CAD——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

1、CAD 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM 計(jì)算機(jī)輔助制造CAD/CAM 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的集合。CAD/CAM技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和組織產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計(jì)人員在CAD和CAM系統(tǒng)的輔助之下，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的一項(xiàng)新技術(shù)，是人的智慧和創(chuàng)造力與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能的巧妙組合。CAD/CAM 技術(shù)形成的技術(shù)條件一一計(jì)算機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)、光筆、圖形顯示器等設(shè)備的問(wèn) 世和發(fā)展及圖形數(shù)據(jù)處理方法的深入研究，促使CAD/CAM技術(shù)的形成CAD / CAM技術(shù)的發(fā)展方向一一集成化（CIMS是更高層次的集成系統(tǒng)）智能化（專家系統(tǒng)首先將人工智能技術(shù)引入產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域） 標(biāo)準(zhǔn)化（GKS、IGES、STE

2、P）網(wǎng)絡(luò)化開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品的傳統(tǒng)過(guò)程：方案論證、總計(jì)設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、試生產(chǎn)、修改定型。CAD /CAM過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)一一設(shè)計(jì)工作量小、周期短，試驗(yàn)費(fèi)用少，設(shè)計(jì)效率更高，減少設(shè) 計(jì)成本。CAD / CAM的組成一一工作人員、硬件和軟件。硬件系統(tǒng)主要由電子計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備組成軟件系統(tǒng)主要由操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件組成CAD /CAM硬件選擇原則一一工作能力、經(jīng)濟(jì)性、使用方便性、工作可靠性、維修方便性、 標(biāo)準(zhǔn)化程度及可擴(kuò)充性、工作環(huán)境、響應(yīng)時(shí)間及處理速度、采用的語(yǔ)言及磁盤容量等。CAD / CAM主要硬件配置及特點(diǎn)一一見(jiàn) P294CAD / CAM常見(jiàn)輸入設(shè)備一一定位器、拾取器、定值器、鍵盤、按鍵及其

3、他CAD /CAM常見(jiàn)輸出設(shè)備一一打印機(jī)、繪圖儀CAD / CAM基本軟件一一系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造軟件CAD /CAM應(yīng)用軟件選擇原則軟件的功能、軟件與硬件的匹配、軟件的二次開(kāi)發(fā)性、 用戶界面、售后服務(wù)、軟件廠商的發(fā)展能力、性能價(jià)格比。常見(jiàn) CAD / CAM 軟件I-DEAS、CATIA、UG、Pro/E、MasterCam、AutoCAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1線性表一一其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（按邏輯順序依次存放）鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)（每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有數(shù)據(jù)域和指針域）1 ）單項(xiàng)鏈表（建表、刪除、插入的過(guò)程）2 ）雙向鏈表3 ）循環(huán)鏈表2.樹(shù)一一樹(shù)中至少有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)；樹(shù)中各棵子樹(shù)是相對(duì)獨(dú)立、互不相交

4、的集合。二叉樹(shù)為特殊的樹(shù)，它至多有2棵子樹(shù)，子樹(shù)有左右之分，不能顛倒。二叉樹(shù)的遍歷1）前序遍歷（DLR ） 訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)； 以前序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù); 以前序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)。2）中序遍歷（LDR） 以中序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù); 訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)； 以中序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)。3）后序遍歷（LRD） 以后序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù); 以后序遍歷方式遍歷根結(jié)點(diǎn)的右子樹(shù); 訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。二叉排序樹(shù)左子樹(shù)中所有結(jié)點(diǎn)的值均小于根結(jié)點(diǎn)的值；右子樹(shù)中所有結(jié)點(diǎn)的值均大于或者等于根結(jié)點(diǎn)的值。例：設(shè)K= 3 , 4, 2, 8, 7, 1, 5, 6, 9，則二叉排序樹(shù)如圖所示。對(duì)該二叉排

5、序樹(shù)5, 6, 7, 8, 9。工程數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一一包括數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)兩部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分為外模式、概念模式、內(nèi)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型一一層次型、網(wǎng)絡(luò)型和關(guān)系型。FoxPro主要數(shù)據(jù)類型： 字符型、數(shù)字型、日期型、邏輯性、備注型。FoxPro的運(yùn)算類型：算數(shù)運(yùn)算、字符串運(yùn)算、比較運(yùn)算、邏輯運(yùn)算。FoxPro的基本操作命令：FoxPro系統(tǒng)的啟動(dòng)與推出、數(shù)據(jù)庫(kù)文件的建立。AutoCAD 軟件常用的菜單有：下拉菜單（*POPn）、屏幕菜單（*SCREEN）、圖標(biāo)菜單(*IMAGE)、光標(biāo)菜單(*POPO)、按鈕菜單(*BUTTONSn)、數(shù)字化儀菜單等。 裝入標(biāo)準(zhǔn)菜單或用戶菜單的命令：M

6、ENU菜單文件結(jié)構(gòu)：樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，有菜單段(* )、子菜單(* )、菜單項(xiàng)。LISP語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)的表處理語(yǔ)言，AutoLISP是一種人工智能繪圖語(yǔ)言。 AutoLISP內(nèi)部函數(shù)：下面各例格式如：表-返回值(+ 1 2 3)返回 6(-3 2 1)返回0(* 1 2 3)返回6(/ 2 1)返回2(sqrt 2)返回1.141(expt 2 3)返回8(list 1 2 )返回(1 2)(car (1 2)返回1(cadr (1 2)返回 2(caddr(1 2 3)返回 3(last (1 2 3)返回3(setq a (getpoint n 請(qǐng)輸入一個(gè)點(diǎn)：”)(setq a (getreal

7、 n請(qǐng)輸入一個(gè)實(shí)數(shù)：”)(polar p1 pi r)(princ p1 p2 r)(command line ” p1 p2 p3 "”(command circle ” p1 r)(command arc p1 ce pc2 a r)(command hatch”1”0” w”p1 p3 “”對(duì)話框設(shè)計(jì)構(gòu)件類型：預(yù)定義動(dòng)作構(gòu)件、構(gòu)建組群、修飾和說(shuō)明、正文聚合、退出按鈕、出錯(cuò)構(gòu)建。預(yù)定義動(dòng)作構(gòu)件構(gòu)件：按鈕、編輯框、圖像按鈕、列表框、彈出表、單選按鈕、滾動(dòng)條、切換開(kāi)關(guān)(toggle)1)按鈕(butt on):butt onkey= "accept"； label

8、 ="按鈕"； is_default = true；(2)編輯框(edit_box):edit_boxkey = "test_text" label ="編輯框”； value ="33"edit_limit = 12;(3 )圖象按鈕(image_button):image_buttonkey = "test_image_button"； aspect_ratio= 1.5;(4) 列表框(list_box):list_boxkey = "test_list_box"； multip

9、le_select = true ； label ="列表框應(yīng)用”；list ="軸類零件n盤蓋類零件n叉 架類零件”；(5) 彈出表(popup_list):popup_listkey= "test_popup_box"；edit_width = 20； label ="選擇零件"；list ="軸類零件n盤蓋類零件n叉架類零件” ；(6) 單選按鈕(radio_buttton):radio_buttonkey= "test_radio_button"；label ="測(cè)試單選鈕"；

10、value= "1"；(7) 滾動(dòng)條(slider):sliderkey= "test_slider"；min_value = 0；max_value= 20；value= "10"；構(gòu)件組群歹9( column)和行(row)、有界歹9( boxed_column)和有界行(boxed, 單選歹V (radio_column)禾口單選行(radio_row)有界單選歹V (boxed_radio_column)禾口有界單選行(boxed_radio_row) 裝飾性和信息性構(gòu)件 ：image、text、spacer 標(biāo)準(zhǔn)推出按鈕:O

11、K、Cancer、Help、Info簡(jiǎn)稱數(shù)控?cái)?shù)字控制：使用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種技術(shù)，數(shù)控機(jī)床的組成：主機(jī)、控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輔助裝置、編程機(jī)及其附屬設(shè)備 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：(1) 對(duì)加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)；i2)自動(dòng)化程度高；匕)加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定；|：4)生產(chǎn)效率高；15)易于建立計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)。數(shù)控機(jī)床類型1 按加工方式分類i1)金屬切削類數(shù)控機(jī)床2)金屬成形類數(shù)控機(jī)床3)數(shù)控特種加工機(jī)床2按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分類i 1）點(diǎn)位數(shù)控系統(tǒng)2）直線數(shù)控系統(tǒng)13）輪廓控制系統(tǒng)（連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)）3按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服系統(tǒng)類型分類11）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（2）半閉環(huán)控制系統(tǒng)（3）閉環(huán)控

12、制系統(tǒng)4 按數(shù)控裝置類型分類1）硬件式數(shù)控機(jī)床（NC機(jī)床）12）軟件式數(shù)控機(jī)床（CNC機(jī)床）5.按功能水平分為高、中、低檔三類。數(shù)控加工的坐標(biāo)系統(tǒng)又分為增量坐標(biāo)系統(tǒng)和絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)。數(shù)控編程 分為手工編程和自動(dòng)編程。編程步驟：1）對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析；2）進(jìn)行程序分段。計(jì)算每個(gè)程序段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值；在增呈朋標(biāo)系統(tǒng)屮，百戟以起點(diǎn)，関以|訓(xùn)心為外門的唯標(biāo)丿京點(diǎn)。3）以規(guī)定的文字符號(hào)和數(shù)字的形式填寫程序單；4）制作穿孔帶、錄音磁帶，或直接送入內(nèi)存。數(shù)控后置處理程序由控制程序、輸入程序、輔助處理程序、運(yùn)動(dòng)處理程序、輸出和診斷 程序。4.手工編程舉例1）對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析；2）按刀具半徑r=10

13、mm畫出刀具的中心軌跡；3） 按刀具中心軌跡作程序分段，如圖中A、B、C、所示；4） 應(yīng)用數(shù)學(xué)法進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，各程序分段點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系如圖5-7所示；5 ）換算成計(jì)數(shù)脈沖；6 ）根據(jù)程序單制作穿孔帶數(shù)控銃銷加工程序單零件程序單簡(jiǎn)單說(shuō)明N001G17LF x-y平面選擇N002G19LF y-z平面選擇N003G01Y-25100F0LFz軸，快速進(jìn)給，考慮超程量1mmN004G17LF x-y平面選擇N005G01Y25100F1LF直線插補(bǔ)，慢速進(jìn)給N006G01X2000Y3464I-4000F1LF順時(shí)針圓弧插補(bǔ)N007G01X5325Y-3098F1LFN008G02X1000I500J

14、866F1LFN009G01Y-2000F1LFN010G02Y-1000I1000F1LFN011G01X-9825F1LFN012G02X-1000J-1000F1LFN013G19LF y-z平面選擇N014G01Y25100F0LF z軸，刀具快速退回N015M02程序結(jié)束、停車CNC系統(tǒng)的組成：程序、 輸入輸出設(shè)備、CNC裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動(dòng)和伺服 驅(qū)動(dòng)裝置CNC系統(tǒng)軟件的組成：管理軟件和控制軟件成組技術(shù)（GT ）:就是用科學(xué)的方法。在多品種生產(chǎn)中將相似零件組織在一起進(jìn)行生產(chǎn)，以相似產(chǎn)品的疊加批量取代原來(lái)的單一品種批量，采用近似大批量生產(chǎn)中的高效工藝、設(shè)備及生產(chǎn)組織形式來(lái)進(jìn)行

15、生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)的核心問(wèn)題是成組工藝。成組工藝與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、相似論和方法論等結(jié) 合形成成組技術(shù)。零件代碼的組成：識(shí)別碼和分類碼。零件分類編碼的作用：見(jiàn) P183。零件分類編碼的基本依據(jù)：結(jié)構(gòu)特征、工藝特征、生產(chǎn)組織與計(jì)劃特征。零件分類的主要方法：視檢法、生產(chǎn)流程分析法和編碼分類法。生產(chǎn)流程分析法：關(guān)鍵機(jī)床法、順序分枝法、聚類分析法、分枝-聚類分析法。編碼分類法：是根據(jù) 零件的編碼進(jìn)行分類成組，并用 特征距陣形式表示。計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP）的意義：1 代替了工藝設(shè)計(jì)人員的手工勞動(dòng)；2 提高工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的質(zhì)量；3 設(shè)計(jì)周期短，效率高；4 有利于計(jì)算機(jī)

16、集成制造。計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP）系統(tǒng)按其工作原理主要分為 ：檢索式、派生式和創(chuàng)成式。零件信息描述：幾何信息、工藝信息。零件信息描述方法：分類法、型面法、形體法。零件信息輸入：人機(jī)交互式信息輸入、從 CAD系統(tǒng)中提取零件信息。派生式CAPP工作原理：以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的檢索和修改為基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)工藝是由有經(jīng)驗(yàn)的工藝人員制定的。設(shè)計(jì)新零件工藝規(guī)程時(shí)要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行檢索，并經(jīng)編輯和修改而得到。創(chuàng)成式CAPP工作原理：由計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，根據(jù)輸入的或直接從CAD系統(tǒng)獲得的零件信息，依靠系統(tǒng)中的工藝數(shù)據(jù)和各種工藝決策自動(dòng)設(shè)計(jì)出工藝規(guī)程。創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)的工藝決策方式：數(shù)學(xué)模型決策、邏輯決策、智能思維決策。數(shù)學(xué)模型決策：系統(tǒng)性數(shù)學(xué)模型、隨機(jī)性數(shù)學(xué)模型、模糊性數(shù)學(xué)模型。邏輯決策：決策樹(shù)、決策表。智能思維決策：專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。CIMS 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。（在.基礎(chǔ)上，通過(guò).形成.）CIMS的主要特征：集成化、智能化。CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 CAD/CAM