如何在数控教学中开展宏程序教学

一、进行手工编程教学的必要性

学习数控加工，首要的是学会如何根据零件图进行数控编程。数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经过校核的全过程。现行的数控编程分为手工编程和自动编程两种。自动编程借助应用软件进行编程，已经在职业院校的教学和实习中得到广泛应用。但是使用CAD/CAM软件编程一般都有工作量大、程序较长、加工参数不易修改等缺点，并且自动编程得到的程序，可读性较差，当零件形状稍有改变时，就需要重新绘图编程，程序的通用性比较差。对于形状简单的零件，手工编程至少在以下几方面有着自己的优势：第一，熟练的程序员编制的手工程序加工效率高于自动编程；第二，熟悉手工编程，对自动程序的修改是不无裨益的；第三，自动编程所敲定的走刀路线限制了加工工艺，通过手工编程能够得到弥补。此外，手工编程得到的程序简短、应用方便、通用性好。尤其在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍然有较大的应用市场。

手工编程中的宏程序，通常应用于椭圆、双曲线或者其他一些相对复杂曲线的加工。宏程序本身具有极好的易读性，并且结构简洁、逻辑严密。同时宏程序也比较容易实现模块化，编程人员只需根据不同的方程进行参数转换，就可以较容易地实现程序的通用。此外，在应用宏程序加工时，基本无需考虑机床与外部电脑的传输速度对实际加工速度的影响。数控系统的计算机可以直接进行插补运算，且运算速度极快，再加上伺服电动机和机床的迅速响应，使得加工效率极高。

考虑到以上因素，在自动编程应用广泛，手工编程渐处弱势的时候，我们还是有必要进行手工编程教学的。在手工编程过程中，用户宏程序的编制能极大地提高程序编制的效率，因此，我们在数控教学及训练过程中，必须把用户宏程序的编制以及应用作为我们数控教学的重要内容之一。以便于学生在以后的工作中，能够熟练地应用宏程序。

二、如何开展宏程序教学

在中等职业教育中，我们面对的学生往往基础知识薄弱，知识水平差距比较大，学习状态不一。数控教学中的宏程序，应用了大量的编程技巧，如数学模型的建立、数学关系式的表达、加工刀具的选择、走刀方式的取舍等。这就要求学生具有较好的数学基础和想象能力，在编程前对曲线方程能够进行一定的计算，并且对涉及到的多个参数清晰明了，这样才能确保编出的程序正确、简单。这个要求相对于中等职业教育中的学生来说有一定的难度。如何让学生充分理解并正确应用宏程序进行编程、应用，一直是需要我们在教学过程中不断探索的问题。

在近两年的宏程序教学中，笔者采用了以下措施，取得了一定的效果。学生在学习后，基本上能够应用宏程序进行含有椭圆、双曲线、抛物线等复杂曲线工件的编程，对宏程序的应用有自己的想法和思路。

1.在教学过程中，应合理设置学习内容，降低学生的学习难度

不贪多，不贪快。中等职业教育中面对的学生虽然大多文化基础薄弱，理解力不高，但是他们思维活跃，好奇心比较强，动手能力好。针对学生的实际情况，制定相应的教学目标，将起点降低，在教学过程中通过耐心引导，逐渐培养学生的学习兴趣，逐渐提高学习难度，最终实现教学目标。在教学中，引入渐近式教学思想，通过理论与实践相结合，取得了明显的教学效果。具体安排如下：

（1）通过讲解典型的数列、三角函数、椭圆方程、双曲线和参数方程等，帮助学生复习原来的数学基础知识，提高部分学生的数学基础，使得每个学生对需要用到的相关数学知识，能完全掌握，并且能够灵活运用。然后将数学表达式用宏程序赋值格式表达，转换学生的思路和表达方式。

（2）进行转移和循环语句讲解。在讲解过程中通过编写小段程序，与学生一起进行程序的计算，使得学生明确宏程序的计算过程和计算特点。在学生明确以后，进行上机演示，通过集体授课和单独演示，使得学生对宏程序有充分的认识，掌握计算的思路和过程，消除对宏程序的畏难情绪。

2.本着简单易行的原则，每个实例的选择，都尽量做到短小易懂

只要学生存在疑惑，便反复举例，尽量做到每个人都掌握以后，再加大难度。在教学中，选择相对优秀学生，考察他们的掌握情况，做到以好带差，以点带面，让掌握较好的同学，对没有掌握或者存在疑惑的同学进行辅导，提高学生的整体水平。

教和学是一个相辅相成的过程，教师在教学过程中要不断加强学习，提高认识，改进教学的方式方法，充分调动学生的积极性与主动性，变“要我学”为“我要学”，同时耐心引导，帮助学生克服自身各种消极情绪，大胆、耐心地把宏程序运用于教学、生产实践中。

（作者单位：济南技师学院）