計算機輔助制造(共12頁)

1、第一章：狹義CAM是指計算機在某個制造(zhzo)環(huán)節(jié)中的應用，通常是指計算機輔助數(shù)控加工。包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及NC代碼生成等。廣義CAM是指借助計算機來完成從生產(chǎn)準備到產(chǎn)品制造出來的過程中的各項活動，包括產(chǎn)品設計、工藝過程設計、工裝設計、數(shù)控加工編程、生產(chǎn)作業(yè)計劃、制造過程控制(kngzh)、質(zhì)量檢測與分析等。計算機輔助制造(zhzo)系統(tǒng)包括工程設計與分析、生產(chǎn)管理與控制、財務會計與供銷等諸方面，是通過計算機分級結(jié)構(gòu)來控制和管理制造過程的多方面工作。CAD/CAM集成技術指不同的CAD、CAM系統(tǒng)間（通過CAPP系統(tǒng)）無縫傳遞各種數(shù)據(jù)并從過程鏈的角度作為一個整體共

2、同完成從產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃、NC程序自動編制到制造輔助等相關方面的工作。用于解決單元系統(tǒng)之間的信息自動傳遞、交互及集成，支持產(chǎn)品全生命周期的設計和開發(fā)。現(xiàn)代制造系統(tǒng)是一個從產(chǎn)品概念形成開始到產(chǎn)品制造、使用甚至報廢的集成活動和系統(tǒng)，包括：市場需求調(diào)研、設計開發(fā)、制造生產(chǎn)、銷售經(jīng)營、使用維修、報廢處理。從產(chǎn)品制造的角度，包含產(chǎn)品技術、生產(chǎn)技術、拆卸技術、再循環(huán)技術 快速成形技術（RP）是綜合利用CAD技術、數(shù)控技術、精密伺服驅(qū)動、光電子和新材料等先進技術實現(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術?；驹恚弘x散和堆積（“分層制造、逐層疊加”）快速成型技術的優(yōu)點：a.提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量

3、b.產(chǎn)品制造過程幾乎與零件的復雜性無關c.產(chǎn)品單價幾乎與批量無關，特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)和單小批量零件的生產(chǎn)d.采用非接觸加工的方式，沒有工具更換和磨損之類的問題 e.可無人值守，無需機加工方面的專門知識就可操作f.無切割、噪音和振動等問題，有利于環(huán)保g.整個生產(chǎn)過程數(shù)字化，零件可大可小，所見即所得，可隨時修改，隨時制造h.可實現(xiàn)快速鑄造、快速模具制造、小批量零件生產(chǎn)的功能快速成型制造的機理和關鍵技術：快速成形技術是綜合利用CAD技術。數(shù)控技術、精密伺服驅(qū)動、光子和新材料等先進技術實現(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術?；驹恚弘x散和堆積。1、將零件的CAD模型按一定方式離散，成為

4、可加工的離散面、離散線、和離散點。2、采用物理或化學手段，將這些離散面、線段和點堆積形成零件的整體形狀。分層制造、逐層疊加。關鍵技術有：分層實體制造、固化立體制造、選擇性燒結(jié)、熔融沉積成形、噴射印刷成形、滴粒印刷成形。制造系統(tǒng)和管理技術：敏捷制造：敏捷制造是指制造系統(tǒng)在滿足低成和高質(zhì)量的同時，對變化莫測的市場需求的快速反應?；舅枷胧峭ㄟ^動態(tài)靈活的虛擬組織機構(gòu)、先進的柔性生產(chǎn)技術和高素質(zhì)的人員進行全方位的集成，從而使企業(yè)能夠快速從容應付快速變化和不可預測的市場需求。敏捷制造特征：需求響應的快捷性、制造資源的集成性、組織形式的動態(tài)性。虛擬制造的基礎是虛擬現(xiàn)實技術，集計算機輔助設計、計算機輔助制造

5、和計算機輔助工藝設計于一體，在計算機中完成制造過程?，F(xiàn)代加工技術：精密加工和納米技術（微機電系統(tǒng)）、高速和高加速加工、極限加工技術。微機電系統(tǒng)：微機電系統(tǒng)是指微型化的器件或器件的組合，把電子功能與機械的。光學的或其它的功能相結(jié)合的綜合集成系統(tǒng)，采用微型結(jié)構(gòu)，使之在極小的空間內(nèi)達到只能化的功效。主要包括微型傳感器、微執(zhí)行器和相應(xingyng)的處理電路三部分。高速(o s)和超高速加工：能提高加工精度、表面質(zhì)量和加工效率、降低加工成本。用于加工剛性較差的零件，以及(yj)難加工材料和淬硬材料等特種加工：指一些物理的、化學的非傳統(tǒng)加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、電子束加

6、工、離子束加工等。加工的概念不僅包括使工件的形狀、尺寸產(chǎn)生變化，還包括表面層材料的化學成分、組織結(jié)構(gòu)、力學物理性質(zhì)的變化。極限制造泛指當代科學難以逾越的制造極限，是指在各種極限條件下，制造極限尺度或極度功能的器件或功能系統(tǒng)，可作用于極其嚴酷的服役環(huán)境。微納加工是當前極小尺度的加工極限境界微機電系統(tǒng)是指微型化的器件或器件的組合，把電子功能與機械的、光學的或其它的功能相結(jié)合的綜合集成系統(tǒng)，采用微型結(jié)構(gòu)，使之在極小的空間內(nèi)達到智能化的功效。微機電系統(tǒng)主要包括微型傳感器、微執(zhí)行器和相應的處理電路三部分。敏捷制造是指制造系統(tǒng)在滿足低成本和高質(zhì)量的同時，對變幻莫測的市場需求的快速反應?；舅枷胧峭ㄟ^動態(tài)靈

7、活的虛擬組織機構(gòu)、先進的柔性生產(chǎn)技術和高素質(zhì)的人員進行全方位的集成，從而使企業(yè)能夠快速從容應付快速變化和不可預測的市場需求，是一種提高企業(yè)競爭力的全新制造組織模式。虛擬制造的基礎是虛擬現(xiàn)實技術，集計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助工藝設計（CAPP）于一體，在計算機中完成制造過程。第二章計算機輔助設計CAD是一種用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設計的方法與技術，包括設計、繪圖、工程分析等一系列設計活動，它是一門多學科綜合應用技術。圖形處理指利用計算機存儲、生成、處理和顯示圖形，并在計算機控制下，把過去的人工繪圖工作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣永L圖機等圖形輸出設備來完成有些

8、圖形需要經(jīng)過多種基本變換的組合才能達到要求，稱為復合變換或組合變換。矩陣乘法不符合交換律，復合變換矩陣的求解順序不能變動，順序不同，變換的結(jié)果也不同。CAD技術的內(nèi)涵：計算機輔助設計師一種用計算機硬軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設計的方法與技術，包括設計，繪圖，工程分析等一系列設計活動。計算機輔助圖形處理技術（圖形變換）：二維圖形幾何變換：比例變換，對稱變換，錯切變換，平移變換，旋轉(zhuǎn)變換，復合變換。三維圖形變換：幾何變換，投影變換，透視投影變換。4 建模技術基礎：幾何信息，拓撲信息，非幾何信息，形體的表示，歐拉檢驗公式。1.幾何信息(xnx)：幾何信息是指構(gòu)成三維形體的各幾何元素在歐式空間中

9、的位置和大小。點、線、面。2拓撲信息：拓撲不管物體的大小，只管圖形內(nèi)的相互位置關系。拓撲信息反應三維形體中各幾何元素的數(shù)量及其相互間連接關系。相互連接關系是指一個(y )形體由那些面組成，每個面有幾個環(huán)組成，每個環(huán)有那些邊組成，每個邊由那些頂點組成。目的：便于直接對構(gòu)成形體的各面、邊及頂點的參數(shù)和屬性進行存取和查詢，便于實現(xiàn)面邊點為基礎的各種幾何運算和操作。如果拓撲信息不同，即使幾何信息相同，最終構(gòu)造的實體可能完全不同。拓撲(tu p)信息：拓撲元素：頂點，邊棱線，表面。拓撲元素之間的拓撲關系：連接關系（相鄰性），組成關系（包含性），隸屬關系（相鄰性），共3類9種第一類：以頂點為中心的拓撲關系

10、，包括頂點與頂點的連接關系（共3個點），頂點與邊棱線的組成關系（3個邊），頂點與面的組成關系（3個面）第二類：以邊中心的拓撲關系，包括邊與頂點的隸屬關系（2個點），邊與邊的連接關系（4個邊），邊與面的組成關系（2個面）。第三類：以面為中心拓撲關系，包括面與頂點的隸屬關系（4個點），面與面的連接關系（4個面）。5、建模技術基礎 形體的表示：形體在計算機內(nèi)通常采用六層（體、殼、面、環(huán)、邊、頂點）。a 體：由封閉表面圍成的有效空間。 通常把具有良好邊界的的形體定義為正則形體，正則形體沒有懸邊、懸面或一條邊有兩個以上的鄰面，反之為非正則形體 b殼：殼由一組連續(xù)的面組成，實體的邊界稱為外殼。如果殼所包圍

11、的空間是個空集則為內(nèi)殼。一個連通的物體有一個外殼和若干個內(nèi)殼構(gòu)成。c面：面是一個外環(huán)和若干個內(nèi)環(huán)界定的有界、連通的表面。面有方向性，一般用外法矢方向作為該面的正方向。d環(huán)：環(huán)是面的封閉邊界，是有序、有向邊的組合。 環(huán)不能自交，有內(nèi)外之分 。確定面的最大邊界的環(huán)稱為外環(huán) 。確定面中孔或凸臺周界的環(huán)稱為內(nèi)環(huán) 。若外環(huán)的邊按順時針走向，內(nèi)環(huán)的邊按逆時針走向，則沿任一環(huán)的正向前進的右側(cè)總是在面內(nèi)，左側(cè)總是在面外。e邊：邊是實體兩個鄰面的交界 。對正則形體而言，一條邊有且僅有兩個相鄰面，在正則多面體中不允許有懸空的邊 。一條邊有兩個頂點，分別稱為該邊的起點和終點，邊不能自交。 f頂點：頂點是邊的端點，它

12、是兩條或兩條以上邊的交點 。頂點不能孤立存在于實體 內(nèi)，實體外，或面和邊的內(nèi)部。 6、歐拉檢驗(jinyn)公式：VE+F=2B-2G+L，V頂點數(shù)，E邊數(shù)，F(xiàn)面數(shù)，B相對(xingdu)獨立的、不相連續(xù)的多面體數(shù)，G貫穿多面體的孔的個數(shù)（體中的空穴數(shù)），L所有(suyu)面上未連通的內(nèi)環(huán)數(shù)（面中的空洞數(shù)）。7、曲線兩種類型：解析曲線: 由代數(shù)方程及其系數(shù)定義的曲線 以隱式多項式或顯式多項式的形式表示。自由曲線 : 沒有已知方程,只有一些控制點已知。8、曲線兩種表示方法: 解析曲線和自由曲線。9、曲線的連續(xù)性：零界（一次）連續(xù)，沒有斷點的連續(xù)曲線，第一條線段的終點是第二條曲線的起點；光滑曲線，

13、第一條曲線終點的切線和第二條曲線開始點的方向相同。10、自由曲線：弗格森曲線，布賽爾曲線，B樣條曲線11、三維建模技術：建模就是把三維實體的幾何形狀及其屬性用適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行描述和存儲，幾何模型是供計算機進行信息轉(zhuǎn)換與處理的數(shù)據(jù)模型，這種模型包含了三維形體的幾何信息，拓撲信息及其它的屬性數(shù)據(jù)。三維建模技術特點：三維建模呈現(xiàn)立體感，具有動畫演示產(chǎn)品的工作過程，直觀生動形象。圖形、特征元素之間通過參數(shù)技術保持數(shù)據(jù)一致，尺寸和幾何關系可隨時調(diào)整。更改方便。造型方法多樣，能較好的適應工程需求，支持標準化、系列化和設計重用，提供對產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程等地支持。三維建模技術的分類：幾何建模（線框模型-

14、用一組空間線段構(gòu)成立體框架圖形；表面模型用一組曲面表示物體外形；實體模型用一組基本體素構(gòu)造物體），特征建模12、基本幾何元素：點，直線，圓弧，和某些二次曲線。13、幾何建模線框模型： 優(yōu)點 ：a由于有物體的三維數(shù)據(jù)，因此可以生成任意視圖、視點或視向的透視圖及軸測圖 b構(gòu)造模型操作簡便，使用該系統(tǒng)是人工繪圖的自然延伸 .c在CPU時間及存儲方面開銷低缺點： a由于所有棱線全部顯示，因此形體有二義性 b由于在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中缺少邊與面、面與體之間的關系，即拓撲信息，因此不能構(gòu)成實體,無法識別面與體，更談不上區(qū)別體內(nèi)和體外 c不能消除隱藏線，不能任意剖切，不能進行面的求交無法生成數(shù)控加工刀具軌跡，不能自動

15、劃分有限元網(wǎng)格，不能檢查物體間碰撞和干涉等14、幾何建模表面模型： 表面模型是以面來構(gòu)成物體，與線框模型相比，其數(shù)結(jié)構(gòu)除頂點和棱線外，多了表面信息，明確了棱線與的拓撲關系。表面(biomin)模型三個表：頂點表、棱線表和表面表 ，表面表用于記錄邊與面之間的的拓撲(tu p)關系優(yōu)點(yudin) : a能夠?qū)崿F(xiàn)消隱、著色、表面積計算、二個曲面的求交、數(shù)控刀具軌跡的生成、有限元網(wǎng)格劃分等 b具有很強的曲面拼接能力，能夠建造復雜曲面，如汽車、飛機等表面缺點 a缺乏面與體之間的拓撲關系，只能表示物體的表面及其邊界，不是實體模型，因此不能實行剖切、物性計算、物體間的碰撞和干涉檢查 b缺乏面與體之間的拓

16、撲關系，無法區(qū)別面的某一側(cè)是體內(nèi)還是體外15、幾何建模實體模型/Solid model 實體模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄了全部幾何信息和全部點、棱線、面、體之間的拓撲信息，特別是確定了表面的哪一側(cè)存在實體的問題 。 基本原理是利用基本體素，如長方體、圓柱體、錐體、圓環(huán)體以及掃描體等通過集合運算（布爾運算）生成復雜形體 優(yōu)點 : a計算機內(nèi)真正存儲了物體的三維幾何和拓撲信息，能自動計算物體的物性。如：物體體積、面積、重心、慣性矩等的自動計算 b能消除隱藏線和面，進行有限元網(wǎng)格的劃分、物體截切及碰撞干涉檢查、CAD/CAM集成、動畫模擬、真實圖形顯示等 缺點 a只存儲了形體的幾何形狀信息，缺乏產(chǎn)品全生命周期

17、所需的信息，如材料、加工特征、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、裝配要求等信息，不能滿足產(chǎn)品全生命周期的需求 b在零件實體造型時，只提供無工程語義的體素拼合不能滿足產(chǎn)品設計和制造時的工程要求.16、實體模型與表面模型的區(qū)別 a表面模型所描述的面是孤立的面，沒有方向，沒有與其它的面與體的關聯(lián) b實體模型提供了面和體的拓撲關系，表面的方向可以判斷形體在表面的哪一側(cè) 、三維實體表示方法 a構(gòu)造立體幾何法(CSG) 1,認為任何復雜的形體都是由有限的簡單體素組合起來的，通過基本體素（如長方體、圓柱體、圓錐體）交、并、差運算來構(gòu)成各種不同的復雜形體 2計算機內(nèi)，形體的CGS表示法使用一棵有序的二叉樹記錄一

18、個實體的所有組合基本體素以及(yj)幾何運算和幾何變換過程b.邊界(binji)表示法(B-rep) 強調(diào)的是形體的外表細節(jié)(xji)，詳細記錄了構(gòu)成幾何形體的所有的幾何、拓撲信息模型內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關系與采用的物體生成描述方法無關ab表是法的區(qū)別：CSG法強調(diào)的是記錄各體素進入拼合時的原始狀態(tài) BRep法強調(diào)記錄拼合后的結(jié)果c.掃描表示法 平面輪廓掃描 三維實體掃描平面輪廓掃描三維實體掃描d.參數(shù)形體調(diào)用法 e.空間單元表示法1采用具有一定大小的空間單元來構(gòu)成物體. 2常用的空間單元是立方體 3 空間單元越小，所表示的物體越精確，但數(shù)據(jù)量也越大.4常用空間單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是采用八叉樹 : 結(jié)點的

19、三種狀態(tài)：“有”表示有實體，應保留；“無”表示無實體，應去掉；“部分有”表示部分有實體 6.單元分解法 并保證數(shù)據(jù)的準確性、完整性、統(tǒng)一性18、特征建模： 特征建模是以幾何模型為基礎，并包括零件設計、生產(chǎn)過程所需要的各種信息的產(chǎn)品模型方案 特征建模的含義: a特征是客觀事物的特點的象征或標志 ; b特征是任何已被接受的某一個對象的幾何、功能元素及其屬性，通過特征可以很好地理解其功能行為和操作 特征的分類 a特征可分為基本特征和組合特征、主要特征和輔助征等 b從零部件 設計、工藝要求方面，可分為：幾何形狀特征、精度特征、加工特征、材料及熱處理特征、配特征等 c其中，形狀特征為最基本的特征 目前主

20、要按照幾何形狀進行分類 19、形狀特征：用于描述某個有一定工程意義的幾何形狀信息，是產(chǎn)品信息模型中最主要的特征信息之一。它是其它非幾何信息如精度特征、材料特征等的載體。非幾何信息作為屬性或約束附加在形狀特征的組成要素上 在STEP標準中將形狀特征分為體特征、過渡特征和分布特征三種類型體特征：用于構(gòu)造零件的主體形狀的特征 過渡特征：表達一個形體的各表面的分離或結(jié)合性質(zhì)的特征 特征族：又叫分布特征，是一組按一定規(guī)律在空間的不同位置上復制而成的形狀特征20、 零件(ln jin)信息模型的表達 ：零件(ln jin)由特征組成，零件信息模型可分為三層：零件層、特征層和幾何層 a零件層主要反映零件的總

21、體信息，是關于零件子模型的索引(suyn)指針或地址 b 特征層包含各個模型的組成及各模型之間的相互關系，并形成特征圖或樹結(jié)構(gòu) c幾何層主要反映零件點、線、面的幾何/拓撲信息 21、 特征建模的特點： 從信息的角度看 特征作為產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種信息載體，不僅包括幾何、拓撲信息，還包括設計制造所需的一些非幾何信息，如材料信息、尺寸、形狀公差信息、熱處理及表面粗糙度信息、刀具信息、管理信息等。特征包含了豐富的工程語義，可在更高的層次上形成零、部件完整的信息模型 第三章1、批量法則：當市場競爭以產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本為決定因素時,大批量生產(chǎn)方式顯示了巨大的優(yōu)越性。與中小批量生產(chǎn)相比,大批量生產(chǎn)可取得明

22、顯的經(jīng)濟效果,這就是所謂的“批量法則”。多品種、中小批量生產(chǎn)中存在的問題：批量法則，在大批量生產(chǎn)中,由于采用專用、高效和自動化的生產(chǎn)設備,可以獲得高的生產(chǎn)率,低的生產(chǎn)成本,短的生產(chǎn)周期;而多品種、小批量生產(chǎn)則相反。機床利用率極低。制造周期 ? 在多品種、中小批量生產(chǎn)中,加工時間僅占生產(chǎn)時間的約5%,其余 95%均為周轉(zhuǎn)等待時間;加工時間中真正進行切削的時間不足30%。2、如何擺脫傳統(tǒng)小批量生產(chǎn)方式帶來的困境：生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)品設計三化(標準化、系列化、通用化)及模塊化、數(shù)控機床及加工中心的應用等 局限性。成組技術(GT)。GT發(fā)展過程:成組加工成組工藝成組技術成組生產(chǎn)系統(tǒng)3、成組技術( Grou

23、p Technology,GT)是揭示和利用事物間的相似性,按照一定的準則分類成組,同組事物能夠采用同一方法進行處理,以便提高效益的技術。4、成組技術是一門涉及多種學科的綜合性技術,其理論基礎是相似性,核心是成組工藝,成組工藝與計算機技術、數(shù)控技術、相似論、方法論、系統(tǒng)論等結(jié)合形成了成組技術。成組工藝是把尺寸、形狀、工藝相似的零件組成零件族(組),按零件組制定工藝,把同一零件組中各個零件分散的小生產(chǎn)批量匯集成較大的成組生產(chǎn)量,把品種多轉(zhuǎn)化為“少”,把生產(chǎn)量小轉(zhuǎn)化為“大”。5、零件相似性：基本相似性，零件在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性。二次相似性或派生相似性，以基本相似性為

24、基礎,在加工、裝配以及生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面所導出的相似性。二次相似性是基本相似性的發(fā)展。零件的相似性是實現(xiàn)成組工藝的基本條件。零件相似性：形狀相似，工藝相似（指可采用相同的工藝方法進行加工,采用相似的夾具進行裝夾,采用相似的量儀進行檢測等）6、零件族是一些零件的集合,這些零件具有相似的幾何形狀和尺寸或在加工中具有相似的加工步驟。同一(tngy)族中的零件各不相同,但總有一些相似點使它們成為同一零件族的成員設計族:具有相似的形狀與尺寸的零件的集合(jh)。制造族: 加工過程相似的零件所組成的集合。零件族作用：設計：通過(tnggu)修改設計族中的一個已有設計方案可得到新零件的設計方案。加工：通

25、過檢索和修改零件族中的已有工藝規(guī)劃實現(xiàn)新設計的工藝規(guī)劃。7、零件的分類編碼是用數(shù)字來描述零件的幾何形狀、尺寸和工藝特征,即零件特征的數(shù)字化。分類:根據(jù)某種典型特征(或缺少的某種特征)把零件按其相似性分類。 編碼:把零件的有關設計、制造等方面的信息轉(zhuǎn)譯為代碼。8、零件分類編碼系統(tǒng)是用字符(數(shù)字、字母或符號)對零件有關特征進行描述和識別的一套特定的規(guī)則和依據(jù)。9、每個碼位代表一種零件特征。編碼中的每個字符反映了該碼位所代表的有關產(chǎn)品特征的信息。10、零件分類編碼系統(tǒng)的作用：零件分類編碼系統(tǒng)的作用是為了零件的分類成組,形成零件族,以便進行成組加工和生產(chǎn)。零件分類編碼中的信息只需滿足描述零件成組分類的

26、需要。零件分類編碼系統(tǒng)所要描述的零件特征：結(jié)構(gòu)特征，零件的幾何形狀、尺寸大小、結(jié)構(gòu)功能和毛坯類型等。工藝特征，零件的毛坯形狀、加工精度、表面粗糙度、加工方法、材料、定位夾緊方式,選用的機床類型等。生產(chǎn)組織與計劃特征，加工批量、制造資源狀況和工藝過程跨車間、工段及廠際協(xié)作等。11、零件分類編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：樹式結(jié)構(gòu)（又稱為層次結(jié)構(gòu)。后面的碼位隸屬于前面的碼位,其含義取決于前面的碼位。優(yōu)點:以有限的位數(shù)傳遞大量零件信息 缺點: 結(jié)構(gòu)復雜,編碼和識別代碼不太方便），鏈式結(jié)構(gòu)（又稱為多碼結(jié)構(gòu)。后面的碼位和前面的碼位是平行關系,各有獨立的含義。優(yōu)點: 緊湊、易于構(gòu)造及使用 缺點: 碼位相同時,所包含的

27、特征信息量比樹式結(jié)構(gòu)少），混合結(jié)構(gòu)（混合式結(jié)構(gòu)具有樹式結(jié)構(gòu)和鏈式結(jié)構(gòu)共同的優(yōu)點）。12、OPITZ(奧匹資)零件分類編碼系統(tǒng)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一個十進制9位代碼的組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，橫向分類環(huán)節(jié)分為主碼和輔助碼。主碼(形狀代碼)5位,主要描述零件的基本形狀要素。輔助碼4位,主要描述零件與工藝有關的信息。OPITZ分類編碼系統(tǒng)的特點：1)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,橫向分類環(huán)節(jié)數(shù)適中,便于分類和記憶 2)對零件形狀(特別是回轉(zhuǎn)類零件)描述較完善,對非回轉(zhuǎn)類零件描述較粗糙 3)主碼雖主要用來描述基本形狀要素,但實際上隱含了工藝信息4)通過輔助碼考慮了工藝信息的描述,但反映不夠充分5)縱向分類環(huán)節(jié)的信息排列中,有些采用

28、了選擇排列法,結(jié)構(gòu)上欠嚴密,易出現(xiàn)多義性。13、JLBM-1分類編碼系統(tǒng)的特點：1)橫向分類環(huán)節(jié)數(shù)適中,結(jié)構(gòu)簡單明確,規(guī)律性強,便于理解和記憶 2)力求能夠滿足在機械行業(yè)中各種不同產(chǎn)品零件的分類,因此在形狀及加工碼上有廣泛性 3)吸收了KK-3系統(tǒng)的零件功能名稱分類標志,有利于設計部門使用。但是卻將與設計較密切的一些信息放到輔助碼中,分散了設計檢驗環(huán)節(jié),影響了設計部門使用 4)系統(tǒng)存在標志不全的現(xiàn)象,如一些常用的熱處理組合在系統(tǒng)中無反映。14、常用的零件分類(fn li)成組方法：1視檢法(人工識別分組法) 是由有生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的工程技術人員根據(jù)個人的經(jīng)驗,把具有(jyu)相似特征的零件歸為一類

29、。2編碼(bin m)分類法 編碼分類的原理和方法：在分類之前,首先要制定各零件族(組)的相似性標準,根據(jù)這一相似性標準建立特征矩陣,進行零件的分類成組。特征矩陣中,若某碼位的碼域值是一個固定值,則稱為特征碼位。3種編碼分類法:特征碼位法（凡零件編碼中相應碼位的代碼相同者歸屬于一組）、碼域法（規(guī)定每一碼位的碼域(碼值),若零件編碼中每一碼位值均在規(guī)定的碼域內(nèi),則歸屬為一組）和特征位碼域法（上述兩種方法的綜合）。3生產(chǎn)流程分析法是以零件的加工工藝過程為依據(jù),把工藝過程相似的零件歸為一類,形成加工族。15、生產(chǎn)流程分析法：關鍵機床法，根據(jù)零件的加工路線,分析其關鍵機床而進行分組。 順序分支法，其工

30、作過程分為分支和并支兩個階段。聚類分析法，用一些數(shù)學方法來定量確定零件之間的相似程度,進行聚類成組。16、成組工藝過程設計：復合零件法；復合工藝路線法。成組工藝實施方法：成組工藝的開發(fā)過程； 成組工藝的實施過程 ；成組工藝裝備設計；成組工藝的生產(chǎn)組織形式。17、成組技術特點及應用：成組技術的優(yōu)點：有利于零件設計標準化,減少設計工作的重復； 有利于工藝設計的標準化；降低生產(chǎn)成本,簡化生產(chǎn)計劃,縮短了生產(chǎn)周期；有利于CAD系統(tǒng)與CAM系統(tǒng)連接,實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的集成。18、成組技術在設計中的應用：利用零件編碼,檢索相似零件,減小重復設計工作量。提高設計標準化程度。成組技術在管理上的應用優(yōu)化作

31、業(yè)流程第四章1 、試述檢索式工藝過程設計的工作過程建立標準工藝庫確定零件信息描述方法確定搜索方法：盲目搜索啟發(fā)搜索輸入零件信息搜索標準工藝存儲標準工藝2 、試述派生式工藝過程設計的工作過程把標準工藝過程保存到數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)庫中檢索標準工藝過程對所有零件分類成族為每個零件族編制標準工藝過程對標準工藝過程進行修改和編輯形成指定零件的工藝過程3 、分析派生式CAPP系統(tǒng)應用比較普遍的原因以成組技術為理論基礎，比較成熟不包含工藝決策邏輯與規(guī)則事先建立標準工藝，根據(jù)零件編碼進行檢索需要手工編輯修改有較好的實用價值，問世較早，應用價值比較廣泛4、分別采用決策樹和決策表進行(jnxng)下圖所示軸的車加工方案

32、決策第五章：通過在某些點直接插入數(shù)字數(shù)據(jù)的方式來控制動作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)必須在數(shù)據(jù)的某些位置自動中斷。利用可變輸入(shr)（如穿孔帶或存儲的程序）來控制機床的控制過程稱為數(shù)控。數(shù)控的分類(fn li)：運動控制、控制環(huán)、動力驅(qū)動、定位系統(tǒng)、硬件式控制及軟件式控制。點位控制：將機床工作臺或主軸運動到指定的位置，以在該位置完成加工操作。主要用于加工孔系（鉆、鏜、沖）適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機等。連續(xù)（輪廓）控制：機床同時控制兩根或多根軸，不僅控制到達的目的地，還要控制刀具到達目的地的軌跡。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機床現(xiàn)代的數(shù)控機床基本上均

33、裝備該類數(shù)控系統(tǒng)。開環(huán)控制：沒有位置測量裝置，對機床移動的實際位置不做檢測，信號流是單向的（數(shù)控裝置進給系統(tǒng)）。因為沒有位置反饋，所以開環(huán)控制的加工精度差，但其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、控制方法簡單，安裝調(diào)試方便。適用于中小數(shù)控機床，精度要求不高、且功率需求不大的場合。閉環(huán)控制：有檢測反饋裝置，在加工中時刻檢測機床運動部件的實際位置。特點：精度高、速度快，控制系統(tǒng)調(diào)試維修比較復雜。主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床，以及較大型的數(shù)控機床。全閉環(huán)控制：位置反饋裝置采用直線位移檢測元件（光柵尺），安裝在機床的床鞍部位。直接檢測機床坐標的直線位移量，通過反饋消除從電動機到機床床鞍的整個機械傳

34、動鏈中的傳動誤差。具有很高的機床靜態(tài)精度。半閉環(huán)控制：位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測元件（編碼器），直接安裝在伺服電機或傳動絲杠的端部，檢測電機或和絲杠的轉(zhuǎn)角，間接檢測運動部件的實際位置。精度低于閉環(huán)控制，但仍比開環(huán)的精度高；控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性比閉環(huán)系統(tǒng)容易獲得；目前，大多數(shù)數(shù)控機床都采用半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)。電機：使用廣泛，尺寸小、易于控制、成本低。步進電機（由數(shù)字信號驅(qū)動，是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的執(zhí)行機構(gòu)）、直流或交流伺服電機(DC 或 AC)（模擬信號驅(qū)動）。大多數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)使用直流或交流伺服電機，開環(huán)控制機床通常使用步進電機。當傳感器報告機床工作臺的絕對位置時，則該機床為絕對定位機床。

35、增量定位系統(tǒng)和絕對定位系統(tǒng)取決于所使用的位置傳感器。在數(shù)控系統(tǒng)中使用兩種傳感器：速度傳感器（轉(zhuǎn)速器）、位置傳感器（角度：編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器；位移：線性可變差動變壓器、感應同步器）編碼器：在數(shù)控機床(sh kn j chun)中最常使用，用于測量角度(jiod)位移，具有(jyu)兩種類型的編碼器（增量型：輸出為一系列的電脈沖，不涉及實際位置；絕對值型：需要一個外置設備來表示編碼器軸上的主位置參考，通過追蹤輸出以及累積位置計數(shù)來得到實際位置）。按數(shù)控裝置類型分為硬件式數(shù)控（NC）和軟件式（計算機）數(shù)控（CNC） ,區(qū)別在于采用的控制器技術。硬件式數(shù)控：數(shù)控系統(tǒng)采用專門真空管電路、晶體管和繼電器技

36、術構(gòu)造。幾乎沒有系統(tǒng)軟件，需要通過硬件電路設計和實現(xiàn)各種數(shù)控功能，通用性、靈活性較差，維護成本高。計算機（軟件式）數(shù)控：采用小型或微型計算機作為控制單元，其中主要功能幾乎全部由軟件來實現(xiàn)。對不同的系統(tǒng)，只需要編制不同的軟件就可以實現(xiàn)不同的控制功能，而硬件幾乎可以通用，為硬件的大批量生產(chǎn)提供了條件。伺服系統(tǒng)（也稱驅(qū)動系統(tǒng)）是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，由驅(qū)動和執(zhí)行兩大部分組成，它包括位置控制單元、速度控制單元、執(zhí)行電動機和測量反饋單元等部分，主要用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。脈沖當量是能被控制器識別的最小長度，在一個開環(huán)伺服進給系統(tǒng)中，當步進電機每收到一個步進脈沖信號，就驅(qū)動步進電機按設

37、定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步距角），該運動可使工作臺移動一個脈沖當量（BLU）的距離。臺移動一個脈沖當量（BLU）的距離的位移量。也稱為最小長度單位，常用的脈沖當量為0.01mm、0.005mm及0.001mm。脈沖頻率速度/BLU。脈沖數(shù)距離/BLU。BLUp/N精度：由控制儀器的分辨率（由所使用的軸轉(zhuǎn)換器和絲杠確定）和硬件精度（機床單元誤差、機床裝配誤差、主軸徑向跳動、絲杠間隙、刀具偏差、熱誤差）組合而成重復精度：是機床精度的另一種測量，要測量機床重復執(zhí)行某一位置命令時的機床位置的接近程度，通過測量包圍由多次重復試驗所得到的目標區(qū)域的圓的直徑來得到。多軸控制時，在組成軌跡的直線段或曲線段的起點和終點之間，按照一定的方法進行數(shù)據(jù)點的密化計算和填充，得到近似的幾何特征，并給出相應的位移量，使其實際軌跡和理論軌跡之間的誤差小于一個脈沖當量，這個過程稱為插補第六章從零件圖紙到編制零件加工