機械工程師計算機應用

1、計算機應用內(nèi) 容 綱 要計算機應用基本知識計算機仿真計算機數(shù)字控制（CNC）CAD/CAPP/CAM/CAE計算機應用基本知識微機的構(gòu)成及種類 “微機”是微處理機(微處理器)、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱。微處理機( Microprocessor)簡稱P或CPU。它是一個大規(guī)模集成電路(Large Scale Integration，LSI)器件或超大規(guī)模集成電路(VLSI)器件，器件中有數(shù)據(jù)通道、多個寄存器、控制邏輯和運算邏輯部件，有的器件還含有時鐘電路，為器件的工作提供定時信號。微型計算機( Microcomputer)簡稱C或MC。它是以微處理器（CPU）為中心，加上只讀存儲器(RO

2、M)、隨機存取存儲器(RAM)、輸入/輸出接口電路、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯電路組成的計算機?？荚囈螅菏煜PURAMROMI/O輔助存儲器主存儲器考試要求：熟悉數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線按組裝形式分類單片機(微控制器)：在一塊集成電路芯片(LSI)上裝有CPU、ROM、RAM以及輸入/輸出端口電路，該芯片就被稱為單片微型計算機(簡稱單片機)。 單片機的設(shè)計充分考慮了機械控制的需要，它獨有的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和輸入/輸出(I/O)能力，提供了有效的控制功能，故又被稱為微控制器。單板機：將微型計算機的基本體系CPU、一定容量的ROM和RAM、輸入/輸出端口以及一些輔助電路分別做成LSI芯片，并將它

3、們配置在一塊印制電路板上，用電纜線和外部設(shè)備直接連接起來，這樣的計算機叫做單板微型計算機，簡稱單板機。微機系統(tǒng)(MCS)：根據(jù)需要，將微型計算機、ROM、RAM、I/0接口電路、電源等組裝在不同的印制電路板上，然后組裝在一個機箱內(nèi)，再配上鍵盤、CRT顯示器、打印機、硬盤和軟盤驅(qū)動器等多種外圍設(shè)備利足夠的系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了一個完整的微機系統(tǒng)?？荚囈螅菏煜に伎碱}3.CPU、MC、MCS之間的關(guān)系怎樣？按微處理機位數(shù)分類 按微處理機位數(shù)可將微型計算機分為4位、8位、16位、32位和64位等幾種。 所謂位數(shù)是指微處理機并行處理的數(shù)據(jù)位數(shù)，即可同時傳送數(shù)據(jù)的總線寬度。4位機多做成單片機，主要用于單機控

4、制。 8位機有單片和多片之分，主要用于控制和計算。16位機功能更強、性能史好，用于比較復雜的控制系統(tǒng)，可以使小型機微型化。32位和64位機是比小型機更具競爭力的產(chǎn)品?？荚囈螅菏煜ぐ从猛痉诸?按用途分類可以將微型計算機分為控制用和數(shù)據(jù)處理用微型計算機。對單片機來說：分為通用型和專用型。通用型單片機：即通常所說的各種系列的單片機。它可把開發(fā)的資源（如ROM、I/O接口等）全部提供給用戶，用戶可根據(jù)自己應用上的需要來設(shè)計接口和編制程序，因此通用型單片機可作為系統(tǒng)或產(chǎn)品的微控制器，適用于各種應用領(lǐng)域。專用單片機(專用微控制器)：是專門為某一應用領(lǐng)域或某一特定產(chǎn)品而開發(fā)的一類單片機。為滿足某一領(lǐng)域應用

5、的特殊要求而開發(fā)的單片機，其內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或指令系統(tǒng)都是特殊設(shè)計的，甚至內(nèi)部已固化好程序?？荚囈螅菏煜に伎碱}1.“微機”術(shù)語的含義是什么？微型計算機的分類？常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點 1.十六位微機（8086/8088CPU）的結(jié)構(gòu)性能特點:(1)內(nèi)部的運算器、寄存器及內(nèi)部數(shù)據(jù)總線都為l6位。其外部數(shù)據(jù)總線則不同: 8086為l6位、8088為8位。(字VS字節(jié))(2)系統(tǒng)功能強，8086有100條指令;(3)多種尋址方式適用于高級語言中的數(shù)組和記錄等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);(4)20位地址線;(5)16位I/O端口地址線;(6)中斷功能強;(7)具有管理DMA(Direct Memory Access)操作和

6、多處理器工作的能力?？荚囈螅菏煜?086/8088 CPU兩種工作模式 8086/8088 CPU的兩種模式是由CPU內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)決定的。 當CPU的引腳MN/M接到+5V時， 工作于最小模式。MN/MX接地，8086/8088則工作于最大模式。 最小工作模式：指系統(tǒng)中只有8086/8088一個微處理器。在這種系統(tǒng)中， 8086/8088提供所有的總線控制信號。因此，系統(tǒng)中的總線控制邏輯電路被減到最少。 最大工作模式：相對于最小模式而言的，其特征是系統(tǒng)中可以包括兩個或多個微處理器，系統(tǒng)的控制信號由總線控制器提供。在8086/8088最大工作模式系統(tǒng)中，主處理器為8086/8088，其他處理

7、器稱為協(xié)處理器。協(xié)處理器有兩個，一個是數(shù)值協(xié)處理器8087，一個是輸入/輸出協(xié)處理器8089?？荚囈螅菏煜?shù)值協(xié)處理器8087 8087是一種專用于數(shù)值運算的處理器，能實現(xiàn)多種類型的數(shù)值操作，比如高精度的整數(shù)和浮點運算，也可以迸行超越函數(shù)(如三角的數(shù)、對數(shù)函數(shù))的計算。 通常情況下，由于這些運算是用軟件方法來完成的，花費CPU很多運行時間，而8087是用硬件方法實現(xiàn)這些運算。所以，在系統(tǒng)中加入8087后，會大幅度地提高系統(tǒng)的數(shù)值運算速度?？荚囈螅毫私廨斎?輸出協(xié)處理器8089 8089有一套專門用于輸入/輸出操作的指令系統(tǒng)，它可以直接為輸入/輸出設(shè)備服務(wù)，使8086/8088不再承擔這類工

8、作。所以，在系統(tǒng)一中加入8089后，會明顯提高主處理器的效率，尤其是在輸入/輸出頻繁的場合?？荚囈螅毫私?086/8088CPU的引腳配置 8086/8088CPU是一個具有40跟引腳、雙直插式結(jié)構(gòu)LSI芯片。P358圖7.1-2為8086/8088CPU的引腳配置。 其引腳可分成五種類型: 只傳送固定信息的引腳,如引腳32為只讀信號； 電平的高低代表不同信息的引腳，如引腳33為MN/M，其高電平為最小工作模式； 在最大和最小工作模式下有不同定義的引腳(括號內(nèi)為最小工作模式引腳的定義)，如引腳29； 每一個引腳可傳送兩種信息即在不同時刻傳送不同信息的引腳，一般稱這類引腳為分時復用引腳； 輸入

9、和輸出分別傳送不同信息的引腳。如引腳3l為RQ/GT，輸入時傳送總線請求，輸出時傳送總線請求允許信號?？荚囈螅菏煜ぷ畲蠛妥钚」ぷ髂Ｊ降湫团渲肞359圖7.1-3aP359圖7.1-3bP360圖7.1-4aP360圖7.1-4b考試要求：了解思考題4.8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)性能特點，什么是最小模式與最大模式？2.八位微機（Z80CPU）的結(jié)構(gòu)性能特點 Z80 CPU是一個具有4O條引腳、雙列直插式結(jié)構(gòu)的大規(guī)模集成電路(LSI)芯片。 其引腳配置如P361圖7.l-5所示。圖中箭頭的方向表示該信號是輸出還是輸入。常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點考試要求：熟悉Z80 CPU的引腳功能(1)地址總線

10、(A0-A15)三態(tài)輸出;(2)數(shù)據(jù)總線(D0-D7)三態(tài)輸入或輸出(雙向);(3)數(shù)據(jù)讀和寫的控制信號(MREQ、IORQ、RD、WR);(4)中斷控制信號(INT、NMI); (5)總線控制信號(BUSRQ、BUSAK）；(6)其他控制信號(HALT、WAIT、RFSH、MI)；(7)CPU啟動所需的信號(Vcc、GND、RESET)?？荚囈螅菏煜?總線用驅(qū)動器：CPU的總線負載能力是有限的。在總線上所掛芯片的數(shù)目較多時，必須加總線驅(qū)動器來提高總線的驅(qū)動能力，否則將降低系統(tǒng)的可靠性，甚至不能正常工作。 總線用驅(qū)動器必須具有雙向性，用得較多的是82l6芯片；地址總線用的驅(qū)動器只需要具有從C

11、PU到存儲器或I/0端口單方向性即可；控制總線用的驅(qū)動器多用74LS367芯片，其最大輸出電流為32mA?？荚囈螅菏煜こＳ梦C的結(jié)構(gòu)性能特點3.單片機的結(jié)構(gòu)性能特點 單片機( Single-Chip Microcomputer)的典型結(jié)構(gòu)如圖P361圖7.l-6所示。 5l系列單片機是8位微機中性能價格比最佳，應用較多的單片機系列產(chǎn)品。5l系列單片機包括8051、8751和8031三種產(chǎn)品，其最大特點是硬件設(shè)計簡單靈活?？荚囈螅菏煜PUI/O接口定時計數(shù)器程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器時鐘考試要求：熟悉片內(nèi)總線5l系列單片機 8051片內(nèi)有4KB的ROM，用戶將已開發(fā)好的程序交給芯片制造廠商，在制

12、造芯片時用掩膜工序?qū)⒂脩舫绦驅(qū)懭隦OM。 8751片內(nèi)有4KB的EPROM，用戶可以用高壓脈沖將用戶程序?qū)懭肫瑑?nèi)EPROM。所以當用戶的程序不長時使用這種芯片可簡化電路，也可以做為開發(fā)系統(tǒng)片內(nèi)8051 ROM單片機的代用芯片。803l片內(nèi)無ROM或EPROM，使用時必須配置外部的程序存儲器EPROM。如不使用805l或8751芯片內(nèi)的ROM或EPROM即可將其做為803l片使用。 又因為8031在外接存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時地址的低8位信息及數(shù)據(jù)信息分時送出，故還需采用一片74LS373來鎖定存低8位地址信息。這樣，一片2764EPROM及一片74LS373組成一個最小的計算機應用系統(tǒng)，如圖P36

13、2圖7.l-8所示。 這三種引腳相容的產(chǎn)品均可于尋址64KB的外部程序存儲器和64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器。 考試要求：熟悉 MCS-51系列單片機的引腳如P362圖7.1-7所示，其引腳功能可分為三大部分： I/O總線 控制口線 電源及時鐘考試要求：熟悉思考題6.51系列微機的主要的結(jié)構(gòu)性能特點，及應用特點？常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點5.可編程邏輯控制器 （Program Logic Control ，PLC）01 “可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式

14、、模擬式的輸入、輸出，控制各種機械和生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成-個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！?國際電工委員會(IEC)考試要求：熟悉常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點5.可編程邏輯控制器（PLC）02 可編程邏輯控制器PLC將計算機的完備功能和繼電器控制系統(tǒng)的順序控制技術(shù)結(jié)合起來，具有如下幾個顯著特點： 可靠性高，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。在PLC的硬件、軟件上采用屏蔽、濾波、電源的穩(wěn)壓與保護、隔離、采用模塊化結(jié)構(gòu)、聯(lián)鎖、采用冗余結(jié)構(gòu)、環(huán)境檢測和診斷電路、自診斷程序、故障檢測軟件等措施； 編程簡單。PLC采用梯形圖編程，梯形圖與繼電控制線路圖相類似，懂電氣控制的工程

15、技術(shù)人員和工人很容易學會。 通用性強，性能價格比高； 易于實現(xiàn)機電一體化； 直接帶負載能力強?？荚囈螅菏煜に伎碱}10.可編程邏輯控制器PLC的特點及應用？常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點5.可編程邏輯控制器（PLC）03 PLC的工作原理:PLC大多采用循環(huán)掃描和中斷工作方式。通過掃描可完成各輸入點的狀態(tài)采集或輸入數(shù)據(jù)采集、用戶程序邏輯解算、各輸出點的狀態(tài)更新、編程器鍵入響應和顯示更新、自檢和復位掃描監(jiān)視用定時器等。（P366圖7.1-17）PLC的掃描既可按固定的順序進行，也可采用分時、分批掃描執(zhí)行的方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實時響應性。對用戶程序的循環(huán)掃描過程，一般分為輸入采樣階段、程

16、序執(zhí)行階段和輸出刷新階段三個階段進行。考試要求：熟悉常用微機的結(jié)構(gòu)性能特點5.可編程邏輯控制器（PLC）04 PLC的程序語言：PLC多采用梯形圖語言和指令表語言。 梯形圖與繼電器電路圖非常相似，但兩者又有本質(zhì)區(qū)別。主要為一個是程序一個是電路圖，具體來說：梯形圖用“軟繼電器”和“軟觸點”(或稱虛擬繼電器和虛擬觸點)代替繼電線路中的真正元器件，以順序描掃代替電路的串并行工作，軟觸點數(shù)無限、無磨損代替繼電器觸點數(shù)受限和磨損，軟接線靈活多變代替繼電器電路中的固定接線?？荚囈螅菏煜こＳ梦C的結(jié)構(gòu)性能特點5.可編程邏輯控制器（PLC）04 用戶程序編制： 用戶程序編制步驟:確定控制流程、分配I/O、畫

17、小梯形圖、程序輸入并調(diào)試、保存程序: PLC的基本指令。選用哪一種PLC就要熟悉它的指令?？荚囈螅菏煜MRON C20型PLC基本指令指令助記符操作LD每條邏輯線或邏輯塊開始OUT表示輸出1位AND對兩個輸入進行邏輯“與OR對兩個輸入進行邏輯“或NOT取反，常用于構(gòu)成常閉觸點輸入，可以和LD、OUT、AND和OR一起使用END表示程序結(jié)束AND LD表示兩個程序塊串聯(lián)OR LD表示兩個程序塊并聯(lián)用戶程序編制舉例例:將一個長動和點動控制的繼電器控制線路改由PLC控制，設(shè)計出梯形圖程序。 電路圖：P367圖7.1-18 梯形圖：P367圖7.1-19微機軟硬件的選用原則 控制系統(tǒng)的設(shè)計是綜合運

18、用各種知識的過程。不同產(chǎn)品所需要的控制功能、控制形式和動作控制方式也不盡相同。由于采用微機做為機電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的的控制器，因此其控制系統(tǒng)的設(shè)計就是選用微機、設(shè)計接口、選用控制形式和動作控制方式的問題。需要各專業(yè)人員通力合作?？荚囈螅毫私馕C軟硬件的選用原則 1.專用與通用的抉擇 專用控制系統(tǒng)適合于大批量生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品。開發(fā)新產(chǎn)品時，如果要求具有機械與電子有機結(jié)合的緊湊結(jié)構(gòu)，也只有專用控制系統(tǒng)才能做到。專用控制系統(tǒng)的設(shè)計問題，實際上就是選用適當?shù)耐ㄓ肐C芯片來組成控制系統(tǒng)，以便與執(zhí)行元件和檢測傳感器相匹配，或重新設(shè)計制作專用集成電路，把整個控制系統(tǒng)集成在一塊或幾塊芯片上。 對于多品種

19、、中小批量生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品，由于還在不斷改進，結(jié)構(gòu)還不十分穩(wěn)定，特別是對現(xiàn)有設(shè)備進行改造時，采用通用控制系統(tǒng)比較合理。通用控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要是合理選擇主控制微機機型，設(shè)計與其執(zhí)行元件和檢測傳感器之間的接口，并在此基礎(chǔ)上編制應用軟件的問題。這實質(zhì)上就是通過接口設(shè)計和軟件編制來使通用微機專用化的問題?？荚囈螅毫私馕C軟硬件的選用原則 2.硬件與軟件的權(quán)衡 無論是采用通用控制系統(tǒng)還是專用控制系統(tǒng)，都存在硬件和軟件的權(quán)衡問題。 有些功能，例如運算與判斷處理等，適宜用軟件來實現(xiàn)。而在其余多數(shù)情況下，對某種功能既可用硬件來實現(xiàn)，又可用軟件來實現(xiàn)。因此，控制系統(tǒng)中硬件和軟件的合理組成，通常要根據(jù)經(jīng)濟

20、性和可靠性的標準權(quán)衡決定。 在用分立元件組成硬件的情況下，就可以考慮是否采用軟件，能采用通用的LSI芯片來組成所需的電路的情況下，則最好采用硬件。這是因為與采用分立元件組成的電路相比，采用軟件不需要焊接，并且易于修改，所以采用軟件更可靠。而在利用LSI芯片組成電路時，不僅價廉而且可靠性高，處理速度快，因而采用硬件更為有利?？荚囈螅毫私?控制系統(tǒng)一般為電子系統(tǒng)，環(huán)境適應能力較差，存在電噪聲干擾問題，例如在一般車間條件下使用就容易受到干擾而引起故障。電子系統(tǒng)的維修需要專門的技術(shù)，一般操作人員不易掌握。因此在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對于提高包括環(huán)境適應性和抗干擾能力在內(nèi)的可靠性時，必須特別注意采取必要的措

21、施。思考題2.微機軟硬選擇的原則是什么？計算機仿真仿真的基本概念 仿真( simulation ) 指通過對模擬系統(tǒng)的實驗去研究一個存在或設(shè)計中的系統(tǒng)。仿真的關(guān)鍵是建立從實際系統(tǒng)抽象出來的仿真模型。仿真是在模型上迸行反復試驗研究的過程。模型有物理模型與數(shù)學模型，故仿真也有物理仿真與數(shù)學仿真。物理模型與實際系統(tǒng)之間具有相似的物理屬性，故物理仿真能觀測到難以用數(shù)學來描述的系統(tǒng)特性，但要花費較大的代價。 數(shù)學仿真又稱計算機仿真。即建立系統(tǒng)(或過程)的可以計算的數(shù)學模型(仿真模型),并據(jù)此編制成仿真程序放入計算機迸行仿真試驗，掌握實際系統(tǒng)(或過程)在各種內(nèi)外因素變化下性能的變化規(guī)律?？荚囈螅毫私庥嬎?/p>

22、機仿真的發(fā)展和意義 數(shù)字計算機仿真的主要工具是數(shù)字計算機和仿真軟件。計算機仿真的應用主要有兩類:1.系統(tǒng)分析和設(shè)計2.制成訓練用的仿真器考試要求：了解計算機仿真的發(fā)展和意義 計算機仿真的重要意義主要體現(xiàn)在以下幾點：(l)替代許多難以或無法實施的實驗；(2)解決一般方法難以求解的大型系統(tǒng)問題；(3)降低投資風險、節(jié)省研究開發(fā)費用；(4)避免實際實驗對生命、財產(chǎn)的危害；(5)縮短實驗時間、不受時空限制?？荚囈螅毫私庥嬎銠C仿真的一般過程 計算機訪真的基本方法是將實際系統(tǒng)抽象描述為數(shù)學模型，再轉(zhuǎn)化成計算機求解的仿真模型，然后編制程序，上機運行，進行仿真實驗并顯示結(jié)果。 (1)建立數(shù)學模型 (2)建立

23、仿真模型 (3)編制仿真程序 (4)進行仿真實驗 (5)結(jié)果統(tǒng)計分析 (6)仿真工作總結(jié)考試要求：了解仿真在CAX系統(tǒng)中的應用 仿真在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面: (1)產(chǎn)品形態(tài)仿真 (2)裝配關(guān)系仿真 (3)運動學仿真 (4)動力學仿真 (5)零件工藝過程幾何仿真 (6)加工過程仿真 (7)生產(chǎn)過程仿真考試要求：了解仿真在CAX系統(tǒng)中的應用 目前，市場上已有商品化仿真軟件系統(tǒng)，如許多CAE軟件系統(tǒng)都含有運動學分析與仿真功能模塊，ADAMS做為動力學分析仿真系統(tǒng)也在許多領(lǐng)域發(fā)揮了作用?？荚囈螅毫私馑伎碱}11.何謂仿真？它在工程中其什么作用？12.何謂物理仿真和

24、數(shù)學仿真？兩者存在什么關(guān)系？13.分析計算機仿真的過程。舉例說明仿真在CAX中的作用？計算機數(shù)字控制（CNC） 數(shù)字控制技術(shù),簡稱數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字化信息(數(shù)字量及字符)發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。數(shù)控裝置是數(shù)控設(shè)備的控制核心，通常由一臺通用或?qū)Ｓ梦⑿陀嬎銠C構(gòu)成。數(shù)控裝置根據(jù)輸入的指令，進行譯碼、處理、計算和控制，實現(xiàn)其數(shù)控功能。 硬件數(shù)控是指數(shù)控設(shè)備的數(shù)控功能用專用計算機的硬件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的數(shù)控。 軟件數(shù)控或簡稱為CNC (計算機數(shù)字的控制)是指以小型通用計算機或微型計算機的系統(tǒng)控制程序來實現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能?？荚囈螅菏煜?CNC系統(tǒng)是現(xiàn)代的主流數(shù)字控制系統(tǒng)。用CNC統(tǒng)控制機床

25、，則稱為計算機數(shù)控機床，簡稱CNC機床。P372圖7.3-l為CNC系統(tǒng)構(gòu)成框圖, P372圖7.3-2為CNC系統(tǒng)的主要工作過程?？荚囈螅菏煜NC控制程序編制基礎(chǔ) 數(shù)控加工的特點是加工內(nèi)容十分具體、加工工藝相當嚴密、加工工序相對集中。 數(shù)控機床是嚴格按照從外部輸入的加工程序自動對工件進行加工。加工程序是用自動編程語言和格式表示的一套命令，簡稱指令。加工程序是機床數(shù)控系統(tǒng)的應用軟件。數(shù)控加工程序是人的意圖與數(shù)控加工之間的橋梁?？荚囈螅菏煜NC控制程序編制基礎(chǔ) 所謂數(shù)控加工程序編制，就是指根據(jù)零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識訓的

26、語言記錄在程序單上，再按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)(程序信息載體)，如程序穿孔紙帶或磁盤，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀取的信息，再通過輸入設(shè)備送入數(shù)控裝置進行試切，若不合格則修改程序，直至合格為止?？荚囈螅菏煜NC控制程序編制基礎(chǔ) 加工程序編制的內(nèi)容一般包括以下主要內(nèi)容: 選擇并確定進行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容； 對零件圖進行數(shù)控加工的工藝分析； 數(shù)控加工的工藝處理； 對零件圖形的數(shù)學處理； 編寫加工程序單； 按程序單制做控制介質(zhì)； 程序的校驗與修改； 首件試加工與現(xiàn)場問題處理； 數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔等?？荚囈螅菏煜NC控制程序編制基礎(chǔ) 數(shù)控程序編程的具體步驟如下:(l)分析零件圖樣(2)

27、確定工藝過程(3)數(shù)值計算(4)編寫程序單(5)制作程序載體(6)程序校驗及首件試切考試要求：熟悉CNC控制程序編制基礎(chǔ) 普通程序格式及典型程序代碼 (l)程序的構(gòu)成(2)程序段格式(3)典型常用指令代碼簡介(4)數(shù)控機床聯(lián)動軸X、Y、Z和A、B、C的定義規(guī)則考試要求：熟悉CNC程序編制方法 一、手工編程與自動編程 由分析零件圖、制訂工藝規(guī)程、計算刀具運動軌跡編寫零件加工程序單、制做控制介質(zhì)直到程序校驗，整個過程主要由人來完成，這種人工制備零件加工程序的方法稱為手工編程。圖7.3-6表示手工編程的工作過程，圖7.3-7為自動編程的工作過程。 目前，在編程的各項工作中，除工藝處理仍主要依靠人工進

28、行外，其余的工作包括數(shù)學處理、編寫程序單、紙帶穿孔和程序校驗各項工作均通過計算機自動完成，編程計算機(簡稱編程機)的作用幾乎貫穿于整個編程過程。自動編程系統(tǒng)將更多地體現(xiàn)“專家”色彩?？荚囈螅菏煜NC程序編制方法 二、手工編程舉例三、程序語言方法自動編程流程四、APT編程簡例普通程序格式 考試要求：熟悉直線插補與圓弧插補 考試要求：熟悉 用數(shù)字信息描述的零件廓形，是通過數(shù)控裝置有規(guī)律地控制機床各個軸的單位運動，從而實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，來完成零件廓形的加工。簡言之，零件輪廓上的己知點之間，用通過有規(guī)律地分配各個軸的單位運動而逼近零件廓形，即稱為插補。 直線插補方式：給出兩端點間的插補數(shù)字

29、信息，借此信息控制刀具的運動，使其按照規(guī)定的直線加工出理想的曲面。 圓弧插補方式：給出兩端點間的插補數(shù)字信息，借此信息控制刀具的運動，使其按照規(guī)定的圓弧加工出理想的曲面。 還有二次曲線插補(如拋物線插補)、高次函數(shù)插補(如螺旋線插補)等插補方式。處理這些插補的算法，稱之為插補運算。插補運算是由計算機完成的。P376圖7.3-10為直線插補和圓弧插補。CAD/CAPP/CAM/CAECAD/CAPP/CAM的基本概念 隨著計算機在制造領(lǐng)域應用的不斷深入，先后提出了計算機輔助設(shè)計(CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃設(shè)計(CAPP)和計算機制造(CAM)等概念。 計算機輔助設(shè)計(CAD)：是指工程技術(shù)人員

30、以計算機為輔助工具來完成產(chǎn)品設(shè)計過程中的各項工作，如草圖繪制、零件設(shè)計、工裝設(shè)計、工程分析等?？荚囈螅毫私釩AD/CAPP/CAM的基本概念 計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計(CAPP)：是指工藝人員借助于計算機，根據(jù)產(chǎn)品制造工藝要求，交互地或自動地確定產(chǎn)品加工方法和方案，如加工方法選擇、工藝路線確定、工序設(shè)計等。 計算機輔助制造(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，如計算機輔助數(shù)控加工編程、制造過程控制、質(zhì)量檢測與分析等?？荚囈螅毫私釩AD/CAPP/CAM的基本功能和工作流程 在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中，計算機主要幫助人們完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)描述、工程信息表達

31、、工程信息傳輸與轉(zhuǎn)化、結(jié)構(gòu)及過程的分析與優(yōu)化、信息管理與過程管理等工作。因此，作為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)，應具備以下功能： 圖形圖像處理； 產(chǎn)品與過程建模； 信息存儲與管理； 工程計算分析與優(yōu)化； 工程信息傳輸與交換； 模擬與仿真； 人機交互； 信息的輸入和輸出等?？荚囈螅毫私釩AD/CAPP/CAM的基本功能和工作流程 以各項基本功能為基礎(chǔ)上，分別構(gòu)成CAD/CAPP/ CAM中各項任務(wù)的具體功能，如圖7.4-2所示。 CAD/CAPP/CAM是輔助人們完成產(chǎn)品設(shè)計、制造各個環(huán)節(jié)的信息處理，改善了傳統(tǒng)手信息處理的許多缺陷，充分利用計算機的信息處理與存儲管理能力，結(jié)合人的經(jīng)驗、知識及創(chuàng)

32、造性，形成一個人機交互、各盡所長、緊密配合的系統(tǒng)。它主要研究對象的描述、系統(tǒng)的分析、方案的優(yōu)化、計算分析、工藝設(shè)計、仿真模擬、NC編程以及圖形處理等理論工程方法，輸入的是設(shè)計要求，輸出的是制造加工信息。 CAD/CAPP/CAM的工作過程包括九個方面?？荚囈螅毫私庥嬎銠C輔助設(shè)計（CAD） 計算機輔助設(shè)計CADComputer-aided design廣義的CAD是指計算機對工程全過程的輔助。 計算機輔助繪圖Computer-aided drawing是CAD的主要內(nèi)容。 AutoDesk公司與AutoCAD軟件微機平臺上最普及的一個繪圖軟件包?？荚囈螅毫私庥嬎銠C輔助設(shè)計（CAD）-01 C

33、AD是CIMS的一項關(guān)鍵技術(shù)。CAD的功能目前可歸納為四大類:建立幾何模型；工程分析；動態(tài)模擬；自動繪圖。 根據(jù)CAD系統(tǒng)的應用范圍和相應軟件的規(guī)模，可以選用大型計算機、小型計算機、工程工作站和高檔微機。 用CAD系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備主要由鍵盤、字符終端、圖形顯示終端、光筆、圖形輸入板、坐標數(shù)字化儀、繪圖機、打印機、磁帶機、紙帶機等。考試要求：了解計算機輔助設(shè)計（CAD）02 CAD系統(tǒng)的軟件可分為:系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應用軟件。 CAD發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)有:軟件工程技術(shù)、集成產(chǎn)品模型研究、分布式環(huán)境技術(shù)、集成環(huán)境中統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、多媒體技術(shù)等。 CAD技

34、術(shù)的發(fā)展方向主要是:CAD系統(tǒng)的集成化，主要是CAD/CAPP/CAM集成化、計算機輔助工程(CAE)、CAD的標準化、 CAD的智能化(專家系統(tǒng))、CAD的幾何建模的特征化、CAD系統(tǒng)的界面友好化與開發(fā)工具化?？荚囈螅毫私庥嬎銠C輔助工藝規(guī)程設(shè)計（CAPP） CAPP是應用計算機快速處理信息功能和具有各種決策功能的軟件來自動生成工藝,工藝規(guī)程設(shè)計自動化。 應用CAPP系統(tǒng)，不僅可以大大提高工藝規(guī)程的生成速度和質(zhì)量，而且對CAPP系統(tǒng)操作人員對工藝規(guī)程設(shè)計熟練程度的要求可以較低，即工藝經(jīng)驗較少的工藝人員也能借助CAPP系統(tǒng)設(shè)計出高質(zhì)量的工藝規(guī)程?？荚囈螅毫私庥嬎銠C輔助工藝規(guī)程設(shè)計（CAPP）

35、 CIMS的關(guān)鍵是信息集成，而CAD和CAM的集成是實施CIMS最重要的環(huán)節(jié)之一。CAD與CAM系統(tǒng)集成的一種有效方法是利用CAPP系統(tǒng)，把CAD、CAPP、CAM三個相互獨立的自動化“孤島”有機的連接起來，必須研制兩個接口。這兩個接口中，CAD與CAPP的接口是關(guān)鍵，其的作用是把CAD系統(tǒng)主成的零件模型數(shù)據(jù)變成符合CAPP系統(tǒng)輸入需要的零件定義數(shù)據(jù)與相應的格式。再經(jīng)CAPP系統(tǒng)變成CAM的加工信息?？荚囈螅毫私庥嬎銠C輔助制造（CAM） 廣義的CAM一般是指利用計算機輔助完成從毛坯到產(chǎn)品制造過程中直接和間接的活動，包括工藝準備、生產(chǎn)作業(yè)計劃、物流過程的運行控制、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等主要方面。簡言之，CAM是指利用計