計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)

1、第一章計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)概論基本內(nèi)容 1.CAD/CAM技術(shù)的基本概念 1）CAD技術(shù) 2）CAPP技術(shù) 3）CAM技術(shù) 4）CAD/CAM集成技術(shù)2.CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展過程 1）CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢 2）CAD/CAM系統(tǒng)的組成 3）CAD/CAM常用系統(tǒng)軟件介紹 1CAD/CAM技術(shù)的基本概念 （1）CAD技術(shù)即計算機(jī)輔助設(shè)計。就是利用計算機(jī)強(qiáng)有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，輔助設(shè)計人員進(jìn)行工程和產(chǎn)品的設(shè)計與分析，達(dá)到預(yù)期的目的或取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。 （2）CAPP技術(shù)即計算機(jī)輔助工藝設(shè)計。工藝設(shè)計人員運用計算機(jī)技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品加工方法的確

2、定和加工工藝的設(shè)計。 （3）CAM技術(shù)即計算機(jī)輔助工藝設(shè)計。工藝設(shè)計人員運用計算機(jī)技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品加工方法的確定和加工工藝的設(shè)計。 （4）CAD/CAM集成技術(shù)就是利用工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)和采用標(biāo)準(zhǔn)格式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)，在CAD、CAPP、CAM、CAE各系統(tǒng)之間實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的自動傳遞、接收、轉(zhuǎn)換、共享和處理，將產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品加工制造、生產(chǎn)管理、質(zhì)量監(jiān)控等過程實現(xiàn)集成，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的采集和流動在封閉的系統(tǒng)中完成，避免了系統(tǒng)各自獨立存在的缺陷，也是CAD/CAM系統(tǒng)提供了向CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。2CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展過程（1）CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展

3、趨勢 從CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，CAD/CAM技術(shù)正在向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展。 （2）CAD/CAM系統(tǒng)的組成 1）CAD/CAM系統(tǒng)由一系列硬件和軟件系統(tǒng)組成。 2）CAD/CAM系統(tǒng)硬件主要包括：中央處理器、存儲器、輸入/輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 3）CAD/CAM系統(tǒng)軟件分為三層次：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件。 （3）CAD/CAM常用系統(tǒng)軟件包括：AutoCAD系統(tǒng)、Unigraphics(UG)、Solid Works、Pro/Engineer、Solid Edge。第2章CAD/CAM系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容 1概述（1）數(shù)據(jù)的概念 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)項、記錄、文

4、件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。（2）數(shù)據(jù)類型。（3）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。 2常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （1） 數(shù)據(jù)的線性結(jié)構(gòu)線性表的物理結(jié)構(gòu)既可以是順序存儲結(jié)構(gòu)，也可以是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。計算機(jī)中的具體表示有數(shù)組、字符串、棧與隊列等幾種形式。 1）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)。 2）線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu) 單向鏈表、雙向鏈表、循環(huán)鏈表。 （2） 樹狀結(jié)構(gòu)和二叉樹 1）樹 2）二叉樹 3）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應(yīng)用 （1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念及分類 1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念。 2）數(shù)據(jù)庫的分類。 （2）常用數(shù)據(jù)庫簡介。 1.概述 設(shè)計加工一個零件或部件都存在大量的數(shù)據(jù)，如性能參數(shù)、幾何尺寸數(shù)據(jù)、工藝過程數(shù)據(jù)、圖樣數(shù)據(jù)和

5、事務(wù)處理數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起組成了對一個機(jī)械產(chǎn)品信息的描述。 如何組織這些數(shù)據(jù)、建立它們之間的聯(lián)系，這就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要研究的問題。(1) 數(shù)據(jù)的概念 數(shù)據(jù)就是描述客觀實體和現(xiàn)象的數(shù)字、字符、表格、圖像等，以及能夠輸入計算機(jī)并且能夠被計算機(jī)接受、處理的所有符號的集合。數(shù)據(jù)還可以按照組織層次分為：數(shù)據(jù)項、記錄、文件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。(2) 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)類型就是計算機(jī)程序語言中定義的不同變量的種類。每一個程序語言都會提供本程序語言的一組基本數(shù)據(jù)類型，而且不同的數(shù)據(jù)類型又確定了數(shù)據(jù)在計算機(jī)中所占位置的大小。(3) 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)就是指數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，不考慮

6、數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)并且獨立于數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)。 按數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系不同可分為兩種： 線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)也稱為存儲結(jié)構(gòu)。 常用的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)有： 順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。 2.常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(1) 數(shù)據(jù)的線性結(jié)構(gòu) 由n (n0)個數(shù)據(jù)元素組成的有限序列就是線性結(jié)構(gòu)，常稱為線性表。線性結(jié)構(gòu)是一種簡單、最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 線性表的物理結(jié)構(gòu)既可以是順序存儲結(jié)構(gòu)，也可以是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。 計算機(jī)中的具體表示有數(shù)組、字符串、棧與隊列等幾種形式。線性表的存儲結(jié)構(gòu)： 1）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu) 2）線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)鏈表結(jié)構(gòu)分為： 單向鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種形式。 單向鏈表：單向鏈表既只有一

7、個指針域,其節(jié)點指針域中的指針存放該節(jié)點直接前驅(qū)或后繼的地址，是最簡單的一種鏈表結(jié)構(gòu)。 雙向鏈表：雙向鏈表是在單向鏈表的基礎(chǔ)上，為每個節(jié)點增加一個指針域，用于存放指向節(jié)點直接前趨的地址，克服了單向鏈表無法實現(xiàn)逆向操作只能沿著指向直接后繼的指針完成向后順序的操作,可以很方便地實現(xiàn)雙向操作。循環(huán)鏈表：將單向鏈表或雙向鏈表的首尾相接就得到循環(huán)鏈表，對循環(huán)鏈表中的節(jié)點進(jìn)行刪除和插入操作時，可以從表中任何一個節(jié)點開始查找。(2) 樹狀結(jié)構(gòu)和二叉樹 樹：數(shù)據(jù)元素之間存在著一定的聯(lián)系關(guān)系，當(dāng)數(shù)據(jù)元素之間存在明顯層次關(guān)系及由上向下的關(guān)系，并且下層數(shù)據(jù)可以由下向上匯聚到一個節(jié)點，整個數(shù)據(jù)元素的聯(lián)系像一個倒置的樹

8、，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為樹狀結(jié)構(gòu)。 二叉樹：二叉樹是由多個節(jié)點的有限集合構(gòu)成,此集合一般是由一個根節(jié)點與兩個互不相交的左右子樹構(gòu)成，左右子樹也是二叉樹。(3) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是多對多得結(jié)構(gòu)關(guān)系，比樹結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的一種非線性結(jié)構(gòu)，它的每個節(jié)點可能有多個前趨，也可能有多個后繼，節(jié)點的聯(lián)系是任意的，它的每條邊具有相應(yīng)的含義及權(quán)值。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應(yīng)用(1) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念及分類 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫既將具有某種規(guī)律或聯(lián)系的文件或數(shù)據(jù)的集合；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是對數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理、控制的軟件，具有對數(shù)據(jù)庫定義、建立、管理、維護(hù)、通信以及設(shè)備控制等功能，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核

9、心。 數(shù)據(jù)庫的分類一般都是按數(shù)據(jù)庫內(nèi)部數(shù)據(jù)的不同組織方式來區(qū)別，一般分為三種： 層次模型數(shù)據(jù)庫； 網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫； 關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫。 (2) 常用數(shù)據(jù)庫簡介 SQL Server 是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。SQL Server 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點。SQL Server是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能 (BI) 工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。SQL Serve數(shù)據(jù)庫引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲功能，使您可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。 Oracle數(shù)據(jù)庫是一種大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一般應(yīng)用于商業(yè)，政府部門

10、，它的功能強(qiáng)大，能夠處理大批量的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)方面也用的非常多。第3章 計算機(jī)圖形處理及建模技術(shù)基本內(nèi)容 1計算機(jī)圖形顯示輸出設(shè)備 2圖形元素生成的基本原理 （1）圖形元素生成的基本算法。 （2）圖形的幾何變換。 （3）圖形真實感處理簡介。 3幾何建模方法 （1）線框建模。 （2）表面建模。 （3）實體建模。 （4）邊界表示法。 （5）實體結(jié)構(gòu)幾何法（CSG法）。 （6）特征建模。1計算機(jī)圖形顯示輸出設(shè)備 計算機(jī)圖形的顯示與相應(yīng)的顯示設(shè)備有密切的關(guān)系，顯示器分辨率的高低對圖形的生成質(zhì)量和真實感有直接的關(guān)系。 常見的顯示設(shè)備如：陰極射線管顯示器、液晶顯示器、等離子顯示器等等。 輸出設(shè)備通常包括：打

11、印機(jī)、繪圖儀、頭盔顯示器等。2圖形元素生成的基本原理 計算機(jī)圖形學(xué)的實質(zhì)就是通過計算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在顯示器上進(jìn)行實時顯示。（1）圖形元素生成的基本算法 圖形元素通常所指的是： 點、直線、圓或圓弧等。 基本的直線和圓弧生成算法： 直線生成的數(shù)值微分算法； 直線生成的中點算法； 圓弧生成的正負(fù)法。（2）圖形的幾何變換 圖形的幾何變換，就是對已有的圖形的幾何信息，按照要求對其進(jìn)行的圖形變換，也可以將簡單的圖形經(jīng)過變換后生成復(fù)雜的圖形。 圖形的基本幾何變換包括了：平移、旋轉(zhuǎn)、比例縮放、對稱、錯切等五種變換。1）二維圖形的基本變換 平移變換； 旋轉(zhuǎn)變換； 比例變換； 對稱變換； 錯切變換。 2）

12、組合變換 圖形在變換過程中有時并不是僅僅一個簡單的基本變換，往往會出現(xiàn)比較復(fù)雜的多個變換的組合，由多個基本變換組合一起的變換就稱為組合變換，也稱為復(fù)合變換。 相應(yīng)的變換距陣稱為組合變換距陣。 （3）圖形真實感處理簡介 圖形的真實感處理是使計算機(jī)上顯示的景物視圖能夠反映其自然的視覺效果，包括景物的形狀、色彩、明暗色調(diào)以及表面的紋理等。 圖形的真實感處理包括對所繪制的模型進(jìn)行消隱、色彩處理、光照與材質(zhì)處理、反走樣處理、紋理映射、霧化、融合等處理。 圖形真實感處理技術(shù)主要包括以下方面：三維實體造型、消隱處理、光照模式、透明處理、陰影處理、紋理映射等。1）三維實體造型 無論采用何種方法進(jìn)行三維實體建模

13、，其實質(zhì)都為利用計算機(jī)技術(shù)在二維的平面上模擬顯示物體在自然狀態(tài)下的三個方向的尺寸和形狀結(jié)構(gòu)。2）消隱處理 計算機(jī)要真實地顯示實物之間的相互位置關(guān)系，被遮擋的部分就不能在圖形中出現(xiàn)，因此必須進(jìn)行消隱處理。 3）光照模式 光照模式描述了物體表面顏色、亮度與物體所在的空間位置、方向、物體屬性及光源之間的相互關(guān)系，并且根據(jù)上述因素依據(jù)光照模式計算出在對應(yīng)的計算機(jī)屏幕顯示中表示物體的各像素點的顏色，最終將物體顯示。 4）透明處理 一個透明物體的表面會同時產(chǎn)生反射光和折射光。當(dāng)光線從一種傳播介質(zhì)進(jìn)入另一種傳播介質(zhì)時，光線會由于折射而產(chǎn)生彎曲。 光有規(guī)則透射和漫透射。5）陰影處理 當(dāng)觀察方向與光源方向重合時

14、，觀察者是看不到陰影的。只有當(dāng)兩者方向不一致時，才會看到陰影。陰影使人感到畫面上景物的遠(yuǎn)近深淺，從而極大地增強(qiáng)畫面的真實感。6）紋理映射 在現(xiàn)實生活中，物體表面存在千差萬別的自身特點；或者為了美觀，有時會在物體的表面用漂亮的圖樣進(jìn)行裝飾。要真實地反映物體表面的特點，紋理映射技術(shù)就可以完成物體表面的顏色紋理的處理，還能完成表面的幾何紋理的處理。 3 幾何建模方法 幾何建模既將物體的幾何信息以及相關(guān)的屬性輸入計算機(jī)，計算機(jī)以數(shù)據(jù)的形式將物體的信息存儲起來，稱為幾何建模。 常用的三維幾何建模有： 線框建模(Wireframe Model)； 表面建模(Surface Model)； 實體建模(Sol

15、id Model)。 （1）線框建模 線框建模(Wireframe Model)是采用點、直線、圓弧以及自由曲線來構(gòu)造三維模型。是一種運用較早并且最簡單的計算機(jī)建模技術(shù)。 （2）表面建模 表面建模(Surface Model)是通過對物體表面進(jìn)行描述的建模方法。表面建模采用物體的表面（平面或曲面）來定義三維物體，在構(gòu)造三維物體時通過描述顯示物體的每一個表面以此完成三維物體構(gòu)形。（3）實體建模 實體建模就是利用一些體素通過布爾運算構(gòu)成所需的或復(fù)雜的實體,這種建模技術(shù)成為實體建模。 （4）邊界表示法 邊界表示法（B-REP法）采用“點邊面體”的方式來表示實體，它以實體的邊界為基礎(chǔ)通過描繪實體的表面

16、邊界來描述實體。 （5）實體結(jié)構(gòu)幾何法（CSG法） 實體結(jié)構(gòu)幾何法（CSG法）就是利用已有基本體素，根據(jù)實體的結(jié)構(gòu)將實體視為由不同的基本體素通過布爾運算而得到。在計算機(jī)內(nèi)是通過記錄基本體素及其集合運算來表示的。 （6）特征建模 特征就是就是描述一個對象上所具有的全部信息，不僅僅局限于實體的形狀、結(jié)構(gòu)，而且包含了對象從設(shè)計到制造全過程的所有信息。 零件的信息特征是由一系列的特征構(gòu)成，包括：幾何形狀特征、管理特征、技術(shù)特征、材料特征、精度特征、裝配特征。第四章 計算機(jī)輔助設(shè)計基本內(nèi)容 1 概 述 2 界面設(shè)計 （1）界面設(shè)計的一般原則。 （2）Windows圖形用戶界面。 （3）Windows應(yīng)用

17、程序模型。 （4）Windows常用控件介紹。 （5）菜單的設(shè)計。 （6）對話框的設(shè)計。3 常用設(shè)計數(shù)據(jù)的處理技術(shù) （1）設(shè)計數(shù)據(jù)的處理 1）設(shè)計數(shù)據(jù)的分類和處理方法。 2）設(shè)計數(shù)據(jù)的輸入、輸出。 （2）常用的數(shù)據(jù)排序算法和查找算法 1）數(shù)據(jù)的排序算法。 2）常用的查找算法。 3）數(shù)據(jù)的插值。 4）曲線擬合。一、概 述 計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）利用計算機(jī)軟硬件技術(shù)輔助設(shè)計人員對產(chǎn)品、工程進(jìn)行分析計算、幾何建模、模擬仿真、優(yōu)化設(shè)計、繪制工程圖樣等的管理、生成技術(shù)文件等的方法技術(shù)。 計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計包括概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能分析、模擬仿真、工程圖樣繪制等內(nèi)容。二、 界面設(shè)計 計算機(jī)與用戶進(jìn)行使

18、用聯(lián)系和信息交流的接口就是用戶界面，用戶界面也是人機(jī)交互中必不可少的重要部分。 系統(tǒng)通過界面顯示能夠?qū)崿F(xiàn)的各項功能，用戶也可以通過界面的功能來完成相應(yīng)的工作。 1 界面設(shè)計的一般原則 用戶界面的差異，直接影響用戶對軟件產(chǎn)品的評價，也關(guān)系到軟件產(chǎn)品的競爭力、使用壽命、系統(tǒng)響應(yīng)時間、用戶幫助設(shè)施、出錯信息處理、命令交互方式等。不同的用戶對系統(tǒng)界面的要求也存在區(qū)別因此，進(jìn)行界面設(shè)計時應(yīng)充分考慮不同使用用戶的特點。 （1）計算機(jī)使用用戶的分析 由于不同領(lǐng)域和不同層次的用戶其本身的技能、用戶的使用習(xí)慣、用戶本身對計算機(jī)知識的熟練程度以及用戶對系統(tǒng)的期望值都存在較大的差異，對人機(jī)界面的要求也不盡相同。因此

19、，設(shè)計人機(jī)交互界面盡可能滿足不同用戶的使用要求。 通常將計算機(jī)使用者分為三種類型：生疏型用戶、熟練型用戶、專家型用戶（ 2）界面設(shè)計的一般原則 設(shè)計一個好的人機(jī)界面既要考慮人的因素，又要考慮界面的風(fēng)格和使用者的方便以及可使用的軟、硬件技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)本身的特點。優(yōu)秀的界面簡單、方便易于用戶使用，界面設(shè)計時一般應(yīng)該遵循設(shè)計原則： 1）界面一致性 2）有用信息的反饋 3）減少用戶操作記憶的信息量 4）允許大部分操作能夠返回上一級 5）提高對話、動作的效率 6）提供有關(guān)的幫助 （3）交互式界面的一般交互方式 人機(jī)交互方式一般可以分為以下幾種類型 ： 1）問答式對話界面 2）菜單界面 3）圖符界面 4）

20、填表界面 5）命令語言界面 6）查詢語言界面 7）自然語言界面2 Windows圖形用戶界面 Windows應(yīng)用程序的界面是一個圖形化的用戶界面，既可以方便地使用高級語言開發(fā)具有圖形用戶界面的應(yīng)用程序，又能夠提供設(shè)計風(fēng)格相同的應(yīng)用程序開發(fā)接口。 Windows應(yīng)用程序的用戶界面分為三種類型：單文檔界面、多文檔界面和基于對話框的應(yīng)用程序。 Windows應(yīng)用程序用戶界面的基本組成要素有：標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄、客戶區(qū)以及圖中沒有顯示的對話框和各種控件。 3 Windows應(yīng)用程序模型（1） 事件與消息 Windows的應(yīng)用程序由事件驅(qū)動。在Windows應(yīng)用程序運行過程中，只要用戶進(jìn)行了

21、影響窗口的動作，就會觸發(fā)一個相應(yīng)的“事件”（event）。當(dāng)Windows檢測到事件發(fā)生時，就會給程序發(fā)送一個“消息”（messages）通知應(yīng)用程序有事件發(fā)生。 Windows定義了三種類型的消息： 窗口消息、命令消息和控件消息。 1）窗口消息 窗口消息一般與窗口的內(nèi)部運作有關(guān)，它是操作系統(tǒng)和控制其他窗口的窗口所使用的消息。這類消息是以WM_為前綴（WM_COMMAND例外）。 2）命令消息 命令消息一般與處理用戶請求有關(guān)，是一種特殊的窗口消息，它從一個窗口發(fā)送到另一個窗口以處理來自用戶的請求。命令消息以WM_COMMAND為消息名，在消息中含有命令的標(biāo)志符ID，以區(qū)分具體的命令。 3）控件

22、消息 控件消息類似于命令消息，當(dāng)用戶與控件窗口交互時，這一類消息從控件窗口發(fā)送到其父窗口?？丶⒉辉谟谔幚碛脩裘?，而是為了讓父窗口能夠改變控件，控件消息以WM_COMMAND為消息名。 (2)Windows應(yīng)用程序框架 MFC（Microsoft Foundation Classes）是用VC開發(fā)Windows應(yīng)用程序的基礎(chǔ)類庫。該類庫封裝了大部分Windows API函數(shù)，并以層次結(jié)構(gòu)組織起來，所包含的功能涉及到整個Windows操作系統(tǒng)。 MFC提供了CwinApp、CframeWnd、Cdocumen和Cview四個類庫作為應(yīng)用程序框架的基本類，應(yīng)用程序中的框架類由這四個基本類派生。

23、 1）CwinApp 負(fù)責(zé)初始化并啟動、運行應(yīng)用程序。該類封裝了Windows應(yīng)用程序的入口函數(shù)WinMain，是應(yīng)用程序運行時創(chuàng)建的第一個對象。 2）CframeWnd 負(fù)責(zé)顯示、跟蹤用戶命令及顯示應(yīng)用程序的主窗口，是應(yīng)用程序運行時創(chuàng)建的一個對象。 3）Cdocumen 負(fù)責(zé)加載和維護(hù)文檔，是應(yīng)用程序創(chuàng)建的一個對象。該類負(fù)責(zé)將文檔加載到其成員變量中，并允許Cview類編輯這些成員變量。 4）Cview 負(fù)責(zé)為文檔提供一個或多個視圖。 （3）MFC消息映射 在MFC中，消息是通過消息映射機(jī)制來處理的。其實質(zhì)是一張消息及其處理函數(shù)的對應(yīng)表以及分析處理這張表的應(yīng)用框架內(nèi)部的一些程序代碼。 MFC應(yīng)

24、用程序的消息處理過程如下： 1）首先，有CwinApp應(yīng)用類檢索和分發(fā)消息； 2）其次，有MFC應(yīng)用框架根據(jù)消息所屬窗口，搜索其消息映射表，如果檢索到當(dāng)前消息的入口，則調(diào)用相應(yīng)的消息處理函數(shù)。 3）最后，如果該窗口類對象沒有相應(yīng)的消息映射表入口，則由應(yīng)用程序框架自行調(diào)用基類的默認(rèn)處理。（4）VC+常用向?qū)Ш途庉嫻ぞ?AppWizard應(yīng)用程序向?qū)В?ClassWizard類向?qū)В?Dialog Editor對話框編輯器； Toolbar Editor工具欄編輯器； Custor、Icon和Bitmap Editor圖像編輯器； Menu Editor菜單編輯器； String Editor字符

25、串資源編輯器； Text Editor文本編輯器。4 Windows常用控件介紹 控件也稱為表單，是Windows圖形用戶界面重要組成部分。 應(yīng)用程序常用的通用控件有： 靜態(tài)控件； 按鈕控件； 滾動條控件； 列表框控件； 文本框控件； 組合框控件。 （1）靜態(tài)文本控件 靜態(tài)控件（Label）是常用的控件之一。一般情況下，靜態(tài)控件用作沒有固定標(biāo)題文本屬性的控件（如文本編輯控件、列表框等）的標(biāo)簽，也可用來為控件分組，或者用來顯示一些提示性的文件。（2） 按鈕控件 按鈕控件在MFC中用CButton表示，CButton包含了三種樣式的按鈕，普通按鈕（Push Button）、復(fù)選按鈕（Check B

26、ox）和單選按鈕（Radio Box）。（3）文本框控件 亦稱編輯框或文本編輯框(TextBox)。用戶通過它可以輸入各種文本、數(shù)字或者口令，也可使用它來編輯和修改簡單的文本內(nèi)容。（4）列表框控件 列表框控件（ListBox）用來列出一系列的文本，每條文本占一行。在為用戶提供的一系列選項中，選擇一個或者多個選項的控件窗口。（5）組合框控件 組合框控件（ComboBox）是由一個輸入框和一個列表框組成。由于組合框內(nèi)包含了列表框，所以列表框的功能都能夠使用。組合框分為三種類型：簡單組合框、下拉式組合框和下拉式列表框。（6）滾動條控件 滾動條控件(Scroll Bar)一般不單獨使用，當(dāng)窗口客戶區(qū)中

27、顯示比自身大的對象時，用戶可以通過滾動條進(jìn)行觀察。滾動條控件分為水平滾動條和垂直滾動條。5 菜單的設(shè)計 （1）Windows應(yīng)用程序菜單介紹 利用菜單編輯器可以進(jìn)行菜單的添加、刪除和修改。而對基于對話框的應(yīng)用程序，則不能自動生成菜單欄，如果需要，開發(fā)者可以自行創(chuàng)建菜單。 在設(shè)計Windows應(yīng)用程序菜單時，應(yīng)遵守以下規(guī)則： 1）在菜單欄中的菜單和下拉菜單中的選項均應(yīng)設(shè)置熱鍵，并將這些熱鍵用下滑線標(biāo)出。 2）為了加快用戶操作，對一些使用頻繁的菜單項應(yīng)提供快捷鍵方式，并將這些快捷鍵標(biāo)在菜單項的右側(cè)。 3）如果一個菜單項被選擇后需要彈出一個對話框與用戶進(jìn)一步交互，則應(yīng)在這些選項后邊加上“”符號，提醒

28、用戶選中該項后會顯示一個對話框。 4）某些菜單項暫時不能使用時，應(yīng)將其置成灰色，表明此時該項功能不能適用。（2）菜單編輯器的使用 使用菜單編輯器可以創(chuàng)建菜單欄和其中選項，為菜單或選項定義熱鍵、狀態(tài)欄提示等。此外，還可以創(chuàng)建彈出菜單。 操作步驟如下： 1）打開菜單編輯器 2）創(chuàng)建菜單項 3）定義菜單項的快捷鍵 6 對話框的設(shè)計 對話框就好比是一個容器，只有將一些控件添加在這個容器中，才能實現(xiàn)用戶與對話框之間的交互。 （1） 對話框的組成以及設(shè)計原則 1）對話框要簡潔有效 2）控件分組 3）合理分配對話框空間 4）風(fēng)格統(tǒng)一 5）測試 （2）對話框設(shè)計 應(yīng)用程序的對話框設(shè)計需要使用對話框資源編輯器和

29、類向?qū)А?1）創(chuàng)建對話框資源模板 2）創(chuàng)建對話框資源模板對應(yīng)的對話框類 3）創(chuàng)建各個控件相應(yīng)的變量和必要的消息處理函數(shù) 4）顯示對話框 5）對話框數(shù)據(jù)交換 三 、常用設(shè)計數(shù)據(jù)的處理技術(shù) 在計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計中需要使用大量的設(shè)計資料，而這些設(shè)計資料通常都是以數(shù)據(jù)的形式存儲于計算機(jī)之中。 機(jī)械設(shè)計中的數(shù)據(jù)形式是多種多樣的，而且數(shù)據(jù)量也是海量的。在現(xiàn)代的計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計中，必須充分利用計算機(jī)的高速處理能力，實現(xiàn)對設(shè)計資料和數(shù)據(jù)的自動化處理。 如何組織這些數(shù)據(jù)、建立它們之間的聯(lián)系，就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所要研究的問題；而如何高效地收集、處理、保存和應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，就是數(shù)據(jù)庫所要研究的問題。 1 設(shè)計數(shù)據(jù)的處理

30、（1）設(shè)計數(shù)據(jù)的分類和處理方法 計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計的過程，它的本質(zhì)可以認(rèn)為是對設(shè)計中的各種數(shù)據(jù)流的處理過程，從設(shè)計要求、設(shè)計參數(shù)以及到設(shè)計完成的結(jié)果都變現(xiàn)在大量相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)的流動。 數(shù)據(jù)流包括輸入數(shù)據(jù)、設(shè)計資料、輸出數(shù)據(jù)。 設(shè)計資料可以歸結(jié)為數(shù)表和線圖兩類，在計算機(jī)中的處理和存儲方式通常有四種方法： 1）公式化 2）數(shù)組化 3）數(shù)據(jù)文件 4）數(shù)據(jù)庫（2）設(shè)計數(shù)據(jù)的輸入、輸出 1)數(shù)據(jù)的輸入 數(shù)據(jù)輸入可以通過直接賦值、交互式賦值、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫文件和數(shù)據(jù)庫接口六種方式完成。 2)數(shù)據(jù)的輸出 程序在運行過程中，需要給用戶輸出必要的運行提示和中間結(jié)果；在運行結(jié)束時，需要給用戶輸出最后的計

31、算結(jié)果。輸出形式可以是文本行、表格或者消息框等。2 常用的數(shù)據(jù)排序算法和查找算法 計算機(jī)輔助設(shè)計中存在大量的數(shù)據(jù)，要在浩如煙海的數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確及時地查找出需要的數(shù)據(jù)，首先應(yīng)該對數(shù)據(jù)進(jìn)行按規(guī)律儲存和排列，再查找所需要的數(shù)據(jù)。(1)數(shù)據(jù)的排序算法 數(shù)據(jù)的排序就是將一個數(shù)據(jù)序列中的各個元素根據(jù)某個給出的關(guān)鍵值進(jìn)行從大到小(稱為降序)或從小到大(稱為升序)排列的過程。排序?qū)⒏淖償?shù)據(jù)序列中各元素的先后順序，使之按升序或降序排列。 常用的排序算法主要有：冒泡法、選擇法排序、插入排序、桶排序以及快速排序等 1）冒泡法 冒泡法的基本思想：把數(shù)據(jù)序列中的各相鄰數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何一對數(shù)據(jù)間不符合要求的升序或

32、降序關(guān)系則調(diào)換它們的順序，保證相鄰數(shù)據(jù)間符合升序或降序的排列關(guān)系。 2）選擇法排序 選擇排序的基本思想是把數(shù)據(jù)序列化分成兩個子序列，一個子序列中是已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)，另一個子序列中是尚未排序的數(shù)據(jù)；程序開始時有序子列為空，而無序子列包含了全體數(shù)據(jù)；從無序子列中選擇一個合適的數(shù)據(jù)，放置于有序子列中，不斷將無序子列中的數(shù)據(jù)按照排序要求放置于有序子列內(nèi)，重復(fù)這個選擇過程，使得有序子列不斷增長而無序子列不斷減少，最終無序子列減少為空，所有數(shù)據(jù)都在有序子列中按要求的順序排列，整個排序的操作也就完成了。 3）插入排序 插入排序同樣是把待排序的數(shù)據(jù)列劃分成有序子列和無序子列兩部分，程序開始時有序子列為空而無序

33、子列包含了全部數(shù)據(jù)。與選擇排序不同的是插入排序不是從無序子列中選擇一個合適的數(shù)據(jù)放到有序子列的固定位置，而是把無序子列中的固定位置的數(shù)據(jù)插入到有序子列的合適位置中，使得插入這個數(shù)據(jù)滯后的有序子列仍然能保持有序。 4）快速排序 快速排序的主要原理是先選定一個標(biāo)志值，對數(shù)組進(jìn)行粗排序，大于這個標(biāo)志的排在左邊，大于這個數(shù)的排在右邊，再對兩邊進(jìn)行粗排序，一直到每個數(shù)都被排序。 3 常用的查找算法 數(shù)據(jù)的查找過程就是計算機(jī)利用給出的關(guān)鍵值，在一個數(shù)據(jù)集合或數(shù)據(jù)序列中找出與關(guān)鍵值匹配的一個或一組數(shù)據(jù)的過程。 常用的查找算法有線性查找法、折半查找法等。 （1）人工查找法 通過人機(jī)對話方式對所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行查找

34、。這種方法適用于計算機(jī)自動處理較為困難或需要用戶參與的場合。 （2）線性查找法 按順序逐個掃描數(shù)據(jù)表的每一項，直到查找到所要求的數(shù)據(jù)為止。 （3）折半查找法 當(dāng)數(shù)據(jù)表的記錄按升序排列時，首先找到位于數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)中間值，將表的中間值M與待查找的值x相比較：如果xM，則x位于表的后半?yún)^(qū)域。 （4）其他查找法 對有規(guī)律分布數(shù)表中數(shù)據(jù)的查找，線性查找法和折半查找法顯得比較繁瑣，因為查找都必須從開頭或中間開始查找。 數(shù)據(jù)的插值 插值法的基本思想是在插值點附近根據(jù)需要選取合適的節(jié)點個數(shù)，通過這些節(jié)點構(gòu)造一個簡單函數(shù)；在所確定的區(qū)域用代替原來的函數(shù)；插值點的函數(shù)值由的值來代替。因此，插值的關(guān)鍵問題就是如何構(gòu)

35、造一個既簡單又能夠滿足精度的函數(shù)來代替原來的函數(shù)。 常用的數(shù)據(jù)插值方法有：線性插值、拋物線插值和拉格朗日（Lagrange）插值等。 （1）線性插值 線性插值就是在插值點前后選取兩節(jié)點來，利用節(jié)點已知的坐標(biāo)值構(gòu)造一個線性函數(shù)代替原來的函數(shù)。 （2）拋物線插值 為了盡可能減少誤差，則需要盡量多的節(jié)點信息，拋物線插值既采用了三個節(jié)點的信息構(gòu)造一拋物線函數(shù)代替原來的函數(shù)。 （3）拉格朗日（Lagrange）插值 利用所有節(jié)點信息來構(gòu)造插值函數(shù)，所構(gòu)造的函數(shù)能夠盡量多地反映原函數(shù)的性質(zhì)，利用所有節(jié)點信息構(gòu)造插值函數(shù)的方法則稱為拉格朗日（Lagrange）插值。 5 曲線擬合 建立一個能近似表達(dá)列表函數(shù)

36、或曲線函數(shù)變化規(guī)律和關(guān)系的公式，這個過程稱為公式擬合或曲線擬合。 常用的曲線擬合方法有最小二乘法、代數(shù)多項式等，最小二乘法是最簡單、最常用的曲線擬合方法。 第5章 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計基本內(nèi)容 1計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的概念 （1）CAPP的發(fā)展和趨勢 （2）CAPP的基本類型 1）檢索式CAPP系統(tǒng) 2）派生式CAPP系統(tǒng) 3）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 4）半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 5）智能型CAPP系統(tǒng) （3）CAPP系統(tǒng)的基本構(gòu)成 2計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的步驟 （1）零件信息包含的內(nèi)容及描述方法 （2）計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的步驟 3派生式CAPP系統(tǒng) （1）成組技術(shù)概述 （2）成組技術(shù)的核心技術(shù) （3）零件

37、的分組方法 4創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) （1）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理 （2）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝決策 （3）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工藝決策的過程 5智能型CAPP系統(tǒng) （1）人工智能技術(shù) （2）專家系統(tǒng)的基本構(gòu)成 （3）知識表示及推理 6 其它CAPP系統(tǒng)的簡介 （1）半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) （2）網(wǎng)絡(luò)式CAPP系統(tǒng) 1 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的概念 CAPP是利用計算機(jī)技術(shù)輔助工藝師完成零件從毛坯到成品的設(shè)計和制造過程，是將產(chǎn)品的設(shè)計信息轉(zhuǎn)換為制造信息的一種技術(shù)。 CAPP是通過向計算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機(jī)自動輸出零件的工藝路線

38、和工序內(nèi)容的過程。與傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法相比，CAPP技術(shù)具有自身突出的優(yōu)勢。（1）CAPP的發(fā)展和趨勢 CAPP的研究與開發(fā)始于上世紀(jì)60年代末，1969年挪威人推出世界上第一個CAPP系統(tǒng)AUTOPROS。我國自80年代初開始進(jìn)行CAPP的應(yīng)用研究，目前，已開發(fā)出許多實用CAPP系統(tǒng)。 90年代以來，隨著網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蠓椒?、分布計算、系統(tǒng)集成等計算機(jī)相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)對CAPP提出了更高的要求。 隨著CAD、CAPP、CAM技術(shù)的日益成熟，促進(jìn)CAPP系統(tǒng)向智能化、集成化和實用化方向發(fā)展。 （2）CAPP的基本類型 按工作原理CAPP的基本類型可分為5種： 檢索式CAPP系統(tǒng)；

39、 派生式CAPP系統(tǒng)； 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)； 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)； 智能型CAPP系統(tǒng)。1）檢索式CAPP系統(tǒng) 檢索式CAPP系統(tǒng)不需要進(jìn)行零件編碼，只需要將各類零件的工藝規(guī)程輸入計算機(jī)，對已建立的工藝規(guī)程進(jìn)行管理即可。如果需要編制新零件的工藝規(guī)程，則可將同類零件的工藝規(guī)程調(diào)出并進(jìn)行修改即可。 2）派生式CAPP系統(tǒng) 派生式CAPP系統(tǒng)是建立在成組技術(shù)基礎(chǔ)上的CAPP系統(tǒng)。根據(jù)成組技術(shù)將各種零件分類歸組，形成零件族；對零件族構(gòu)造一個并不存在但包含該組中所有零件特征的零件為標(biāo)準(zhǔn)樣件,再編制標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，將該標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程存放在數(shù)據(jù)庫中。使用時先輸入該零件的成組技術(shù)代碼或輸入零件信息，由系統(tǒng)自動檢

40、索出該零件族的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，再根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀特點和尺寸及公差進(jìn)行修改編輯，最后得到所需的工藝規(guī)程。 3）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)它有一個收集工藝數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和一個存貯工藝專家知識的知識庫。當(dāng)輸入零件的有關(guān)信息后，系統(tǒng)可以模仿工藝專家，應(yīng)用各種工藝決策規(guī)則，自動生成該零件的工藝規(guī)程。4）半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是派生式和創(chuàng)出式CAPP的綜合，它是在派生式CAPP的基礎(chǔ)上，增加若干創(chuàng)成功能而形成的系統(tǒng)。5）智能型CAPP系統(tǒng) 智能型CAPP系統(tǒng)是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在CAPP系統(tǒng)中所形成的CAPP專家系統(tǒng)。智能型CAPP及創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)都可自動地生成工藝規(guī)程。

41、智能型CAPP系統(tǒng)以推理加知識為其特征。 2 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的步驟 （1）零件信息包含的內(nèi)容及描述方法 零件輸入的信息應(yīng)包括：零件的幾何信息和零件的工藝信息。 現(xiàn)有的零件信息描述有多種不同的方法，如：零件分類編碼法、零件特征描述法、零件表面描述法、知識表示描述等。 零件分類編碼法：零件分類編碼法是基于成組技術(shù)原理。零件分類編碼法采用的是有序排列的字符數(shù)字描述零件的信息。零件特征描述法：零件的信息可以視為由不同的基本特征構(gòu)成，將這些特征按照系統(tǒng)的要求順序輸入，計算機(jī)就可以獲得所需要的零件特征信息，計算機(jī)再根據(jù)零件的各項體征信息在工藝知識庫和數(shù)據(jù)庫中尋找對于得加工方法和工藝規(guī)則進(jìn)行比較、匹配、

42、決策，最后制定出零件的加工工藝。零件表面描述法：零件表面描述法中的零件被看成是由若干表面構(gòu)成，在描述零件的幾何信息和工藝信息時，通過描述構(gòu)成零件的各表面來實現(xiàn)，不同的表面采用不同的一組參數(shù)描述，它也對應(yīng)了不同的加工方法和工藝要求。知識表示描述法：將零件的信息用人工智能的知識的表示方法來描述，比如，采用人工智能的框架表示法、謂詞邏輯表示法、產(chǎn)生式規(guī)則法等知識表示方法來描飾零件信息。（2）計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的步驟 零件信息輸入； 工藝路線和工序內(nèi)容的擬定； 加工設(shè)備和工藝裝備的確定； 工藝參數(shù)計算； 輸出工藝文件。 3 派生式CAPP系統(tǒng) （1）成組技術(shù)概述 成組技術(shù)是將相似原理運用于生產(chǎn)、管理中

43、的一門技術(shù)。成組技術(shù)的理論基礎(chǔ)是相似性，核心是成組工藝。成組工藝與計算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、相似論、方法論、系統(tǒng)論等相結(jié)合，就形成了成組技術(shù)。 （2）成組技術(shù)的核心技術(shù) 1）零件的相似性 成組技術(shù)的理論基礎(chǔ)是“相似性原理”，利用零件的相似性，將相似問題歸類成組以便提出最佳解決方案。 機(jī)械零件大致可分為三類：復(fù)雜件或特殊件、相似件、標(biāo)準(zhǔn)件。 2）成組技術(shù)的分類編碼系統(tǒng) 成組技術(shù)的關(guān)鍵是按照一定的規(guī)則進(jìn)行分類編碼,實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化表示，有三種基本編碼結(jié)構(gòu)：層次結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)。（3）零件的分組方法 按編碼系統(tǒng)將零件編碼后進(jìn)行分組，即采用不同的相似性標(biāo)準(zhǔn)，將零件劃分為具有不同屬性的零件族。目前應(yīng)

44、用的零件分組方法主要有：視檢法、特征指標(biāo)逐項比較法和編碼分類法等分組方法。 4 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)根據(jù)輸入的零件信息可以自動地為新零件制定出工藝規(guī)程。系統(tǒng)模擬人工制定零件工藝規(guī)程時采用的推理決策方法，依靠系統(tǒng)的計算、決策過程自動生成零件的工藝規(guī)程。（1）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)包括：零件信息輸入部分、工藝知識/數(shù)據(jù)庫、邏輯決策運算程序部分、零件工藝生成輸出部分。邏輯決策運算部分是創(chuàng)成式CAPP核心的部分。 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是自動生成零件的工藝文件通常按下述步驟進(jìn)行：1）正確地輸入零件的幾何信息、工藝信息和加工要求；2）根據(jù)零件輸入的全部信息，

45、從工藝知識庫里調(diào)用有關(guān)的知識并且進(jìn)行決策判斷、匹配，制定出零件的加工順序。3）按照零件的加工順序，從工藝數(shù)據(jù)庫中調(diào)用機(jī)床、夾具、刀具以及切削等數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯決策判斷，確定出加工中所需要的數(shù)據(jù)。 4）生成零件的工藝文件并且輸出文件。 （2）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝決策 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決策邏輯部分是系統(tǒng)程序的最核心的部位，工藝決策的常用方法就是決策樹和決策表。 決策表：就是采用表格表達(dá)的方式表示一組工藝邏輯關(guān)系，方便使用計算機(jī)語言來表達(dá)該邏輯決策的方法。決策表包含四個部分，四個部分分別用雙線分隔開，上半部分表示的是條件，下邊部分表示的是決策判斷后得到的結(jié)果。 決策樹：決策樹也是常用的工藝邏輯

46、設(shè)計工具，是運用在工藝決策中的一種樹狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 決策樹由結(jié)點和分支組成。根節(jié)點沒有前驅(qū)結(jié)點、終結(jié)點沒有后驅(qū)結(jié)點，其它的結(jié)點都具有一個前趨結(jié)點和一個后趨結(jié)點，結(jié)點表示一次測試或一個動作。連接兩結(jié)點的是分支，分支上的數(shù)值表示向一種狀態(tài)或動作轉(zhuǎn)換的可能性和條件，條件滿足則沿分支到下一結(jié)點；條件不滿足則轉(zhuǎn)向另一支分支。 （3）創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工藝決策的過程 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中工藝決策過程包括了： 加工方法的選擇; 工藝路線的生成; 工序設(shè)計。 5 智能型CAPP系統(tǒng) 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們將人工智能技術(shù)引入CAPP系統(tǒng)，使用專家系統(tǒng)來解決工藝設(shè)計中存在的遺憾，從而形成工藝設(shè)計專家系統(tǒng)或者智能

47、CAPP系統(tǒng)。 (1)人工智能技術(shù) 人工智能AI（Artificial Intelligence）主要運用知識進(jìn)行問題求解。它以知識為對象，研究知識的表示、知識的運用和知識獲取。 專家系統(tǒng)（Expert System）是人工智能的一個分支，它是一個智能的計算機(jī)程序，即運用知識和推理步驟來解決只有專家才能解決的復(fù)雜問題。（2）專家系統(tǒng)的基本構(gòu)成 專家系統(tǒng)是知識+推理=專家系統(tǒng)，它以知識庫KB（Knowledge Base）和推理機(jī)IE（Inference Engine）為主體，再加入知識獲取、解釋系統(tǒng)、人機(jī)交互界面等功能模塊，即構(gòu)成專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 （3）知識表示及推理 在人工智能領(lǐng)域內(nèi)，用

48、于知識表示的方法有許多，常見的知識表示方法有：謂詞邏輯表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法、產(chǎn)生式規(guī)則表示法、框架表示法、狀太空間表示法、特征表示法、過程表示法和面向?qū)ο蟊硎痉ǖ?。常用于工藝設(shè)計專家系統(tǒng)是產(chǎn)生式規(guī)則表示法和框架表示法。 1）產(chǎn)生式規(guī)則表示法 產(chǎn)生式規(guī)則表示法中就是將知識表示為規(guī)則的集合，每條規(guī)則又是由一組條件和一組結(jié)論兩部組成，當(dāng)某些條件滿足時，就可以得到對應(yīng)的結(jié)論（或動作）。在CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生式規(guī)則表示工藝專家的知識方式就是將工藝知識表示成“如果條件成立，則結(jié)論”的格式。 產(chǎn)生式系統(tǒng)包含事實庫、規(guī)則庫和推理機(jī)三個部分。 2）框架表示法 框架表示法是一種結(jié)構(gòu)化表示方法?？蚣芡ǔＳ墒挛锔鱾€方

49、面的槽和每個槽擁有的若干側(cè)面以及每個側(cè)面擁有的若干個值組成。也就是認(rèn)為一個框架是由若干個“槽”組成，每一個槽又可分為若干個“側(cè)面”。槽用于描述對象的某一方面屬性，側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個方面。槽和側(cè)面所具有的屬性值分別稱為槽值和側(cè)面值。大多數(shù)實用系統(tǒng)必須同時使用許多框架，并可把它們聯(lián)成一個框架系統(tǒng)。 6 其它CAPP系統(tǒng)的簡介 （1） 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 半創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，采用檢索與自動決策相結(jié)合的工作方式自動生成工藝規(guī)程。 系統(tǒng)主要由八個模塊構(gòu)成，包括：主程序模塊、輔助編碼模塊、輸入和編輯模塊、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與工藝路線設(shè)計模塊、工序設(shè)計模塊、工序尺寸計算模塊、編輯輸出模塊、

50、數(shù)據(jù)庫維護(hù)模塊。 （2）網(wǎng)絡(luò)式CAPP系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)化CAPP系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，實現(xiàn)工藝卡片的定制、用戶管理和工藝資源管理。在制定新工藝卡片時，可以由系統(tǒng)提供的模板生成，也可以應(yīng)用成組技術(shù)，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的相似性，通過檢索典型工藝庫獲得合適的典型工藝并進(jìn)行編輯修改生成新的工藝卡片。 網(wǎng)絡(luò)化CAPP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端包括：知識庫、工藝數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；客戶端包括：主控模塊、系統(tǒng)管理模塊、工藝制定模塊和工藝管理模塊。第6章 計算機(jī)輔助制造技術(shù)基本內(nèi)容 1計算機(jī)輔助制造概述 （1）計算機(jī)輔助制造的概念 （2）數(shù)字化制造 （3）CAM的發(fā)展與未來 2 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床 （1）數(shù)控

51、加工 1）數(shù)控加工概念 2）數(shù)控加工的發(fā)展階段 3）數(shù)控未來發(fā)展的趨勢 （2）數(shù)控系統(tǒng) 1）數(shù)控系統(tǒng)的概念 2）CNC系統(tǒng)的作用 （3）數(shù)控機(jī)床 1）數(shù)控機(jī)床組成和工作原理 2）數(shù)控機(jī)床的分類 3）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系及工件坐標(biāo)系 3 數(shù)控編程 （1）數(shù)控編程中的基本概念 1）插補(bǔ)原理 2）編程中的特征點 3）刀具補(bǔ)償 4）數(shù)控編程的內(nèi)容及步驟 （2）數(shù)控編程的方法 1）數(shù)控編程的方法 2）手工編程（Manual Programming） 3）自動編程 4）編程系統(tǒng)的數(shù)控語言 （3）數(shù)控編程基本指令 1 計算機(jī)輔助制造概述 （1）計算機(jī)輔助制造的概念 計算機(jī)輔助制造（Computer Aided

52、Manufacturing，CAM）有狹義和廣義兩個概念。 最初CAM的狹義概念是指從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，包括CAPP、NC編程、工時定額計算、生產(chǎn)計劃機(jī)資源需求計劃制訂等。現(xiàn)在CAM的狹義概念縮小為NC編程，即數(shù)控加工。 CAM的廣義概念包括上述CAM狹義定義的所有內(nèi)容外，還包括制造活動中與物流有關(guān)過程（如加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 （2）數(shù)字化制造 數(shù)字化制造是用數(shù)字化定量、表述、存儲、處理和控制產(chǎn)品生產(chǎn)的方法，支持產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化運作，它是CAD/CAM/CAE集成化技術(shù)，是以MRP、MIS、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)。數(shù)字

53、化制造使CAM技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床就是計算機(jī)輔助制造與數(shù)字化制造的應(yīng)用典型。數(shù)字化制造時代的到來是社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 （2）數(shù)字化制造 數(shù)字化制造是用數(shù)字化定量、表述、存儲、處理和控制產(chǎn)品生產(chǎn)的方法，支持產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化運作，它是CAD/CAM/CAE集成化技術(shù)，是以MRP、MIS、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)。數(shù)字化制造使CAM技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床就是計算機(jī)輔助制造與數(shù)字化制造的應(yīng)用典型。數(shù)字化制造時代的到來是社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 （3）CAM的發(fā)展與未來 CAM作為整個集成系統(tǒng)的重要一環(huán)，向上與CAD、CAPP實現(xiàn)無縫集

54、成，向下為數(shù)控生產(chǎn)提供方便、快捷、智能、高效的服務(wù)。為適應(yīng)集成化體系的要求，CAM的結(jié)構(gòu)體系與功能構(gòu)成也必然會發(fā)生相應(yīng)的變化。 CAM主要分為兩個發(fā)展階段，即兩代產(chǎn)品。第一代CAM：APT；第二代CAM：曲面CAM系統(tǒng)。新一代CAM系統(tǒng)將采用面向?qū)ο?、面向工藝特征的基本處理方式，使系統(tǒng)的自動化水平、智能化程度大大提高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將獨立于CAD、CAPP系統(tǒng)而存在，為CAPP的發(fā)展留下空間，更符合網(wǎng)絡(luò)集成化的要求。 2 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床（1）數(shù)控加工概念 數(shù)控加工（Numerical control machine）是一種自動化加工技術(shù),包括了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)以及電氣傳動、測量、監(jiān)控和機(jī)

55、械制造等學(xué)科的內(nèi)容。也有人定義數(shù)控加工的概念是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。 數(shù)控機(jī)床中控制系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的一切運動、動作都受控于控制系統(tǒng)的指揮，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展到現(xiàn)在而言已經(jīng)歷了兩個階段。 （2）數(shù)控系統(tǒng) 1）數(shù)控系統(tǒng)的概念 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而得到較大的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)是從早期的硬件式數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）到軟件式的數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)），兩種數(shù)控系統(tǒng)在組成、結(jié)構(gòu)以及使用方面都存在著差異。 硬件式數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）是早期數(shù)控系統(tǒng)。在此系統(tǒng)的數(shù)控裝置中，輸入、譯碼、插補(bǔ)運算、輸出等控制功能均由專門設(shè)計的硬件聯(lián)接的邏輯電路來實現(xiàn)。 軟件式數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)）

56、由大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路組成。在此裝置中，采用小型機(jī)或微機(jī)作為控制單元，CNC系統(tǒng)數(shù)字信息功能主要由軟件來實現(xiàn)，并且可以處理數(shù)字邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息。對于不同的系統(tǒng)，只需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。 2）CNC系統(tǒng)的作用 CNC裝置工作時是在硬件系統(tǒng)的支持下執(zhí)行軟件的全過程。 CNC系統(tǒng)工作時需要具備以下功能：程序輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償、進(jìn)給速度處理、插補(bǔ)、位置控制、開關(guān)量處理、顯示和診斷。 （3）數(shù)控機(jī)床 1）數(shù)控機(jī)床組成和工作原理 數(shù)控機(jī)床組成： 程序載體； 輸入裝置； 數(shù)控裝置； 強(qiáng)電控制裝置； 伺服控制裝置； 機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的工作原理： 數(shù)控機(jī)床

57、就是把對機(jī)床的各種控制、操作要求、動行尺寸等，用數(shù)字和文字編碼的形式表示出來，再通過信息載體（如穿孔紙帶）送給專用電子計算機(jī)或數(shù)控裝置，經(jīng)過計算機(jī)的變換處理，發(fā)出各種指令，控制機(jī)床按照預(yù)先要求的操作順序依次動作，自動地進(jìn)行加工。 （2）數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床常用的分類方法有： 按運動軌跡分類； 按機(jī)床的加工方法分類； 按進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)分類。 按運動軌跡分類：點位控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。 按加工方法及用途分類：金屬切削類數(shù)控機(jī)床、金屬成型類數(shù)控機(jī)床、特種加工數(shù)控機(jī)床、其它類型數(shù)控機(jī)床。 按伺服控制系統(tǒng)分類：開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 3

58、）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系及工件坐標(biāo)系 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用笛卡爾直角坐標(biāo)系，滿足右手法則，各坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌平行，在編制工件加工程序時規(guī)定以工件為基準(zhǔn)，假定工件靜止不動，刀具作相對工件的運動原則。 對于數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系在ISO和EIA標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直線進(jìn)給運動的直角坐標(biāo)系，稱為基本坐標(biāo)系。x、y、z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手定則決定。圍繞x、y、z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示。 工件坐標(biāo)系：是為了確定工件上各結(jié)構(gòu)形狀等幾何元素的位置建立在工件上的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系又稱為編程坐標(biāo)系，也是在編程過程中定義工件的幾何形狀以及刀具相對工件運動的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系也采用右手笛卡爾坐

59、標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點稱為工件原點或編程原點，由編程人員確定位置。 絕對坐標(biāo)：如果刀具運動位置的坐標(biāo)值是相對固定的坐標(biāo)原點給出，則稱為絕對坐標(biāo)。該坐標(biāo)系稱為絕對坐標(biāo)系。 相對坐標(biāo)：如果刀具運動位置的坐標(biāo)值是相對前一位置點確定的距離，不是相對固定的坐標(biāo)原點給出，則稱為相對坐標(biāo)。該坐標(biāo)系稱為相對坐標(biāo)系。 3 數(shù)控編程 （1）數(shù)控編程中的基本概念 1）插補(bǔ)原理 插補(bǔ)：數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行程序加工中，給出的是加工運動的起點和終點坐標(biāo)值，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)運動軌跡等信息，實時計算出起點和終點間運動軌跡上的各個點的坐標(biāo)，這個過程稱為插補(bǔ)。 插補(bǔ)原理：插補(bǔ)的過程就是在起點和終點之間將數(shù)據(jù)密集化。在數(shù)控系統(tǒng)中，常用的插補(bǔ)

60、方法有逐點比較法、數(shù)字積分法和比較積分法等。 常見的如：直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)。 2）編程中的特征點 機(jī)床原點：就是機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點，并且是其它所有坐標(biāo)以及機(jī)床參考點的基準(zhǔn)點。對具體的某一機(jī)床來說是固定的點。 機(jī)床參考點：機(jī)床參考點的位置是由廠家在每個進(jìn)給軸上用限位開關(guān)調(diào)整好的，其坐標(biāo)值也輸入數(shù)控系統(tǒng)中，參考點相對機(jī)床原點的坐標(biāo)是已知的確定的值。 工件原點：工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時使用的，由編程人員以工件圖樣上的某一固定點為原點建立的的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的原點稱為工件原點，編程尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。工件原點一般也是編程原點。 對刀點：就是在數(shù)控加工時，刀具相對工件運動的起點。對刀點