数控宏程序教学.doc
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2009年全国技工教育和职业培训
优秀教研成果评选活动参评论文
用通俗比喻方法化解数控宏程序的教学难度
用通俗比喻方法化解数控宏程序的教学难度
摘要:本文通过电影拍摄中的角色选定来比喻宏程序编程时的赋值过程,以电影情节的驱动因素对比宏程序的驱动变量,以借东风火烧曹营的典故帮助学生理解条件转移指令,简单巧妙地化解了宏程序学习过程的主要难点。
关键词 :变量赋值 电影角色 驱动因素 条件转移
近年来随着我国数控加工技术的不断进步,数控宏程序的应用也越来越广泛,宏程序是一种特殊的数控程序,可以完成许多一般程序无法实现的曲面加工功能,例如,球面加工宏程序、椭圆锥面加工等。但由于宏程序综合了函数计算、逻辑变量等复杂知识和技能,使其成为数控加工课程中的教学难点。特别是对于数学基础水平不高的职业技术学校的学生,学习掌握宏程序是一件困难的事,经过教学实践和思考,针对宏程序的特殊性,笔者探索出解决宏程序教学难点的思维引导方法,用通俗易懂的比喻引导学生理解宏程序的赋值、关系式设定和条件转移控制等关键环节,从而掌握宏程序编程;现详述如下:
以轻松有趣的角色确定来比喻宏程序编程时的赋值过程。
宏程序编程首先要进行赋值设定,函数初值的给定是程序准确运行的基础。这也是入门的难点之一,比如在初步入门阶段椭圆外形的宏程序编制时(如图1所示);学生习惯了以前普通程序的平面直线和圆弧加工指令,其中的刀具加工目标点均为确定点,对于G01 X#11 Y#12 这样的动态变量编程及其赋值指令难以领会。
相比较而言,把赋值过程比喻为电影演员的选定则会使问题变得形象简单又有趣味,如在电影《赤壁》开拍前,导演要做的选定演员工作和编程员编制宏程序时要做的赋值工作十分相似:
电影导演 编程员
梁朝伟 = 周 愉 #10 = 角度变量
金城武 = 褚葛亮 #11 = 长轴坐标变量
林志铃 = 小 乔 #12 = 短轴坐标变量
在编程前告诉学生现在面对的是电影导演的工作而不是数控编程工作,会使学习变得轻松有趣,在放松的课堂气氛中理解宏程序的赋值过程,很容易调动学生参与学习,顺利完成较为简单的椭圆宏程序的赋值及编程过程:
图1 椭圆的几何图形和参数方程
N30 #10=0; 角度初始赋值
#11 = a 长轴初值
#12 = b 短轴初值
N40 #11=a*COS[#10]; 长轴坐标值关系式
N50 #12=b*sin[#10]; 短轴坐标值关系式
N60 G01 X#11 Y#12 F300; 刀具运动轨迹坐标
N70 IF [#10 LE 360] GOTO 30; 条件转移指令
N80 #10=#10+2; 驱动变量变化关系式
目前数控编程教材中宏程序的入门教学均以介绍宏程序的变量种类开始,如公共变量、局部变量和系统变量等,然后就紧跟着讲述函数表达式和逻辑关系,如:
加法表达式: #I = #j + #k;
乘法表达式:#I =#j*#k
;
如果教师生搬硬套教材,使用僵硬的教学方式常使学生难以理解,思维混浊不清,难以达到理想的教学效果。而取而代之用灵活多样的比喻来进行变量赋值,则会使学生轻松愉悦地学习,教学难度也随之降低。
二、通过电影情节的驱动因素对比宏程序的驱动变量。
在宏程序编程的初学阶段,面对数个变量,学生往往令人不知从何选择自变量和从变量,如果引导学生对照电影编导确定故事情节驱动因素的办法寻找驱动变量,再用驱动变量求解其它变量,则使问题变得简单许多。在电影《赤壁》中,曹操军队的进攻和战争进程成为驱动情节变化的主线,曹操大军临近触动了刘备、孙权两个集团的利益,驱使他们确定为盟友关系,其它的故事和人物关系均以此展开,战争的胜负成为悬念,从而构成吸引观众的电影情节。而在宏程序编程中也必须先找出一个合理的驱动变量,才能展开建立关系式,通过关系式计算出其它变量,图1的椭圆宏程序较为简单,驱动变量显然是角度变量,角度变量以#10=#10+2的规律不断发生变化,使长轴和短轴的坐标值也随之变化,从而构成宏程序。如图2的椭圆斜凸台加工编程时,椭圆的参数角度可以作为驱动变量。刀具在Z轴方向升高的H值也可以作为驱动变量,当刀具在Z轴方向每抬高⊿H时,长
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