的方式来完成的，可以借助一些简单的工具，像算盘、纸和笔等。比如班级篮球赛上记分员在黑板上画了许多“正”号。

师：现在计算机技术的不断发展和应用，大大缩短了信息加工的时间，帮助人们更高效的工作和生活。

师：那么计算机信息加工的过程是怎么样，它又有哪些类型呢？大家看书44页  计算机加工信息的工作过程

①根据信息类型和加工要求选择合适的计算机软件或者自编程序 ②信息录入 ③信息加工 ④信息输出 ⑤信息存储

 计算机信息加工的类型（简单的说，就是自动化、人性化、智能化）

第一种是基于程序设计的自动化信息加工――针对具体的问题编制专门的程序实现信息加工的自动化，像在解密和计算的时候，就可以编写一些程序，把复杂的运算过程交给计算机，VB就是这样一种写程序的软件。第二种是基于大众信息技术工具的人性化信息加工

包括文字处理软件加工文本和利用电子表格加工表格信息，利用多媒体软件加工图形、声音、视频和动画等多媒体信息。画面上的这些工具大家都应该很熟悉吧，Word可以处理文本信息，excel可以处理表格信息，photoshop可以处理图像信息。

第三种是基于人工智能技术的智能化信息加工――利用人工智能技术加工信息。人机对战就体现了这种智能技术。

师：下面我们来做一个小题目。有三个杯子A、B、C，其中两个杯子A、B分别盛放蓝墨水和红墨水，怎样才能把这两只杯子中的墨水互换呢？ 请学生回答

师：这位同学说的很好，要把墨水互换，就要先把A(B)中的墨水倒入C中，再把B(A)中的墨水倒入A(B)中，最后把C中的墨水倒入B(A)中。

师：接下来，给大家5-10分钟的时间，执行一下桌面上的几个小程序，看看这些程序的代码是怎么编写的。

大家有没有发现，几乎每一行都有这个等于号，它并不是数学意义上的等号，它是一个赋值语句，用来将右边表达式的值赋给左边的变量或属性名，就像我们刚才互换墨水，就相当于VB中两个变量值a、b互换，需要一个中间变量c，先将a的值9赋给c，记作c=a，再将b的值2赋给a，记作a=b，最后将c的值9赋给b，记作b=c 师：下面要介绍给大家一种排序方法，叫冒泡排序法，为什么要叫冒泡排序法呢？大家看了它排序的过程就知道了。（讲解过程）师：接下来看书上48页

信息的编程加工的四个步骤是：①分析信息 ②设计方法 ③编写代码 ④调试运行 师：智能化技术在我们身边有很多应用，像超市中的收款机、电子游戏、智能机器人等等，下面有几种典型的人工智能技术的应用

1．模式识别，有指纹识别、语音识别、光学字符识别、手写识别，我将这写软件放在桌面上，大家可以去试试看。

2．机器翻译，如金山快译、东方快译、译星等软件，还有一些网站也提供免费的在线翻译服务（百度，google）。大家有时间可以上网找段文字去翻译看看，看翻译的结果准确性高不高。

3．其他应用，①智能机器人，如：世博会上的海宝机器人。

②计算机博弈，例如国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋等，前面资料里的“更深的蓝”就是杰出的代表。

③另一个领域是智能代理技术。像Office助手就是这种智能代理。④还有：专家系统、机器证明、数据挖掘等都属于人工智能的领域。

【布置练习】 将实践指导第三章的选择题做完

【教学反思】

由于不了解课程班的课程性质，导致上课后跟学生无法进行互动，学生不愿学，我也无法进行上课，今后需要多增加那些有实践意义的练习，才能促进课程班的学习。而在普通班，学生有高考的压力，对本章的学习还是比较积极的，师生问答的时候，学生都能积极的回答。就是由于第一次上课，还比较紧张，学生回答完之后没有给学生以反馈，也没有将学生的回答中比较重要的点再复述一遍，可能就会使后面的同学没有听到回答，而不知所以。

信息的编程加工 篇6

关键词：数控编程 椭圆 方法

目前，随着数控机床的广泛应用，机械生产加工技术不断进步，对各种各样工件加工精度要求进一步提高，非圆曲线的加工情况也越来越多，精度要求也越来越高。但依靠传统的普通机床上进行靠模加工，已经不能满足现实的加工精度要求。笔者以下图所示椭圆加工为例，采用FANUC数控系统，总结以下编程方法，供大家参考。

图

一、G73仿形法

1.利用直角坐标方程进行加工

这个方法需要首先设定某一个坐标为自变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。在此，把Z轴方向的坐标设为变量#1，则X轴方向的坐标#2可以用#1表示为：/3（即：#2=1/3*SQRT[900-#1*#1]）。加工程序如下：

O1;N2#2=1/3*SQRT[900-#1*#1];

G99 T0101;G01 X[2*#2] Z[#1-30.];

M03 S500;#1=#1-0.1;

G00 X21.Z5.;IF[#1GT0] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=30.;M30;

2.利用参数方程进行加工

该椭圆参数方程为：，设自变量为#1；则可得Z为#2=30*COS[#1],X为#3=10*SIN[#1]。加工程序

如下：

O2;#3=10.*SIN[#1];

G99 T0101;G01 X[2*#3] Z[#2-30.];

M03 S500;#1=#1+1.;

G00 X21.Z5.;IF[#1LT90] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=0;M30;

N2 #2=30.*COS[#1];

二、G90车削椭圆

采用G90车削椭圆时，我们一般只是利用直角坐标方程来进行，这样在车削时的切削深度比较容易控制，而参数方程就不太容易控制。具体方法和采用G73进行编程大体类似，也需要首先设定某一个坐标为变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。即：把X轴方向的坐标设为变量#1，则Z轴方向坐标#2为：#2=3*SQRT[100-#1*#1]。加工程序如下：

O3;G01 Z0;

G99 T0101;#3=0;

M03 S500;#4=3*SQRT[100-#3*#3];

G00 X21. Z5.;N20 G01 X[2*#3] Z[#4-30.] F0.2；

#1=10;#3=#3+0.1;

#2=3*SQRT[100-#1*#1];IF[#1LT10] GOTO20;

N10 G90 X[2*#1] Z[#2-30.] F0.2;G00 X100. Z100.;

#1=#1-2.;M05;

IF[#1GT0] GOTO10;M30;

G00 X0;

以上即为椭圆加工的几种简单方法，主要思想是在数学曲线上找到若干个点，从而用直线插补的方式进行直线的密化处理。只要我们抓住这一思想，积极地去寻求这些点，就可以完成椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线、正切曲线等等各种非圆曲线的编程，从而完成这样一些特殊工件的加工。

（作者单位：济宁市技师学院）

endprint

摘 要：目前，在机械加工中，非圆曲线越来越被广泛地应用，依靠传统的靠模加工已经不能满足现实的精度要求，取而代之的是在数控机床上进行加工。本文对常见的椭圆加工的几种常用方法进行编程示例。

关键词：数控编程 椭圆 方法

目前，随着数控机床的广泛应用，机械生产加工技术不断进步，对各种各样工件加工精度要求进一步提高，非圆曲线的加工情况也越来越多，精度要求也越来越高。但依靠传统的普通机床上进行靠模加工，已经不能满足现实的加工精度要求。笔者以下图所示椭圆加工为例，采用FANUC数控系统，总结以下编程方法，供大家参考。

图

一、G73仿形法

1.利用直角坐标方程进行加工

这个方法需要首先设定某一个坐标为自变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。在此，把Z轴方向的坐标设为变量#1，则X轴方向的坐标#2可以用#1表示为：/3（即：#2=1/3*SQRT[900-#1*#1]）。加工程序如下：

O1;N2#2=1/3*SQRT[900-#1*#1];

G99 T0101;G01 X[2*#2] Z[#1-30.];

M03 S500;#1=#1-0.1;

G00 X21.Z5.;IF[#1GT0] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=30.;M30;

2.利用参数方程进行加工

该椭圆参数方程为：，设自变量为#1；则可得Z为#2=30*COS[#1],X为#3=10*SIN[#1]。加工程序

如下：

O2;#3=10.*SIN[#1];

G99 T0101;G01 X[2*#3] Z[#2-30.];

M03 S500;#1=#1+1.;

G00 X21.Z5.;IF[#1LT90] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=0;M30;

N2 #2=30.*COS[#1];

二、G90车削椭圆

采用G90车削椭圆时，我们一般只是利用直角坐标方程来进行，这样在车削时的切削深度比较容易控制，而参数方程就不太容易控制。具体方法和采用G73进行编程大体类似，也需要首先设定某一个坐标为变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。即：把X轴方向的坐标设为变量#1，则Z轴方向坐标#2为：#2=3*SQRT[100-#1*#1]。加工程序如下：

O3;G01 Z0;

G99 T0101;#3=0;

M03 S500;#4=3*SQRT[100-#3*#3];

G00 X21. Z5.;N20 G01 X[2*#3] Z[#4-30.] F0.2；

#1=10;#3=#3+0.1;

#2=3*SQRT[100-#1*#1];IF[#1LT10] GOTO20;

N10 G90 X[2*#1] Z[#2-30.] F0.2;G00 X100. Z100.;

#1=#1-2.;M05;

IF[#1GT0] GOTO10;M30;

G00 X0;

以上即为椭圆加工的几种简单方法，主要思想是在数学曲线上找到若干个点，从而用直线插补的方式进行直线的密化处理。只要我们抓住这一思想，积极地去寻求这些点，就可以完成椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线、正切曲线等等各种非圆曲线的编程，从而完成这样一些特殊工件的加工。

（作者单位：济宁市技师学院）

endprint

摘 要：目前，在机械加工中，非圆曲线越来越被广泛地应用，依靠传统的靠模加工已经不能满足现实的精度要求，取而代之的是在数控机床上进行加工。本文对常见的椭圆加工的几种常用方法进行编程示例。

关键词：数控编程 椭圆 方法

目前，随着数控机床的广泛应用，机械生产加工技术不断进步，对各种各样工件加工精度要求进一步提高，非圆曲线的加工情况也越来越多，精度要求也越来越高。但依靠传统的普通机床上进行靠模加工，已经不能满足现实的加工精度要求。笔者以下图所示椭圆加工为例，采用FANUC数控系统，总结以下编程方法，供大家参考。

图

一、G73仿形法

1.利用直角坐标方程进行加工

这个方法需要首先设定某一个坐标为自变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。在此，把Z轴方向的坐标设为变量#1，则X轴方向的坐标#2可以用#1表示为：/3（即：#2=1/3*SQRT[900-#1*#1]）。加工程序如下：

O1;N2#2=1/3*SQRT[900-#1*#1];

G99 T0101;G01 X[2*#2] Z[#1-30.];

M03 S500;#1=#1-0.1;

G00 X21.Z5.;IF[#1GT0] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=30.;M30;

2.利用参数方程进行加工

该椭圆参数方程为：，设自变量为#1；则可得Z为#2=30*COS[#1],X为#3=10*SIN[#1]。加工程序

如下：

O2;#3=10.*SIN[#1];

G99 T0101;G01 X[2*#3] Z[#2-30.];

M03 S500;#1=#1+1.;

G00 X21.Z5.;IF[#1LT90] GOTO2;

G73 U11. W0 R5;N3 X21.;

G73 P1 Q3 U1. W0 F0.2;G70 P1 Q3;

N1 G00 X0;G00 X100. Z100.;

G1 Z0 F0.06;M05;

#1=0;M30;

N2 #2=30.*COS[#1];

二、G90车削椭圆

采用G90车削椭圆时，我们一般只是利用直角坐标方程来进行，这样在车削时的切削深度比较容易控制，而参数方程就不太容易控制。具体方法和采用G73进行编程大体类似，也需要首先设定某一个坐标为变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。即：把X轴方向的坐标设为变量#1，则Z轴方向坐标#2为：#2=3*SQRT[100-#1*#1]。加工程序如下：

O3;G01 Z0;

G99 T0101;#3=0;

M03 S500;#4=3*SQRT[100-#3*#3];

G00 X21. Z5.;N20 G01 X[2*#3] Z[#4-30.] F0.2；

#1=10;#3=#3+0.1;

#2=3*SQRT[100-#1*#1];IF[#1LT10] GOTO20;

N10 G90 X[2*#1] Z[#2-30.] F0.2;G00 X100. Z100.;

#1=#1-2.;M05;

IF[#1GT0] GOTO10;M30;

G00 X0;

以上即为椭圆加工的几种简单方法，主要思想是在数学曲线上找到若干个点，从而用直线插补的方式进行直线的密化处理。只要我们抓住这一思想，积极地去寻求这些点，就可以完成椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线、正切曲线等等各种非圆曲线的编程，从而完成这样一些特殊工件的加工。

（作者单位：济宁市技师学院）

信息的编程加工 篇7

本文将以高中信息技术《信息编程加工》这一节课为例来探讨新课标环境下如何设计教学内容, 激发学生兴趣, 促进教学。

一、课前准备———备教材、备学生

《信息的编程加工》是教科版高一必修教材第三章第二节的教学内容, 要求学生通过体验一个完整的程序设计过程, 知道利用计算机解决问题的步骤, 了解计算机加工信息的内在机制。[2]课本教材以画一个二次函数图像为例, 向学生介绍了信息编程加工的一般步骤, 其中涉及到程序编写部分的知识点有:控件的坐标设置、在对象上画直线或矩形、RGB函数、For循环语句等等。其实信息的编程加工对高一学生来说, 绝对是个新鲜事物, 他们对计算机到底如何编程感到神秘、好奇、跃跃欲试, 可是如果一开始接触编程设计, 就遇到这样的教学内容, 显然教学容量、难度有点大, 很容易产生畏难情绪, 排斥该部分教学内容。这些都是学生学习情绪的正常反应, 关键在于教师如何引导学生, 把握他们的情绪走向, 帮助他们克服畏难情绪, 充分利用并尽量延长学生对编程加工的好奇心, 分阶段、分层次、一步一个脚印地引导学生, 完成从利用现成软件加工信息到自己编程加工信息的转变。所以, 必须考虑降低程序编写的难度, 放弃课本上的二次函数的程序, 消除那些会给学生造成学习障碍的因素, 紧紧围绕教学重点, 从趣味性出发, 以培养学生兴趣为主, 让学生感受信息编程加工的魅力。

教学设计以一个卡通界面的投票程序为例, 让学生体验计算机投票评选班级代言人的程序 (如图1、图2所示) 。从图中可以看出, 界面使用了一些常用控件, 在程序代码编写部分也可以仅仅使用一个if then条件语句来实现所有功能, 尽量避免学生一下子接受太多的新鲜事物, 让学生逐步适应信息的编程加工。

二、课堂实践———多种教学法相结合, 让学生成为课堂的主人

该节教学内容的重点是让学生体验通过编程实现计算机加工信息的整个过程, 知道利用计算机解决问题的步骤和基本思想方法, 从而了解计算机信息加工的内在机制, 难点是让学生理解用算法描述实际问题, 理解人的思维在计算机工作中发挥的作用。[2]因此, 上课时以信息编程加工的四个环节为主线, 以投票程序为实例来展开, 课堂教学时多给学生讨论的时间、动手实践的时间, 让学生发现问题并解决问题。

具体的授课过程如表1所示。

三、课后反思——审时度势, 适当变动, 提高教学效果

由于讲授前充分考虑到学生的水平等级, 按照学生的实际情况, 教师把教学难度定位在学生跳一跳就够得着的地方, 设计了一个简单而实用的投票程序, 激发了学生程序设计的兴趣。通过一节课的实践, 达到了既定的教学效果, 完成了教学目标。

首先, 授课环节线条比较清晰, 整堂课自始至终围绕着信息编程加工的四个环节这条主线展开, 在授课的不同阶段, 不断强化四个环节, 从而使学生形成了比较深刻的印象, 帮助学生记忆。

其次, 程序设计部分比较简单, 学生需要掌握的仅仅是一条if then———条件语句。if语句属于选择语句, 为程序设计的三大结构语句之一, 和书本上使用的for循环语句比较起来, 学生更容易理解。学生经过上机编程实践, 学生普遍反映“不难”、“听得懂”、“学会了”。特别是学生看到自己编写的程序运行正确, 真实地模拟出投票的整个过程, 都十分开心, 学生学习编程的兴趣被充分地调动起来了。

最后, 设计时也注重了为学生留下自主探究的空间, 让学生自主学习, 如控件属性的设置。这样的“难题”对不同的学生而言, 他们所感受到的难度系数是不一样的, 有的人能独立解决, 有的人需要教师稍微提示, 有的人则需要同学的帮助, 让学生通过各种途径自己解决学习过程中的难题, 培养他们解决问题的能力。同样在课堂作业部分, 也为不同层次的学生设定了不同的作业要求, 力图实现不同水平学生各自能力的提高。

四、结束语

在紧扣教学要求的前提下, 教学内容的适度调整, 不仅提高了学生的学习兴趣, 带来了较好的教学效果, 同时也给教师带来了深深的思考:究竟怎样上课, 上什么课, 才能获得更好的教学效果。这都是在以后的教学中需要引起教师们注意的地方, 从而使信息技术课成为学生喜爱的课程之一。

参考文献

[1]孙枫.普通高中混合学习平台的设计与开发——以南通一中信息技术教学为例[D].南京:南京师范大学, 2011:8.

信息的编程加工 篇8

汽车轮毂喷漆在汽车制造业中是很重要的一环节, 随着汽车需求的日益增加, 高质量高效率的喷漆要越来越得到重视。现在仍有许多企业采用手工喷漆, 工作环境恶劣, 对工人身体健康造成不良影响;加工设备落后, 生产效率和质量低, 难以满足汽车对轮毂的要求[1]。

随着工业机器人的迅速发展, 将机器人运用到生产加工以代替人工操作已成为一种热门趋势。现在对于许多重复性的循环操作以及简单的加工, 相关的机器人技术都已经渐趋成熟。而对于复杂曲面的操作, 许多机器人仍采用传统的“人工示教法”来完成, 这样的方法, 操作繁琐, 效率低, 同时精度难以有效保证, 甚至难以实现[2]。

而在发展了许多年的CAD/CAM领域, 运用数控G代码编程的技术已经相当成熟, 其中包含了各种线条, 曲面等复杂工件加工的操作程序, 涵盖了各种直线、曲线的插补, 循环等加工方式。其中的UG软件的加工模拟功能就能很好的实现这一功能, 得到加工信息[3]。

通过对加工信息的分析处理, 使得转换成机器人能够识别的代码程序, 实现机器人喷漆加工运动。

1 轮毂的建模及模拟加工处理

由于机器人软件不具备自动编程的能力, 因而需要结合相关的CAD/CAM图形处理工具。目前交互式的图形编程技术已得到广泛应用, 其中UG软件中就能完成模型的草图绘制, 三维成型, 然后进行加工处理, 最后导出加工信息。

对于汽车轮毂, 结合产品型号说明, 对其尺寸参数进行分析测量后, 在UG中建立起了三维模型, 为了分析沿轮毂曲面的机器人运动轨迹, 截取30°的曲面模型进行研究。如图1所示。

由于机器人运动需要编程, 对于每个加工点需要输入相应的代码。而轮毂曲面的复杂性, 决定了其上的三维坐标不易直接精确提取。为解决这一问题, 选取自由曲面在UG中进行三维重建。考虑到喷漆距离, 因此, 喷枪的实际加工位置离曲面有一段距离L, 结合实际喷漆工艺, 取这段偏移距离为L=100mm。又因为UG是切削加工, 刀具是直接与加工毛培接触的, 而喷漆实验中, 喷枪头与刀具刀头所在的位置要相同。所以, 在建模的时候, 对模型进行向外偏置L距离, 形成的曲面轮廓可看做刀具加工对象[4]。

在UG加工模块中, 选择轮廓铣, 分别设置毛培、切削安全体、刀具参数、进给参数、导轨特性等一系列数据, 完成之后得出在曲面上的刀轨路径, 如图2所示。

图中所形成的刀路沿着曲面来回做往复运动, 由于喷漆所在的区域会产生漆膜的相互叠加, 会导致厚度不一致, 因此在喷漆是需要调整好合适的间距。考虑到喷漆叠加漆膜均匀性的要求, 在设置刀路轨迹间的间距时, 选取不同的刀头尺寸成了关键影响因素。图中所选刀具直径为10mm[5,6]。

模拟运行无误后, 进行加工的后处理, 得到运行轨迹各个位置的三维坐标。代码如图3 (a) 所示, 为方便识别, 也可在后处理中把代码以数控代码的方式生产, 如图3 (b) 所示。

2 代码的提取与机器人姿态控制

对得到的代码, 机器人不能直接识别, 需要对其信息进行提取甄别, 才能转换为机器人课识别操作的语言。因此需要找出其中对应关系, 在VC中编写MFC界面程序, 通过调用NC代码文件, 后台处理文件信息, 提取机器人可执行的有效数据信息[7]。

其中X、Y、Z数据可由代码中提取, 先读入转换好的TXT格式的代码文件, 然后对UG代码进行处理, 去掉每行前后的空格以及无关的内容, 对每行进行判断, 是否为G1, G2或G3, 若是其中一种情况, 则把其后对应的X, Y, Z坐标分别记录保存到数组a[m][0], a[m][1], a[m][2]中, ++m。然后进行下一行判断, 同样的根据不同情况跳转到不同的代码段中进行处理。得到数组之后, 把其中的内容保存到新生成的TXT文件中, 按顺序放置好数据, 以方便提取[8]。

机械臂要运动, 不仅需要每个工作点的三个位置坐标X, Y, Z, 同时也需要知道每个点对应的姿态Rx, Ry, Rz。而数控代码中则不包含这一信息。对轮毂曲面模型进行分析, 如图4所示, 将三维曲面投影到两个平面, 分别为XOY平面和YOZ平面。如图4所示, 根据建模法则, 该模型是由曲线二沿着曲线一扫略形成侧曲面。

机器人末端执行器在每个位置的姿态方向, 即是图中箭头所指的方向, 也就是图中曲线任意位置对应的法向。

对于YOZ平面, 曲线为一个圆, 其方程为:

上式中, k为曲线上任一点出法线斜率对于YOX平面, 是一条不规则曲线, 不能用简单的公式描述。因此需要把数据提取到MATLAB中进行拟合。先通过把UG后处理中形成的保存在TXT文件中的数控代码导入到EXECLE中, 在MATLAB中进行描点。并用五次二次函数曲线去拟合[9], 如图5所示。

由拟合可知, 五次曲线的模型为:

把拟合后得到的各项系数代入到上式, 得到, 曲线方程为:

对式 (5) 求导得到:

由几何知识可知, 末端执行器由竖直方向转到垂直曲线的法线方向所转过的角度与曲线的切线斜率所对应的正切夹角是相同的, 如图6所示。

得到的第二个姿态角为:

第三个姿态Ry为0。

在X, Y, Z及Rx, Ry, Rz六个坐标参数都明确之后, 需要在VC上编程, 提取出每个坐标点的的运行方式及参数。由于在代码中上下插补方式相同或者点的任意某个坐标相同时, 都会隐含, 需要在编程是分类讨论。对于圆弧插补的情况, 数控代码只需要起终点和圆心坐标, 而机器人编程则需要经过圆弧段的起点, 中间点和终点, 因此需要从数控代码中的各参数计算出中间点, 以方便编程[10]。其工作流程如图7所示。

通过编程后, 把得到的每个位置的六个坐标保存在TXT文件中, 结果如图8所示。

3 机器人识别代码与仿真加工

数控加工代码与机器人代码的对应关系如下:

对于取得的一些列包含XYZ及Rx/Ry/Rz的六组参数, 通过采用对Staubli机器人软件中外加一个扩展模块, 采用新的编程方式, 嵌入到机器人中。能把数据转换读取到机器人可识别的软件中[11]。

扩展版是对VAL编程语言的一个可供选择的插入模块, 它对VAL编程系统添加了额外的指令。这些指令不是标准的VAL3编程指令, 每个指令将会以”$”开头。

每一个VAL3版本都会有一个特定的添加扩展版, 通常包括三个文件:一个是对应于控制器的以”.o”为扩展名的对象文件;一个是对应于仿真器的以“.dll”为扩展名的窗口文件;一个以“.cfx”为扩展名的用于检测语法错误的文件。

通过在STABULI软件上采用编程技术读取先前的代码TXT文件, 把一组组数据以数组的方式保存起来, 然后采用循环调用编程方式, 根据具体对应的插补方式, 得到属于机器人的可执行代码文件。在Staubli的虚拟加工环境3DStudio里对轮毂侧曲面进行仿真模拟, 得到的运动曲线如图10所示。

在仿真软件中成功运行后, 可以把其中的代码导入到机器人中, 就可进行喷漆实验。

4 结束语

运用工业机器人代替喷漆工人进行喷涂等轨迹作业, 可以充分利用机器人自由度高的优势, 借鉴现有的CAD/CAM技术作为离线编程的模板, 能实现机器人对图形的离线编程加工, 可以避免示教编程的大量工作, 并提高了作业精度, 同时也避免了对人工身体的伤害。

目前机器人根据图形进行离线加工还处于初级阶段, 本文虽可以实现从图形到自动编程再到机器人加工, 但其技术背景是借鉴于数控NC代码。由于数控代码中没法体现姿态的参数, 对于复杂的曲面, 还需要人为对姿态进行调整, 因而对于姿态问题的优化也是接下去重点研究工作之一, 可以更加完善地利用机器人作为加工工具, 实现智能化加工。

参考文献

[1]蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略.[J]机器人技术及应用, 2001 (4) .

[2]张爱红, 张秋菊.机器人示教编程方法[J].组合机床与自动化加工技术, 2003 (4) :47-49.

[3]王振滨, 赵德安, 李医民, 等.喷漆机器人离线编程系统探讨[J].江苏理工大学学报 (自然科学版) , 2010, 21.

[4]赵燕伟.现代数控技术[M].浙江:浙江科学技术出版社, 2004.

[5]丁俊兰, 周燕飞, 孔波.仿形靠模数控加工自动编程软件的开发[J].机械制造, 2012, 50 (569) :46-48.

[6]刘为志, 栾楠, 刘宝生.基于G代码的工业机器人的自动编程[J].机器人, 2002, 24 (6) :497-501.

[9]冯川, 孙增沂.机器人喷涂过程中的喷炬建模及仿真研究[J].机器人, 2003, 25 (4) .

[8]肖软生, 王得胜, 王江红.自动编程数控加工等距型面[J].机械制造, 2011, 49 (566) :52-54.

[9]唐立山, 邓中华, 徐家军.CAM编程中刀具及工艺参数的确定[J].机械制造, 2008, 46 (525) :44-46.

[10]缪苏毅, 赵德安, 蔡纪鹤.喷漆机器人离线编程系统物体建模方法的研究[J].机械设计与制造, 2009, 1 (1) :157-159.

信息的编程加工 篇9

数控机床加工与普通机床加工不同, 工件的加工精度不仅与加工过程有关, 而且与加工前编程阶段紧密相关。由于程序控制原理自身的原因, 编程误差不可避免。在编程阶段, 图纸上的信息转换为对于控制数控机床可以接受的形式, 这时会产生近似运算误差、插补误差、尺寸圆整误差、积累误差、理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹之间的误差。编程误差的大小与所用数控机床的脉冲当量有一定的关系。在编程过程中, 我们只要针对这几种误差的一种或几种采取相应的措施减少这种误差, 数控机床的编程误差都会做到相应的减少。下面我们就根据部分典型零件的加工来分析这些误差的形成原因及减少这些误差的方法。

2 典型零件加工

2.1 典型车床零件加工

2.2 工艺分析

根据零件图样要求、毛坯情况 (毛坯为Φ42的棒料) , 确定工艺方案及加工路线。

该零件总长为64mm, 属短轴类零件, 右端面为工艺基准, 采用一端夹紧一次装夹完成粗精加工。工步顺序如下:

(1) 粗车外圆。基本采用阶梯形、梯形切削路线去除余量。

(2) 自右向左精车各外圆面:倒角→切削螺纹外圆→车锥体→车R22mm圆弧→车φ38mm外圆。

(3) 切槽。

(4) 车螺纹。

(5) 切断。

2.3 编制零件加工程序

2.3.1 选择机床设备

根据零件图样要求, 选用经济型数控车床即可达到要求。故选用GSK980T型数控卧式车床。

2.3.2 选择刀具

根据加工要求, 选用四把刀具, T01为粗加工刀, 选90°外圆车刀, T02为精加工刀, 选90°外圆车刀, T03为切槽刀, 刀宽为4mm, T04为60°螺纹刀, 同时把四把刀在四工位自动换刀刀架上安装好, 且都对好刀, 把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。

2.3.3 确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定, 详见加工程序。

2.3.4 确定工件坐标系、对刀点和换刀点

确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点, 建立XOZ工件坐标系。

采用手动试切对刀方法 (操作与前面介绍的数控车床对刀方法相同) 把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X15、Z150处。

2.3.5 编写程序 (该程序用于GSK980T车床)

按该机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下: (该系统X方向采用直径径编程)

方法一: (对图示零件不做任何数学处理直接按轮廓编程)

单位:mm

方法二: (按上述减小编程误差的方法对该零件进行数学处理后进行编程)

将φ38-0.04、φ26-0.04、φ16-0.04处理为φ37.98±0.02、φ25.98±0.02、φ15.98±0.02, 将39+0.1、54+0.05处理为39.05±0.05、54.025±0.025。将精车时的z-19、处理为z-19.13, 将圆弧半径R22+0.1处理为R22.05±0.05。编程如下:

只要将方法一中的精车程序段 (N0370----N0440) 加以修改即可

单位:mm

2.4 比较加工误差

用第一种方法加工后, 测量值与理论值对照表:

单位:mm

用第二种方法加工后, 测量值与理论值对照表:

单位:mm

2.5 分析不同编程方法对该零件加工精度的影响应采取的措施

通过上面的实例加工, 可以看出用第一种方法编程, 加工误差较大。用第二种方法编程, 加工误差大部分在公差范围之内。所以说, 不同的编程方法对零件的加工精度影响很大, 应在编程前先对该零件尺寸进行数学处理, 再进行编程加工。

2.6 总结:针对不同零件的加工应采取哪种合适的编程方法

数控编程中误差处理是一项重要问题。在编程中, 影响轮廓加工精度的主要是插补误差, 另外还有近似运算误差、尺寸圆整误差、积累误差、理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹之间的误差等等。下面针对不同的零件所应采取的编程方法进行总结:

(1) 锥体面和圆弧面时应考虑刀尖圆弧半径对零件加工的影响, 应按2.5 (理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹的误差) 中介绍的方法进行处理。

(2) 在编制程序时, 径向尺寸最好采用绝对编程, 轴向尺寸可采用相对编程, 即采用混合编程比较好。但对于重要的轴向尺寸, 也可采用绝对编程, 以尽量减少其积累误差。在经济型数控铣床上加工平行孔系时, 用相对编程时, 考虑到机床定位误差的累积, 设计加工路线时, 最好是沿同一方向依次走刀至各孔中心, 以提高各孔之间的相对精度。用绝对编程可在很大程度上减小积累误差。

(3) 编制程序时, 应正确处理零件图上的尺寸标注, 如标注的是非对称尺寸, 则要变换为对称尺寸来编程。

(4) 对于重复定位精度很高的机床, 为了保证主要尺寸的加工精度, 在加工主要尺寸之前, 刀具可先返回参考点在重新运行到加工位置。如此做法的目的实际上是重新校核一下基准, 以确定加工的尺寸精度。

(5) 有刀具半径补偿功能的数控系统, 编程时要按零件轮廓编程, 使用刀具半径补偿功能指令, 在控制面板上手工输入刀具半径, 以便于在更换刀具或修磨刀具后, 直接在控制面板上输入刀具尺寸的变化值, 而不必重新调整刀具、重新对刀、重新编程。

(6) 钻孔、镗孔、车螺纹时要正确考虑刀具的引入长度和超出长度。在有接刀的地方, 刀具应切向切入和切向切出。

数控编程的方法及应注意的问题是很多的, 在实际工作中, 针对零件的不同特点, 考虑所使用的数控系统不同, 采用灵活多样的编程方法是很有必要的。数控机床突出特点之一是:零件的加工精度不仅在加工过程中形成, 而且在加工前编程阶段就已形成, 编程阶段的误差是不可避免的。因此, 在应用数控机床进行机械零件加工时, 要充分地考虑工艺问题、编程方法对零件加工精度的影响, 这对提高数控机床的加工精度具有现实的指导意义。

参考文献

[1]杜家熙, 李颖主编.数控机床编程与结构.中国国际商务出版社, 2003 (7) .

[2]张超英主编.数控车床.北京.化学工业出版社, 2004 (2) .

[3]唐正清.试析数控编程及应注意的几个问题.北京:北京工业职业技术学院, 2005 (1) .

[4]杨有亮.刀具几何参数对编制数控车床加工程序的影响.汽车技术, 1995 (1) .

[5]房长隆.数控加工中编程误差的分析.黑龙江纺织, 2004 (9) .

UG高速加工的编程方法 篇10

高速加工 (HSM或HSC) 是20世纪迅速走向实际应用的先进加工技术, 具有强大的生命力和广阔的应用前景。它能解决新材料的加工问题, 适应形状复杂的3D曲面加工, 从而减少和避免采用费时、费钱的电火花加工。高速复合加工还可以减少工件搬运次数、装夹次数, 避免重复定位带来的加工误差等, 提高了加工质量及加工效率。但是高速加工不是简单使用现有的工具通过提高主轴转速和进给就可以实现的, 除了具有硬件条件 (机床、刀具、工厂环境等) 外, 还需要有相适应的数控程序。本文仅从UG高速加工的编程方法角度来探讨高速加工。

1UG高速加工的编程方法

1.1 UG后置处理中采用输出圆弧模式

进入UG的交互式后处理构造器PostBuilder的后置处理设置圆弧输出界面 (见图1) , 如果选为No则生成的程序中完全是小直线段拟合, 即使是圆弧形式的模型轮廓也不会以圆弧插补输出程序, 即整个程序中完全是直线拟合的。

1.2 采用浅的切深或小的切削宽度

对于轮廓铣, 应将步距和切削深度设置小一些。步距用于所有的切削模式, 切削深度用于平面铣、型腔铣、曲面轮廓铣中的z级或多个刀路时, 一定要调整切削深度浅些, 一般设为直径的1/10, 而普通切削一般建议不超过刀具直径。轮廓铣路径设置见图2。

对于曲面铣, Increments设置每层的切深, 即切削的层数由软件自动计算并生成。曲面铣路径设置见图3。

1.3 控制刀轨转接方式及其进给率

在“角和进给率控制”中设置“圆角”半径和加减速率 (另外也可设置后处理使程序头有G5.1Q1、程序尾有G5.1Q0实现机床的加减速控制, 详细内容可查看FANUC的随机操作手册, 这里不赘述) , 具体方法是:在图2的Corner Control中点击其后面的图标进入图4所示的拐角和进给率控制界面进行设置。

1.4 控制刀具切入、切出

刀具突然受阶跃性力容易损坏, 此时应设置小的进给以求切入后再经“第一刀切削”逐渐提高速度, 并控制圆角切入、切出和下刀。

1.5 控制加工余量保证接近恒定力切削

对于高速切削恒定力非常重要, 一旦因余量不同造成震动, 刀具偏摆会很容易破坏刀具, 甚至造成严重事故, 特别是直径2 mm以下的刀具。对于转速150 000 r/min的主轴运动, 质心偏一个微米所造成的离心力是非常之大的。高速加工采用小直径刀具、小切深、小切宽、快速多次走刀来控制切削力稳定和提高效率, 而传统的加工一般采用大直径刀具、大切深、大切宽。

1.6 选择合理的走刀方向

尽量使刀具少用急剧起伏式切削, 控制切削角界面见图5。实际使用时可以设置交叉的切削角, 使表面更加光顺。

1.7 采用“NURBS”提高曲面精加工效果

如果机床和后处理支持在“机床加工”对话框将“运动输出设置为”“NURBS”, 可减少程序量。UG/Nurbs Path Generator样条轨迹生成器模块允许在UG软件中直接生成基于NURBS样条的刀具轨迹数据, 使得生成的轨迹拥有更高的精度, 而加工程序量比标准格式减少30%～50%, 实际加工时间则因为避免了机床控制器的等待时间而大幅度缩短。

1.8 合理利用Verify模块进行加工前的检查

Verify能交互式地进行模拟、验证、显示刀具路径, 这是一种近于零花费的、不用机床而进行试切的方法。但是, 程序设计在很多时间是自动完成的, 并且程序设计和现场经验关系非常重要, 必须保证合理利用仿真。有经验的程序员能够分析刀具路径的仿真整个过程, 并能迅速判断出哪部分程序有可能在机床上出问题。在大多数情况下, 为了加工工件几何形状的一个部位, 程序员可以查看和采用几种方法, 结果生成几个单独的刀具路径文件, 供机械加工人员选择。如果根据刀具的表现情况有一种方式明显优于另一种, 即可选定比较好的刀具路径, 绝对不会拖延时间等待这部分工作重新编程, 速度可使 CNC 加工中心更有竞争力。而UG完全可以以快速的编程方式迅捷地提交给机床。

2结束语

信息的编程加工 篇11

关键词：基于工作过程 数控编程与加工 课程开发

基于工作过程的课程开发是目前高职教育专业课程建设的主流模式。基于工作过程的课程要求课程体系从学科体系转向工作体系；课程内容从知识导向转向行动导向；课程目标从知识本位转向能力本位；课程顺序从知识逻辑为主线转向职业活动为主线；课程环境从课堂情境转向工作情境；课程实施从教师为主导转向学生为中心；课程价值从知识储备为主转向实际应用为主[1]。 按照这一课程理念，笔者对我院计算机辅助设计与制造专业开设的《数控编程与加工》课程的教学内容、教学组织实施、教学评价和教学环境等方面进行改革与实践，取得了一些经验，在此进行剖析，以期与同行探讨。

1.重构课程教学内容，设计学习情境

《数控编程与加工》是我院计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）专业的专业主干课程之一，是学生专业能力培养的主要课程。在教学改革之前课程采用学科体系下的课程内容编排，注重知识的系统化、逻辑化，课程内容不能与企业、行业有效对接，授课主要采用“满堂灌”、“填鸭式”教学方式，先理论后实践的教学模式导致理论教学和实践教学相脱节，教学过程枯燥，学生对教学内容难以理解，兴趣不浓，厌学现象严重，教学效果不理想，更无法培养学生的职业能力。

我们在充分听取企业一线技术人员的意见和建议基础上，对职业岗位进行分析，结合中级数控操作工国家职业标准，重新确定课程标准，解构了原有的基于知识储备的《数控编程与加工》学科课程内容结构，重构了基于知识应用的工作过程导向内容结构，打破了原来的知识体系顺序，由企业实践专家和学院课程开发专家按工作过程重组、序化课程教学内容。根据职业岗位调研确定本课程的任务是使学生具有机械产品数控车床、数控铣床/加工中心加工工艺设计、程序编制和使用数控机床加工的能力，强调学生职业能力的培养。按照职业性、典型性、逻辑性、可迁移性的学习情境设计原则[1]，设计了数控铣床/加工中心编程与加工、数控车床编程与加工两个模块的10个学习情境（见表1）。每个学习情境都包含了数控编程与加工岗位的完整工作过程，各学习情境之间具有平行、递进、包容的逻辑关系。

2.改革传统教学方法，实施行动导向的教学

任何工作任务均具有不同的工作内容，但其工作过程基本一致，即无论完成什么工作任务，基本要遵循资讯、决策、计划、实施、检查、评价的步骤。且无论工作任务的技术要求是否改变，使用的工作方法是否变革，其步骤是不变的[2]。

基于工作过程的课程要体现职业工作任务的完整工作过程，通过完成工作任务对学生进行“资讯、决策、计划、实施、检查、评价”的思维过程训练[3]，培养学生的职业能力。教学实施中关键要强调6步思维过程训练，这是学生可持续发展的根本。教学组织形式也应更加灵活多样，符合学生活泼的天性，学生在动手做的过程中通过不断努力，解决碰到的各种问题，从而锻炼个人能力。各模块第一个教学情境实施中老师提供学生一个简单零件加工的数控程序，手把手教学生输入程序、输入参数、操作数控机床及安装调整工件，使学生了解数控加工的整个流程，能操作数控机床，会安装刀具工件等。在其他教学情境的教学中将全部同学分为五人一组，教师与各组学生按照零件数控编程与加工的工作过程完成教学。首先老师下达加工任务，引导学生分析加工任务、搜集并学习相关资料；然后组长组织同学进行加工工艺的讨论，确定一套合适的工艺方案，填写工艺卡，编写加工程序；接着对数控程序进行仿真调试和零件加工；加工完成后对照零件图纸进行零件质量的检验，分析讨论加工质量情况并提出改进措施直至零件加工合格，最后把完善工艺方案存档。针对不同的教学内容可以采用讲授法、讨论法、引导法、项目教学法、工作过程6步教学法等教学方法，将过去由教师主导、学生被动接受的教学模式向教师指导、学生为中心的教学转变。

表1 数控编程与加工课程学习情境

模块序号学习情境目标与内容学时

数控铣床/加工中心编程与加工

1操作数控铣床1、了解数控铣床结构、特点；2、会数控铣床的基本操作。8

2平面槽零件銑削加工1、 会使用数控加工仿真软件；2、 能进行刀具中心轨迹编程。12

3外轮廓零件铣削加工1、能进行刀具半径补偿编程；2、掌握外轮廓加工工艺；3、能通过调整加工参数提高加工质量。12

4含孔零件加工1、 初步掌握孔加工工艺；2、 能进行刀具长度补偿编程。14

5型腔零件铣削加工1、 掌握内轮廓及型腔加工工艺；2、 会合理规划刀具路径。18

数控车床编程与加工

1操作数控车床1、了解数控车床结构特点；2、会操作数控车床。6

2阶梯轴车削加工1、掌握数控车床编程特点；2、能进行外圆加工编程。8

3螺纹轴车削加工1、掌握螺纹、槽加工工艺及编程方法；2、能进行外圆轮廓、三角螺纹加工编程。12

4较复杂轴零件车削加工1、能合理安排车削粗精加工工艺；2、能利用计算机计算节点坐标。12

5套零件车削加工1、 掌握内圆加工工艺；2、 能进行内圆加工编程。10

学生在做中学，学中做，全程参与教学过程，课堂上很充实甚至有些忙碌，不时翻书查资料，或与同学讨论加工工艺，或者自己进行仿真调试程序，加工的时候更是注意力高度集中观察加工过程。每个任务完成都有一个可以看得见的学习成果，学生学习主动，兴趣浓厚，能进行独立思考，有些同学还能进行深入钻研，总结一些方法如何提高完成任务的效率和零件加工质量。课程结束后与学生交流，反映在数控编程与加工课程中有所收获，知道了做什么和怎么做，对胜任相关岗位工作的信心有所增强。

3.采用强调能力的教学评价

课程考核评价改变过去单一试卷考核的方式，采用过程考核与期终考核相结合的方式。过程考核使用评价表对学生完成的每个工作任务的情况进行个人、小组、老师三方的评价（见表2），重点考查学生能力、态度。期终考核采用试卷进行，主要用于考查学生理论知识点的掌握情况。过程考核与期终考核按7：3计入学生本课程总成绩。

表2 教学评价表

任务名称学生

评价指标评价标准配分完成情况

制定加工工艺工艺规范合理20

编制加工程序程序仿真合格20

零件加工质量符合图纸要求40

安全文明生产遵守车间制度10

个人学习态度态度积极主动10

学生自评（40%）小组互评（30%）老师评价（40%）总评

4.创设工作情境的教学环境

打破改革前理論与实践分离的教学环境，创设尽可能与实际工作环境接近的教学环境，将理论教学和实践教学集成，形成学习融

“教、学、做”为一体的课堂，把学生知识和技能的学习过程置于工作过程、工作岗位的环境中，实现教学环境与工作环境的有机融合。

数控编程与加工的教学在模拟真实工作环境的数控加工车间进行，在车间里设置工艺设计室，学生在此进行数控加工前的准备工作，准备完成后就可以到车间进行零件加工，呈现了真实工作情景，加工真实工作产品，实现真实工作过程。

5.总结

通过基于工作过程的课程开发与实践，在《数控编程与加工》课程教学中牢牢抓住“6步思维过程训练”这个核心，有所为，有所不为，提升了学生学习主动性，学习效果得到明显改善，学生曾在海峡两岸大学生数控技能竞赛中获得二等奖。通过探索和实践，《数控编程与加工》基于工作过程的开发与实践取得了一些成绩，但还应继续深化课程改革，为培养更多高素质、高技能一线人才服务。

参考文献：

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]赵志群.职业教育与培训新概念[M].北京：科学出版社，2003.

[3]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究，2009，（ 4） ： 66-70.

深孔加工的编程及技巧 篇12

(一) 深孔加工指令格式

大多数的数控系统都提供了深孔加工指令, 这里以FANUC系统为例来进行叙述。FANUC系统提供了G73和G83两个啄式钻孔指令:G73为高速深孔加工循环指令, G83为深孔加工循环指令。其指令格式分别为:G98 (G99) G73X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L G98 (G99) G83X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L式中:

X、Y——待加工孔的位置。

Z——孔底坐标值。 (若是通孔, 则钻尖应超出工件底面)

R——参考点的坐标值。 (R点高出工件顶面2~5mm)

Q——指定每次进给深度 (G73或G83时) , 是增量植, Q<0。

P——刀具在孔底的停留时间。 (ms)

K——指定每次退刀 (G73或G83时) 刀具位移增量, K>0。

F——切削进给速度。

(mm/min)

L——循环次数。 (一般用于多孔加工的简化编程)

G98——钻孔完毕返回初始平面。

G99——钻孔完时返回参考平面。 (即R点所在平面)

注意:

1. 如果Z、K、Q移动量为零时, 该指令不执行。

2.|Q|>|K|

(二) 深孔加工动作

深孔加工动作是通过Z轴方向的间歇进给, 即采用啄钻的方式, 实现断屑与排屑的。虽然G73和G83指令均能实现深孔加工, 而且指令格式也相同, 但二者在Z向的进给动作是有区别的, 图1和图2分别是G73和G83指令的动作过程。

从图1和图2可以看出, 执行G73指令时, 每次进给后令刀具退回一个K值 (用参数设定) ;而G83指令则每次进给后均退回至R点, 即从孔内完全退出, 然后再钻入孔中。深孔加工与退刀相结合可以破碎钻屑, 令其小得足以从钻槽顺利排出, 并且不会造成表面的损伤, 可避免钻头的过早磨损。

G73指令虽然能保证断屑, 但排屑主要是依靠钻屑在钻头螺旋槽中的流动来保证的。因此深孔加工, 特别是长径比较大的深孔, 为保证顺利打断并排出切屑, 应优先采用G83指令。

(三) 常规自动编程方法

这里以CAXA2011制造工程师为例, 其钻孔参数设置对话框如图3所示。

1. 加工参数

加工参数包括:安全高度 (绝对) 、安全间隙 (即R点) 、钻孔深度、暂停时间、主轴转速、转孔速度、工件平面和下刀增量 (即Q) 等。

安全高度:指在此高度上刀具可以在任何位置平移而不会与工件或夹具发生碰撞。

安全间隙:指钻头由快速进给转为加工速度时刀具所在位置, 安全间隙应高于下刀位置。

钻孔深度:是指最后的加工深度。

暂停时间:指刀具在孔底部的暂停时间。

主轴转速:机床主轴的转速。转孔速度:钻孔进给速度。工件顶面:是指工件上表面的高度值。

下刀增量:为每次向下的钻孔深度 (增量值, 取负) 。

2. 自动编程产生的程序段

由图3对话框中设定参数值, 采用G73高速啄式钻孔方式得到的程序为:

由图3对话框中设定参数值, 采用G83啄式钻孔方式得到的程序为:

从上面程序中可以看出, G73高速啄式钻孔和G83啄式钻孔程序结构完全一致, 只是每次加工后退刀的位置有所不同。

G83每向下钻一次孔后, 快速退到参照R点, 然后快进到距已加工孔底上方为K的位置, 再前进钻孔。使加工深孔时更利于排屑、冷却。而G73每向下钻一次孔后, 只快速退到距已加工孔底上方为K的位置, 然后就继续前进钻孔, 减少了退刀量, 可以进行高效率的加工, 但排屑、冷却比G83差一些。

二、结论

根据加工深孔的需要, 合理地选择加工方式, 设置钻孔加工参数和适当地修改后置处理文件, 使自动编程产生的程序能满足深孔加工的断屑并保证刀具得到充分冷却。

参考文献