子程序的应用(教案)

学习情境五学习情境二：不等距槽零件的加工（详案）23一、情境描述给学生发放零件图，并给出零件信息和加工要求。

图5.1 零件图4图5.2 三维图图示零件为不等距槽的一轴类零件，该零件加工表面有外圆柱面、切槽等，要求使用子程序调用的方法进行数控程序的编制，并完成零件的车削加工。

二、制订加工工艺（一）引入新知识1.引入新指令暂停指令---G04格式：G04 X/P___;参数：X、P为暂停时间，X后跟数值单位为s；P后跟数值单位为ms,且后跟数值不能用小数点表示。

应用：车削沟槽或钻孔时，加工到槽底或孔底时刀具做适当时间暂停，使工件回转一周以上，以确保槽底或孔底得到精确的尺寸及光滑的加工表面。

说明：G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作；G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效；G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。

2.切槽加工①车削精度不高和宽度较窄的沟槽，可用刀宽等于槽宽的切槽刀，采用直进法一次加工。

②车削精度高的沟槽，可用多次直进法切削，见图5.3所示，并在槽的两侧留一定的精车余量，然后精车至尺寸。

56图5.3 多次直进法切槽3.切断加工切断方法：直进法和左右借刀法，如图5.4所示。

直进法常用于切断铸铁等脆性材料；左右借刀法常用于切断钢等塑性材料。

（a ）直进法 （b ）左右借刀法图5.4 切断方法（二）零件具体加工工艺制定 1．装夹与定位该零件为轴类零件，其轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ32mm 外圆左 端，使工件伸出卡盘约65mm ，一次装夹完成加工。

2．工步顺序从右端至左端轴向进给切削。

先进行外圆加工，再进行切槽，最后进行切断。

① 装夹工件； ② 车削端面； ③ 加工φ30mm 外圆；； ④ 切槽至φ20mm ； ⑤ 切断。

3．选择刀具根据零件加工要求和加工工艺分析，选用二把刀具：T01 为外圆车刀、T02 为切断刀。

4．确定切削用量车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定：机床转速：外圆加工为800r/min，切槽和切断为400r/min。

数控车削编程与操作理实一体化教学模式———“行动导向”授课教案授课日期2012年10月12日授课班级11高12班授课教师刘段授课课时理论45分钟，上机操作3小时15分理实一体化课题课题八子程序的应用教学任务用子程序完成切槽加工教学目标（认知、动作、态度、人际交往等方面的分析与要求）专业能力一、掌握子程序编程技巧、适用范围；二、能应用子程序加工复杂槽、能正确处理加工过程中的工艺问题；三、零件加工和安全文明生产。

社会能力培养学生团队精神、协调能力、独立工作能力和合作能力方法能力培养学生独立学习、学会学习、获取新知识的能力。

教学重点与难点教学重点：子程序的定义、子程序的调用指令及编程格式和执行顺序。

教学难点： 1.子程序多重嵌套。

2.相对坐标编程在子程序中的应用。

学情分析所教班级为数控技术应用专业二年级学生，已经学习了数车基本编程指令和常用循环指令，并有一定的零件编程、加工经验，已具备了简单零件工艺分析能力。

教学方法与教学形式教学方法：任务驱动法和现场教学法教学形式：理实一体化教学准备PPT、电脑、图纸、多媒体、工件毛坯、刀、量具、机床等训练作业用子程序完成槽的加工备注操作时五人一组分组进行，一人操作时其他人观看，但须每人独立操作，自己对刀及输入程序并完成零件加工。

模块一数控车床的编程与操作数车基本模块FANUC系统数控车床编程及操作课题八子程序应用◎项目说明：◎通过子程序指令的分析与编程方法的讲解，使学生掌握槽的加工与编程方法，为螺纹加工及综合复杂零件的加工做好准备。

◎能力点◎子程序指令的正确应用能力；◎准确控制切槽宽度保证零件加工精度并具备分析切槽质量的能力◎加工各种槽的能力。

◎知识点◎子程序的编程方法◎本课设计思想项目教学过程是以行动为导向的教学过程——“行动即学习”：“为了行动而学习”和“通过行动来学习”本课的任务是让学生掌握运用子程序进行编程加工，这是一个目的和任务很明确且实践性很强的教学项目，为完成这一项目，采用“行为导向”理实一体化形式进行教学。

《子程序应用》说课稿尊敬的各位评委、各位同仁，大家好：切换幻灯片我叫刘段，来自湖南省，我今天说课的题目是《子程序应用》。

切换幻灯片本次说课内容，我将从教材、重点难点、教法学法、教学过程、教学反思五个方面来向大家讲述子程序应用的教学设计。

切换幻灯片《数控车削编程与操作训练》是由高等教育出版社出版的，本书结合了职业教育的特点，注重理论联系实践，易教易学，是我校数控技术专业学生的专用教材，子程序是本书重要内容之一，无论是数车、数铣、加工中心编程都会运用到子程序，因此，学生在编程过程中如能根据零件结构灵活运用子程序，可大大的提高编程效率。

切换幻灯片本次授课对象为我校11级数控技术应用专业的学生，全部为男生。

学生思维活跃，动手能力强，勇于创新，乐于创新，学生对数控编程与操作有着较大的学习兴趣，大部分同学有较强的求知欲。

他们已经完成了数车基本指令和一些常用循环指令的学习，并且有了一定的零件编程基础和零件加工经验切换幻灯片根据教学效果所须达到的目标要求，我确定了以培养学生的职业能力为主的行动导向教学目标。

切换幻灯片首先是专业能力目标：让学生掌握子程序编程技巧、适用范围；培养和提高学生的工艺分析能力以及零件加工能力。

方法能力目标：主要是指在整个教学过程中培养学生的分析能力，创新能力，解决问题的能力。

课题十八子程序教学引入言把程序中某些固定顺序和重复出现的程序单独抽出来，按一定格式编成一个程序供调用，这个程序就是常说的子程序，这样可以简化主程序的编制。

子程序可以被主程序调用，同时子程序也可以调用另一个子程序。

这样可以简化程序的编制和节省CNC系统的内存空间。

教学目的：熟练掌握调用子程序的格式及参数的含义。

实训重难点熟练掌握调用子程序的格式及参数的含义。

实训教学方法：现场讲解、示范、让学生分组轮流操作。

任务驱动法。

实习前准备1．实习设备：（广数，华中）、工具：（卡盘扳手、刀架扳手、量具）、刀具：（外圆车刀，切断刀，螺纹刀）、材料：（塑料棒、45#钢）等准备情况。

2．集中学生，清点人数，检查着装状态、精神面貌等。

3．总结前一天实习情况，布置今天实习内容。

4．强调实习过程安全文明、遵章守纪。

实训教学内容：子程序M98、M99子程序必须有一程序号码，且以M99作为子程序的结束指令。

主过程调用子程序的指令格式如下：M98 P___L___；其中P为被调用的子程序号L为重复调用的次数例如：M98 P1234L4主程序调用同一子程序执行加工，最多可执行999次，且子程序亦可再调子程序加工实例用另一子程序执行加工，最多可调用4层子程序(不同的系统其执行的次数及层次可能不同)。

例：以HNC-21T系统子程序指令，加工图2-11工件上的四个槽。

分别编制主程序和子程序如下：主程序%123；M3 S600 G95 T0101；G00 X82.0 Z0；M98 P1234 L4；(调用于程序1234执行四次，切削四个凹槽) X150.0 Z200.0；M30；子程序%1234；W-20.0；G01 X74.0 F0.08；G00 X82.0；M99；M99指令也可用于主程序最后程序段，此时程序执行指针会跳回主程序的第一程序段继续执行此程序，所以此程序将一直重复执行，除非按下RESET键才能中断执行。

子程序的嵌套子程序调用下一级子程序称为嵌套。

《子程序应用》说课稿在学法上，学生以小组讨论的形式对我所给出的资讯进行分析、讨论、并得出结论，学生在电脑仿真软件里验证结论，模拟加工，然后在去真实的机床上实际加工零件，把理论知识逐步应用到实际操作中。

主要学法有讨论法，练习法，实践法。

切换幻灯片根据对教学目标、重难点确实定，我的《子程序应用》的教学过程主要是按照这六个环节进行的：资讯、方案、决策、实施、检查、评估。

切换幻灯片在第一个资讯环节里，我给学生一个加工零件图切换幻灯片和两个用子程序编写的加工程序。

切换幻灯片让学生根据我所给的零件图和程序，再结合教科书，找到新知识，完成我所给的资讯表。

切换幻灯片学生完成表格之后，我给学生布置了一个任务：就是让学生采用子程序编程，完成零件图中槽的加工。

资讯环节的设计是为了让学生更好地了解子程序定义及格式。

主动去思考，自主去学习，培养了学生的学习能力和知识迁移能力。

〔此环节用时10分钟〕切换幻灯片在第二个方案环节里，学生就要思考完成工作任务需要用到哪些工具，由学生自己列出清单：学生根本上都知道要用到零件图，刀具，机床，工件毛坯，量具等这些工具。

切换幻灯片在整个方案环节当中，学生讨论分析出零件图的加工工艺路线，以及如何用子程序编写出一个合理的程序。

切换幻灯片这些图片就是各小组在讨论时的情景。

那么，此环节的设计是为了让学生通过归纳整理，来更好的掌握子程序编程技巧和它的适用范围。

也培养了学生的团结协作能力。

〔此环节用时15分钟〕切换幻灯片第三个决策环节里。

每一小组学生在课堂上通过组内讨论，就必须以书面的形式确定好零件的加工工艺路线以及采用子程序正确编写的程序。

此环节的设计是为了让学生通过对理论知识的分析，加强学生对指令的理解和培养学生的工艺分析能力。

〔此环节用时15分钟〕切换幻灯片第四环节为实施。

这个环节是本次课最重要的局部，实施包括模拟加工和实际加工。

切换幻灯片学生首先在数控仿真软件上自主编程和仿真验证程序，模拟加工出零件，教师作巡回指导。

项目五平面加工［学习目标］掌握子程序编程方法及其在平面加工中的应用。

［知识点］1、子程序指令；2、了程序的编制与应用。

［项目内容］1、零件图形：图5-1方形凸台零件2、编程要求：毛坏尺寸60X60 X30 ,材料45号钢，刀具每次吃刀量不超过2mm,铳削如图所示的外轮廓。

［学习内容］一、子程序的概念某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，则在程序编制屮将有固定顺序和重复模式的程序段单独抽出来，编成一个程序供调用，该程序就被称为子程序。

二、子程序的应用1、在零件加工中，若路径有规律的变化，则编程时只编写其中一部分加工程序，然后用主程序调用。

2、实现零件的分层切削：有时零件在某个方向总切削深度较大，要进行分层切削，则编写该轮廓加工的刀具轨迹子程序，通过调用该子程序来实现分层切削。

三、程序的指令格式M98 P_ 单次调用指令，P后跟被调用的子程序名。

M98 P_ L _重复调用子程序指令，L后跟重复调用的次数。

子程序可以被主程序调用，同时子程序也可以调用另一个子程序，称为子程序的嵌套，。

其调用方式如图5-2所示。

四、程序结构异同相同：都是完整的程序，包括程序号、程序段、程序结束指令。

不同：程序结束指令不同：主程序用M02或M30指令；子程序用M99指令。

五、-子程序结构应用关钥1、 找出重复程序段规律，确定子程序。

2、 将耍变化的部分写在主程序，不变的部分作子程序。

3、 主一子程序接口：保证主程序调用和子程序返回正确的接口。

如：从某点进入了程序，返冋时也固定在该点。

例1：铳削一工件上表面(120mmX80mm),切削深度为1mm,刀具①12。

00001N10G80 G90 G17 G40； N20 G43 GOO Z50. H01；N30 M03 S800；N40 G54 GOO X0 Y0；N50X-70. Y-50.； N60 Z10；N70 G01 Z-l. F200； N80 M98 P0002 L7；N90 G90 GOO Z200.；N100 X0 Y0；N110 M05；N120 M02；00002G91 G01 Y6. F200；120图5 3矩形平面零件 图5-4走刀路线图X140.；Y6.；X-140.；M99例2：铳削图5-5的工件外轮廓，深度方向分层铳削，每次吃刀量为2mm, 编写外形轮廓加工程序。

《数控加工编程与操作》课程教案首页教学内容： 备注子程序应用在程序中存在某一固定顺序且重复出现时，可以将其作为子程序，事先存到存储器中，而不必重复编写，以简化程序。

1．子程序的概念在程序中把某些固定顺序或重复出现的程序单独抽出来,编成一个程序供主程序调用,这类程序叫子程序。

子程序可以被主程序调用,同时子程序也可以调用另一个子程序。

具体可调用的次数，不同的系统其调用次数是不同的，可查系统说明。

子程序调用执行情况如图3-40所示。

2．子程序的调用与返回指令 （1）子程序的调用Ｍ98格式：M98 P L ； 图2-51 子程序调用 式中 Ｐ：子程序号；L ：重复调用子程序的次数,若为1次,可省略。

此指令用于主程序中调用子程序。

如M98P0020L3表示调用O0020子程序3次。

在FANUC 0i Mate 系统中，调用子程序的指令格式如下:如果省略了重复次数, 则认为重复次数为1次。

例如 M98 P30001，表示程序号为0001的子程序连续调用3次。

（2）子程序的返回 格式：Ｍ99;M99作为子程序的最后一条程序段,表示子程序结束,并返回主程序中相对应的Ｍ98指令下一条程序继续执行。

例1 如图2-52所示。

已知：长棒料毛坯直径Ø32mm ，加工图示零件。

加工工艺过程：车端面→车Ø30外圆→车4槽→切断。

外圆车刀T0101，切槽刀T0303，宽度为2 mm 。

难点M98 重复调用次数 被调用的子程序号 P图2-52 子程序应用举例编程如下：O20017;N10 G21G97 G99 G40；→初始化程序N20 M03 S600 T0101；→主轴正转，600rpm，换1号刀N30 M08；→开切削液N40 G00 X35.0 Z0；→定位在端面位置N50 G01 X-1.0 F0.2；→车端面N60 G00 Z2.0；→轴向退刀N70 G00 X30.0；→进刀至Ø30位置处N80 G01 Z-55.0 F0.2；→车Ø30外圆N90 X35.0；→径向退刀N100 G00 X100.0 Z80.0；→快退至起点N110 M03 S400 T0303；→主轴正转，400rpm，换3号刀N120 X35.0 Z0 ；→进刀N130 M98 P0500 L2；→调用子程序O0500，调用2次N140 G00 W-12.0；→快移至切断位置N150 G01 X-1.0 F0.15；→切断N160 G04 X0.5；→暂停0.5秒N170 G00 X100.0 Z80.0 M09；→快退至起点，关切削液N180 M05；→主轴停转N190 M30；→程序结束O0500 →子程序O0500Ｎ200 G00 W-12.0；→快移至切槽位置Ｎ210 G01 U-15.0 Ｆ0.15；→切槽Ｎ220 G04 X0.5；→暂停0.5秒Ｎ230 G00 U15.0；→快移径向退刀Ｎ240 W-8.0；→快移至切槽位置Ｎ250 G01 U-15.0 Ｆ0.15；→切槽Ｎ260 G04 X0.5；→暂停0.5秒Ｎ270 G00 U15.0；→快移径向退刀Ｎ280 M99；→子程序结束，返回主程序例2在Ø32mm棒料上一次装夹车削三个工件，如图2-53所示。