小学编程教案范文（精选6篇）
小学编程教案 第1篇
Windows编程教案
第一课
最简单的Windows程序（2学时）
Windows编程是一个很大的主题，涉及的方面也非常的多。Windows始于90年代，至今Windows编程的发展已经非常成熟了，而单独直接使用API的开发也是越来越少了。因此，市面上很少有泛泛的简单入门级的Windows程序设计了。一个是系统级的Windows编程介绍，如Windows核心编程。一个是方向级的Windows编程介绍如Windows图形编程，Windows网络编程等等。我们这次课的主要参考用书是Windows核心编程，同时也参考了一些其他内容。鉴于教材的价格较贵，同时也需要考虑我们自身的学习内容不一定很多以及学时的原因，就没有定教材。看我的教案吧。
（1）Win32 API API : Application Program Interface。应用程序接口。API就是在进行Windows编程时使用的函数库。本课就是
Windows编程=API+C语言（或者C++语言）（2）开发环境
我校机器上安装了VC++ 6.0。相信这是大家一直以来学习C,C++使用的开发环境。但VC60离我们实在太远了，它是一款90年代的产品，已经近20年的历史了。我们机器里还有VS2005 或 VS2008，那里面的C环境要比VC60强太多了，强烈建议大家使用更高级的平台。本次授课的开发环境有两个。一个是轻量级的DEV C++,一个是重量级的VS2010.简单程序我们都将用DEV C++来实现。
DEV C++是一个非常小的C环境，但性能要优于VC60，调试环境不如VC60。这个环境在我们的共享资源里有，大家可以下载安装。安装过程非常简单，一直下一步即可。
这是其主界面。
（3）最简单的Windows程序
提到最简单的程序，几乎所有的人都会想起经典的HelloWorld。
这不是Windows程序，如果在以前这叫DOS程序，现在叫Windows控制台应用程序。它不算Windows程序，但它很简单的就把Helloword显示到屏幕上了。而Windows程序要想把HelloWorld显示在屏幕上就确实不容易了。
3.1 访问Helloworld网站，因为把Helloworld显示在屏幕上并不容易，我们可以一点一点来，先让Helloworld以文字形式出现在其他地方，这里我们通过访问网站E,HINSTANCE,LPSTR,int nShow)DefWindowProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM)GetMessage（LPMSG lpMsg，HWND hWnd，UINT wMsgFilterMin，UINT wMsgFilterMax).如果得到WM_QUIT返回0 TranslateMessage(&MSG)DispathMessage(&MSG)BeginPaint(&PAINTSTRUCT)TextOut(HDC,INT,INT,LPSTR,INT)EndPaint(HWND,&PAINTSTRUCT)作业：
自己建立应用，在窗口100,100位置显示HelloWorld 第三课 坐标位置及大小（4学时)
在我们写控制台应用的时候，不能自由的控制输出显示的位置。因此，没有学习过这方面的内容，现在我们创建了窗口，并且在窗口上显示了Hello World。这个过程涉及到很多涉及位置和大小的因素，如窗口的大小，显示的位置，文字显示的位置。说到位置，就涉及定位，说到定位就要说坐标系。在屏幕上显示内容涉及到坐标空间的知识。在Windows应用中坐标空间分如下几部分内容
1、物理坐标空间
物理坐标空间，指的是物理设备上对应的坐标系。如显示器
坐标原点在左上角。如下是一个1024*768的屏幕物理坐标（0,0）（1024,0）
（0,768）
2、设备坐标空间
基于设备上下文指定的坐标空间。如窗口内显示的文本，使用的坐标就是基于窗口内上下文的坐标。
可以看到设备空间是物理空间体系的一个子空间。设备空间可以依赖于一个窗口。换句话可以把设备空间理解为在物理空间上显示的一个对象，其子空间。下面我们通过一个小例子理解物理空间和设备空间
在窗口的标题条，以设备坐标，和物理坐标的形式显示鼠标在窗口内的位置
WndProc处理消息循环
WM_MOUSEMOVE,鼠标移动时消息标识，是个整数。其参数lParam，的第16位代表设备坐标中的X，高16位代表设备坐标的Y。POINT 是结构体。只有x,y两个成员 ClientToScreen，将设备坐标转换为屏幕坐标（物理坐标)sprintf:格式化字符串
SetWindowText:设Window标题
3、页面坐标空间（逻辑坐标空间的一种）
作用，可以任意指定坐标原点，坐标轴方向，比例尺等信息。可以用来与设备无关的大小如厘米，毫米等。
页面坐标叫窗口，其表示有原点（X,Y),宽度，高度组成(WIDTH,HEIGHT)设备坐标叫视口，其表示有原点（x,y),宽度，高度组成(width,height)
页面坐标和设备坐标的变换关系，大写为设备坐标，小写为页面坐标
PX=X+(px-x)*WIDTH/width PY=Y+(py-y)*HEIGHT/height
px=x+(PX-X)*width/WIDTH py=y+(PY-Y)*heigh/HEIGHT
GDI函数使用页面坐标，显示出来时是设备坐标
通过对窗口，是否对应的四个参数的设置，可以实现特殊的变换。页面坐标是逻辑坐标的一种。在这个例子中我们一直使用 MoveToEx(ps.hdc,0,0,NULL);
LineTo(ps.hdc,30,30);划线，MoveToEx是把画笔移动到指定位置（页面坐标),LineTo是从画笔所在位置到目标位置画一条线。
在这个例子中，每次划线前通过设置视口，窗口结果使划线的结果不同。这种形式的坐标转换无法实现旋转
4、世界坐标空间（逻辑坐标空间的另一种）功能：比页面坐标空间方便，可以实现旋转 结构体 XFORM{ FLOAT eM11, FLOAT eM12, FLOAT eM21, FLOAT eM21, FLOAT eDx, FLOAT eDy, } 世界坐标到设备坐标的变换。小写到大写。PX=eM11*px+eM21*py+eDx;PY=eM12*px+eM22*py+eDy;默认为{1,0,0,1,0,0} 和设备坐标相同 {1001dxdy} {mx00my00}缩放 {-100-100}映像
旋转{cos(a),sin(a),-sin(a),cos(a),0,0}顺时针旋转a度 {cos(a),-sin(a),sin(a),cos(a),0,0}逆时针旋转a度
我们下面的例子通过Rectangle(ps.hdc,0,0,50,50);绘制50*50的矩形，用循环配合世界坐标变换绘制特殊的图形
循环20次，每次旋转坐标轴的方向，绘制正方形。总结：
物理坐标指的是屏幕坐标，不能改变坐标轴 设备坐标指的是窗口坐标，不能改变坐标轴
页面坐标和世界坐标均是逻辑坐标，可以改变坐标轴，世界坐标功能更强，可以旋转。理解这些概念的绘图是很重要的。
相关函数
BOOL ClientToScreen(HWND hWnd, LPPOINT lpPoint);设备坐标转屏幕坐标
BOOL ScreenToClient(HWND hWnd，LPPOINT lpPoint);屏幕坐标转设备坐标 int MapWindowPoints(HWND hWndFrom, HWND hWndTo, LPPOINT lpPoints, UINT cPoints);
各个窗口设备坐标之间的转换
BOOL SetWindowOrgEx(HDC hdc, int X，int Y，LPPOINT lpPoint);设置窗口的原点
SetViewportOrgEx(HDC hdc，int X，int Y，LPPOINT lpPoint);设置视口的原点
BOOL SetViewportExtEx(HDC hdc, int nXExtent, int nYExtent，LPSIZE lpSize);设置视口的width，height BOOL SetWindowExtEx(HDC hdc, int nXExtent，int nYExtent, 设置窗口的width，height SetMapMode设置页面坐标的映射模式 SetGraphicsMode设置世界坐标的映射模式 Rectangle绘制矩形，并填充内部 SetWorldTransform设置世界坐标变换 LineTo:换线
MoveToEx:移动画笔
SetWindowText设置窗口标题
LPtoDP(hdc,LPPOINT,int)把逻辑坐标点转换为设备坐标点 作业：
使用movetoex,lineto,LPtoDP及世界坐标变换，绘制正六边形
LPSIZE lpSize);
提示：
画一条水平线后，将坐标原点移动到线的末尾，并将坐标轴旋转60度*n,重复上步 要将坐标移动到线尾需要使用LPtoDP
第四课 色彩及绘制（6学时）
（1）画点
像素：计算机屏幕上的一个点。是计算机屏幕显示的最小单位。点的个数取决于计算机的分辨率。如1024*768，则屏幕由1024*768个点组成。每个点都可以独立的显示一个颜色。计算机能够表示的颜色有256*256*256=16777216种。颜色的表示 COLORREF。定义颜色RGB COLORREF color=RGB(红，绿，蓝)随机绘制颜色点
需要#include
GetTickCount(): API函数，得到系统开机后到现在的滴答数，特点就是每次返回的结果不重复。
两者的配合得到不重复的随机数序列
rand得到函数
SetPixel设置某点的颜色
（2）画线
在以前的例子里我们一直用1个像素宽的黑色实现来画线。现在我们学习创建画笔，用画笔来画线。
步骤
1、创建画笔CreatePen(画笔类型，宽度，颜色)
2、将画笔选入设备上下文SelectObject
3、用画笔绘制
4、将画笔选出设备
5、删除创建的画笔对象
SelectObject是将GDI对象画笔选入设备上下文，并将当前的选出返回。因此我们两次使用SelectObject，最后一个将以前的画笔选入，返回我们创建的，并在下一步删除画笔。
虚线只能支持宽度1.画线函数
Polygon(HDC,LPPOINT,INT).连接指定点，画多边形，封闭。如果画4边形则确认3个点即可。
Polyline(HDC,LPPOINT,INT).连接指定点，画多边，不封闭 MoveToEx:移动画笔
LineTo:用当前的画笔划线
Arc：画圆弧 BOOL Arc(HDC hdc, int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect，int nBottomRect, int nXStartArc，int nYStartArc，int nXEndArc，int nYEndArc);前4个是画圆弧的矩形，后四个指定了弧开始和结束的位置 作业：画一条正弦曲线
使用SexPixel,LineTo,MoveToEx实现
（3）画面
画面就是用画刷来填充 步骤
1、创建画刷CreateSolidBrush(颜色)
2、将画刷选入设备上下文SelectObject
3、用画刷填充
4、将画刷选出设备
5、删除创建的画刷对象
用蓝色画刷填充矩形，矩形的边框是黑色。CreateSolidBrush:创建颜色画刷
Rectangle:绘制矩形，用当前的Pen绘制边框，用当前的Brush来填充矩形内部 FillRect：画刷填充矩形。FillRect(hdc,&RECT,HBRUSH)
使用FillRect不绘制边框，因为参数中有画笔，也不用SelectObject了。Ellipse:椭圆，圆。画边框，填充 Pie：圆饼（4）位图
将文件系统中的位图显示到窗口中。绘制位图步骤
1、根据现有的设备上下文创建兼容的设备上下文
2、加载位图
3、绘制图像
4、删除加载的位图
5、删除兼容的设备上下文
BitBlt是在设备上下文之间拷贝图像的函数，非常常用
在上一个列子的基础上，得到位图的大小并绘制实际大小的位图 作业：
在一个窗口上显示一副位图文件(*.bmp)。（5）字体和文本
创建逻辑字体并显示文本 步骤
1、创建逻辑字体
2、选入字体
3、输出文本
4、选出字体
5、删除字体
另一个与文本绘制有关的功能更强的函数是DrawText 总结：本课介绍了一些基本的绘图操作，其中涉及了较多的函数，这里只是介绍了基本的使用方式和原理。函数 srand rand GetClientRect SetPixel LineTo MoveToEx CreatePen CreateSolidBrush CreateFontIndirect BitBlt SelectObject DeleteObject CreateCompatibleDC LoadImage Rectangle FillRect DeleteDC 等等。
第五课 常用控件的使用（6学时）
在上面的几节课程中我们学习了如何建立Windows 应用，并在图形环境下绘制图形。这些操作都是控制台应用中没有的。本章我们介绍如何在窗口中加入按钮等常规控件，并且处理它们。
一般控件种类，按钮，列表组合，编辑，列表，滚动条，静态文本。控件是一种特殊的窗口。这些特殊窗口的类已经由Windows系统注册了，不需要我们注册。这些类的名字分别为。
BUTTON,COMBOBOX,EDIT,LISTBOX,SCROLLBAR,STATIC（1）创建
任何时候均可，但通常在WM_CREATE事件中处理
WM_CREATE是在窗口创建时触发 WM_DESTORY是在窗口销毁时触发
控件用CreateWindow创建，返回控件窗体的句柄，窗体的类型一定为WS_CHILDWINDOW。附加的类型以或关系叠加。具体要参见MSDN（2）操控
控制这些控件是通过向这些控件的窗体句柄发送特点消息来实现的 如 SendMessage(控件句柄,消息指,参数1，参数2)具体设置参见MSDN 在上面的例子，我们处理下拉列表的时候使用了SendMessage发送消息（3）反馈
我们操作控件会触发控件的事件得到一些反馈，下面介绍如何得到这些反馈。总体上，我们把这些反馈过程叫通知。通知的过程是将反馈发送给父窗体，一般父窗体有两个事件接收控件的反馈
WM_NOTIFY,WM_COMMAND。WM_COMMAND HIWORD(wParam)通知消息号 LOWORD(wParam)控件标识 WM_NOTIFY wParam ：控件标识 lParam:NHMDR的指针
比如按钮的单机对应的事件是BN_CLICKED。该事件通过WM_COMMAND通知。
我们把上个例子补充完整，并且为每个控件指定ID，指定的方式是在(HMENU)的后面写个整数，原则上应该不同。
HIWORD,得到一个字的高字节。LOWORD得到一个字的低字节。（4）通用控件
我们上面介绍的是基本的控件，除了这些基本控件外还有一些通用控件。这些控件的使用和处理和基本的控件差不多，但功能更强大。ANIMATE_CLASS : 动画控件，播放AVI动画 DATETIMEPICK_CLASS ：日期时间下拉控件 HOTKEY_CLASS ：定义热键的控件 MONTHCAL_CLASS ： 月份选择控件 PROGRESS_CLASS ：进度条控件 REBARCLASSNAME ：rebar控件 STATUSCLASSNAME：状态条控件 TOOLBARCLASSNAME ：工具条 TOOLTIPS_CLASS ：提示控件 TRACKBAR_CLASS ：轨迹条 UPDOWN_CLASS ：上下箭头
WC_COMBOBOXEX ：组合框扩展 WC_HEADER ：头控件
WC_IPADDRESS ：IP地址控件 WC_LISTVIEW ：listview控件
WC_PAGESCROLLER ：页滚动控件 WC_TABCONTROL ：tabControl控件 WC_TREEVIEW ：树视图控件
通用控件在使用前使用InitCommonControlsEx初始化。使用这些通用控件要include
头部
这些控件和IE有关系，根据IE版本不同，控件的外观和功能有区别。
（5）创建菜单
CreateMenu:创建一个菜单
CreatePopupMenu:创建一个子菜单 AppendMenu:向菜单增加项目 SetMenu：将菜单联系到窗口
第六课 进程及线程（2学时）
进程：是一个正在运行的程序的实例。由两个部分组成
1、一个是操作系统用来管理进行的内核对象。内核对象是系统用来存放关于进程信息的地方。
2、地址空间，每个进行都有自己的地址空间
进程本身不执行代码，进程要至少拥有一个线程，由线程来执行代码。每个线程都拥有自己的CPU寄存器和堆栈。当创建一个进程时系统会自动创建一个主线程。
CreateProcess创建进程
内部执行细节：1 创建一个小的结构存放进程信息分配地址空间
创建一个小的结构存放线程信息
执行C/C++启动代码，最终会调用WinMain或main。结束一个进程 TerminateProcess
TerminateProcess 1 使用ToolHelp遍历系统进程
列举系统全部的进程
需要
#include
线程
线程由两个部分组成 内核对象 线程堆栈，用于维护执行代码时所有的函数参数和局部变量 进程是活波的，进程不执行任何东西，它是线程的容器。线程在进程的地址空间中执行代码。如果一个进程拥有多个线程则这些线程共享进程地址空间内的代码和数据。进程的地址空间要比线程占用更多的系统资源，因此要更多的使用线程。每个线程必须有个入口点函数，主线程是main,WinMain。如果要创建一个线程，则这个线程的函数原型是这样的。DWORD WINAPI ThreadProc(PVOID pvParm){
return value;} 因为线程会共享全局变量，因此多线程应该少使用全局变量 1 线程创建
线程的创建不能直接使用CreateThread API函数。而要使用C编译环境自带的创建进程函数。
#include
unsigned uThreadid=0;uintptr_t hThread=
_beginthreadex(NULL, 0,ThreadProc,NULL,CREATE_SUSPENDED,&uThreadid);第3个参数是线程函数地址，第4个参数是传递到线程的LPVOID，第5个参数为0线程马上运行、CREATE_SUSPENDED需要激活才能运行。最后一个保存线程的ID 进程和线程ID是一个标识。不重复。进程和线程对象是系统对象，关闭这些对象对进程和线程的运行没有影响。
第7课 线程的调度和同步（6学时)线程暂停：
创建时使用CREATE_SUSPENDED创建一个暂停的线程
使用SuspendThread暂停线程
长时间不使用窗体 恢复线程：
ResumeThread
ResumeThread和SuspendThread使用次数要对应。
休眠线程 Sleep(毫秒)线程的同步是比较容易出错的地方，要多多实践和理解。参见线程冲突的例子。
每个线程对变量g累加10000次，创建6个线程，这是其中一次的运行结果。可以看到结果不是60000.对线程冲突问题的解释
一条C的g++对应的汇编指令为3条 mov eax,[g] inc eax mov [g],eax
如果我们创建两个线程，这两个线程将共享上面的代码。如果只有一个CPU的话，那同一时刻只能志执行一条汇编指令。但Windows的调度机制可以保证代码按顺序执行，但不能保证不被打断。举例 g=0 mov eax,[g] //1 eax=0 inc eax
//1 eax=1 mov [g],eax //1 g=1 eax=1 mov eax,[g] //2 eax=1 inc eax
//2 eax=2 mov [g],eax //2 g=2 eax=2 1和2两个线程分别执行上面的3行代码，则g被加了两次，得到2。但实际上这是多线程的特例。真实的情况是CPU下条要执行那个线程的代码是随机的。如下
g=0 mov eax,[g] //1 eax=0 inc eax
//1 eax=1 mov eax,[g] //2 eax=0 inc eax
//2 eax=1 mov [g],eax //2 g=1 eax=1 mov [g],eax //1 g=1 eax=1
线程1在增加后没有及时赋值给g，然后线程2执行。最后g为1。这就是线程没有同步导致的问题，也是我们程序中出现的问题。解决方法（1）原子操作函数
使用InterlockedExchangeAdd,加减
InterlockedExchange 赋值
InterlockedCompareExchange 比较赋值
使用这些函数加减变量，保证只有执行完后其他进程才能进入。
结果是60000了，但是按理应该输出六次“线程运行了结束了”。但只显示两次，其实每次的结果多不会一样。这也是并发带来的问题。
解决方法（2）关键代码段
在使用关键段之前使用该函数
输出了6次，但每次对应的g值不一定以10000递增。如果把进入关键段的位置提前到最前面可以得到常规的理解
这时这6个进程某种意义上没有并发执行。
局限：关键代码段只能在一个进程内使用，没有等待时长的限制容易死锁。解决方法（3）内核对象 具备通知状态的内核对象 进程 线程 作业
文件修改通知 事件
可等待定时器 文件 信标
控制台输入 互斥对象 举个例子
取消注释后，一次显示一个。体现了该函数对线程的控制。
（1）事件控制
尽管WaitForSingleObject可以等待很多对象的反应，但其主要还是用来处理事件等对象。事件是一种内核对象，有两个状态，一个用于表示该事件是自动重置事件还是人工重置事件。人工重置事件等待该事件的线程都会得到通知，自动重置事件只有一个线程会得到通知。另一个是事件的通知状态。一是未通知状态线程等待，一个是已通知状态，线程运行。CreateEvent(NULL,自动（false）还是手工（true），通知（true）未通知（false）。HANDLE CreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes，BOOL bManualReset，BOOL bInitialState，LPTSTR lpName);最后一个是为事件起个名字，同名事件不能建立两次。保证同名事件只能建立一次，可以为空。SetEvent:设为已通知状态 ResetEvent:设为未通知状态
OpenEvent：打开一个已经存在的时间，返回Handle
创建自动通知，立即通知事件
对自动通知事件SetEvent有意义，对手工通知事件无意义。手工通知同时显示6个窗口，自动通知一次显示1个（2）信标内核对象
使用信标可以确定让几个线程同时运行
CreateSemaphore(NULL，初始数，最大数，名称)OpenSemaphore
最多同时有3个线程运行。（3）互斥对象
互斥对象和关键代码段的作用相同，效率比关键代码段低。但运行不同进程间使用互斥对象，同时可以设置最大的等待时长。互斥对象和其他内核对象的区别，互斥对象可以记录调用的线程ID，一旦线程得到该对象同线程的其他地方的等待将不会等待。CreateMutex(NULL,初始等待，名称)OpenMutex(0,NULL,名称)ReleaseMutex(HANDLE),只能是否本线程得到的对象
（4）
小学编程教案 第2篇
2能说出数控机床的 各种分类特点 3能说出数控机床优于普通机床的加工特点 任务下达:任务
一、数控机床 任务分析 相关知识2 1数控机床的组成，输入/输出设备。数控装置，伺服系统，机床本体，检测反馈装置。2数控机床的分类（1）按加工方式分为
金属切削累，金属成型累，特种加工类，其他类
（2）按控制系统功能分类
点位控制数控机床
直线控制数控机床
轮廓控制机床（3）按伺服控制分类
开环控制数控机床
闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床（4）按数控系统的功能分
高档数控机床
中档数控机床
抵挡数控机床（5）按可联动的轴数分
两轴控制
两州半控制（两个轴式连续控制，第三轴式位位或直线控
制）
多轴控制 3数控机床的加工特点 适应性强
适合加工复杂型面得零件 加工精度高加工质量稳定 加工生产率高 一机多用
减轻操作者的劳动强度 有利于生产管理的现代化 价格较费 调试于维修较复杂
任务实施：通过多媒体教学师生互动完成对数控机床组成，分类，加工特点的认知 任务评价：通过提问检查授课的效果
知识目标：1数控.数控机床的概念 2数控机床的发展趋势
技能目标: 1能说出普通机床与数控机床的根本区别 2能说出数控.数控机床的概念 3 能说出 数控机床的发展趋势 任务下达: 任务
二、认识数控机床 相关知识1 普通机床与数控机床在加工零件的根本区别:数控机床是按
事先编制好的加工程序自动的完成对零件的加工而普通机
床是由操作者按照工艺规程通过手动操作来完成零件的加
工.1数控/数控机床
数控:数字控制CNC-Numberied.Control）的简称。是用数字
化信号对机床的运动及加工 过程进行控制的自动控制技术
数控机床：采用数字控制的机床或装备了数控系统的机床 2数控机床的产生
(1)1949年美国密执安州特拉弗斯城帕森斯公司的帕森斯。为精
确的制作直升飞机叶片的样板.设想了用电子技术控制坐标的镗床的方案
(2)1989年美国空军后勤司令部位了在短时间内造出经常变更设
计的火箭零件于帕森斯公司合作.并选择麻省理工学院伺服机
构研究所协作单位.于1952年研制成功(3)1959年美国的克耐.杜列克公司开发出世界第一台加工中心, 从1960年开始德国.日本.前苏联等工业发达国家都陆续开发
生产及使用了数控机床
(4)1967年英国率先将几台数控机床连接成具有 的加工系统
（FMS）
（5）20世纪80年代初导性制造单元FMC（6）我国从1959年开始研究数控技术。1968年研制成功X53K-1 立式铣床。20世纪70年代初加工中心研制成功1988年我国的第一套FMS通过验收投入运行。用于生产伺服电动机的零
件
3数控机床的发展趋势 高速度，高精度化 多功能化 高效化 智能化 先进制造系统
4数控机床的工作原理
零件图-程序-数控装置-伺服系统-机床本体-工件
进入数控装置的信息经一系列的处理和运算转变成脉冲信号一
部分被传送到机床的私服系统。经传动装置驱动机床有关运动
部件有的则传送到可编程控制四中按顺序有控制机床的其他辅
助动作 任务实施：通过录像多媒体课件教学。引导学生分析，认识数
空机床。
任务评价：通过提问检查授课结果
任务3现场教学 现场教学内容：
观察数控机床外形，建立立体性认识 数控机床组成 数控机床的加工特点
掌握数控机床与普通机床的区别
任务4 知识目标：1数控机床坐标系及运动方向 2机床坐标系原点及机床参考点 3工件坐标系
4角柜坐标系与相对坐标系
技能目标：1能运用右手笛卡尔准则正确判断机床坐标轴及方向 2能说出机床坐标系原点与机床参考点的不同 3能理解机床坐标系工件坐标系及方向的区别于联系 4能写出任意点在坐标系中的绝对坐标值或相对与某 一点的相对坐标值 任务下达：数控机床坐标系 任务分析：
1机床的坐标系
X.Y.Z-基本坐标系。判别规则-右手笛卡尔螺旋定则 A.B.C-围绕X.Y.Z轴旋转的圆周进给坐标轴 X轴-大拇指 Y-食指 Z-中指 2坐标轴及其运动方向
JB/T 3015-1999规定：机床某一部件运动的正方向是增大工件和刀 据之间距离的方向 Z坐标轴 车窗：X.Z轴
铣床：夹持刀具的垂直主轴位Z轴.W.R轴 X坐标轴
X轴通常是水平的且平行于工件装夹表面。他平行于主要的切削方向。而且以此方向为正方向。
车床X轴：工件平行于工作点的径向
铣床：主要花瓣的运动方向为X轴方向,U.P轴 Y坐标轴
运用右手笛卡尔螺旋定则决定 3机床坐标系原点机床参考点
机床坐标系原点是由机床厂家在设计时确定的，既是机床坐标系 的原点。同时也是其他坐标系的基准点。‘；
机床残开点事相对机床零点的一个特定点一个可设定的参数值 它由机床厂家在机床导轨上设定测量其位置后输出至数控系统 中用户不得随意改动。4工件坐标系能
工件坐标系的零点-工件零点-工件原点（编程原点）
工件原点偏置：在加工时工件装夹到机床上通过对刀求得工件
原点与机床原点间的距离这个距离称为工件原点偏置。5绝对坐标系。相对坐标系
相对坐标系：运动轨迹的终点时相对于起点计量的坐标系
绝对坐标系：所有坐标点的坐标值均从某一固定坐标原点计量的坐标系。
任务实施：通过上一节课现场教学及本节录像，多媒体课件分 析坐标系
任务评价：打开多媒体机床图片让学生说坐标系的轴，方向及
坐标原点
任务5 知识目标：1切削用量的选择 2走刀路线的确定
技能目标：1能根据刀具及工件草料加工要求选择合理的切削用量 2能根据圆形及技术要求确定合理的走刀路线 任务下达：选择切削用量，确定走刀路线 任务分析：1切削用量的选择
包括背驰刀量主轴转速切削速度(用于恒线速度切削进给
速度或进给量。
即切削过程中切削速度进给量背吃刀量的总称。（1）背吃刀量：在与主运动和进给运动方向所组成的平面相垂
直的方向上测量工件的上加工表面和待加工表面的距离。
切削用量的大小对切削力切削功率刀具磨损加工质量和
加工成本均有显著影响数控加工选择切削用量时就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下充分发挥机床性能
和刀具切削性能使切削效率提高加工成本最低。
粗加工首先选取尽可能大的背吃刀量其次要根据机床动 力和刚性的限制条件等。选取尽可能大的进给量。最后根
据刀具耐用度确定最佳的切削速度。
精加工首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量，其次根据
已加工表面的粗糙度要求。选取较小的进给量，最后在保 证刀具耐用度的前提下，尽可能均较高的切削速度。背吃刀量ae.ap 粗加工时一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机
床上背吃刀量可达8~10mm,半精加工0.5~2mm 精加工时取为0.2~0.4mm.(2)主轴转速
n=Vcx1000/ Dc Vc切削度(单齿切削线速度)单位m/min.Vc与刀具耐用度
有关随着Vc的增大刀具耐用度急剧下降。故Vc的选择主
要取决于刀具耐用度，名牌刀具供应商都会向用户提供规
格刀具的切削速度推荐速度参数Vc.(3)进给量(进给速度)单位;mm/min.或mm/r.根据零件的加工精度表面粗糙度要求以及道具和工件材料来选择
加工表面粗糙度要求低时Vf可选择的大一些.当加工精度表面粗
糙度要求高时进给量数值应选小一些,一般都在20~50mm范围内
选取.①当工件的质量要求能够得到保证时为提高生产效率可选择较高的 进给速度一般在100~200mm/min范围内选取.②当加工精度表面粗糙度要求高时进给速度应选小一些一般在20~50mm/min范围内选取.③在切断加工深孔或用高度刚刀具加工时宜选择较低的进给速度一 般都在20~50mm/min范围内选取.2.加工路线的确定.(1)对点位加工的数控机床如钻镗床要考虑尽可能缩短走刀路线.以减少空程时向提高加工效率.(2)为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求最终轮廓应安排最后一
次走刀连续加工.(3)刀具的进退刀路线认真考虑要尽可能避免在轮廓初停刀或垂直切入工件以免留下刀痕.(4)铣削轮廓加工路线要合理选择.Z字形 单向 环形
(5)旋转体类零件的加工一般采用数控车床或数控磨床加工由于车削
零件的毛坯多为锻件或棒料.加工余量大且不均匀.因此合理制定粗加工时的加工路线对于编程至关重要.3.数控加工工艺性分析内容.(1)零件图分析.尺寸标注方法分析.零件图的完整性与正确性分析.零件技术要求分析(尺寸精度形状精度位置-表面粗糙度及热处理
理.零件材料分析.在满足零件功能的前提下应选用廉价切削性能好的材料(2)零件的结构工艺性分析.指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性 性.①内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小所以内槽圆角半径不应变 小R<0.2H.②零件铣槽底平面时槽底圆角半径r不要过大.③应采用统一的基准定位.任务实施:通过多媒体课件讲解分析.任务评价:给出圆形让学生画加工路线.任务6.加工程序格式 知识目标:1.加工程序的结构 2.程序的格式 3.常用地址符及其含义
技能目标:1.能知道并说出加工程序主要由那几部分组成? 2.能正确书写程序的格式 任务下达:加工程序的格式及编程方式 任务分析: 1.加工程序的结构
例:加工矩形轮廓的工件.工件坐标系设在工件的上表面中心 刀具从中心出发.逆时针加工一周,加工程序为: %-----程序起始符 00001 程序名
N0001 G90 G54 G00 X0 Y0 Z100.0 S300 M03;N0002 G00 X0 Y-500;N0003 G01 Z-50.0 F100;N0004 X100.0;N0005 Y50.0;N0006 X-100.0;N0007 Y-50.0;N0008 X0;N0009 Z100.0;N00010 Y0 M05;N00011 M30;由以上分析可知,加工程序主要由程序号,程序内容和程序结束等组成.(1)程序号.就是给零件加工程序一个编号，并说明零件加工程序开始.%.....;0..P..(2)程序内容。
由许多程序段组成.每个程序由一个或多个指令构成.表示数控机床要完成的全部动作.包括加工前机床状态要求.刀具加工零件时的运动轨迹.程序段是由一个或若干个指令字组成.指令字代表某一信息单元.每个指令字由地址符和数字组成.它代表机床的一位置或一个动作;每个程序段结束处应有“；”表示改程序段结束转入下一个程序段。地址符由字母组成，每个字母、数字、和符号都称为字符。① 程序段格式。
程序段格式是指令字在程序段中排列的顺序。不同数控系统有不同的程序段格式。格式不符合规定，数控装置就会报警，不运行。常见程序段格式：
N_ G_﹛X_ Y_ Z_﹜﹛I_ J_ K_ ﹜ F_ S_ T_ M_； U_ V_ W_ R_ Q_ P_ R_ ② 地址符含义。
程序段序号（简称顺序号）：通常用4位数字表示，即“00000 ~9999”在数字前还冠有标识符号“N”。
准备功能（简称G功能）：它由表示准备功能地址符“G”和两位数字组成。G功能的代号已标准化。
坐标字：由坐标地址符及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址代码的字母开头，各坐标轴的坐标符按下列顺序排列：
X.Y.Z.U.V.W.Q_ R.A.B.C.D.E 例 X50.0 /X50000表示沿X轴移动50mm。
进给功能F：由进给地址符及数字组成，数字表示所递交的进给速度，一般为四位数字码。单位： mm/min mm/r 主轴转速功能S：由主轴地址符S及两位数字组成，数字表示主轴转数。r/ min 刀具功能T：由地址符和数字组成，用以指定刀具的号码。
辅助功能M（简称M功能）：由辅助操作地址符“M”和两位数字组成。M功能的代码已标准化。
程序段结束符号；表示程序段的结束。（3）程序结束
M02、M30、M99（子程序结束）。
2、数控程序的编制方法及步骤（数控编程的内容及方法）（1）分析零件图（2）数学处理
（3）编写零件加工程序单（4）操作键盘输入程序（5）校验
（6）加工生产与复制程序存储介质
为了满足设计、制造、维修普及的需要，在输入程序代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序段格式等方面，国际上形成了两种通用的标准，即ISO及EIA。
任务实施：通过多媒体课件讲解，学生分析传授内容。任务评价：通过对一个程序的分析，评价教学的效果。
任务7：G54.G92.G17-G19指令 知识目标：
1、G92的编程格式及应用
2、G54的变成格式及含义 能力目标：
1、能说出G92的含义及格式
2、能写出G54的含义及格式 任务下达：G92、G54指令 任务分析: 加工程序：就是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能等。按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单，再把程序单的内容通过控制介质或直接输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工零件。坐标系设定指令G92 G92指令就是用来建立工件坐标系的，它规定了工件坐标系原点的位置，就是说它确立了工件坐标的原点（工件原点）在距刀具刀位点起始位置（起刀点）多远的地方，或者说，以弓箭原点为准，确定起到点的坐标值。
编程时通过G92指令将工件坐标系的原点告诉数控装置，并把这个设定值记忆在数控装置的存储内，执行该指令后就确定了起刀点与工件原点的相对位置。格式：G92X _ Y _ Z _ ； 例：
G92X30 Z40； 2.工件坐标系的选取指令（G54~G59）
一般数控机床可以预先设定6个（G54~G59）工作坐标系，这些坐标系存储在机床存储内。在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使用。
6个工作坐标系均以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床内部。3.G90 G91 G90：程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。G91：程序中的位移量用刀具的运动的增量表示。例：G90X _ Y _ Z _ ； A(200，60，30)G91X _ y _ z _ ； B(80，150，90)4.平面选择指令（G17~G19）G17--XY平面 G18--ZX平面 G19--YZ平面
即：在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面。
任务实施：通过多媒体课件，现场教学附属完成本任务的教学。任务评价：学生讲出G54、G92的含义及区别，评价学生对本任务掌握情况。
任务8：G00,G01,G04指令 知识目标:1.G01指令及应用。2.G00指令含义及应用。3.G04指令含义及应用。
技能目标：能运用G00、G01、G04指令完成简单零件的编程。任务下达：
坐标系原点O是程序起始点，要求刀具O点快速移动到A点然后沿AB,BC,CA实现直线切削，再由A点快速返回程序起始点O。任务分析： 快速定位指令G00.刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在道具非加工状态的快速移动时使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异。进给速度F对G00指令无效。
格式： G00X _ Y _ Z _ ； 例：
程序的起始点是坐标原点O，先从O点快速移动到参考点A，紧接着快速移至参考点B G90G00 X 195.0 Y 100.0； X 300.0 Y 50.0； 相对： G91 G00 X 195.0 Y 100.0 X 105.0 Y-50.0； 注意事项：1.G00是模态指令。2.F对G00程序段无效。
3.执行过程是，刀具由程序起始点开始加速移动至最大速度，然后保持快速移动，最后减速到达终点，止痒可以提高数控机床的定位精度。直线插补指令—G01 格式： G01 X _ Y _ Z _ F _ ；
注：1.G01程序段中必须含有下指令，否则机床不运作。2.G01和F指令均为读效指令。任务实施： 程序编制如下： N001 G92 XO YO;N002 G90 G00 X24.0 Y30.0 S300 T01 M03;N003 G01 X96.0 Y70.0 F100;N004 X24.0 Y30.0;N005 G00 XO YO M02;相对：
N001 G91 G00 X24.0 Y30.0 S300 T01 M03;N002 G01 X72.0 Y40.0 F100;N003 X72.0 Y-20.0;N004 X-144.0 Y-20.0;N005 G00 X-24.0 Y-30.0;N006 M02;任务评价：抽查学生编制程序的质量，评价本任务的教学成果。
任务9 G02 G03 G17~G19指令 知识目标：1.G02，G03指令含义及格式 2.G02，G03指令应用。
技能目标：1.能运用G02、G03指令完成圆弧的编程。任务下达：G02、G03指令应用。任务分析：
G02 —— 顺时针方向圆弧插补指令。G03 —— 逆时针方向圆弧插补指令。格式： XY平面
G17 G02（G03）X_ Y_ I_ J_ F_ ； G17 G02（G03）X_ Y_ R_ F_ ； XZ平面
G18 G02（G03）X_ Z_ I_ K_ F_ ； G18 G02（G03）X_ Z_ R_ F_ ； YZ平面
G19 G02（G03）Y_ Z_ J_ K_ F_ ； G19 G02（G03）Y_ Z_ R_ F_ ；
注：1.圆弧终点的坐标分量，可以按相对坐标或绝对坐标给定，取决于是G91还是G90编程。
2.R编程，当圆弧小于或等于180°时，用+R表示圆弧半径，当圆弧大于180°时，用-R表示圆弧半径。
3.I,J,K表示圆心相对于圆弧起点在X,Y,Z轴方向上增量值，也可理解为圆弧起点到圆心的矢量在经X,Y,Z轴的投影。例：
使用分矢量I,J编程
G90 G03 X15.0 Y0 I0 J15.0 F100； G02 X55.0 Y0 I20.0 J0； G03 X80.0 Y-25.0 I0 J-25.0 使用R编程
G90 G03 X15.0 Y0 R15.0 F100； G02 X55.0 Y0 R20.0； G03 X80.0 Y-25.0 R-25.0；
相对：
G91 G03 X15.0 Y15.0 R15.0 F100； G02 X40.0 Y0 R20.0； G03 X25.0 Y-25.0 R-25.0； 4.整圆，只能使用分矢量编程。例：
G90 G03 X20.0 Y0 I-20.0 F100； G91 G03 X0 Y0 I-20.0 J0 F100； 例：
G02 X0 Y0 I20.0 F100； 0-A G03 X-20.0 Y20.0 I-20； A-E G03 X-10.0 Y10.0 J-10.0； E-B 任务实施：运用G02、G03编制图形圆弧程序。
任务评价：通过圆弧图形编程考察学生对G02、G03的掌握情况。
任务10 G04 G28 G27 G29 指令 知识目标：G04、G28~G29指令 技能目标：G04、G28~G29指令 相关知识：
1.G04——暂时指令
指令格式：G04 X_(U_或P_)式中：X(U或P)为暂停时间
说明：1.作用：加工凹槽时，为避免在槽的底部留下切削痕迹，用该指令使切槽刀在槽底部停留一定的时间。2．X、U、P后面接暂停的时间。
3.暂停时，主轴不会停止运动，但刀具会停止运动。2.与参考点有关的指令
（1）G27——返回参考点检查指令 G27 X(U)_ Z（W）_；（2）G28——自动返回参考点指令 G28 X(U)_ Z(W)_；
功能是使刀具以快速定位移动的方式，经过指定的中间位置，返回参考点。
（3）G29——从参考点返回指令 G29 X _ Z _ ；
X、Z为刀具返回目标点时的坐标。
功能是命令刀具经过中间点到达目标点指定的位置，这一指令所指的中坚定啊是指G28指令所规定的中间点。小结：本节主要讲了G04、G27、G28、G29指令。
任务11：G40、G41、G42指令
知识目标：1.G40、G41、G42的格式及含义 2.G40、G41、G42 的应用 技能目标：1.能正确运用G40、G41、G42编程 2.能说出G40、G41、G42的含义
任务下达：刀具半径自动补偿指令——G40、G41、G42。任务分析：
使用半径为R的立铣刀加工工件时的轮廓曲线，刀具在移动加工过程中，刀具的中心与被加工工件的轮廓之间始终保持刀具的半径值，通常称为刀具半径偏置。
如果数据系统中不具备半径补偿功能，就不能按照工件轮廓尺寸编程，必须依据刀具中心运动轨迹编程，数据计算工作量大而且复杂，即便是编写加工程序，由于刀具的磨损，重磨及更新道具等原因，必须从新计算，从新编程，十分繁琐，加工精度也很难保证。若使用刀具半径补偿功能，只需要按照工件图样上的轮廓尺寸编写程序，而将刀具的半径作为工件轮廓的偏置值，由操作者预先存入数据装置的指定存储单元中，在执行加工程序时，由半径自动补偿指令调出在指定存储单元存放的偏置值，并自动计算刀具中心轨迹，加工出符合图样轮廓的工件。1.刀具半径补偿指令 G41 刀具左偏 G42 刀具右偏 G40 取消左，右偏置
格式：﹛G00﹜﹛G41﹜X _ Y _ D _ ； G01 G42 例：⑴无Z轴移动 00001 N10 G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03； N20 G41 X20.0 Y10.0 D01； N30 G01 Y50.0 F100； N40 X50.0； N50 Y20.0； N60 X10.0；
N70 G40 G00 X0 Y0 M05； N80 M30；
补偿条件：⑴有G41或G42被指定。
⑵在补偿平面内有轴的移动。
⑶指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00 ⑷偏置（补偿）平面被指定或已经被指定。
⑸G00或G01模式有效。（有些机床可以用G02或G03）。即：N20指令执行完成后机床的坐标位置由以下方法确定： 将含有G41语句的坐标点与下边两句中最近的，在选定平面内有坐标移动语句的坐标点相连，其连线垂直方向为偏置方向。⑵有Z轴移动 0002 N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03； N20 Z100.0；
N30 G41 X20.0 Y10.0 D01； N40 Z2.0；
N50 G01 Z-10.0 F100； N60 Y50.0； N70 X50.0； N80 Y20.0； N90 X10.0； N100 G00 Z100.0； N110 G40 X0 Y0 M05； N120 M30；
由于N50、N50均为轴Z移动，么有XY轴移动，机床无法判断下一步补偿的矢量方向，这时机床不会报警，补偿照常进行，只是N30目的点发生变化，刀具中心将会运动到P1点，其位置是N30的目的点与原点连线垂直方向左偏D01值，于是发生过切。
⑶粗加工补偿。
即采用同一加工程序可以实现一把刀具完成工件的粗、精加工。
任务实施：多媒体教学。
任务评价：通过让学生编制简单零件轮廓程序，评价本任务的效果。
任务12：辅助功能指令
知识目标：辅助功能指令的含义及应用。技能目标：能正确运用辅助功能指令编程。任务下达：辅助功能指令。任务分析：
1.辅助功能指令。
⑴程序停止指令
M00是程序停止指令，被编辑在一个单独的程序段中。
⑵计划停止指令 M01——选择停止
⑶程序结束指令 M02 M03 ⑷主轴正转、反转、停止指令 M03 主轴正转 M04 主轴反转
格式：M03（M04）S_ 或S_ M03（M04）
①转速 S1500 1500r/min ②线速 S50 50m/min ③代码 例S40 代 1200r/min 2.刀具功能指令
⑴T后面的数字表示刀具号。如T00~T99 ⑵T后面的数字表示刀具号和道具补偿号。如T0812 3.进给功能指令。
F—— mm/min mm/r 4．主轴转速功能指令
⑴铣床 S——
⑵车床
G92——极限转速指令
S ——极限转速数据地址符 r/min G96——恒切削速度指令 G97——每分钟转速指令
S ——恒切削速度数据地址符 m/min 任务实施：通过多媒体课件完成本任务的教学。
任务评价：要求编制简单的轮廓的程序，检查学生对本任务的接受效果。
任务13： 数控车床加工概述
知识目标：1.数控车床的加工对象、分类 2．数控车床刀具的选择
技能目标：1.能说出数控车床的加工对象、分类 2．能合理选择车削刀具。任务下达：数控车床概述 任务分析：1数控车削加工对象
用于精度要求高，表面粗糙，轮廓形状复杂的轴类.盘;类等回转体零件,能够通过程序控制自动完成内圆柱面, 锥面原户螺纹等工序的切削加工并进行切槽,钻扩铰孔 等工作.2编程特点
可采用绝对相对混合编程.直径尺寸编程
固定循环.可多次重复循环切削 具有自动补偿功能 3主要类型 组成及其作用.主体.计算机数控装置.伺服驱动系统.辅助装置 分类
立体数控车床 卧式数控车床 卡盘式……… 顶尖式..经济型数控车床全功能型数控车床精密型数控车床.4数控车床加工及刀具及其选择 常用车刀的种类和用途 A尖型车刀
以直线形切削为特征的车刀一般称为尖形车刀 B圆弧形车刀
刀位点不在圆弧上。而在该圆弧的圆心上。C 形车刀
俗称样板车刀。加工零件的轮廓形状完全由车刀切削刃的形状和尺寸 决定。
机夹可转位的刀具有点 A可转位刀具的优点
刀垫共刀片3套装在刀杆的夹固元件上由该元件将刀片压向支承面而紧固。车刀的前后脚靠刀片在杆槽中安装后获得，一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃即可继续工作，知道刀片上所有切削刃均以用钝刀片才报废回收更新刀片后车刀又可继续工作。数控机床使用可转位刀具具有下述有点
刀具寿命高：由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷刀具几何参数完全由刀片和杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。生产效率高：由于机床操作工人不在磨刀，可大大减少停机换刀具等辅助时间。
有利于推广新技术，新工艺可转位刀具具有利于推广使用涂层，陶瓷等新型刀具材料。
为了使刀具能达到良好的切削性能，对刀片的夹紧有以下基本要求： 加紧可靠，不允许刀片松动和移动 定位准确，确保定位精度和重复精度。排屑流畅 有足弓的排屑空间。
结构简单 操作方便制造成本低转位动作快换刀时间短。任务实施：通过讲授实物演示完成本任务的教学。任务评价：通过转向，回答问题评价本次课授课效果。
任务14：数控车床的刀具补偿 知识目标：数控车床的刀具补偿。技能目标：正确运用刀具补偿编制程序。任务下达：数控车床的刀具补偿 任务分析： 1.刀具位置偏置 T。。。。刀具号 刀具偏置号 2.刀具半径补偿
⑴刀具半径补偿的目的 数控车床按刀尖对刀，但车刀的刀尖总有一段小圆弧，所以对刀时刀尖的位置是假想刀尖。编程时按假想刀尖轨迹编程（即工件的轮廓与假想刀尖点P重合）而车削时实际起作用的切削刃是圆弧切点A、B.这样就会引起加工表面的形状误差。车内外圆柱面和端面时并无误差产生，因为实际切削刃的轨迹与工件的轮廓一致（工件转角处除外）。但对车削锥面，圆弧时将产生误差。如图4—10 ⑵刀具半径补偿的方法
参数：刀尖半径，车刀形状，刀尖圆弧位置这些都与工件的形状 有关必须将参数输入刀据库。
刀尖半径补偿量可以通过刀尖补偿设定画面设定T指令要与刀具补偿编号相对应，并且要输入假想刀尖位置编号假想刀尖位置编号 共有10个（0~9）如图4-13 N40 G00X20.0 Z20.0: N50 G41 G01 X20.0 F20；刀具左补偿 NG0 Z-20,0;N710 X70.0 Z-55.0;N80 G40G01 X80.0 Z-55退刀并取消刀补偿。程序如下： 0001 N10 T0101;N20 S600 M03;N30 G00 X10.0 Z2.0;N40 G01 G41 X0 F1.5;N50 Z0;N60 X6.0;N70 X10.0 Z-20.0;N80 Z-20.0;N90 G02 X20.0 Z-25 RS;N100 G01 Z-35;N110 G03 X34.0 Z-42 R7;N120 G01 Z-52;N130 X44.0 Z-62.0;N140 G01 G40 X50.0 Z-62.0;N150 G00 Z50.0;N160 M05;N170 M30;任务实施：通过讲授学生练习文成本任务教学 任务评价：程序的正确编制，评价学生掌握情况。
任务15：单一外形固定循环指令 知识目标：1.G90.G94.G70.G71循环指令 技能目标：能正确运用G90.G94.G70.G71编程 任务下达：G90.G94.G70.G71 任务分析：一单一外形固定循环.1外圆内孔车削循环（G90）G90 X(U)_Z(W)_F_;R-圆锥体半径端的半径差值:R正、负判定：锥面起点B坐标大于终点C坐标时R为正反之为负。3端面车削循环G94 直端面：G94X(U)_Z(W)_F_;锥端面：G94X(U)_Z(W)_R_F_;
二、复合固定循环
1外圆、内孔粗加工循环指令G71（FANW-0I）
G71指令适用于原著毛坯粗车外圆和圆筒毛坯粗车内孔.G71 U_R_;G71 P_Q_U_W_F_S_T_;2精加工循环指令G70 G70 P ns Qnf;注意：（1）G71中F.S.T仅在粗车循环程序中有效.面对G70无效.ns.nf 程序段中指定的F.S.下则对精加工 循环G70有效。在ns.nf程序中不能有 相同的序号.之间不能条用程序.粗车之后返回循环点在进行精加工.N10 T101;N20 S1000 M03;N30 G00 X120.0 Z10.0;N40 G71 U2.0 R0.5;N50 G71 P60 Q120 U2.0 W2.0 F0.25;N60 G00G42 X40.0 S800;N70 G01 Z-30.0 F0.15;N80 X60.0 Z-60.0;N90 Z-80.0;N100 X100.0 W-10.0;N110 W-20.0;N130 X120.0 W-20.0;N150 G70 P60 Q130;N160 G00 G40 Z100.0;N170 M05;N180 M30;任务实施：通过举例编程完成本任务的教学.任务评价：提问学生G71，G70的编程的过程特点并编程.任务16：复合固定循环G70、G71 任务 下达：
利用常用编程指令编写其精加工程序.任务实施 0001 N10 G92 X100.0 Z100.0;N20 S800 MU3;N30 G00 G42 X0 Z3.0 MU8;N40 G01 G42 Z0 F100;N50 G03 X40.0 Z-20.0 R20.0;N60 G01 Z-40.0;N70 X50.0;N80 Z-70.0;N90 X70.0 W-25.0;N100 W-150;N110 G02 X70.0 W-30.0 R70.0;N120 G01 X70.0 Z-150.0;N130 X75.0 M09;N140 G200 X100.0;N150 Z100.0;N160 M05;N170 M30;学生练习：
试利用常用编程指令编写其精加工及切断程序（要求考虑刀具补偿）0003 M10 G92 X100.0 Z100.0 T0101;N20 M03 S1000;N30 G00 X0 Z3.0 M08;N40 G42 G01 Z0 F100;N50 G03 X40.0 Z-20.0 R20.0;N60 G01 Z-400;N70 X50.0;N80 Z-70.0;N90 X70.0 W-25.0;N100 Z-150.0;N110 X80.0;N120 G40 G00 X100.0 Z100.0;N130 S300 T0202;N140 G00 X100.0 Z100.0;N150 X80.0 Z-154.0 N160 G01 X1.0 F30;N170 G00 X100.0 M09;M80 Z100.0 T0200;M190 M10;N200 M30;任务评价：通过批改学生编写程序考察本次课的教学效果。
任务17：复合固定循环G72 知识目标：1.G72指令的含义及应用 程序编制
技能目标：1能运用 G72熟练编程 任务下达
利用端面粗车复合固定循环指令G72编号其粗加工程序.u=0.5mm △w=0.2mm △d=3mm坐标系对刀点循环起点如图 任务分析：相关知识：端面粗加工循环指令G72 格式：G72 W(△d)r(e);G72P(ns)Q(nf)U(ou)W(△w)F(f)s(s)T(t);任务实施： 0002 N10 T0101;N20 S100 M03;N30 G00 X100.0 Z100.0 M08;N40 Z5.0;N50 G72 W3.0 R5.0;N60 G72 P70 Q U0.5 W0.2 F100;N70 G00 G42 X100.0 Z+60.0;N80 G01 X90.0;N90 G01 Z-55.0 N100 X70.0;N110 X50.0 Z-35.0;N120 W15.0;N130 X30.0;N140 X20.0 W10.0;N150 Z5.0;N160 G00 X100.0 Z100.0 M09;N170 M05;M180 M30;任务评价：通过学生变成考察本次教学的效果。
任务18：复合固定循环指令 知识目标：G73指令 技能目标：G73应用 任务下达：
⑴如图所示轴类零件，若△u=0.5mm,△w=0.5mm,△d=3次,△i=14.5mm试利用封闭（或固定形状）粗车复合固定循环指令G73编写其粗加工程序。任务分析：
G73 U△i W△k R△d G73 P_ Q_ U_ W_ F_ S_ T_ ； △i_ 粗加时，X轴方向需要切除的总余量。△k_ 粗车时，Z轴方向需要切除的总余量。00054 N10 N10 N10 T0101； N20 S900 M03；
N30 G00 X1800 Z150 M08； N40 G73 U14.5 W14.5 R30； N50 G73 P60 Q U0.5 W0.5 F2.0； N60 G00 X30.0 Z3.0 S1000； N70 G01 Z-40.0 F1.5； N80 Z-80.0；
N90 G05 X80.0 W-20.0 R20.0； N100 X100.0；
N110 X120.0 Z-120.0；
N120 G00 X100.0 Z100.0 M09； N130 M05； N140 M30；
⑴深孔钻固定循环指令 _ G73 G74 Z(W)Q(△k)F_； W —— 钻削深度。△k —— 每次钻削行程长度 F —— 给进速度
说明：⑴该指令是采用往复排屑式钻孔（啄钻）用于较深的空的加工。
⑵每次的退刀量e值，有数控系统的内部参数来设定 例：试用G74深孔钻固定循环指令编写其程序。程序如下：
N10 G92 X100.0 Z100.0； N20 S300 M03；
N30 G00 X0 Z5.0 M08； N40 G74 Z-100.0 Q10.0 F30； N50 G00 Z100.0 M09； N60 X100.0； N70 M05； N80 M30；
小学编程教案 第3篇
计算机的发明得益于数学的发展,计算机的发展又为数学问题的研究提供了方便。现代数学的发展已经越来越离不开计算机的应用,以至于许许多多数学问题的解决需要计算机的帮助。例如,在圆周率的问题上,在没有计算机帮助的情况下,1948年英国的弗格森和美国的伦奇共同发表了π的808位小数值,成为人工计算圆周率值的最高纪录。电子计算机的出现使π值计算有了突飞猛进的发展。1949年美国马里兰州阿伯丁的军队弹道研究实验室首次用计算机(ENIAC)计算π值,并算到2037位小数,突破了千位数。1989年美国哥伦比亚大学研究人员用克雷-2型和IBM-VF型巨型电子计算机计算出π值小数点后4.8亿位数,后又继续算到小数点后10.1亿位数,创下新的纪录。至今,最新纪录是小数点后25769亿位。另外,在数学史上著名的“四色问题”,也是在计算机的帮助下解决的。
目前,国际上计算数学发展的前沿方向都离不开计算机的配合。计算机已经能够为现代数学的发展添一双翅膀。因此,我想小学阶段也应该让学生认识到数学和计算机的紧密联系,通过部分典型的例题,让小学数学和计算机编程“牵手”。
二、小学阶段给学生提供了数学和计算机计算结合的土壤
我们认识到了目前数学发展与计算机学科联系紧密,计算机编程也需要数学算法的支持,某些多次循环的程序一旦应用数学的新算法会减少循环的次数,使程序更高效。小学阶段我们的数学学习是一个循序渐进的过程,五年级下册数学有公倍数的教学,其方法多样,题型丰富。小学阶段对部分学生提供了学习一门编程语言的机会,我们胜利教育提供的是pascal语言,五年级已经学过循环语句。这两方面的知识基础提供了我们可以编程计算公因数的环境。传统的求最大公因数的方法扎实而实用,但是效率相对较低,因此,我们应用数学上的新算法,可以减少循环的次数,提高程序效率。
首先我们介绍公因数和最大公因数的概念。
“数学上对公因数的表述:在两个或两个以上的自然数中,如果它们有相同的因数,那么这些因数就叫做它们的公因数。任何两个自然数都有公因数1(除零以外),而这些公因数中最大的那个称为这些正整数的最大公因数。求几个整数的最大公因数,只要把它们所有共有的质因数连乘,所得的积就是它们的最大公因数。
例如,求24和36的最大公因数,需要从24开始递减,直到12为止,需要循环12次。能否使用其他的办法减少循环的次数呢?这时候我们需要借助数学上的算法。下面简单介绍几种求最大公因数的数学方法。
在小学阶段,数学教学上有多种求最大公因数的方法,其中相对比较简单的就是短除法。“短除符号就是除号倒过来。短除就是在除法中写除数的地方写两个数共有的质因数,然后落下两个数被公有因数整除的商,之后再除,以此类推,直到结果互质为止(两两互质)。”
例如:
这种短除法求公因数的方法在小学阶段被当做选修方法来讲解,应用方便。
三、学生的兴趣和祖国明天的发展需要我们适当地进行计算机和数学教学的结合课例
我发现小学阶段,学生在用计算机编程语言pascal的时候,多数的学生表现出极大的兴趣。他们认为数学运算与计算机编程相结合不仅仅是他们学习数学的一种尝试,而且在探索高效算法的时候也能够对自己所学的数学知识综合运用,进而达到相互促进的效果。
因此,我们可以大胆尝试让部分学生接触数学知识的前沿阵地。不妨在小学的高年级段开设几个相关的例题。由小学阶段对计算机教学和数学教学都有一定能力的教师开展这几个例题的编写授课。让学生既有浓厚的兴趣,又可以达到数学和计算机学习相互促进的目的。
最后,我相信我们国家的数学发展需要我们的学生接触多方面的知识。教师能做的就是为他们的学习拓展更多的思路,让他们能够见识更多的方法和思想。明天是孩子们的,我们只是他们的引路人,为了祖国的明天,为了孩子们的发展,作为教师,我们愿意献出我们毕生的精力。
附录:
四色问题简介:著名难题之一,简单说就是不管多复杂的平面地图,只用四种颜色就可以把所有国家区分出来。这个题很长时间都没有人能够证明。当计算机被发明之后,有数学家用计算机通过大量运算把它证明了。
摘要：计算机的发明得益于数学的发展,计算机的发展又为数学问题的研究提供了方便。现代数学的发展已经越来越离不开计算机的应用,以至于许许多多数学问题的解决需要计算机的帮助。目前,国际上计算数学发展的前沿方向都离不开计算机的配合。计算机已经能够为现代数学的发展添一双翅膀。因此,小学阶段也应该让学生认识到数学和计算机的紧密联系,通过部分典型的例题,让小学数学和计算机编程“牵手”。
关键词：数学和编程,公因数,辗转相除法
参考文献
[1]石锦秋.计算机支持小学数学知识构建的研究[J].留学生,2016(1).
小学学习编程的益处 第4篇
编程一直被视为继口语及书写之后的“第三语言”，因此不少国家均提倡儿童学习编程，例如英国将编程纳入中小学课程、美国总统奥巴马推动学校教授编程、新加坡在中小学考试中加入编程科目。世界各个国家把儿童编程作为基础教育的重要组成部分说明编程人才在一个国家的经济、科技、信息、互联网发展的重要性，也说明编程能力是一个人工作和生活的必备能力。
那么少儿编程对孩子的发展究竟有哪些益处呢？
一、人脑敏感期容易培养编程天赋
人类的大脑发育成熟要远远早于人类身体的各个器官，人类的潜在能力有一个敏感期，人类的各种天赋都是在这个敏感期内形成的，例如，小孩子可以辨别几十种颜色，而成人只能辨别10多种颜色，受过音乐训练的小孩子可以听到88个钢琴的半音，而成人很难做到，这告诉我们人类很多天赋过了敏感期，这种天赋能力就开始递减了或者完全丧失掉，逻辑思维能力也是如此，人类逻辑思维能力形成的关键期是在7岁左右，所以，逻辑思维能力越早培养越好，少儿编程就是培养孩子思维能力的一个比较好的手段。比尔盖茨、扎克伯格、乔布斯，他们都是从小学就开始编写程序了，从小就开始编程思想的培养和编程技术的积累，为他们后来成就大事业奠定了坚实基础。
二、利用编程教学引导学生顺利由形象思维向抽象逻辑思维顺利过度
影响学习成绩的另一重要因素是思维力。那些进入八年级成绩落后的孩子往往是在四年级便开始明显落后。其实这部分孩子成绩之所以在这时候开始落后，恰好是他们的思维发展没有跟上同龄人的步伐造成的。心理学研究表明，儿童思维在幼儿期是以具体形象思维为主，童年期进入以形象逻辑思维为主的阶段，而十岁（通常是四年级）左右是形象思维向抽象逻辑思维过渡的转折期。如果孩子在这个时期思维发展顺利过渡，成绩不会受到影响，而且在以后的学习中会更轻松。而如果思维发展受阻，则会严重影响学习成绩。因此，把握好孩子思维发展的这一转折期显得尤为重要。这一任务以前更多的落在数学等学科上，这些学科虽然可以在一定程度上起到了引导学生思维方式的过度的作用，但与编程教学尤其是scarch等比较成功的编程软件教学比起来差距还是很大的。编程时写入的是命令，而生成的是可见的动作，可以很好的把形象思维与抽象思维联系在一起，所想即所见，所见即所得的操作形式是对思维方式转变的极佳练习。
三、利用编程来培养学生的合作能力
现阶段在学的学生大都是“独苗苗”，是家中的“小皇帝”、“小公主”。家人围着这些“小太阳”转，从而滋生了娇生惯养的习气，只会汲取而不知道付出。很多学生有孤僻、自私、不合群等不良的心理素质。小学生随着年级的升高，开始产生竞争的心理，一切都要争强好胜，有时甚至达到了水火不容的地步，这都对学生未来的发展不利。一个人的力量是渺小的，只有当他融入集体之中，个人的创造才能得到发展。正如马克思说的：“只有在集体中，个人才能获得发展其全面才能的手段。”而且编程教学可以很好的把一个小组或一个班的学生紧密的聯系在一起，很多程序代码需要写入几十行甚至过千行，这样的任务在短时间里一个人几乎不可能完成的，但是分散到一个团队里就变得可行了。
完成这样的任务需要团队中每个人都参与其中，合作要亲密无间，分工要细致，统筹要合理，一个大型程序的完成就意味着一个合格的团队的成型。更重要的是随着互联网的普及使得学生不仅可以和现实中的同学合作，更能与远至大洋彼岸的朋友一同协作完成创作，这更能激发学生对团队协作的认可。
四、培养创新、自学等能力
少儿编程课程不仅能培养孩子逻辑思维能力，在整个编程过程中对孩子的创新能力、解决问题的能力、表达自己的能力、自学能力等方面都有很大的帮助，而这正是今日孩子需要拥有的必备技能。美国麻省理工学院的雷斯尼克教授表示，无论是理解极其复杂的系统，比如一个经济体如何运转，或是以分步骤的方式解决问题，学习编程都大有帮助。它不仅可以训练孩子们解决问题的能力，还可以帮助表达自己。
五、利用编程教学培养学生严谨的态度
很多学生考完试都会说这些我都会，错的都是马虎的，大部分家长都认为知识学会了就是好的，马虎一下在所难免。一辈子没学会一加一等于二，错的也只是这一道题，而不严谨将使人犯下不计其数的错误。编程是非常严谨活动，一个字母或一个符号的错误都会导致整个程序无法正常运行，一个逻辑上的漏洞都会让现实与理想天差地别，编程不接受一点疏忽。在编程的过程中错误好犯，但改正起来难如登天，有的时候甚至需要逐行核对，几个错误改下来就没人舍得马虎了。
1综合编程实例教案 第5篇
一、零件图
如图所示编制下图的加工程序，并实际加工。
二、工艺分析：
选用Φ16立铣刀、Φ12键槽铣刀、Φ10钻头进行加工，工件坐标系原点X、Y在中心，Z向原点在上表面。外形轮廓采用侧向进刀加刀补，并采用Φ16立铣刀进行加工。内腔采用不编圆弧的办法，精修轮廓，并采用Φ12键槽铣刀进行加工。孔采用Φ10钻头钻孔，并采用G81进行钻孔。
三、编程
%100（主程序）G90G54G00X-50Y-50 Z100M03S350 Z10 G01Z-8F50 M98P200D11(D11=8.5)M98P200D22(D12=8)G00Z100 M05 M30 %500 G90G00G54Z100M03S400 X-9Y13 Z10 G01Z-6F50 M98P300 X-16 Y-2.144 X-24Y-16 X0 G40Y0 M99 四：对刀
数控编程与实践教案23 第6篇
第1 章
数控机床概述
一、内容简介
数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。本章主要讲述数控机床的基本概念和工作原理、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。
重点：
数控机床的基本概念 ； 数控机床的分类
难点：
数控机床的工作过程和技术性能指标、数控机床按运动控制的特点和伺服系统的类型分类。
二、掌握程度
熟悉：数控机床的基本概念与工作原理 掌握：数控机床的组成及特点 了解：数控机床的产生与发展、数控技术的发展趋势以及数控技术在先进制造技术中的作用
三、课程讲述
1.1 数控机床的基本概念
1.1.1什么是机床的数字控制
数控，即数字控制（Numerical Control，NC），在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”（Numerically Controlled Machine Tool）或“NC机床”。
数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。它与普通机床相比具有以下特点：
1．适应性、灵活性好；
2．精度高、质量稳定；
3．生产效率高；
4．劳动强度低、劳动条件好；
5．有利于现代化生产与管理；
分布式数字控制（Distributed Numerical Control，DNC）
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）
计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）
6．使用、维护技术要求高。1.1.2数控机床的组成
数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。此外数控机床还有许多辅助装置。
图1-1 数控机床的基本组成
1.1.3 数控机床的工作过程
如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。
图1-2 数控机床的工作原理
1.1.4 数控机床的技术性能指标 数控机床的精度指标
数控机床的可控轴数与联动轴数 数控机床的运动性能指标 数控系统的技术性能指标 1.2 数控机床的分类
1.2.1 按运动控制的特点分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床
轮廓控制的数控机床
1.2.2 按伺服系统的类型分类 开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 1.2.3 按工艺方法分类
金属切削类数控机床
金属成型类及特种加工类数控机床 特种加工数控机床
1.2.4 按功能水平分类
通常把数控机床分为高、中、低档三类。数控机床水平的高低主要指它们的主要技术参数，功能指标和关键部件的功能水平等内涵。
另一种分法是将数控机床分为经济型（简易）、普及型（全功能）和高档型数控机床。1.2.5 按加工方式分类
数控机床和加工中心（带刀库的数控机床）。1.3 数控机床的产生与发展及技术水平
1.3.1 数控机床的产生与发展 1.3.2 数控技术的发展趋势
1.3.3 以数控机床为基础的自动化生产系统的发展 柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是由两台以上的数控机床或加工中心、其他加工设备和一套能自动装卸物料的系统等组成，在计算机的控制下进行制造的自动化生产系统。它能根据制造系统任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。其特点是高效率、高柔性及高自动化等。
计算机集成制造系统（CIMS）
计算机集成制造系统是一个集产品设计、制造、经营、管理为一体，以柔性技术、计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理科学为基础的多层次、多结构的复杂系统。它由4个功能分系统和2个支撑分系统构成，即由管理信息系统、产品设计与工艺设计的工程设计自动化系统、制造自动化系统（柔性制造）、服务信息系统等功能分系统，计算机网络系统及数据库系统等支撑系统组成。在CIMS系统中，综合应用了CAD、CAPP（computer aided process planning）、CAM、数控机床、加工中心、物料传输以及计算机信息管理自动化等技术，可把整个工厂的生产活动有机地联系在一起，实现全厂性综合自动化。1.3.4 数控技术在先进制造技术中的作用
1.数控机床成为现代制造业的关键设备，保证了现代制造业向高精度、高速度、高效率、高柔性化的方向发展。
2.数控机床的发展，带动了CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、FMC、FMS、FML、FMF和CIMS的发展。
四、课后习题或作业及答案 无
五、思考题或期末复习题
第2 章
数控加工编程基础
一、内容简介
本章是数控编程的基础，主要讲述了数控编程的基础知识，常用G代码及M代码功能指令，数控机床坐标系，数控程序段与程序格式等。本章要求熟悉数控加工程序格式以及编程步骤，熟记数控机床坐标系的确定方法和右手笛卡尔直角坐标系的应用。
重点：
数控机床的坐标系； 常规加工程序的格式。
难点：
数控机床的坐标系
二、掌握程度
熟悉：数控机床编程的步骤 掌握：数控机床代码编写 了解：自动编程方法
三、课程讲述 2.1 概
述
2.1.1 数控机床编程的目的与步骤
目的：程序编制是数控加工的一项重要工作，理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床安全可靠及高效地工作。
内容与步骤：分析被加工零件的零件图，确定加工工艺过程；进行刀具运动轨迹坐标计算；编写程序单；制备控制介质；程序校验和首件试切等。
2.1.2 数控机床程序的编制方法
1．手工编程
从工件的图样分析、工艺过程的确定、数值计算到编写加工程序单、制作控制介质等都是人手工完成。对形状简单的工件，可以使用手工编程。手工编程既经济又及时。但对于几何形状复杂的零件，特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件（如叶片、复杂模具），或者表面的几何元素并不复杂而程序量很大的零件（如复杂的箱体），或者工步复杂的零件，手工编程就难以胜任，因此必须用自动编程的方法。为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效解决复杂零件的加工问题，应当使手工编程向自动编程方向发展，但也要看到，手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心的经验都来源于手工编程，二者是相辅相成的。
2．自动编程
自动编程也称计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。典型的自动编程有人机对话式自动编程及图形交互式自动编程。2.2 字符与代码
2.2.1 字符与代码
字符（Character）：用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号。字符也是我们所要研究的加工程序的最小组成单位。
加工程序用的字符分四类。一类是字母，它由大写26个英文字母组成。第二类是数字和小数点，它由0～9共10个阿拉伯数字及一个小数点组成。第三类是符号，由正（+）号和负（-）号组成。第四类是功能字符，它由程序开始（结束）符（如“%”）、程序段结束符（如“；”）、跳过任选程序段符（如“/”）等组成。2.2.2 数控机床功能代码
1．准备功能
准备功能（G功能）是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G功能由地址符G和其后的两位数字组成，从G00~G99共100种功能。
2．辅助功能
辅助功能（M功能）是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关，工件或刀具的夹紧和松开，刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。从M00～M99共100种功能。
2.3 数控机床的坐标系
2.3.1 坐标系及运动方向的规定
目前，国际标准化组织已经统一了标准的坐标系。我国已制订了JB3051-82《数控机床坐标和运动方向的命名》数控标准，它与ISO841等效。
标准的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向用右手定则判定；围绕X、Y、Z各轴回转的运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则确定。
2.3.2 机床坐标轴的确定
确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，然后再确定X轴和Y轴。
2.3.3 数控机床坐标系的原点与参考点
数控机床坐标系的原点
机床坐标系的原点也称机械原点或零点（M），这个零点是机床固有的点，由生产厂家事先确定，不能随意改变，它是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。
不同数控机床坐标系的零点也不同。数控车床的机械零点在主轴前端面的中心上。数控铣床和立式加工中心的机床原点，一般在机床的左前下方。数控机床参考点
参考点R也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，移动件（刀架或工作台）都要进行返回参考点的操作，数控装置通过移动件（刀架或工作台）返回参考点后确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。2.4 程序段与程序格式
2.4.1 程序段
把程序中出现的英文字母及其字符称为“地址”，如：X、Y、Z、A、B、C、%等；数字0~9（包含小数点、“+”、“-”号）称为“数字”。“地址”和“数字”的组合称为“程序字”，程序字（亦称代码指令）是组成数控加工程序的最基本单位。如N010、G01、X-100、Z200、F0.1等。
程序由若干个程序段组成，程序段是由若干程序字和程序段结束指令构成。如N010 G01 X-100 Z200 F0.1；就是一个程序段。在书写和打印程序段时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。
2.4.2 程序段格式 可变程序段格式 固定程序段格式
使用分隔符的固定程序段格式 2.4.3 常规加工程序的格式
四、课后习题或作业及答案
五、思考题或期末复习题
第3章
数控加工工艺与图形的数学处理
一、内容简介
本章讲述数控加工工艺与图形数学处理的基本内容与方法，并以典型实例讲述了零件的数控加工工艺分析及其工艺文件的制定。是数控机床编程中的基本内容，为学习后续各章内容打好基础。本章要求理解数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念和基本内容，掌握数控加工工艺分析与图形数学处理的方法，并能熟练地制定数控加工工艺文件。
重点：
数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念；数控加工工艺分析的内容与方法，数控加工工艺文件的制定
难点：
数控加工工艺文件的制定
二、掌握程度
熟悉：数控加工工艺分析
掌握：数控加工工艺文件的制定 了解：图形数学处理的基本概念
三、课程讲述 3.1 数控加工工艺
数控加工工艺分析的重要性
1.对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。
2.在数控加工中无论是手工编程还是自动编程，编程以前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。
3.在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）和图形（如图形的基点、节点等）也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一向十分重要的工作。3.1.1 机床的合理选用
数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件
1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。
3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具
和模具）的零件。4）需要多次改型的零件。
5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。6）需要最短生产周期的急需零件。
3.1.2 数控加工工艺性分析
从数控加工的可能性和方便性两方面分析其工艺性。
• 零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则
（1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。（2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。
• 零件的结构工艺性应符合数控加工的特点
（1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。
（2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。
（4）应采用统一的基准定位。
3.1.3 加工方法与加工方案的确定
加工方法的选择
选择原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。
1.结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。
例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削。一般小尺寸的箱体孔宜选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。2.考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。3.1.4 工序与工步的划分
数控加工工艺路线设计与普通机床加工工艺路线设计的主要区别,在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。3.1.5 零件的定位与安装 定位安装的基本原则
1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中加工出全部
待加工面。3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案
4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。3.1.6 数控加工刀具及对刀仪
3.1.7 切削用量的确定
切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。
合理选择切削用量的原则：
粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
3.1.8 数控加工路线的确定
在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。加工路线的确定原则：
1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。2）使数值计算简单，以减少编程工作量。
3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。
此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次刀，还是多次走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。
3.1.9 工艺文件的制定
零件的加工工艺设计完成后，就应该将有关内容填入各种相应的表格（或卡片）中。以便贯彻执行并将其作为编程和生产前技术准备的依据，这些表格（或卡片）被称为工艺文件。数控加工工艺文件除包括机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、数控加工工序卡、数控加工刀具卡。另外为方便编程也可以将各工步的加工路线绘成文件形式的加工路线图。
3.2 图形的数学处理
图形的数学处理就是根据零件图样的要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。
图形数学处理的内容主要有三个方面，即基点和节点计算、刀位点轨迹计算和辅助计算。
3.2.1 基点计算
各几何元素间的连接点称为基点。如两直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点，圆弧或直线与二次曲线的切点或交点等。
基点计算方法：根据图纸给定条件，用几何法、解析几何法、三角函数法或用AutoCAD画图求得。
3.2.2 节点计算
在满足允许编程误差的条件下，用若干直线段或圆弧端分割逼近给定的曲线。相邻直线段或圆弧段的交点或切点称为节点。
3.2.3 刀位点轨迹计算
刀位点轨迹计算又称刀具中心轨迹计算，实际就是被加工零件轮廓的等距线计算。
具体求法：首先分别写出零件轮廓曲线各程序段的等距线方程（距离为刀具半径r刀），再求出各相邻程序段等距线的基点或节点坐标，即求解等距线方程的公共解。
3.2.4 零件轮廓为列表曲线的数学处理
列表曲线的数学处理较为复杂，一般的处理方法是根据列表点选择一个或多个插值方程描述（常称为第一次曲线拟合），再根据插值方程采用直线—圆弧插补方法逼近列表曲线或曲面（常称为第二次曲线拟合）。
3.2.5 工件轮廓为简单三坐标立体型面的数值计算 球头铣刀数控加工一般只有3个垂直移动坐标的数控机床上进行，要求刀轴方向始终保持不变（一般为z轴方向），因此要求立体型面在刀轴方向上为单调曲面。为改善切削性能，有益于加工速度的改善和加工表面质量的提高，将加工曲面平坦方向倾斜一定角度。
3.2.6 辅助计算
3.3 典型零件的数控加工工艺分析
四、课后习题或作业及答案
五、思考题或期末复习题
第4 章
数控车床编程
一、内容简介
本章讲述数控车床的编程特点及各编程指令的使用，数控车床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控车削加工程序的编制。
重点：
数控车床的编程特点及各编程指令的使用； 数控车床编程的综合运用。
难点：
车削加工循环；刀具补偿；子程序调用；宏程序
二、掌握程度
了解：数控车床的用途、布局、主要参数及其操作
掌握：数控车床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控车削加工程序。熟悉：数控车加工过程
三、课程讲述 4.1 概述
4.1.1 数控车床的用途、布局
数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。
4.1.2 数控车床的主要技术参数
1．机床的主要参数
允许最大工件回转直径—— 460mm；
最大切削直径——292mm 最大切削长度——650mm；主轴转速范围 —— 50~2000r/min（无级）床鞍定位精度——X轴：0.015/100mm ；
Z轴：0.025/300mm 床鞍重复定位精度 ——X轴：±0.003mm ；
Z轴：±0.005mm 刀架有效行程
——X轴：215mm ；Z轴：675mm 快速移动速度——X轴：12m/min ；Z轴：16m/min 刀具规格——车刀20mm×20mm；镗刀φ8mm~φ40mm 自动润滑—15分/次；卡盘最大夹紧力—42140N；安装刀具数—12把
尾座套筒行程—— 90mm；主轴电动机功率——11/15kW 进给伺服电动机——X轴：AC 0.6Kw；Z轴：AC 1.0kW 2．数控系统的主要技术规格
控制轴数——2轴（X轴、Z轴，手动方式时仅1轴）联动轴数——2轴
最小输入增量——X轴：0.001mm ；Z轴：0.001mm 最小指令增量——X轴：0.0005mm/P； Z轴：0.001 mm/P 最大编程尺寸—— ±9 999.999mm 程序存储量——256M；程序号—— O+4位数字
此外，还有直线插补功能、全象限圆弧插补功能、进给功能、主轴功能、刀具功能、辅助功能、编程功能、安全功能、键盘式手动数据输入（MDI）功能、通讯功能、CRT数据显示功能、丝杠间隙补偿、螺距误差补偿、刀具半径及位置补偿和故障自诊断功能等。
4.2 数控车削加工程序的编制
4.2.1 数控车床的编程特点
（1）在一个程序段中，可以采用绝对值编程、增量值编程或混合编程。
（2）直径方向用绝对坐标编程时X以直径值表示，用增量坐标编程时以径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。
（3）数控装置具备不同形式的固定循环。
（4）本机床具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），可直接按工件轮廓尺寸编程，无需先计算补偿量。（5）不同组G代码可编写在同一程序段内均有效；相同组G代码若编写在同一程序段内，后面的G代码有效。
（6）对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。4.2.2 编程坐标系的设定
1．机床坐标系的建立
机床原点：机床原点为机床上的一个固定点，数控车床一般将其定义在主轴前端面（或卡盘后端面）的中心。
机床坐标系：是以机床原点为坐标原点建立的X、Z轴两维坐标系。Z轴与主轴中心线重合，为纵向进刀方向；X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。
机床参考点：是指刀架中心退离距机床原点最远的一个固定点。该位置由设置在机床X向、Z向滑板上的机械挡块通过行程开关来确定。2．编程坐标系（或称工件坐标系）的设定
编程坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。编程坐标系的原点就是编程原点。而编程原点是人为设定的。数控车床工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。设定编程坐标系的指令格式：
G50 X＿ Z＿ ； 说明：
1）G50表示编程坐标系的设定，X、Z表示编程原点的位置。
2）程序如设该指令，则应在刀具运动指令之前设定。
3）当系统执行该指令后，刀具并不运动，系统根据G50指令中的X、Z值从刀具起始点反向推出编程原点。
4）在G50程序段中，不允许有其他功能指令，但S指令除外，因为G50还有另一种功用（设定恒切削速度）。
4.2.3 常用编程指令的使用
1．快速定位G00 2．直线插补G01 3．圆弧插补G02、G03 4．程序延时（暂停）G04 7．参考点返回检测G27 8．自动返回参考点G28 9．主轴控制G96、G97 11．螺纹车削G32 4.2.4 车削加工循环
1．单一外形固定循环G90、G92、G94 2．复合固定循环指令
这类循环功能用于无法一次走刀即能加工到规定尺寸的场合，主要在粗车和多次走刀车螺纹的情况下使用。如在一根棒料上车削阶梯相差较大的轴，或车削铸、锻件的毛坯余量时都有一些重复进行的动作，且每次走刀的轨迹相差不大。利用复合固定循环指令，只要编出最终走刀路线，给出每次切除的余量深度或循环的次数，机床即可自动地重复切削，直到工件完成为止。4.2.5 刀具补偿功能
由于刀具的安装误差、刀具磨损和刀具刀尖圆弧半径的存在等，因此在数控加工中必须利用刀具补偿功能予以补偿，才能加工出符合图纸要求的零件。此外合理的利用刀具补偿功能还可以简化编程。
刀具功能又称T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能。格式：
T ××
××
刀具号
刀具补偿号
说明：1）刀具号从01~12；刀具补偿号从00 ~16，其中00表示取消某号刀的刀具补偿。
2）通常以同一编号指令刀具号和刀具补偿号，以减少编程时的错误，如T0101表示01号刀调用01补偿号设定的补偿值，其补偿值存在刀具补偿存储器内。1．刀具位置补偿 2．刀尖圆弧半径补偿
3．实现刀尖圆弧半径补偿功能的准备工作 4．刀尖圆弧半径补偿的方向
5．刀具半径补偿的建立或取消指令格式 4.2.6
辅助功能（M功能）
主要控制机床主轴或其他机电装置的动作，还可用于其他辅助动作，如程序暂停、程序结束等。
1．程序停止M00 2．选择停M01 3．程序结束M30、M02 4．主轴旋转指令M03、M04、M05 5．冷却液开关M08、M09 6．调子程序（M98），子程序返回（M99）4.2.7 宏程序简介
所谓宏程序就是把一组数值或变量预先存于一组地址中，当需要时，就用特殊的调用指令调用该变量的地址即可，这些特殊的调用指令就叫宏程序指令，简称宏指令，由宏指令组成的程序叫宏程序。
4.3 数控车床的操作面板及操作简介
4.3.1 操作面板
4.3.2 机床操作简介
1．手动返回机床参考点 2．机床的急停
3．刀具补偿值的输入和修改 4.4 车削加工编程实例
四、课后习题或作业及答案
五、思考题或期末复习题
第5 章
数控铣床编程
一、内容简介
本章讲述数控铣床的编程特点及各编程指令的使用和数控铣床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控铣削加工程序的编制。
重点：
数控铣削编程基础； 数控铣床基本编程方法
难点：
刀具补偿、子程序、计算参数和程序跳转、循环
二、掌握程度
了解：控铣床的用途、布局、主要参数及其操作
掌握：控铣床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控铣削加工程序 熟悉：数控铣加工过程
三、课程讲述 5.1 概述
5.1.1 数控铣床的用途、布局
XK5032A是一种可以加工复杂轮廓的中型立式数控铣床，数控系统采用高性能的 西门子SINUMERIK 802D系统。该系统抗干扰性能好、可靠性高、功能强，可实现三轴控制和三轴联动，除可完成复杂的轮廓加工外，还能实现镜像加工、轮廓放大或缩小、钻孔和铣削循环加工等。
5.1.2 数控铣床主要技术参数 1．基本规格
工作台工作面积（长×宽）工作台最大纵向行程 工作台最大横向行程 工作台最大垂直行程 主轴套筒移动距离
主轴端面到工作台面距离 主轴转速范围 主轴转速级数 工作台进给量 纵、横向快进速度
垂向快进速度主电动机功率 机床外形尺寸（长×宽×高）
2．数控系统的主要技术规格 控制轴数 联动轴数 最小设定单位 最小移动单位 最大指令值 定位精度 重复定位精度 程序存储量 5.2 数控铣削编程基础
5.2.1 数控铣床的编程特点
（1）铣削是机械加工中最常用的方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣削。二坐标联动用于加工平面零件轮廓；三坐标及以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工。
（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方式。一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补等多种插补功能。
（3）编程时要充分熟悉机床的所有性能和功能。如刀具长度补偿、刀具半径补偿、固定循环、镜像、旋转等功能。
（4）由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。5.2.2 基本编程功能指令
数控铣床与数控车床的编程功能相似，数控铣床的编程功能指令也分准备功能和辅助功能两大类。以西门子SINUMERIK 802D数控系统为例介绍数控铣床的基本编程功能指令。
1、程序结构
（1）程序名
SINUMERIK 802D数控系统程序名的命名规则是开始的两个符号一般是字母、其后的符号可以是字母、数字或下划线、最多为16个字符，但不得使用分隔符。例如将程序命名为AB001、L10等。
（2）程序段
程序段是由若干字段和结束符组成。段结束符表示程序段结束。在程序编写中进行换行或按输入键可以自动产生段结束符。编程时大写字母和小写字母没有区别。所以在计算机上编写并通过通信方式输入数控系统的程序，字母可以不分大小写。但一般用大写字母。
2、准备功能G
G功能指令是用地址字符G和后面的数字来表示的 3．辅助功能M M功能指令是用地址字M及后面的数字表示的，其书写格式和含义同数控车床。
4．其他功能
（1）F功能
进给速度F是刀具轨迹速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。G94为进给速度（mm/min）；G95为进给率（mm/r）（只有主轴旋转控制才有意义）。
（2）S功能
S功能指令表示数控铣床主轴的转速，单位为r/min。主轴的旋转方向和停止转动通过M指令（M3主轴顺时针转动；M4主轴逆时针转动；M5主轴停止转动）来实现，如编程M3 S1000表示主轴顺时针转动，转速为1000r/min。
（3）T功能
T功能指令表示选择刀具，用T1~T32表示，如T2表示选用2号刀具。5.3 数控铣床基本编程方法 5.3.1 坐标轴运动
1．快速移动指令G0
快速移动指令G0用于快速定位刀具，模态有效。
2．直线插补G
1本指令使刀具以直线插补方式从起始点移动到目标点，并以F编程的进给速度运行。
3．圆弧插补G2、GG2指令表示在指定平面顺时针插补；G3指令表示在指定平面逆时针插补。平面指定指令与圆弧插补指令的关系见图5-11所示。
5.3.2 倒圆和倒角
在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆，指令CHF=…或者RND=…与加工拐角的轴运动指令（G1、G2、G3）一起写入到程序段中，只在当前平面中执行该功能。
5.3.3 刀具补偿 本系统具有刀具长度补偿和半径补偿功能，刀具的有关参数被单独输入到一专门的数据区，包括刀具长度及半径的基本尺寸、刀具磨损尺寸和类型等参数。在程序中只要调用所需的刀具号及其补偿参数，控制器就利用这些参数执行所要求的轨迹补偿，就能加工出满足要求的工件。
5.3.4 子程序
（1）用子程序编写经常重复进行的加工，比如某一确定的轮廓形状。子程序的结构与主程序的结构相同，在子程序中最后一个程序段用M02指令结束程序运行，也可以用RET指令结束子程序，但RET指令要求占用一个独立的程序段。
（2）子程序名可以自由选择，其方法与主程序中程序名的选取方法一样，但扩展名不同，主程序的扩展名为“.MPF”，在输入程序名时系统能自动生成扩展名，而子程序的扩展名“.SPF”必须与子程序名一起输入。
（3）在子程序中，还可以使用地址字符L，其后面的值可以有7位（只能为整数），地址字符L之后的0均有意义，不能省略。
（4）在一个程序中（主程序或子程序）可以直接利用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序名后的地址P下写入调用次数，最大调用次数可达9999（P1~P9999）。
（5）在子程序中可以改变模态有效的G功能，比如G90到G91的变换。在返回调用程序时要注意检查一下所有模态有效的功能指令，并按照要求进行调整；对于R参数也需同样注意，不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数R来修改下级程序界面的计算参数。（6）本系统子程序嵌套最多为四级 5.3.5 计算参数和程序跳转
要使一个NC程序不仅仅适用于特定数值下的一次加工，或者必须要计算出数值的情况，这两种情况均可以使用计算参数。你可以在程序运行时由控制器计算或设定所需要的数值；也可以通过操作面板设定参数数值。如果参数已经赋值，则它们可以在程序中对由变量确定的地址进行赋值。
在加工非圆曲面时，系统没有定义指令，这就需要借助计算参数R，并应用程序跳转等手段来完成曲面的加工。5.3.6 循环
循环是指用于特定加工过程的工艺子程序，比如用于钻孔、镗孔、铰孔、攻丝、排列孔加工、凹槽切削和坯料切削等，只要改变参数就可以使这些循环应用于各种具体加工过程，可大大减少编程工作量。
5.4 数控铣床的操作面板及操作简介
5.4.1．操作面板简介
5.4.2 机床操作简介 5.5 铣削加工编程实例
四、课后习题或作业及答案