数控技术教案
本章重点:1.数控机床概念
2.数控机床采用的新颖机械结构 3.数控机床按检测系统的分类 一般了解:数控机床的组成、数控机床的优缺点、数控机床的发展趋势
一、数字控制:用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种控制方法。
数控机床:国际信息处理联盟(IFIP)第五技术委员会,对数控机床作了如下定义:一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。
二、数控机床的产生与发展:
(一)产生:
1、传统的生产方法已满足不了生产需求
1)单件小批量生产——占70%,一般用试切法,技术水平要求高,劳动强度大,精度不高,无法实现自动化。如:普通车、铣、1 刨、磨床等
2)工艺流水作业——调整法加工,生产率提高,精度提高,成本低,品种多,采用组合机床,多机床配合,环节出现问题,生产停滞。3)自动机床:用凸轮控制,适于生产简单工件,且改型困难
2、社会的需求 1)品种多样化
2)零件精度和形状复杂程度不断提高 3)生产品种的频繁换型
3、技术上的可行性
1)电子计算机的发明 2)电子技术的发展
a、现代控制理论的发展 b、各种功能优越件的产生 2 c、大规模集成电路的出现 3)新颖机械结构的出现
a、滚珠丝杠—代替普通丝杠,动作更灵活,间隙更小,精度提高 b、滚动导轨—代替滑动导轨,移动灵活,克服爬行和前冲现象 4)机床动态特性的研究成果
使机床的刚度更好,主轴转速更高,抗振性提高
由于生产的发展要求出现新的生产工具,而在技术上又已具备了条件,于是在1948年,美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想,并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。(二)发展:
1952——1959年,电子管制成数控机床控制系统 1959——1965年,晶体管制成数控机床控制系统 3 1965——1970年,小规模集成电路 1970——1974年,大规模集成电路
1974——,微型计算机
三、数控机床的组成: 数字 控制 计算机
伺服系统 PC控制部分 液压、气动系统 机械部分 数字控制计算机:处理加工程序,输出各种信号,控制机床完成各种运动。PC控制部分:介于控制计算机和机械、液压部件之间的控 制系统,接受计算机输出的指令信号,经过编译、逻辑判断、功率放大后,直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件,完成相应的动作。
以上两部分加上输入输出设备、驱动装置等可以和 称为——计算机数控系统(Computerized Numerical Control System)也可简称为CNC系统。目前通常所 说的数控系统,一般均指计算机数控系统。4 液压、气动系统:辅助装置,用来实现润滑、冷却、夹 紧、转位、排屑等功能。
机械部分:包括主运动部件(主轴)、进给运动执行部分(工作台、拖板、床身等)
伺服系统:根据CNC发来的速度和位移指令,控制执行 部件的进给速度、方向、位移。
四、数控机床的加工运动:
主运动(控制主运动可以得到合理的切削速度)一般指主 轴转速。
数控机床需要无级变速,一般采用变频器控制变频
电机来实现无级变速。如:XKA714采用日本安川变频器,河北变频电机。
进给运动(控制进给运动可以得到不同的加工表面)用伺 服电机或步进电机来控制丝杠的转动,从而带动工作台或刀具在二维、三维空间内进行移动,加工出各种曲面。
五、数控机床的优缺点: 优点:1.精度高,质量稳定 5 液压、气动系统:辅助装置,用来实现润滑、冷却、夹 紧、转位、排屑等功能。
机械部分:包括主运动部件(主轴)、进给运动执行部分(工作台、拖板、床身等)
伺服系统:根据CNC发来的速度和位移指令,控制执行 部件的进给速度、方向、位移。
四、数控机床的加工运动:
主运动(控制主运动可以得到合理的切削速度)一般指主 轴转速。
数控机床需要无级变速,一般采用变频器控制变频
电机来实现无级变速。如:XKA714采用日本安川变频器,河北变频电机。
进给运动(控制进给运动可以得到不同的加工表面)用伺
服电机或步进电机来控制丝杠的转动,从而带动工作台或刀具在二维、三维空间内进行移动,加工出各种曲面。
五、数控机床的优缺点: 优点:1.精度高,质量稳定 5 传动精度高(滚珠丝杠),摩擦阻力小(滚动导轨),设有检测元件(矫正误差)程序自动加工,避免认为误差。2..生产率高,采用高硬度的硬质合金刀具,因而切
削速度提高,可实现自动换刀,空行程速度快:15m/min~240m/min,因而缩短了辅助时间。
3.功能多,一次装夹可完成多种加工,消除因重复 定位而带来的误差。如:数空镗铣床、纵切机床。4.适应不同零件的自动加工,要换零件品种,只需 改变程序。
5.能完成复杂形面的加工,如:螺旋桨面 6.减低劳动强度,有较高经济效益。缺点:1.价格昂贵,一次性投资大 2.维修和操作较复杂 数控机床的结构特点: 1.增加机床的刚度 2.注重散热和排屑
3.采用滚珠丝杠和滚动导轨,或塑料贴面导轨 6 4.采取了传动消除间隙机构,提高了传动精度
六、分类: 1.按工艺用途分 2.按加工路线分
点位控制系统:孔坐标位置精度要求高,如:钻床、镗 床、冲床等.轮廓加工控制系统:刀具轨迹运动精度要求高,如铣床 3.按有无检测装置分:
1)开环系统—无位置检测装置 2)闭环系统—检测元件装在床身和移动部件上 3)半闭环系统—检测元件装在电机尾部 4.按可联动坐标数分: 二坐标联动——数控车床
三坐标联动——数控铣床
在工作台上装数控分度头,即四坐标联动,使工作台 沿X轴可转动,即轴联动。
七、数控机床的发展趋势:
1.先进的自检能力:提高机床的综合性能 7 2.向高速、高精度发展:分辨率可达0.01微米,进给 速度可达400~800mm/min 3.更高的生产率,利用率:自动换刀
4.单元模块化:控制单元、伺服单元、机械部件已模块
化生产,需要时组装,如:XKA714机械部分北京一机床,CNC西门子生产
5.更强的通讯、图象编程、显示功能:计算机编程
八、单机 FML柔性制造生产线 FMS柔性制造系统 FMS FMS...机械手 单机 单机...FML FML...FA自动化工厂
九、数控机床加工特点 数控机床是新型的自动化机床,它具有广泛通用性和很高的自动化程度。数控机床是实现自动化最重要的环节,是 8 发展柔性生产的基础。数控机床在加工下面一些零件中更能显示优越性:
1)批量小(200件以下)而又多次生产的零件 2)几何形状复杂的零件
3)在加工过程中必须进行多种加工的零件 4)切削余量大的零件 5)必须严格控制公差(即公差带范围小)的零件6)工艺设计经常变化的零件
7)加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件8)需要全部检验的零件,等 9 发展柔性生产的基础。数控机床在加工下面一些零件中更能显示优越性:
1)批量小(200件以下)而又多次生产的零件 2)几何形状复杂的零件
3)在加工过程中必须进行多种加工的零件 4)切削余量大的零件 5)必须严格控制公差(即公差带范围小)的零件6)工艺设计经常变化的零件
7)加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件8)需要全部检验的零件,等 9 第二章零件加工程序的编制 第一节 概述
本节重点:1.数控加工基本原理 2.数控机床编程方法
一、数控加工基本原理
零件图纸 工艺分析 穿孔带 数据计算 编程 控制机 伺服电机 机床部件 成品 伺服电机 伺服电机 机床部件 机床部件
二、数控机床程序编制的内容和步骤
主要内容:分析零件图、确定加工工艺过程、进行数学处
理、编写程序清单、制作控制介质、进行程序检查、程序输入、工件试切 步骤:
分析零件图纸 工艺处理 数学处理 编写程序清单 程序输入 程序检查 数控系统 数控机床试切 零件毛坯 成品零件 10 1.分析零件图和工艺处理
分析零件图,决定加工方案,确定加工顺序,设计夹具,选择刀具,确定走刀路线,切削用量等。正确选择对刀点、切入方式。2.数学处理
建立工件坐标系,确定加工路线,计算出各几何元素的
起点、终点、圆心坐标值。(复杂零件或不规则零件坐标点不好找,可以借助CAD画图求出)3.编写程序
根据所使用的数控系统指定的代码及格式编写程序。4.程序输入 以前用穿孔带作为介质,通过纸带阅读机送入数控系统。
现在可以直接用键盘输入,或在计算机中编好后通过相应的软件及接口传入程序。5.程序校验与首件试切 程序必须经过检查校验试切后才可使用。可以通过空运行程序检查轨迹是否正确,还可以用图形 模拟功能。11 首件试切时,一般单段运行,监视加工状况,随时调整
参数,出现问题,立刻停车。
三、数控机床编程方法 1)手工编程 由人工完成零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序清单,直到程序输入、校验,称为“手工编程”。此种方法适用于点位或几何形状不太复杂的零件。2)自动编程
所谓“自动编程”,就是使用计算机或编程机,完成零件编程的过程,使用规定的语言手工编写一个描述零件加工要求的程序,输入计算机中,计算机自动进行计算并生成程序。PowerMill、Mastercam、CAXA等可先画出零件的三维实体图,设置好加工参数、路径,可以自动生成加工程序。
此方法适用于复杂曲面的零件或几何元素不复杂,但程序量很大的零件。
手工编程时间:加工时间约为30:1且NC机床不能开动的原因中20%~30%是由于程序不能及时编出造成的,所以必须要求编程自动化。12 第二节、数控机床编程的基础知识 本节重点:1.程序段格式 2.各功能字作用
国际上已形成了两个通用标准:国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工业学会(EIA)标准。我国根据ISO标准制定了JB3051-82《数字控制机床坐标和运动方向的命名》等国标。由于生产厂家使用标准不完全统一,使用代码、指令含义也不完全相同,因此需参照机床编程手册。
1、程序结构与格式
一个完整的零件加工程序,由若干程序段组成; 一个程序段,序号、若干代码字和结束符号组成; 每个代码字,由字母和数字组成。例:(程序段)
/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ; 程序段结束符 辅助功能代码 坐标值
准备功能代码 程序段序列号 选择程序段跳过符 13 第二节、数控机床编程的基础知识 本节重点:1.程序段格式 2.各功能字作用
国际上已形成了两个通用标准:国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工业学会(EIA)标准。我国根据ISO标准制定了JB3051-82《数字控制机床坐标和运动方向的命名》等国标。由于生产厂家使用标准不完全统一,使用代码、指令含义也不完全相同,因此需参照机床编程手册。
1、程序结构与格式
一个完整的零件加工程序,由若干程序段组成; 一个程序段,序号、若干代码字和结束符号组成; 每个代码字,由字母和数字组成。例:(程序段)
/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ; 程序段结束符 辅助功能代码 坐标值 准备功能代码 程序段序列号 选择程序段跳过符 13 例:设X0=0 Y0=0 Z0=100 Xi=100 Yi=80 刀具初始位置Zi=35 用同一把钻头加工A、B两孔,加工程序如下:
O2001(程序名,一个完整程序存放在内存中的首地址表识符。西门子
用“%”,FANUC用“O”)
N001 G91 G00 X100.00 Y80.00 M03 S650;快速定位到A点,主轴正转,转速650 N002 Z-33.00; 刀具下降33mm,距工件2mm N003 G01 Z-26.00 F100; 直线插补,刀具向下工进26mm穿透工件 N004 G00 Z26.00; 快速返回
N005 X50.00 Y30.00; 快速定位到B点 N006 G01 Z-17.00; 刀具向下工进17mm,进入到工件内15mm N007 G04 F2; 暂停2秒 N008 G00 Z50.00; 刀具快速上移50mm N009 X-150.00 Y-110.00;返回起始点 N010 M02; 程序结束
一个程序段包含三部分:程序标号字(N字)+程序主体+结束符(1)程序标号字(N字):也成为程序段号,用以识别和区分程序段的标号,不是所有程序段都要有标号,但有标号便于查找,对于跳转程序来说,必须有程序段号,程序段号与 14 执行顺序无关。
(2)结束符号:用“;”,有些系统用“*”或“LF”,任何程序段都必须有结束符,否则不与执行。(一般情况下,在数控系统中直接编程时,按回车键,可自动生成结束符,但在电脑中编程时,需手工输入结束符)
(3)程序段主体部分:一个完整加工过程,包括各种控制信息和数据,由一个以上功能字组成。功能字包括:准备功能字(G),坐标字(X、Y、Z),辅助功能字(M),进给功能字(F),主轴功能字(S),刀具功能字(T)等。
2、功能字:
(1)准备功能字(G字):使机床做某种操作的指令。用地址G和两位数字表示,从G00-G99共100种。
非模态G代码:只在它所在的程序段内有效,如:G04、G92、G08、G09(加、减速)
模态G代码:一旦执行就一直保持有效,直到被同一模态组的另一G代码替代为止。如:G00、G01、G02(2)坐标字:由坐标名、带+/-号的绝对坐标值(或增量值)15 构成。X、Y、Z,U、V、W,P、Q、R,A、B、C,I、J、K(3)进给功能字(F字):由地址码F和后面表示进给速度的若干位数构成。(4)主轴转速功能字(S字):由S字母和后面的若干位数字组成。(5)刀具功能字(T字):T地址字后接若干位数值,数值为刀号和刀补号。如 T3 选3号刀具(6)辅助功能字(M字):M地址字后接2位数值,M00-M99共100种M代码。如M00、M02、M03、M04等
(7)刀具偏置字(D字和H字):D字后接一个数值是将规定在刀具偏置表中的刀具直径值调出,当程序中有G41或G42指令时,这个值就是刀具半径的补偿值。H字后接一个数值是将规定在刀具偏置表中的刀具长度度值调出,当Z轴运动时,这个值就是刀具长度偏置值。第三节、坐标系 本节重点:1)数控机床坐标系的确定 2)机床坐标系、工件坐标系、参考点 3)工件坐标系的设定 16
一、坐标轴
数控机床的坐标系采用直角笛卡尔坐标系,其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标系。其名称和方向符合右手法则。坐标轴方向确定: Z轴:无论哪一种机床都规定Z轴作为平行于主轴中心线的坐标轴,如果有多个主轴,应选择垂直于工件装夹面的轴为Z轴。X轴:通常选择为平行于工件装夹面,与主要切削进给方向平行。数控机床的坐标轴及其运动方向a)数控车床b)立式数控镗铣床c)卧式数控镗铣床 工作台旋转坐标A、B、C的方向分别对应X、Y、Z轴按右手螺旋方向确定。+Z:使刀具远离工件的方向。+X:(1).在刀具旋转的机床上(如铣床),如果Z轴水平,当从主轴向工件看时,+X方向指向右方(卧铣)。17
一、坐标轴 数控机床的坐标系采用直角笛卡尔坐标系,其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标系。其名称和方向符合右手法则。坐标轴方向确定: Z轴:无论哪一种机床都规定Z轴作为平行于主轴中心线的坐标轴,如果有多个主轴,应选择垂直于工件装夹面的轴为Z轴。X轴:通常选择为平行于工件装夹面,与主要切削进给方向平行。数控机床的坐标轴及其运动方向a)数控车床b)立式数控镗铣床c)卧式数控镗铣床 工作台旋转坐标A、B、C的方向分别对应X、Y、Z轴按右手螺旋方向确定。+Z:使刀具远离工件的方向。+X:(1).在刀具旋转的机床上(如铣床),如果Z轴水平,当从主轴向工件看时,+X方向指向右方(卧铣)。17 如果Z轴垂直,当从主轴向工件看时,+X方向指向右方(立铣)。(2).在没有旋转刀具、没有旋转工件的机床上(牛头刨),X轴平行于主要切削方向。
注意:编程时认为-刀具运动,工件静止,刀具在刻画工件。
二、坐标原点
1.机床原点:现代数控机床一般都有一个基准位置,称为机床原点(machine origin)或机床绝对原点(machine absolute origin)。是机床制造商设置在机床上的一个物理位置,其作用是使机床与控制系统同步,建立测量机床运动坐标的起始点。一般用“M”表示。或用 表示。2.机床参考点:与机床原点相对应的还有一个机床参考点(reference point),用“R”表示,或用 表示。它是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置,与机床原点的相对位置是固定的,机床出厂前由机床制造商精密测量确定。
3.程序原点:(program origin)编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点,有时也称为工件原点(part origin),用“W”表示,或用 表示。程序原点一般用G92 18 或G54-G59(对于数控镗铣床)和G50(对于数控车床)设置。
三、坐标系
1.机床坐标系:机床原点对应的坐标系称为机床坐标系,它是固定不变的,是最基本的坐标系,是在机床返回参考点后建立起来的,一旦建立,除了受断电影响外,不受程序控制和新设定坐标系影响。通过给参考点赋值可以给出机床坐标
系的原点位置,有些机床把参考点和机床坐标系原点重合。2.工件坐标系:程序原点对应的坐标系称为工件坐标系,这个坐标系由编程员自己设定,只要方便编程即可。但在实际加工中,操作者在机床上装好工件之后要测量该工件坐标系的原点和基本机床坐标系原点的距离,并把测得的距离在数控系统中预先设定,这个设定值叫工件零点偏置。如图: 例1.如车床
工件工件坐标系x距离x距离机床坐标系x 19 刀具例2.如铣床
工件坐标系工作台工件工件距离距离距离一般数控系统可以设定几个工件坐标系。例如美国A-B公司的9系列数控系统就可以设定9个工件坐标系。它们是G54、G55、G56、G57、G58、G59、G59.1、G59.2、G59.3。它们是同一组模态指令,同时只能有一个有效。下面举例说明机床参考点、机床坐标系、工件坐标系的建立及关系:
机床参考点机床坐标系建立工件坐标系如图:通过给机床参考点赋值X=-
3、Y=-2,定义了机床坐标系,然后在机床坐标系中用坐标值X=
3、Y=2定义G54工件坐标 20 系的零点位置。
举例说明工件坐标系与机床坐标系的关系
设刀具在基准点(-6,0),要使刀具从基准点移到A、再到B、C、D、再经O1点返回基准点。
基准点机床坐标系确定工件坐标系程序如下: N1 G00 G90 G54 X10 Y10; N2 G01 X30 F100; N3 X10 Y20;
N4 G00 G53 X10 Y20; N5 X0 Y0; N6 G28 X0 Y0; 举例说明工件坐标系与工件坐标系的关系 21 系的零点位置。
举例说明工件坐标系与机床坐标系的关系
设刀具在基准点(-6,0),要使刀具从基准点移到A、再到B、C、D、再经O1点返回基准点。
基准点机床坐标系确定工件坐标系程序如下: N1 G00 G90 G54 X10 Y10; N2 G01 X30 F100; N3 X10 Y20;
N4 G00 G53 X10 Y20; N5 X0 Y0; N6 G28 X0 Y0; 举例说明工件坐标系与工件坐标系的关系 21 工件坐标系工件坐标系程序如下: G54; 激活G54工件坐标系 G00 X20 Y20; 刀具移到G54工件坐标系中的X20、Y20点 G55 X10 Y10; 刀具移到G55工件坐标系中的X10、Y10点 X3 Y2; 刀具运动到G55工件坐标系中的X3、Y2点
修改偏置表中的偏置值:常用的是手动修改和通过程序修改两种。3.设定工件坐标系
设定工件坐标系原点常用G92或G54-G59(对于数控镗铣床)设置。(1)G92-后面的坐标值是把刀具的当前位置设定在新坐标系中的坐标值。如下例中Ni句设定的坐标系是把刀具所在的位置A点,设定在该坐标系的X=0、Y=0点上。Nj句设定的坐标系是把A点设定在该坐标系的X=100、Y=100点上。G92指令不能 22 命令机床运动。
j设定坐标系设定坐标系通常用G92设定对刀点,数控机床工作时,有时先把刀具移到第一工步的起始点上,利用G92建立工件坐标系。下面以车床为例:
N1 M03 S640 N2 G92 X25 Z40 :
注:先测量工件的直径、长度(25、40),刀具起始位置在A点,主轴启动,手动移动到B点,启动程序,程序运行到G92时,自动把B点定义为新建工件坐标系中的(25,40)点,新 23 工件坐标系建立,加工程序在工件坐标系中运行。
G92的另一功能是移动由G54-G59建立的工件坐标系。如图例 工件坐标系建立G54的新零点 移动后的G55坐标系工件坐标系N3 G55 Y10 X5;在G55坐标系移到X5,Y10点 N4 G54 Y10 X5;在G54坐标系移到X5,Y10点 N5 G92 Y-5 X-5;把刀具所在位置定义新G54坐标系下
Y-5,X-5点,G55同时移动相同增量
N6 Y15 X0; 移动到新G54坐标系下Y15,X0点 N7 G55 Y10 X5; 移动到新G55坐标系下Y10,X10点 举例说明G92、G54-G59的应用:
下图描述了一个一装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法,先以G92为例: 24 如图:
机床参考点向多程序原点的偏移N1 G90;绝对编程,刀具位于机床参考点
N2 G92 X6 Y6 Z0;将程序原点定义在第一个零件的工件原点W1 : : : 加工第一个零件 N8 G00 X0 Y0; 快速返回程序原点
N9 G92 X4 Y3; 将程序原点定义在第二个零件的工件原点W2 : : : 加工第二个零件 N13 G00 X0 Y0; 快速返回程序原点
N14 G92 X4.5 Y-1.2;将程序原点定义在第三个零件的工件原点W3 举例说明G54-G59应用: 首先设置G54-G59原点偏置寄存器: 25 如图:
机床参考点向多程序原点的偏移N1 G90;绝对编程,刀具位于机床参考点
N2 G92 X6 Y6 Z0;将程序原点定义在第一个零件的工件原点W1 : : : 加工第一个零件 N8 G00 X0 Y0; 快速返回程序原点
N9 G92 X4 Y3; 将程序原点定义在第二个零件的工件原点W2 : : : 加工第二个零件 N13 G00 X0 Y0; 快速返回程序原点
N14 G92 X4.5 Y-1.2;将程序原点定义在第三个零件的工件原点W3 举例说明G54-G59应用:
首先设置G54-G59原点偏置寄存器: 25 对于零件1:G54 X-6 Y-6 Z0 对于零件2:G55 X-10 Y-9 Z0 对于零件3:G56 X-14.5 Y-7.8 Z0 然后调用: N1 G90 G54 : 加工第一个零件 N7 G55 : 加工第二个零件 N10 G56 : 加工第三个零件 4.工件坐标系的零点偏置
用G52指令可将工件坐标系的零点偏置一个增量值 G52 X Y Z ; 执行该指令可将当前坐标系零点从原来的位置偏移一个X Y Z 距离。G52与G92比较
区别:G52后面的坐标值是工件坐标系原点的移动值,而G92后面的坐标值是刀具在新坐标系中的坐标值。26 相同:不产生机床移动,只改变工件坐标系位置。
例: 程序 机床坐标系位置 工件坐标系位置 G01 X25 Y25 F55 X25 Y25 X25 Y25 G52 X10 Y10 X25 Y25 X15 Y15 偏置后工件坐标系刀具位置 工件坐标系(机床坐标系)注:G01前无工件坐标系设定指令(如G92),所以工件坐标系与机床坐标系重合,G52偏置后机床坐标系不动,工件坐标系移动。取消方式: 1)用G52X0Y0Z0 2)用G92移动有零点偏置的坐标系 3)程序结束 第四节 常用编程指令
本节重点:1)重点掌握基本编程指令的使用 2)注意车床与铣床编程时的区别 27 3)熟练掌握极坐标编程
4)会使用刀具长度偏置指令及半径补偿指令
一、快速定位方式G00(模态)格式:G00 X Y Z ;
G00轨迹是直线,速度由系统确定,后面的坐标值为终点坐标值,应用于空行程、快进、快退,节省时间,提高效率。
二、直线插补指令G01(模态)格式:G01 X Y Z F ;
XYZ坐标值为直线终点坐标值,可为绝对坐标值或相对坐标值,F为速度指令,改变F值可以改变直线插补速度。*程序中首次出现的插补指令(G01、G02、G03)一定要有F指令,否则出错!后续程序中如速度相同可省略。如速度改变不可省略。
三、1)绝对坐标编程指令G90(模态)格式:G90;
以后出现的坐标值均为绝对坐标值,即刀具运动的位置坐标是指刀具相对于程序原点的坐标。
2)相对坐标编程指令G91(模态)28 格式:G91;
以后出现的坐标值均为相对坐标值,即刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一位置之间的增量。
例:分别用绝对和增量方式编程 绝对方式: 增量方式:
N1 M03 S640; 主轴正转 N1 M03 S640; N2 G90; 选绝对(增量)N2 G91;
N3 G00 X20 Z60; 快进A-B N3 G00 X-60 Z-20; N4 G01 X30 Z40 F100;工进B-C N4 G01 X10 Z-20 F100; N5 G01 X30 Z20; C-D N5 G01 X0 Z-20; N6 G01 X40 Z20; D-E N6 G01 X10 Z0; N7 M02; 结束 N7 M02; 29 格式:G91;
以后出现的坐标值均为相对坐标值,即刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一位置之间的增量。
例:分别用绝对和增量方式编程 绝对方式: 增量方式:
N1 M03 S640; 主轴正转 N1 M03 S640; N2 G90; 选绝对(增量)N2 G91; N3 G00 X20 Z60; 快进A-B N3 G00 X-60 Z-20; N4 G01 X30 Z40 F100;工进B-C N4 G01 X10 Z-20 F100; N5 G01 X30 Z20; C-D N5 G01 X0 Z-20; N6 G01 X40 Z20; D-E N6 G01 X10 Z0; N7 M02; 结束 N7 M02; 29 有些数控系统不用G90、G91区分绝对和增量编程,而是直接用X、Y、Z表示绝对编程,用U、V、W表示增量编程。例: 绝对编程: 增量编程: N1 M03 S640; N1 M03 S640; N2 G00 X20 Z60; N2 G00 U-60 W-20; N3 G01 X30 Z40 F100; N3 G01 U10 W-20 F100; N4 G01 X30 Z20; N4 G01 X0 Z-20; N5 G01 X40 Z20; N5 G01 X10 Z0; N6 M02; N6 M02;
以上程序中没有出现G92指令,G92指令为定义工件坐标系,有些系统用G50(数控车),还有些系统两者都不用(南京仁和),它采用直接对刀,通过输入刀补参数来建立工件坐标。习题:根据下图编写加工程序(加工路径A-B-C-D-A)30 绝对方式: 增量方式: N1 G90 G00 X16 Z50; N1 G91 G00 X-24; N2 G01 Z35 F200; N2 G01 Z-15 F200; N3 X18 Z20; N3 X2 Z-15; N4 G00 X40 Z50; N4 G00 X22 Z30; N5 M02; N5 M02;
**注意数控车床编程特点:X轴方向竖直向下,Z轴方向水平向右;X轴坐标为Z轴坐标2倍,即直径量编程。
注意上例中,程序中有很多坐标字、G功能字被省略。(书22页:若某个方向上的坐标增量值为0,则在程序中可以省略。)表现在绝对编程中:相邻程序段中坐标值相同的坐标字可以省略;而在增量编程中:程序段中坐标值为0的坐标字可以省略。习题:综合运用G00、G01指令编程。31
四、圆弧插补指令G02、G03(模态)G02--顺圆插补(在车床上为逆圆插补)G03--逆圆插补(在车床上为顺圆插补)格式: G02(G03)X Y(Z)I J(K)或(R),F ; X、Y、Z值为圆弧终点坐标值(G90),或是终点相对起点的增量值(G91); I、J、K值为圆心相对于圆弧起点的增量值,且总为增量值; R 值为圆弧半径,该值的正负取决于圆弧的大小,若圆弧小于或等于180度,则R为正值,若圆弧大于180度,则R值为负。F 值为圆弧插补的进给速度。
1例:(此例为车床,X轴方向与铣床不同,注意G02、G03方向)终点 起点圆心32 绝对方式:
G02 X120 Z10 I60 K-40 F300; 增量方式: G02 U60 W-90 I60 K-40 F300;
2例:(比较上例,体会坐标轴方向对圆弧插补方向的影响)绝对方式: G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 J-12 F200 G03 X10 Y20 I-10 增量方式: 33 绝对方式:
G02 X120 Z10 I60 K-40 F300; 增量方式: G02 U60 W-90 I60 K-40 F300; 2例:(比较上例,体会坐标轴方向对圆弧插补方向的影响)绝对方式: G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 J-12 F200 G03 X10 Y20 I-10 增量方式: 33 G91 G00 X-8 Y-10 G02 X-12 Y-12 J-12 F200 G03 X-20 I-10 用R编程:
G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 R-12 F200 G03 X10 Y20 R10习题:综合运用G01、G02、G03等基本指令按照下图编写程序(路径O-A-B-C-D-E-F-G-O)N1 M03 S300; N2 G90 G54 G00 X0 Y0; 快速定位到O点 34 N3 G01 X0 Y15 F100; O-A N4 G01 X10 Y15; A-B N5 G02 X15 Y10 I0 J-5; B-C N6 G03 X18 Y7 I3 J0; C-D N7 G01 X20 Y7; D-E N8 G01 X23 Y5; E-F N9 G01 X23 Y0; F-G N10 G01 X0 Y0; G-O N11 M02;
五、确定插补平面指令G17、G18、G19平面选择可由程序段中的坐标字确定,也可由G17、G18、G19确定。圆弧插补指令后不能同时出现三个方向的坐标字 G17选择XY平面 G18选择XZ平面 G19选择YZ平面
六、螺旋线加工 有些数控系统可利用G02、G03指令进行三维螺旋线加工,即 35 在选定的插补平面内完成圆弧插补的同时在垂直于该平面的第三维方向上进行直线插补。格式:
绕Z轴的螺旋线是在XY平面内的圆弧插补和Z轴的直线插补: G17 G02(G03)X Y Z I J(R)F ;
绕Y轴的螺旋线是在XZ平面内的圆弧插补和Y轴的直线插补: G18 G02(G03)X Z Y I K(R)F ;
绕X轴的螺旋线是在YZ平面内的圆弧插补和X轴的直线插补: G19 G02(G03)Y Z X J K(R)F ;
X、Y、Z、I、J、K、R、F值与平面内圆弧插补的含义一致。例:AB为螺旋线,起点A(10,0,0),终点B(0,10,5),B`(0,10,0)36 圆弧插补平面为XY平面,逆圆插补,程序如下: G90 G17 G03 X0 Y10 Z5 I-10 J0 F100 注:I、J为投影圆弧(AB`)的圆心相对于起点的增量值。
七、切削螺纹指令G33(模态)一般格式: G33 X(Y)Z F ;
若为直螺纹可省略X(或Y),这里指令导程的字是F,有的标准规定螺纹导程用I J K 字。
数控车床、数控镗铣床、加工中心等都有螺纹切削功能,具有螺纹切削功能的机床,主轴上都联接编码器,主轴旋转时由编码器记录主轴的初始位置、转角、转数和旋转速度,由于要多次重复加工,因此螺纹认头必须要准,所谓认头就是每次重复加工时,必须从同一位置进行加工,否则就会乱扣。
例:在加工中心上切削螺纹,工件固定在工作台上,刀具装在主轴上。37 圆弧插补平面为XY平面,逆圆插补,程序如下: G90 G17 G03 X0 Y10 Z5 I-10 J0 F100 注:I、J为投影圆弧(AB`)的圆心相对于起点的增量值。
七、切削螺纹指令G33(模态)一般格式: G33 X(Y)Z F ;
若为直螺纹可省略X(或Y),这里指令导程的字是F,有的标准规定螺纹导程用I J K 字。
数控车床、数控镗铣床、加工中心等都有螺纹切削功能,具有螺纹切削功能的机床,主轴上都联接编码器,主轴旋转时由编码器记录主轴的初始位置、转角、转数和旋转速度,由于要多次重复加工,因此螺纹认头必须要准,所谓认头就是每次重复加工时,必须从同一位置进行加工,否则就会乱扣。
例:在加工中心上切削螺纹,工件固定在工作台上,刀具装在主轴上。37 Z工件iL主轴
程序如下: N1 G90 G00 Y-70.0; 刀具定位于螺孔中心 N2 Z200.0 S45 M03; 主轴正转,刀具沿Z向接近工件 N3 G33 Z120 F5; 第一次切削,导程F=5 N4 M19;主轴定向停止(使主轴每次都停止在同一角度位置,以便找到起始位置)
N5 G00 Y-75; 刀具沿Y向退刀
N6 Z200 M00; 刀具沿Z向退回孔端,程序暂停调刀 N7 Y-70 M03; 刀具对准孔中心,主轴启动 N8 G04 X2; 暂停两秒,便于主轴速度到达 N9 G33 Z120 F5; 第二次螺纹切削 N10 M19; 主轴定向停止 N11 G00 Y-75; 刀具沿Y向退刀
N12 Z200 M00; 刀具沿Z向退回孔端,程序暂停调刀 N13 Y-70 M03; 刀具对准孔中心,主轴启动 N14 G04 X2; 暂停两秒,便于主轴速度到达 N15 G33 Z120 F5; 第三次螺纹切削 38 N16 M19; 主轴定向停止 : NXX M02; 程序结束
切削锥度螺纹时,工件要沿Z和X(或Y)两个方向移动,因螺纹中心线通常与主轴中心线重合,因此,Z向移动总关联导程,而X(或Y)向移动则产生锥度。例:
G90 G33 X10 Z100 F4;
八、极坐标编程
用极坐标(极径和极角)方式编写程序 格式: G16; X Y ;或(X Z ;或Y Z ;)G15; 39 在XY和XZ平面内,X后面的数值是极径的值,Y和Z后面的数值是极角,在YZ平面内,Y字后面的是极径,Z字后面是极角。(极角单位是“度”,逆时针为“正”,顺时针为“负”。极径和极角的值与增量方式还是绝对方式有关,也可以混用。增量方式(G91):极径的起点是刀具当前所在位置,极角是相对于上一次编程角度的增量值,在刚进入极坐标编程方式时,极角的起始边是当前有效平面的第一坐标轴,缺省表示极角为0。
绝对方式(G90):极径的起点总是坐标系的原点,极角的起始边永远是当前有效平面的第一坐标轴。例图,刀具运行轨迹是O-A-B-C 增量方式:
N10 G91 G00 X0 Y0 F150; N20 G01 X10 Y10; N30 G16; N40 X22 Y10; N50 X15 Y260; N60 G15; 40 N70 M30; 绝对方式: N5 G00 X0 Y0 F150; N10 G90;
N20 G01 X10 Y10; N30 G16; N40 X22 Y10; N50 X15 Y80; N60 G15; N70 M30;
极坐标编程中,若后一段中的极径或极角值与前一段相同,则后一段程序中可省略不写,但不能全部省略,至少要出现一个极坐标字。例图:
笔者经过多年的C语言教学活动, 根据多年的教学经验, 组织以下的指针技术教案并加以应用, 此教案只是WORD版, 在PPT教案中, 还加上了动画, 引起了学生浓厚的学习兴趣, 学生们的学习效果不错, 对指针技术不再害怕, 而且对学习计算机技术更有兴趣了。
一指针技术介绍
1. 指针原理
指针其实是计算机内存条中内存字节的物理地址, 之所以称为指针是因为有给CPU指示访问内存条的位置 (CPU访问内存条是以内存字节的物理地址为访问的目的地) 的作用, 即指示方向的作用, 见图1。
2. 指针技术
C语言允许程序员在程序中使用计算机内存字节的物理地址, 即指针。那程序员又如何在程序中使用呢?程序员要想在程序中熟练地运用指针技术, 必须掌握以下三点知识: (1) 指针数据的存储空间的申请方式是什么?——指针变量的定义。 (2) 指针数据的存储如何实现?——指针变量的赋值。 (3) 指针数据如何应用?——内存的间接访问技术。
第一, 指针变量的定义。变量定义的目的是向内存条申请内存字节来存储我们程序中的数据。同样, 程序中当需要使用指针数据时, 程序员也必须将它们存储在内存中, CPU才能访问与使用这些数据 (因为CPU主要是从内存条中获取数据和存储数据) , 见图2。用于申请内存字节来存储指针数据的变量, 就称为指针变量。
程序中, 指针变量的定义格式为:
第二, 指针变量的赋值。指针变量的主要功用是给CPU提供访问其他内存空间 (可称为目标空间) 数据的地址, 目标空间可以采用变量定义方式静态申请得到, 或是在程序被CPU运行时动态申请得到, 见图3。
(1) 当目标空间是静态申请方式得到, 可用取地址运算符 (&) 获取它的地址, 并赋值给相同类型的指针变量。例如:
(2) 当目标空间是在程序被CPU运行时动态申请得到, 在赋值时, 则要注意进行强制类型转换。例如:
第三, 内存空间的间接访问方式。内存空间的间接访问方式是指CPU访问内存空间时, 没能直接访问到目标内存空间, 而是先访问某一块内存空间获取目标内存空间的首地址后, 才能访问到目标内存空间的访问方式。这种访问方式需要使用到间接访问运算符:*。
格式如下, 分为两种情形: (1) 间接读取目标内存空间的数据:*指针变量。 (2) 间接往目标内存空间存储数据:*指针变量=表达式。
例1, 内存空间的间接访问方式举例, 内存空间的变化过程见图4。
二指针技术的高级应用
指针变量主要应用于以下三方面的编程。
第一种应用:在函数之间传递内存空间的物理地址, 突破局部变量内存空间作用域的限制。
例2, 下面程序的功能是交换两块内存空间中的数据, 分析它所使用的技术及此种技术的特点。
分析:程序采用模块化设计, 交换算法组成一个函数, 以代码的重用, 又可增强程序的可读性, 而将被交换数据的两块目标内存空间是在主函数 (main) 申请得到, 它们的作用域就在主函数内, 此时就必须将这两块目标内存空间的地址传递过来, 才能实现对这两块内存空间的访问, 要接收地址数据, 在swap () 函数的形参表中, 就需要定义指针变量才能接收函数调用 (主函数中的语句:swap (&a, &b) ;) 时传递过来的地址。这就是指针变量的主要应用之一。
第二种应用:字符串的存储与访问, 字符串长度的不确定性, 决定了在程序中不适于用变量定义, 即静态方式来申请内存空间存储字符串字符, 较好的方法是实时根据字符串的长度申请合适的内存空间, 这需要指针变量配合使用才能实现。
例3, 使用指针变量来实现字符串的存储与处理。
解析:“student”是一个字符串常量, 它保存在计算机的一个内存区域。用该字符串对字符指针变量p1初始化, 就是把字符串首字符的物理地址赋给p1, 见图5。
与数组配合使用, 以实现控制CPU对数组空间的灵活访问。
例4, 使数组循环移位。有n个整数, 使其前面各数字顺序向后移动m个位置, 最后m个数字变成最前面m个数字, 见图6。写一个函数实现以上功能, 在主函数中输入n个数, 并输出调整后的n个数字。
算法分析:可采用循环移位的方法, 将数组元素值向后移1位, 位于数组末尾的元素值被移出后, 将其放到数组的第一个元素中。重复该移位操作m次后, 就实现了题目所要求的功能。另外, 对于上述移位操作我们利用一个递归函数的形式实现。
代码如下:
/*形参变量array表面上是数组, 实质上它是指针变量, 接收来自主函数数组number空间的首地址*/
三结束语
指针技术是C语言的一大特色, 它增强了C语言编程的技术手段, 若能熟练地掌握及运用, 可提高编程效率以及整个程序的综合效率, 但需要认真研究与领悟, 才能做到这一点。
摘要:计算机语言中的数组技术应用广泛, 是一种计算机内存空间的使用形式, 它是大批量数据存储、字符数据存储、二维表数据存储的基础支撑技术。本文展示了数组技术在程序中的应用, 体现了数组技术的强大, 也指出了数组技术的一般应用。
关键词:指针,指针变量,间接访问方式,课堂教学 (班级教学)
参考文献
[1]谭浩强.C程序设计[M].北京:清华大学出版社, 2009
[2]郑阿奇、丁有和.C教程[M].北京:电子工业出版社, 2010
[3]罗朝盛.C程序设计使用教程[M].北京:人民邮电出版社, 2007
[4]徐翠霞.数据结构案例教程[M].北京:北京大学出版社, 2009
关键词:新课程;教案;个性化
新课程改革给教育界带来了新的气象、新的活力,也给我们带来了新的迷惑。很多不成问题的问题都摆在了我们的面前,教师要不要写教案就是其中的一个问题。我想没有人会提出来上课不需要备课,但却有人提出上课可以不写教案,这是对备课和写教案的关系没有一个清楚的认识,把备课和写教案隔离开了。其实备课和写教案是同一事物的两个方面,备课,就是上课之前进行教学构思(或称之教学设计)及做相关的准备工作,这是完成一节课的必备工作。写教案就是将“课之前进行教学构思(或称之教学设计)及要做的相关准备工作”以文字的形式记录下来,这也是一个重要的工作程序。
反对写教案的教师认为,我们可以在心中备课,提出了“心案”的概念。我个人比较羡慕这些老师,也许他们有着超人的记忆能力,我只知道“好记性不如烂笔头”,写教案不仅可以在教学时给我们思路的提示,也可以及时地把自己的智慧成果记录下来,便于日后回忆、总结。而且没有教案这一“工作历程”的物质化形式,谁能知道你是否真有“备”这一“工作历程”呢?也许我是“以小人之心度君子之腹”了,我们大部分教师还是能认真备课的。为什么又有这么多教师质疑写教案呢?
其实,大部分教师反对的不是写教案,而是旧的教案管理模式。教案是对备课这一工作历程的记录,照理说是如何思就如何写。但旧的教案管理模式不仅对教案的格式有规范化的要求,还要用各种要求来评判教师的工作:书写是否认真、是否提前几天完成等等。当写教案已经不是备课的需要,而变成了应付检查的无奈时,教师只能是想说爱你不容易。面对管理,我们无法不写教案,但是写的是什么,自己都不知道了,于是,胡写教案、抄写教案、教案翻新等现象也就不奇怪了。
笔者认为,教案还是要写的,但大可不必拘泥于规范格式,把自己的所思所想、教学思路写出来就可以了。我们可以通过写个性化教案的形式来提高教案的灵活性和适应性。主管部门也大可不必非要对教案制定出个“子、丑、寅、卯”来,把更多的精力放在对教育教学的指导不是更好?至于教学质量的监督,可以通过听课、调查、说课等方式实现。只有做到没有强制的规定,没有规范化的要求,写最适合自己的教案个性化教案,才是每个教师的心愿。那么何为个性化教案?
个性化教案是指教师以学生的实际学习情况为依据,通过研究文本的核心教学价值,结合自己的教学风格,参考编者的编排意图,在综合考虑以上因素的基础上确定教学内容、选择教学方法,从而创设出能体现学生个性、文本个性、教师个性的教案,并且依据课堂动态情境弹性灵活地进行教学;概言之,个性化教案是教师整合教材、学生、教学情境和教师自身等多种因素而形成教学活动的蓝本,其本身就是一种课程,一种基于人(学生和教师)、情境(教学过程)对学科课程进行二次加工的课程。个性化教案融入了教师对学生的具体分析,对教材的独特理解,体现了教师的教学追求,使得教案不再是应付上级检查的“鸡肋”,而是教师个人的创造性成果,并通过课堂教学体会到教学的尊严与快乐,真正地提高了课堂效率和教师的专业素养。个性化教案的好处不用多说,关键是如何写好个性化教案,笔者认为,应注意以下方面:
一、个性化教案要体现学生学习个性
学生的实际情况是教学的前提,我们必须以学定教,而不是以教定学。个性化教案设计应以“分析学习需要”为起点,而学习需要的分析主要包括“学习者的分析”和“学习内容的分析”,因此,充分了解学生的学习状况是科学进行教案设计的基础。了解学生,可分为了解共性和了解个性两类。了解共性指对学生一般心理特征的了解,是对学生共同的、规律性特点的认识;了解个性则是对自己所教班级学生的个性化了解。个性化教案就应该从学生学习需要出发,以促进学生“怎样有效的学”为主要思考依据,重点以学生“学什么”“怎么学”“学到什么程度”“采用什么方式学”等问题为主要内容进行教学设计。
二、个性化教案要體现文本个性
文本是确定课堂教学内容和进行教学设计的主要依据。文本是固定不变的,是客观存在的,但文本也是活的,是一个多面体,横看成岭侧成峰,不同的教师对文本的教学内容有不同的处理。现实中教师写教案是用来应付检查的,但每个教师对文本多多少少都有自己的处理,真正的上课依据也是来源于这种处理。但不管如何处理,都应抓住该文本的核心教学价值,也就是文章所独有的价值。华东师大郑桂华老师认为,确定文本的核心价值主要从“具有语文特点、具有明显特征、具有统领性、具有类概念”等方面考虑。只有掌握了文本的核心教学价值,才能使我们的教案真正发挥其教育价值。当然,确定文本的核心价值还要符合学生的实际需要,并且结合编者的编排意图,考虑教学内容的连续性。这样设计的教案才能体现文本的个性,否则很容易出现“把诗歌教成了散文、把散文教成了小说”的笑话。
三、个性化教案要体现教师的教学个性
“教师即课程”,教师的个人修养、性格特点、知识底蕴等作为一种隐性课程参与并影响着教学。因此才有同一篇课文不同的教师会设计出不同的教案;同一篇教案不同的教师上出不一样的效果。教师创设教案在遵循学情、文本等重要因素的同时,还要尽可能扬长补短,发挥自己的教学特长,擅长思辨的设疑,擅长朗读的范读,擅长写作的多下水;在这一方面,很多有名的教师可以给我们启示:谈到于漪,我们会想到她的激情;谈到李吉林,我们会想到他的巧妙的情境设计;谈到朱震国,我们会想到他的天籁之音;谈到余映潮,我们会想到板块教学……总之,尽可能发挥自己的教学特长,体现自己的教学特色,形成自己的教学风格,才能实现自己的教学追求。
四、个性化教案要体现课堂的动态生成
课堂是动态的,一成不变的课堂教学,忽视学生的即时学习状况,机械执行教案,必然会使课堂僵化呆板,效率低下。那些通过多次排练而成的“示范课”是一种“表演课”,是上给听课者看的,而不是为学生的成长而上。因此,教师不管上什么课,都应依据课堂情境灵活机动地实施教学,这就是我们所说的“生成”教学。但是生成型的课堂具有很大的偶然性,甚至是一定的不可控性,要想处理好,需要极大的教师智慧,难度很大。那么我们在进行教学设计时如何用个性化教案来满足动态生成的需要?我们可以在教案设计时进行弹性预设,有了弹性预设,自然更有利于弹性地进行教学。所谓弹性预设是指教学方案为满足教学生成的需要而预备充分的空间,保留足够的余地。
参考文献:
杨啸云.教师教案[M].北京:高等教育出版社,2004.
一、课程标准对本章的要求
1、知道技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。
2、知道技术的发展需要发明和革新,并能通过案例进行说明。
3、理解技术对个人生活、经济、社会、环境、伦理道德等方面的影响,能对典型案例进行分析。理解技术活动往往需要综合运用多种知识。
4、知道知识产权在技术领域中的重要性,了解专利的作用、有关规定及申请办法。
二、教学目标
知识与技能
1.理解技术的产生于人类的需要之间的关系。
2.理解技术对个人的生活、经济、社会和环境等方面的影响,能对典型案例进行分析。
过程与方法
1、通过举例分析,形成和保持对待技术问题的敏感性。
2、通过讨论和实践,切身感受“以人为本”的技术设计理念。情感态度与价值观
培养学生的兴趣、激发学生的学习热情,树立“以人为本”的技术设计理念以及对待技术的积极情感和正确使用技术的意识。
三、教学重点、难点。
理解技术的产生与人类的需要之间的关系。
形成正确的技术价值观,能够理性的对待技术的两面性的问题。
四、学生情况分析
这堂课的授课对象是我校高一新入学的新生,这些学生有两个突出的特点:1.由于大多数家庭都经历过下岗再就业的过程,所以,这些学生对将来在社会上如何生存这一话题特别敏感。2.进入新学校,对新开设的课程,有强烈的学习欲望。
五、课时安排:
2课时
六、教材分析
本章作为《技术与设计1》的第一章,既是全书的逻辑起点,也是全套教材的逻辑起点,因此不仅对全书具有引领作用,对全套教材也具有引领作用,他为学生理解技术及其性质、走入技术世界搭建了平台,也为学生开展技术设计的学习奠定了基础。本章通过引领学生走进技术世界,理解技术的基本知识,感悟技术产生与发展的历程,掌握看待和分析技术问题的方法,形成对技术的敏感性和对待技术的积极情感,从而为学生进行其他模块的技术学习奠定了良好的认知和情感基础,较好地实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。
“技术的价值”一节是通用技术课程的开篇之节,尤其显得重要,这一节主要是讲技术在人类社会的发展中,对人类的生活所起到的重大作用。(通过学习要使学生知道为什么要学习技术并产生对技术的感情。特别要注意的是,应使学生知道为什么每个人都需要学习技术,都需要有一定的技术素养。通过教学,应使学生体会为什么要学习通用技术课。因此,这一节课的教学应当十分生动有趣、吸引学生。但对于理解技术的性质方面的要求却不一定太高,使学生“了解”即可,)这一节的教学目标是:1)理解技术的产生于人类的需要之间的关系。2)理解技术对个人生活、经济、社会和环境等方面的影响,能对典型案例进行分析。
这一节的线索是:技术与人----技术与社会------技术与自然
教材一开始就用历史的眼光来看待技术的发展与人类的需求之间的关系,“从人类磨制石器、钻木取火开始,技术就为满足人类的需求而开始了他的历史旅程”。旗帜鲜明地讲述了技术的发展史其实就是技术为了满足人类不断增长的需求的发展史,教材中以“从火到灯----人类走向文明的历程”这一案例分析入手,一下拉进了技术与学生之间的距离,揭示了技术的发展的目的到底是为了什么?用“灯火象征着光明、希望和威力。从普罗米修斯盗火拯救人类,到阿拉丁神灯实现人的愿望,再到宝莲灯赋予人力量,这些神话充分说明了灯火在人们心中的重要地位和作用,”给与学生强烈的震撼,使学生深刻地感受到了技术的产生与发展,能更好的满足人们的需求,使人们生活得更精彩更幸福。从而引入了技术具有保护人、解放人和发展人的作用这一技术与人的关系来,使得学生更有感觉。这里没有纯粹的说教,有的只是用事实来说话,用亲身的体验来证明,从历史的角度来感悟。在技术与社会这一部分中,教材从技术与工业、技术与农业、技术与军事等三方面用典型的案例进行了阐述。虽然学生能明显感到随着技术的进步,生活水平得到了大幅度的提高了,但认识上还是有许多误区,如技术的发展导致失业的问题,教材中特意设计了一个辩论,“有人认为,技术发展导致了失业,也有人认为,技术的发展提供了就业机会,请就此展开辩论”。学生通过辩论并在老师的引导下,就会更加加深技术推动社会发展的理解,通过这一部分的案例分析使学生懂得“技术的发展水平已经成为一个国家综合国力强弱和文明程度高低的标志之一”。技术与自然这一部分强调了人类在利用技术开发、改造自然时,应把握合理的尺度,注意对自然的保护。突要与自然和睦相处的绿色技术价值观
教材要求让学生理解技术因人而生、为人服务这一深刻内涵,并能够以这一内涵为线索,正确理解技术对人、对社会和环境的影响,所以这一节的教学难点就是学生对技术因人而生、为人服务的深刻理解。重点是使学生对技术形成初步的正确的价值观。本节课从表面上看是从技术与人、技术与社会、技术与自然三个方面来阐述技术的价值的,实际上主线仍然是技术与人的关系,社会是由人类组成的,技术为社会服务实际上就是为人造福,人类是自然中的一部分,不能把人类高高驾凌于自然之上,爱护自然就是爱护人类自己,所以爱护自然、保护自然也是人的正当需求。
七、教学用具
多媒体、头盔、三种穿针器(具有递进关系)、石块、核桃夹、开瓶器等。
八、教学方法
在教学中教师先用《赤裸的城市》一文为起点,再用学生既感到神奇又贴近生活的实物展示作为案例说明,来激发学生探究知识的欲望,拉近老师与学生、学生与课堂的距离,形成一种民主、和谐的课堂气氛,正文以案例分析为主,通过演示、讨论、讲授和学生亲身体验等使学生感受到技术对于人、社会、自然的重要意义。
九、教学构思与流程
教学是以人的需求不断推动技术的产生和发展作为切入点,以技术对人具有保护、解放和发展的价值和意义为逻辑起点,以技术促进社会生产的发展、丰富社会文化的内容、改变社会生活方式、实现人与自然的和谐相处为重点讲述内容。这一节课文中是选择“照明技术的产生与发展”这一案例作为导入的,照明对于学生来说是再常见不过的了,服照明技术的产生及发展也是人类走进文明时代的标志之一。照明技术从无到有,丛点火照明到将来可能的人造太阳技术,它的发展昭示着人类文明进程的步伐。因此,以此为例很有价值。从另一方面说,学生对照明技术了解得并不全面,从这个案例讲起容易激发学生的学习兴趣和探究欲望。第一节以照明技术的发展与进步这一案例为起点,从整本教材来看,所有的内容都是由台灯这条线串联起来的,台灯的主要功能是照明。这也是合乎逻辑的。
第一部分:我先用,让学生知道我们时时刻刻都处在技术世界之中,离开技术的世界是不可想象的。引入课程的介绍,接着在介绍技术的含义(这里从技术的含义入手来介绍技术,这本身和其他学科就有所不同,这里用含义而不用定义,会留给学生很大的想象空间)。然后就以照明技术从火把到灯的的发展历程为起点直到未来可能的人造太阳的产生,老师介绍后让学生分析:1.为什么会产生照明这种技术,是什么动力推动照明技术不断发展的,从而引入技术是因人而生、为人服务、为人造福的这一理念。2.没有了电灯,你的生活会变成什么样子?从而引入“技术的价值”这一主题。(这一部分从实例分析出发,让学生在学习和讨论中自然而然领悟到技术因人而生为人服务这一理念,再通过两个问题的讨论和总结,进一步得出技术具有价值的内涵是技术能够为人类造福它才具有价值。)
第二部分:1.从技术具有保护人、解放人和发展人的三个不同角度来讲述技术对人的价值,在讲技术具有发展人的作用时,重点侧重于技术对人的精神领域、对人的自我发展的作用和价值。这一部分知识因为与学生离得最近,所以我分别用实物头盔的作用,、信号灯的作用等试验来让学生感受到技术具有保护人的作用,如何砸核桃、开瓶等试验来让学生感受到技术具有解放人的作用这些感受会使学生切身体会到技术对人的价值。2.从技术对社会生产、社会生活、社会文化、政治军事等方面来讲述技术的作用和价值。在这里要重点讨论书中第六页的辩论,这有助于学生正确地认识技术的发展给我们生活所带来的变化,使他们能够主动地理解技术、接受技术、热爱技术,并能萌发探索新技术的愿望。3.从技术与自然的和谐相处说起,用都江堰水利工程来激发学生的爱国热情和与自然和谐共处的美好愿望,再讲三门峡水库给我们带来的启示,和学生共同探讨技术应用的两面性。使学生确立正确的技术价值观。最后总结出人类利用技术开发和改造自然时,应把握合理的尺度,要注意对自然的保护,不能忽视一些技术与产品对环境可能造成的负面影响。人类要改造和利用自然,更要爱护自然知道我们要与自然和谐共处。
第三部分:总结。让学生填写由老师设计好的表格,从中再次感受技术因人而生、为人服务、为人类造福的深刻内涵,再次理解所有技术的应用都具有两面性,知道技术应用存在两面性也是推动技术向前发展的动力之一。
教学目的
1、了解计算机网络的分类及其系统构成;
2、懂得计算机网络的基本应用;
3、掌握Internet的基础知识。
教学重点
1、计算机网络系统构成;
2、网络地址及域名形式。
教学难点
1、TCP / IP网络协议;
2、统一资源定位器(URL)
教学用具 多媒体电脑
教学方法
讲述法、多媒体教学法、练习法
课时安排 共2课时
第1课时
教学过程
I、引言:我们生活在一个信息社会里,时刻需要获取和交换信息。例如,各商业银行的总行要收集各业务点每天的资金情况,铁道部门要及时了解每一辆火车的运行状况等,这些数量极为庞大的信息怎样才能方便、快捷地传输呢?而计算机网络技术能很好地解决这个难题。那么,究竟什么是计算机网络,计算机网络又有什么用呢?
教学目的
1、了解计算机网络的分类及其系统构成;
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3、掌握Internet的基础知识。
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教学难点
1、TCP / IP网络协议;
2、统一资源定位器(URL)
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教学方法
讲述法、多媒体教学法、练习法
课时安排 共2课时
第1课时
教学过程
I、引言:我们生活在一个信息社会里,时刻需要获取和交换信息。例如,各商业银行的总行要收集各业务点每天的资金情况,铁道部门要及时了解每一辆火车的运行状况等,这些数量极为庞大的信息怎样才能方便、快捷地传输呢?而计算机网络技术能很好地解决这个难题。那么,究竟什么是计算机网络,计算机网络又有什么用呢? IV、教学小结
本节课主要讲述计算机网络的基本概念和分类以及让学生了解计算机网络系统的基本构件和其他的一些相关的网络基础知识。第2课时
教学目的
1、了解计算机网络的分类及其系统构成;
2、懂得计算机网络的基本应用;
3、掌握Internet的基础知识。
教学重点
1、计算机网络系统构成;
2、网络地址及域名形式。
教学难点
1、TCP / IP网络协议;
2、统一资源定位器(URL)
教学用具 多媒体电脑
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教学方法
讲述法、多媒体教学法、练习法
教学过程 I、引言:
前面我们已经学习了计算机网络的一些基础知识,应该说,目前世界上最大的计算机网络可算是Internet(因特网)了。下面我们就一起来了解Internet的知识,看看Internet的作用和使用。Internet起源于1969年的一个广域网计划,由美国国防部高级研究计划署(Advanced Research Project Agency,简称ARPA)发起组建的一个异地计算机网络系统,它是Internet的前身---ARPAnet。
II、讲授新课
三、Internet(因特网)基础
1、连接到接到Inte:①拨号(电话线、牛)②一线通(Mo)③宽带(②一)④其他上网方式 D2、网络协议:①TCP / IP协议②其他协议 Transfer Control Protocol / Internet Protocol:传输控制协议/网际协议
3、网址
(1)统一资源定位器(URL):http:// 主机机地址(域名)Uniform Resource Locator:因特网采用的一种特有的统一地址格式。HyperText Transport Protocol:超文本传输协议 例如:http:// 202.121.103.101(2)域名:①中国中小学教育教学网②金羊网(羊城晚报):一级子域名(cn表示中国)com:二级子域名(com表示商业网站)k12:三级子域名(k12表示“中国中小学教育教学网”服务器名)/
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第一章 信息与信息技术1.欢乐课堂,信息技术第一课2.无所不在的信息3.信息与信息技术4.日新月异的信息技术5.信息技术发展展望第二章 信息获取6.信息获取的一般过程
(一)7.信息获取的一般过程
(二)8.搜索引擎教学设计9.因特网信息的查找
10.文件的下载
11.《多样化的网络数据库及其检索》教学设计
第三章 信息的编程加工和智能化加工
12.信息加工概述
13.信息的编程加工
(一)45 14.信息的编程加工
(二)47 15.编程加工信息
(三)——揭示计算机软件的奥秘
16.信息的编程加工
(四)——用编程方法画函数图像
17.信息的编程加工
(五)59 18.信息的智能化加工
(一)61 19.信息的智能化加工
(二)68 20.信息的智能化加工
(三)70 21.信息的智能化加工
(四)73 第四章 文本和表格信息加工
22.文本信息加工
23.文字处理综合应用
24.文本信息的结构化和图形化表达
25.“飞天圆梦”宣传海报制作
26.表格信息加工
27.表格数据的图形化
28.表格数据加工的多元性
第五章 多媒体信息加工
29.数字化图像采集与加工
30.数字化图像的设计与加工
31.图像的合成与表达
32.图像信息加工
33.数字化音频的简单加工
34.视频、动画信息的简单加工
第六章 信息集成与信息交流
35.共筑网上家园——班级主页
36.“网页制作”教学设计与思考
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37.信息的发布
38.信息的发布方式
39.信息的发布与交流
40.人际信息交流——电子邮件
41.信息交流教学设计
第七章 信息资源管理
42.信息资源管理概述
43.认识信息资源管理
44.信息资源管理
45.个人数字化信息资源管理
(一)46.个人数字化信息资源管理
(二)47.初探网络环境下的抛锚式教学模式
48.体验数据库管理
(一)156 49.体验数据库管理
(二)161
150
针对这种情况, 经过反复调查研究, 结合新课程改革的要求, 我们决定对传统的教案进行改革, 实行“动态教案”。
“动态教案”的提出, 是相对于传统的“静态教案”而来的。传统的教案, 从教学目标到教学过程, 每一个细节都要工工整整、详详细细地写在教案本上。写好后, 不论发现什么新情况、再有什么新设想, 都不能改动。因为改动就要在教案本上“乱添、乱画”, 就会影响教案的整洁与美观, 检查时就有可能影响得分。所以, 教案一旦完成, 就成为一种“静态固定的工艺品”, 姑且称其为“静态教案”。
所谓“动态教案”就是改变传统教案“一次成形、万事大吉”的做法。教师在认真学习课程标准、吃透教材、钻研教参、分析学生的基础上, 设计一个教学基本思路, 制定出上课的基本框架, 框架内的每一个环节都由两部分组成, 一是教师预设, 二是课堂生成。上课前, 教师对课堂进行充分的预设, 填写到相应位置, 如果需要, 可以随时改动;而生成部分则是空白, 这一部分填写的是课堂上师生互动、生生互动的生成情况, 是要在课堂之上甚至是上课之后才能完成的。这样, 教案不再只是课前由教师独立完成的“静态固定的工艺品”, 而是一个包含了课前教师预设、课中教学生成、课后教师反思的“动态过程实录”。
与传统的“静态教案”相比, 教师使用“动态教案”上课, 有以下几方面的优越性:
一、改变了教案与课堂脱节的现象, 让教案回归引领课堂的本来要义
没有教案的引领, 随心所欲是上不出好课来的。但再高明的教师也不可能预见到课堂上发生的所有情况, 课前撰写出一个完美无缺的教案。只要课还没有进行, 就随时可能会发现新情况、新问题, 教师就会不断有新的课堂设想, 这些新设想在传统的“静态教案”中是无法再添加的。为了取得较好的教学效果, 教师上课时不得不更改甚至背弃事先写好的教案, 于是上课不依案而行就成为很正常的事了, 再加之业务检查的需要, 久而久之, 就导致了教案与课堂的脱节。
“动态教案”则不然, 它不是一蹴而就、一次完成的。教师随时可以把自己的新思路、新设想写进教案, 教案可修、可补、可改, 甚至是在课堂的行进间。这就使得课堂教学过程可以在教案的引领下依序而行, 让教案和课堂教学保持高度的一致。学校检查教案的标准也不再只看表面上的整洁、美观, 重视的是教案的实用、使用情况, 是否真实地记录了备课、上课的情况, 是否取得了较好的教学效果。
二、“动态教案”体现了课堂的预设和生成, 既避免了教师“独霸课堂”, 也避免了学生“无政府状态”的出现
教案就是上课的方案, 如果严格按照传统的“静态教案”上课, 所有的程序都是教师事先预设好的, 教师有新的设想也不能及时实施, 学生的新思想也要无情地被掐断, 唯有此才能使课堂按原有的设计进行, 这就剥蚀了学生的主体地位, 使得教师独霸课堂, “照案宣科”, 导致了课堂教学的僵化和学生学习效果的低下;反过来, 如果不照教案上课, “脚踩西瓜皮, 滑到哪里算哪里”, 则往往会迷失教学方向, 造成学生主体地位的绝对化, 导致课堂教学的“无序状态”和“无政府状态”, 难以完成课堂教学目标。
“动态教案”每个环节都分为预设和生成两个部分, 教师课前对课堂进行充分的预设, 上课时按预设顺序进行, 课堂的生成如果有助于教学目标的实现, 教师就要及时地给予引导、挖掘、拓展, 并实时记录到教案 (来不及记录的可在课后补写) ;如果课堂生成偏离教学目标, 教师就要及时地引领、疏导、纠正, 让课堂始终朝着教学目标的方向前行。所有这些, 都是教案需要记录的内容。如是, “动态教案”能够让教师稳步地实现课堂的预设并及时捕捉课堂的有效生成, 既尊重了学生的主体地位, 也较好地体现了教师的主导作用, 使预设和生成相得益彰, 打造出动态的创新课堂。
三、使用“动态教案”可以促进教师课堂教学水平的提高、教师专业素质的提升
传统的“静态教案”实际上只是教师的一个课堂预设过程, 不要说很多教师不照此上课, 即便是使用教案上课, 教案与上课的实际过程也会有很大的差异甚至是大相径庭, 对以后的教学并无多少实际的参考价值。因此, 学期终了, 检查过后, 很多教师就把旧教案束之高阁甚至弃之纸篓。
“动态教案”实际上是一节课从设计到实践的教学过程实录。它实时记录了教师课前备课、课中师生活动、课后教学反思的所有情况。教学预设的正确与偏差 (甚至是错误) , 学生学习过程的顺利与阻滞, 课堂生成的创新火花, 教师对教学过程的反思与体会等, 在“动态教案”中都一目了然, 这就为教师研究教学提供了不可多得的宝贵资料, 为校本教研提供了最坚实的依据, 有助于教师总结经验, 汲取教训, 改进教法, 极大地促进教师课堂教学水平的不断提升, 为从“教书匠”升华到“教育家”创设了条件, 铺就了道路。
双车必胜车马双士。取胜要点:一、逼兑黑车,形成一车例胜马双士的残局;二、以帅助攻,双车胁士。
1、车八平二车4平6
黑方如走马4进3,则车五进二,将5平4(如士6进5,车二进四,红胜),车五进一,将4进1,车二进三,士6进5,车二平五,红胜。
2、车二进四车6退13、车五退一!马4进3
黑方如走车6平7,则车五平四,马4进5,车四平五,车7进1,车二退三,车7平6,车二平五,马5退3,后车平七,马3进5,车七进二,捉死黑马,红胜定;又如走马4进2,则车五平七,马2退4,车七进三,车6平7,车七平六,车7进8,帅五进一,车7退8,车二退三,车7进7,帅五退一,车7退7,车二平六,以下红再前车进一,胜定。
4、车二退二马3退45、车二平六车6进2
6、帅五平六马4进27、车六进一车6平2
8、车六平七车2平49、帅六平五车4平2
10、车五平六车2平511、帅五平六车5平2
12、车六进三
黑马被捉死,红胜定。
第2局双车仕相全巧胜单车士象全
本局黑方士象虽已归宫,形成夹花士象,但黑车所占的防御位置不对,红方可凭先行之利,兼施帅威,主动出击,打散黑方的防线,最后弃去一车,形成“大胆穿心”杀法获胜。
本局取材于1980年全国象棋团体赛上海林宏敏VS辽宁韩福德的实战残局。
68、车四进二象5进369、车二平七…………
红方平车拉住黑方河口象,可逼迫黑车让出7路防守要道,系取胜的关键之着。
69、…………车7平870、车七平三!车8退4
71、仕五进六车8平972、相五进三车9平8
73、帅四平五车8平974、车三平七车9进4
75、车四平五!士4进576、车七进二(红胜)
本局残局如轮到黑方走子,红方是无法取胜的。黑方可走车7平9,红如车四进二,则车9退2!车二进二,车9平6,车四退一,士5进6,和棋。
第3局双车难胜马炮士象全
马炮士象全对双车的残局,马炮只要能归宫,士象在中路联手,是可以守和双车的。防守要点:注意守护象眼,以防双象受攻。
1、车六进四炮6进12、车六退三炮6退1
3、车七平三炮6平74、车三进二炮7平6
5、车三平四炮6平76、车六平二炮7平6
7、车二进四象3进18、帅五平四象1退3
黑方如误走马6进5?则车二平四,士5退6,车四进一,将5进1,车四平六,红胜定。至此,红方难寻有效的攻击手段,和局已定。
第4局双车难胜车炮双士
车炮双士可以守和双车。守和要点:黑炮归宫,注意保护中士。
1、车三平七车6进22、车七进五车6退3
3、帅五进一车6平74、车七退二车7平6
5、车七平三车6进36、车五进一车6退1
7、车三平四车6平7
黑方如误走车6退1兑车?则车五平四,炮6平7,车四平三,炮7平6,车三进二,黑欠行,红胜。