計算機輔助制造(CAM)

1、計算機輔助制造（CAM）機械工程教研室張玉潔第1章 概 述內(nèi)容提要： 1.1 計算機輔助制造的基本概念 1.2 制造技術(shù)及其發(fā)展本章重點：1、計算機輔助制造的基本概念2、制造技術(shù)的特點、內(nèi)容1.1計算機輔助制造的基本概念 1.1.1計算機輔助制造的概念計算機輔助制造（計算機輔助制造（CAM）：）：是指應(yīng)用計算機來進行產(chǎn)品制造的總稱，有廣義CAM和狹義CAM之分。 廣義廣義CAM：是指利用計算機輔助完成從原材料到產(chǎn)品的全過程，其中包括直接和間接制造過程。 狹義狹義CAM：是指制造過程中某個環(huán)節(jié)應(yīng)用計算機，在CAD/CAM中，通常是指計算機輔助機械加工，即數(shù)控加工。它的輸入信息是零件的工藝路線和工

2、序內(nèi)容，輸出信息是刀具加工時的運動軌跡（刀位文件）和數(shù)控程序。1.1.2 計算機輔助制造系統(tǒng)1、計算機輔助制造系統(tǒng)的概念、計算機輔助制造系統(tǒng)的概念計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機分級結(jié)構(gòu)計算機分級結(jié)構(gòu)控制和管理控制和管理制制造過程造過程的多方面工作，它的目標是開發(fā)一個集成的的多方面工作，它的目標是開發(fā)一個集成的信息網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)絡(luò)來檢測一個廣闊的相互關(guān)聯(lián)的來檢測一個廣闊的相互關(guān)聯(lián)的制造作業(yè)范圍制造作業(yè)范圍，并根據(jù)一，并根據(jù)一個總體的管理策略控制每項個總體的管理策略控制每項作業(yè)作業(yè)。2、計算機輔助制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、計算機輔助制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是一個計算機分級結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，它由兩級或三級

3、計算機組是一個計算機分級結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，它由兩級或三級計算機組成，中央計算機控制全局，提供經(jīng)過處理的信息；主計算成，中央計算機控制全局，提供經(jīng)過處理的信息；主計算機管理某一方面的工作，并對下屬的計算機工作站或微機機管理某一方面的工作，并對下屬的計算機工作站或微機發(fā)布指令和進行監(jiān)視；計算機工作站或微機承擔(dān)單一的工發(fā)布指令和進行監(jiān)視；計算機工作站或微機承擔(dān)單一的工藝過程控制或管理工作。藝過程控制或管理工作。1.1.2 計算機輔助制造系統(tǒng)1.2 制造技術(shù)及其發(fā)展1.2.1制造技術(shù)的重要性制造技術(shù)的重要性1. 1. 制造業(yè)是各種產(chǎn)業(yè)的支柱工業(yè)，各種產(chǎn)業(yè)制造業(yè)是各種產(chǎn)業(yè)的支柱工業(yè)，各種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有賴于制造業(yè)

4、的支持；的發(fā)展有賴于制造業(yè)的支持；2. 2. 制造技術(shù)的水平?jīng)Q定對市場需求的快速響制造技術(shù)的水平?jīng)Q定對市場需求的快速響應(yīng)和決策能力應(yīng)和決策能力 ；3. 3. 制造技術(shù)的水平體現(xiàn)了國家的經(jīng)濟獨立性制造技術(shù)的水平體現(xiàn)了國家的經(jīng)濟獨立性和工業(yè)上的自力更生能力。和工業(yè)上的自力更生能力。1.2.2 先進制造技術(shù)的特點 制造工程是一個系統(tǒng)工程 設(shè)計與工藝一體化 精密加工技術(shù)是關(guān)鍵 產(chǎn)品生命周期的全過程 人、組織、技術(shù)三結(jié)合 制造形成了科學(xué)1.2.3 現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展方向現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展方向 制造系統(tǒng)自動化 精密工程和微型機械 特種加工 表面工程技術(shù) 快速成形制造 傳統(tǒng)加工工藝及其設(shè)備的改造

5、和革新 智能制造技術(shù) 制造單元和生產(chǎn)單元 精良生產(chǎn) 敏捷制造 產(chǎn)品的生命周期和清潔生產(chǎn)1.2.4 未來制造系統(tǒng)工程的設(shè)想 世界水平的制造系統(tǒng)； 柔性的、集成的、并行工作的制造系統(tǒng)； 高質(zhì)量保證系統(tǒng)； 高效高生產(chǎn)率的系統(tǒng)； 智能制造系統(tǒng)； 多學(xué)科高技術(shù)密集型綜合制造系統(tǒng) 第第2章章 計算機輔助制造的支撐環(huán)境計算機輔助制造的支撐環(huán)境 2.1 計算機硬件2.1.1 主機主機 巨型機、小巨型機、大型機、工作站、微機2.2.1 外部設(shè)備外部設(shè)備1、輸入裝置：鍵盤、鼠標器、數(shù)字化儀、掃描儀、光筆、操縱桿、軌跡球等2、輸出裝置:顯示器、打印機、繪圖機3、外存儲器：磁存儲器、半導(dǎo)體集成電路存儲器、光存儲器第第

6、2章章 計算機輔助制造的支撐環(huán)境計算機輔助制造的支撐環(huán)境 2.1 計算機硬件2.1.1 主機主機 巨型機、小巨型機、大型機、工作站、微機2.2.1 外部設(shè)備外部設(shè)備1、輸入裝置：鍵盤、鼠標器、數(shù)字化儀、掃描儀、光筆、操縱桿、軌跡球等2、輸出裝置:顯示器、打印機、繪圖機3、外存儲器：磁存儲器、半導(dǎo)體集成電路存儲器、光存儲器2.2 計算機軟件2.2.2支持軟件支持軟件1、語言及其程序機器語言、匯編語言、高級語言（程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、仿真、人工智能語言等）2、基礎(chǔ)圖形軟件系統(tǒng)與標準圖形核心系統(tǒng)GKS、程序員分層交互圖形系統(tǒng)PHIGS、計算機圖形虛擬設(shè)備接口軟件CGI3、窗口系統(tǒng)軟件窗口系統(tǒng)分成像圖形層

7、、基本窗口管理功能層、應(yīng)用接口和工具箱三個功層。分為基于核心的窗口系統(tǒng)和基于服務(wù)器的窗口系統(tǒng)4、數(shù)據(jù)交換標準數(shù)據(jù)交換方法：數(shù)據(jù)交換接口和數(shù)據(jù)交換標準數(shù)據(jù)交換標準：IGES（幾何信息）、PDES、STEP5、專業(yè)軟件AutoCAD、UG II 、IDEAS Master Series、CADDS 5、Pro/ENGINEERING、CATIA等6、文字處理及辦公自動化軟件Wordstar、Wordstar for Windows、WordPefect、CCED等。2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 2.3.1 數(shù)據(jù)庫概念數(shù)據(jù)庫概念概念： 數(shù)據(jù)是記錄下來可鑒別的符號。CAD、CAPP和CAM系統(tǒng)開發(fā)過程中，有大量

8、的數(shù)據(jù)生成并要進行管理，于是把數(shù)據(jù)組織成文件，由一個專用的文件管理系統(tǒng)實施統(tǒng)一的管理和維護。在文件系統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展了數(shù)據(jù)庫。特點：方式簡易靈活，便于數(shù)據(jù)交流 文件只能表示事物，不能表示他們之間的聯(lián)系；數(shù)據(jù)和程序間由依賴性；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義后不能改變。2.3.2 數(shù)據(jù)庫的類型數(shù)據(jù)庫的類型按數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)： 格式化數(shù)據(jù)庫格式化數(shù)據(jù)庫樹形結(jié)構(gòu) 網(wǎng)形結(jié)構(gòu) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫 通用和專用、靜態(tài)和動態(tài)、分布式和共享式、傳統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫。2.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 計算機硬件計算機硬件 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)模型的描述2、數(shù)據(jù)庫的操作3、數(shù)據(jù)庫的管理、維護和數(shù)據(jù)通訊 用戶及其應(yīng)用程序用

9、戶及其應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員2.3.4 常用數(shù)據(jù)庫介紹1、ORACLE2、SYBASE3、INGES4、dBASE5、FoxBASE6、TORNADO7、ObjectiveStore8、Versant2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)與通訊2.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)1、計算機網(wǎng)絡(luò)的定義是指地理上分散配置而又具有獨立功能的多臺計算機、終端設(shè)備，通過通訊線路、傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)相互連接，形成資源共享的計算機群體。2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)與通訊2.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)2、計算機網(wǎng)絡(luò)類型按距離和覆蓋面積廣域網(wǎng)（WAN）和局域網(wǎng)（LAN）按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 點對點傳輸結(jié)構(gòu)和廣播式傳輸結(jié)構(gòu)按信息交換方式線

10、路交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)2.4 計算機網(wǎng)絡(luò)與通訊2.4.1計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)2、計算機網(wǎng)絡(luò)類型按距離和覆蓋面積廣域網(wǎng)（WAN）和局域網(wǎng)（LAN）按網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 點對點傳輸結(jié)構(gòu)和廣播式傳輸結(jié)構(gòu)按信息交換方式線路交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)2.4.2 常用計算機網(wǎng)絡(luò)介紹 以太網(wǎng) NOVELL網(wǎng) DECnet SNA2.4.3常用計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹1、TCP/IP協(xié)議2、MAP協(xié)議3、TOP協(xié)議2.4.4 數(shù)據(jù)通訊 數(shù)據(jù)通訊的含義數(shù)據(jù)通訊的含義是指信息的傳輸、交換和處理。 數(shù)據(jù)傳輸信道數(shù)據(jù)傳輸信道1、數(shù)據(jù)傳輸方向的形式：單向、半雙向和全雙向2、數(shù)字信息的傳輸形式：基帶傳輸、頻帶傳輸3、數(shù)據(jù)通訊方式：異步通信、同

11、步通信4、數(shù)字通信傳輸介質(zhì)系統(tǒng)：架空明線電話傳輸系統(tǒng)、同軸電纜傳輸系統(tǒng)、光纜傳輸系統(tǒng)、微波傳輸系統(tǒng)、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)。2.4.4 數(shù)據(jù)通訊 數(shù)據(jù)通信交換方式數(shù)據(jù)通信交換方式線路交換方式、存儲交換方式（報文交換、分組交換） 通信控制規(guī)程通信控制規(guī)程基型規(guī)程和高級規(guī)程基型規(guī)程和高級規(guī)程第6 計算機輔助成組技術(shù)6.1基本原理基本原理 理論基礎(chǔ)是相似性，核心是成組工藝。把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族（組），按零件族制定工藝進行生產(chǎn)制造，可擴大批量，減少品種，提高效率。 零件在幾何形狀、尺寸、功能零件在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為要素、精度、材料等方面的相似性為基本相

12、似性基本相似性；以基本相似性為基礎(chǔ)，；以基本相似性為基礎(chǔ)，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面所導(dǎo)出的相似性，稱為方面所導(dǎo)出的相似性，稱為二次相似二次相似性性或或派生相似性派生相似性。 零件的相似性零件的相似性是實現(xiàn)成組工藝是實現(xiàn)成組工藝的基本條件。的基本條件。6.2成組工藝實施方法6.2.1 成組工藝的實施步驟：成組工藝的實施步驟：1、按編碼系統(tǒng)分組分類2、制定成組工藝3、設(shè)計工藝裝備4、建造生產(chǎn)線、設(shè)計輸送裝置、裝卸 裝置和倉庫。6.2.2 成組工藝的生產(chǎn)組織形式6.2.2 成組工藝的生產(chǎn)組織形式：成組工藝的生產(chǎn)組織形式： 獨立的成組加工機床和成組加工柔性制

13、造單元 成組加工和一般加工的混合生產(chǎn)線 成組加工生產(chǎn)線或成組加工柔性制造系統(tǒng)6.3 零件的分類編碼系統(tǒng)6.3.1 零件分類的基本原理零件分類的基本原理 根據(jù)零件的下列特征分類： 1、結(jié)構(gòu)特征 2、工藝特征 3、生產(chǎn)組織與計劃特征6.3.2 零件的分類系統(tǒng)6.3.2 零件的分類系統(tǒng)多級分類系統(tǒng)中又分：多級分類系統(tǒng)中又分：1、鏈式結(jié)構(gòu)2、樹式結(jié)構(gòu)3、混合式結(jié)構(gòu)6.3.3 零件分類編碼系統(tǒng)的編碼結(jié)構(gòu)一、總體結(jié)構(gòu)一、總體結(jié)構(gòu)1、整體式2、主輔碼混合式3、子系統(tǒng)組合式6.3.3 零件分類編碼系統(tǒng)的編碼結(jié)構(gòu)二、碼域信息排列方式二、碼域信息排列方式1、全組合排列法2、選擇排列法3、選擇組合排列法（表335）

14、6.3.4 對零件分類編碼系統(tǒng)的基本要求 特征代碼含義明確，無特征代碼含義明確，無“多義性多義性”；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便； 特征代碼應(yīng)具有永久性，以便延續(xù)；特征代碼應(yīng)具有永久性，以便延續(xù)； 能滿足企業(yè)使用要求，為產(chǎn)品發(fā)展留能滿足企業(yè)使用要求，為產(chǎn)品發(fā)展留余地；余地； 便于使用計算機；便于使用計算機； 盡量采用國標、部標，不能滿足時建盡量采用國標、部標，不能滿足時建立本企業(yè)和本部門的系統(tǒng)。立本企業(yè)和本部門的系統(tǒng)。6.3.5 常用機械加工零件分類編碼系統(tǒng)1、VUOSO零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng)是一個十進制的是一個十進制的4 4位代碼系統(tǒng)，橫向分類環(huán)節(jié)由類位代碼系統(tǒng)，橫向分類

15、環(huán)節(jié)由類級級組組型型4 4位組成，縱向分類環(huán)節(jié)位位組成，縱向分類環(huán)節(jié)位1010項。項。 （表37），（圖36）特點：特點：（1 1）位數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，易記，使用方便；）位數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，易記，使用方便； （2 2）多層次綜合分類標志，分類環(huán)節(jié)少，結(jié)構(gòu)緊湊；）多層次綜合分類標志，分類環(huán)節(jié)少，結(jié)構(gòu)緊湊； （3 3）三要素全組合排列，標志明顯，結(jié)構(gòu)嚴密，便）三要素全組合排列，標志明顯，結(jié)構(gòu)嚴密，便于記憶；于記憶； （4 4）考慮零件大小、基本形狀，反映了工藝，便）考慮零件大小、基本形狀，反映了工藝，便于工藝設(shè)計?？紤]了重量，便于毛坯制造和起重運輸。于工藝設(shè)計?？紤]了重量，便于毛坯制造和起重運輸。6.

16、3.5 常用機械加工零件分類編碼系統(tǒng)2、OPITZ零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng)是一個十進制是一個十進制9 9位代碼的組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。（表位代碼的組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。（表3 39 9），（圖），（圖3 37 7）特點：特點：（1 1）結(jié)構(gòu)簡單，橫向分類環(huán)節(jié)適中，便）結(jié)構(gòu)簡單，橫向分類環(huán)節(jié)適中，便于記憶；于記憶； （2 2）主碼描述基本形狀要素，隱含工）主碼描述基本形狀要素，隱含工藝信息；藝信息； （3 3）縱向分類環(huán)節(jié)有些采用選擇排列，）縱向分類環(huán)節(jié)有些采用選擇排列，結(jié)構(gòu)欠嚴緊，易出現(xiàn)多義性；結(jié)構(gòu)欠嚴緊，易出現(xiàn)多義性； （4 4）輔助碼考慮了工藝信息描述；）輔助碼考慮了工藝信息描述； （5 5）比）

17、比CUOSOCUOSO系統(tǒng)詳盡，應(yīng)用廣泛。系統(tǒng)詳盡，應(yīng)用廣泛。6.3.5 常用機械加工零件分類編碼系統(tǒng)3、KK3零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng)是一個十進制是一個十進制2121位代碼的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。位代碼的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。（表（表3 310101111）特點：特點：（1 1）橫向分類排在前）橫向分類排在前7 7位便于設(shè)計使位便于設(shè)計使用；功能名作標志，便于檢索；用；功能名作標志，便于檢索； （2 2）結(jié)構(gòu)和工藝并重，基本考慮了加）結(jié)構(gòu)和工藝并重，基本考慮了加工順序；工順序； （3 3）采用混合結(jié)構(gòu)，增加分類標志容）采用混合結(jié)構(gòu)，增加分類標志容量，但不會增加分類環(huán)節(jié)；量，但不會增加分類環(huán)節(jié)； 6.

18、3.5 常用機械加工零件分類編碼系統(tǒng)3、KK3零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng)是一個十進制是一個十進制2121位代碼的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。位代碼的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。（表（表3 310101111）特點：特點：（4 4）橫向環(huán)節(jié)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，三要素）橫向環(huán)節(jié)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，三要素完全組合，便于記憶和應(yīng)用；完全組合，便于記憶和應(yīng)用； （5 5）可簡縮橫向中使用率不高的環(huán)節(jié)，）可簡縮橫向中使用率不高的環(huán)節(jié)，以便結(jié)構(gòu)緊湊，實用；以便結(jié)構(gòu)緊湊，實用； （6 6）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于計算機處理。）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于計算機處理。6.3.5 常用機械加工零件分類編碼系統(tǒng)4、JLBM1零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng)是一個十

19、進制是一個十進制1515位代碼的主輔碼組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)位代碼的主輔碼組合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（表（表3 31212），（圖），（圖3 39 9）特點：特點：（1 1）橫向分類環(huán)節(jié)適中，結(jié)構(gòu)簡單明確，規(guī)律性）橫向分類環(huán)節(jié)適中，結(jié)構(gòu)簡單明確，規(guī)律性強，便于理解記憶；強，便于理解記憶； （2 2）形狀及加工碼應(yīng)用廣泛；）形狀及加工碼應(yīng)用廣泛； （3 3）有利于設(shè)計部門使用，但信息分散。）有利于設(shè)計部門使用，但信息分散。 （4 4）橫向前兩位為樹式，其余鏈式，標志不全。）橫向前兩位為樹式，其余鏈式，標志不全。6.4 零件的分類成組方法 由有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員把具有相由有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員把具有相似特征的零件歸為一類，

20、依據(jù)結(jié)構(gòu)形狀、似特征的零件歸為一類，依據(jù)結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、的相似，也可以是工藝特征的相尺寸、的相似，也可以是工藝特征的相似，和按生產(chǎn)批量大小來分類。似，和按生產(chǎn)批量大小來分類。6.4.16.4.1視檢法視檢法6.4 零件的分類成組方法6.4.2 6.4.2 生產(chǎn)流程分析法生產(chǎn)流程分析法1、 關(guān)鍵機床法（表31314）2、 順序分枝法（圖310，表31517）3、 聚類分析法（圖311，表31827） 以零件的加工過程為依據(jù)，把工藝過以零件的加工過程為依據(jù)，把工藝過程相似的零件歸為一類，形成加工族。程相似的零件歸為一類，形成加工族。6.5 成組工藝過程設(shè)計6.5.1 6.5.1 復(fù)合零件法復(fù)合零件

21、法1 1、 復(fù)合零件的生產(chǎn)復(fù)合零件的生產(chǎn)2 2、成組工藝的制定、成組工藝的制定6.5 成組工藝過程設(shè)計6.5.2 6.5.2 復(fù)合工藝路線法復(fù)合工藝路線法1 1、復(fù)合工藝路線的選擇產(chǎn)生、復(fù)合工藝路線的選擇產(chǎn)生2 2、復(fù)合工藝路線的設(shè)計產(chǎn)生、復(fù)合工藝路線的設(shè)計產(chǎn)生第七章 零件信息描述7.1零件信息描述的要求1 1、信息描述要準確、完整；、信息描述要準確、完整；2 2、信息描述要易于被計算機接受和處理，界面友好、信息描述要易于被計算機接受和處理，界面友好 ，使用方便，工效高；使用方便，工效高；3 3、信息描述要易于理解和掌握，便于運用；、信息描述要易于理解和掌握，便于運用；4 4、信息描述應(yīng)考慮計

22、算機輔助設(shè)計、計算機輔助制、信息描述應(yīng)考慮計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造、計算機輔助檢測等多方面要求，以便信息共享。造、計算機輔助檢測等多方面要求，以便信息共享。7.2 零件信息描述的內(nèi)容7.2.1 幾何信息幾何信息 是指零件的幾何形狀與尺寸，是最基是指零件的幾何形狀與尺寸，是最基本的零件信息。對形狀復(fù)雜件，可將其分解本的零件信息。對形狀復(fù)雜件，可將其分解為若干形體或組成型面，對每一個形體或組為若干形體或組成型面，對每一個形體或組成型面進行描述，同時描述各個形體或組成成型面進行描述，同時描述各個形體或組成型面之間的位置關(guān)系。型面之間的位置關(guān)系。 為便于幾何形狀的描述，多利用成組為便于幾何形狀的

23、描述，多利用成組技術(shù)的相似性原理，通常將零件分為回轉(zhuǎn)體技術(shù)的相似性原理，通常將零件分為回轉(zhuǎn)體和非回轉(zhuǎn)體。和非回轉(zhuǎn)體。7.2 零件信息描述的內(nèi)容7.2.2 工藝信息工藝信息 是指毛坯特征、零件材料、加工精度、是指毛坯特征、零件材料、加工精度、表面粗糙度、熱處理、表面處理、配合和嚙表面粗糙度、熱處理、表面處理、配合和嚙合關(guān)系等。合關(guān)系等。7.3 零件信息描述方法7.3.1 分類法分類法 利用成組技術(shù)根據(jù)特征屬性的異同將零件化分為不同組別。零件的分類是根據(jù)其特征來進行的，即結(jié)構(gòu)特征和工藝特征。零件分類描述方法：1、編碼描述法2、特征矩陣描述法4.3 零件信息描述方法4.3.2 型面法型面法 將組成零

24、件的各個型面逐個地按一定的順序輸入到計算機中，就可以描述整個零件。零件型面描述系統(tǒng)：1、型面編碼描述法2、型面語言描述3、型面數(shù)學(xué)描述4.3 零件信息描述方法4.3.3 形體法形體法 將組成零件的各體系按相應(yīng)的組合關(guān)系輸入到計算機，便可以描述整個零件。1、體素單元的分解2、形體的形成方法3、零件的形體描述方法第8章 計算機輔助工藝過程設(shè)計8.18.1概述概述8.1.1 基本概念基本概念1 1、計算機輔助工藝過程設(shè)計的含義、計算機輔助工藝過程設(shè)計的含義 計算機輔助工藝過程設(shè)計（計算機輔助工藝過程設(shè)計（computer aided computer aided process planning,

25、CAPPprocess planning, CAPP）是通過向計算機輸入被加）是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（圖形）和加工工藝信息（材工零件的幾何信息（圖形）和加工工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。簡言的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。簡言之，就是利用計算機來制定零件的加工工藝過程，之，就是利用計算機來制定零件的加工工藝過程，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。8.1.1 基本概念基本概念2 2、計算機輔助工藝過程設(shè)計的意義、計算機輔助工藝過程設(shè)計

26、的意義（1 1）可以代替工藝工程師的繁重勞動）可以代替工藝工程師的繁重勞動（2 2）提高工藝過程設(shè)計質(zhì)量）提高工藝過程設(shè)計質(zhì)量（3 3）縮短生產(chǎn)準備周期，提高生產(chǎn)效率）縮短生產(chǎn)準備周期，提高生產(chǎn)效率（4 4）減少工藝過程設(shè)計費用及制造費用）減少工藝過程設(shè)計費用及制造費用（5 5）在計算機集成制造系統(tǒng)中，是連接計算機輔）在計算機集成制造系統(tǒng)中，是連接計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造的橋梁助設(shè)計與計算機輔助制造的橋梁8.1.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計的內(nèi)容及步驟計算機輔助工藝過程設(shè)計的內(nèi)容及步驟1 1、工藝過程設(shè)計的內(nèi)容、工藝過程設(shè)計的內(nèi)容（1 1）毛坯選擇及毛坯圖生成）毛坯選擇及毛坯圖生成（2 2

27、）定位夾緊選擇）定位夾緊選擇（3 3）加工方法選擇）加工方法選擇（4 4）加工順序安排（一次轉(zhuǎn)位多次換刀、一次換刀多）加工順序安排（一次轉(zhuǎn)位多次換刀、一次換刀多次轉(zhuǎn)位）次轉(zhuǎn)位）（5 5）工藝裝備的選擇）工藝裝備的選擇（6 6）工藝參數(shù)的計算）工藝參數(shù)的計算（7 7）工藝裝備設(shè)計方案的提出）工藝裝備設(shè)計方案的提出（8 8）工藝文件的輸出（工藝過程卡片、機械加工工序）工藝文件的輸出（工藝過程卡片、機械加工工序卡片、物料需求計劃卡片、物料需求計劃MRPMRP和制造資源計劃和制造資源計劃MRPMRPII II）8.1.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計的內(nèi)容及步驟計算機輔助工藝過程設(shè)計的內(nèi)容及步驟2 2、工藝

28、過程設(shè)計的步驟、工藝過程設(shè)計的步驟（1 1）產(chǎn)品圖紙信息輸入）產(chǎn)品圖紙信息輸入（2 2）工藝路線和工序內(nèi)容擬訂）工藝路線和工序內(nèi)容擬訂（3 3）加工設(shè)備和工藝裝備的確定）加工設(shè)備和工藝裝備的確定（4 4）工藝參數(shù)計算）工藝參數(shù)計算（5 5）工藝文件的輸出）工藝文件的輸出8.2 8.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8.2.1 工藝過程設(shè)計的復(fù)雜性工藝過程設(shè)計的復(fù)雜性 生產(chǎn)技術(shù)活動涉及的領(lǐng)域廣，面臨的問題及生產(chǎn)技術(shù)活動涉及的領(lǐng)域廣，面臨的問題及其復(fù)雜。工藝過程設(shè)計中需要大量的決策，由工其復(fù)雜。工藝過程設(shè)計中需要大量的決策，由工藝設(shè)計人員根據(jù)多方面的因素，采用多種決策

29、方藝設(shè)計人員根據(jù)多方面的因素，采用多種決策方法來實現(xiàn)。法來實現(xiàn)。 用計算機實現(xiàn)工藝過程設(shè)計情況更為復(fù)雜。用計算機實現(xiàn)工藝過程設(shè)計情況更為復(fù)雜。8.2.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型1 1、標準工藝、標準工藝（1 1）相對固定不變，數(shù)量不多。）相對固定不變，數(shù)量不多。（2 2）零件比較簡單）零件比較簡單（3 3）工藝比較簡單，其內(nèi)容相當(dāng)于工藝）工藝比較簡單，其內(nèi)容相當(dāng)于工藝過程卡片過程卡片8.2.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型2 2、典型工藝、典型工藝（1 1）是成組工藝，是根據(jù)零件族的代表來制定）是成組工藝，是根據(jù)零件族的代表來制定的

30、工藝的工藝（2 2）是參考性的，零件的工藝過程是根據(jù)所屬）是參考性的，零件的工藝過程是根據(jù)所屬零件族的典型工藝來修訂才能得到。零件族的典型工藝來修訂才能得到。（3 3）有些零件雖然在結(jié)構(gòu)上不盡相似，但工藝）有些零件雖然在結(jié)構(gòu)上不盡相似，但工藝上基本相同，也可以形成零件族，按典型工藝制上基本相同，也可以形成零件族，按典型工藝制訂其工藝過程。訂其工藝過程。8.2.2 計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型計算機輔助工藝過程設(shè)計的類型3 3、生成工藝、生成工藝（1 1）是一種創(chuàng)成工藝，它依靠專家系統(tǒng)中）是一種創(chuàng)成工藝，它依靠專家系統(tǒng)中的知識庫和推理機、決策機制等來生成零的知識庫和推理機、決策機制等來生成零件工

31、藝。件工藝。（2 2）生成工藝應(yīng)包含所覆蓋某類零件的全）生成工藝應(yīng)包含所覆蓋某類零件的全部，其設(shè)計系統(tǒng)復(fù)雜，效率低部，其設(shè)計系統(tǒng)復(fù)雜，效率低8.2.3計算機輔助工藝過程設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)計算機輔助工藝過程設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)1 1、計算機輔助工藝過程設(shè)計的總統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機輔助工藝過程設(shè)計的總統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1 1）基礎(chǔ)層）基礎(chǔ)層（2 2）理論技術(shù)基礎(chǔ)層）理論技術(shù)基礎(chǔ)層（3 3）設(shè)計層）設(shè)計層8.2.3 計算機輔助工藝過程設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)計算機輔助工藝過程設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)2 2、計算機輔助工藝過程設(shè)計的功能模塊圖、計算機輔助工藝過程設(shè)計的功能模塊圖（1 1）零件信息描述）零件信息描述（2 2）毛坯選擇）毛坯選擇（3

32、3）工藝過程擬定）工藝過程擬定（4 4）工藝參數(shù)計算）工藝參數(shù)計算（5 5）工藝方案分析）工藝方案分析 1) 1) 結(jié)構(gòu)工藝分析結(jié)構(gòu)工藝分析 2 2）加工可行性分析）加工可行性分析 3 3）技術(shù)經(jīng)濟分析）技術(shù)經(jīng)濟分析（6 6）工藝文件生成）工藝文件生成8.3 8.3 工藝設(shè)計的決策方式工藝設(shè)計的決策方式8.3.1 數(shù)學(xué)模型決策數(shù)學(xué)模型決策數(shù)學(xué)模型分3類：1 1、系統(tǒng)性數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)性數(shù)學(xué)模型2 2、隨機性數(shù)學(xué)模型、隨機性數(shù)學(xué)模型3 3、模糊性數(shù)學(xué)模型、模糊性數(shù)學(xué)模型8.3.1 數(shù)學(xué)模型決策數(shù)學(xué)模型決策利用數(shù)學(xué)模型求解尺寸鏈步驟：1 1、建立尺寸聯(lián)系矩陣、建立尺寸聯(lián)系矩陣2 2、建立尺寸鏈矩陣、

33、建立尺寸鏈矩陣3 3、計算工序尺寸偏差、計算工序尺寸偏差8.3 8.3 工藝設(shè)計的決策方式工藝設(shè)計的決策方式8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策常用的兩種形式：1 1、決策樹、決策樹2 2、決策表、決策表8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策1 1、決策樹、決策樹（1）決策樹的原理和結(jié)構(gòu)是用樹狀結(jié)構(gòu)來描述和處理“條件”和“動作”之間的關(guān)系和方法。結(jié)點有根結(jié)點、中間結(jié)點和終結(jié)點之分。分枝邊連接兩次測試和動作。8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策1 1、決策樹、決策樹（2）加工方法選擇用的決策樹8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策2 2、決策表、決策表（1 1）決策表的結(jié)構(gòu)）決策表的結(jié)構(gòu)（2 2）決

34、策表的分類）決策表的分類 1）限定條件決策表 2）擴展條件決策表 3）混合條件決策表8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策2 2、決策表、決策表（3 3）決策表的性能）決策表的性能 1）規(guī)則 5）一致性簡單規(guī)則簡單規(guī)則 6）循環(huán)復(fù)合規(guī)則復(fù)合規(guī)則 7）合并與分解 2）完整性 8）擴展 3）精確性 4）冗余性 剩余規(guī)則剩余規(guī)則 特定符號特定符號 循環(huán)循環(huán)8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策2 2、決策表、決策表（4 4）決策表的設(shè)計）決策表的設(shè)計 設(shè)計方法：設(shè)計方法：1）順序設(shè)計法）順序設(shè)計法2）歸納設(shè)計法）歸納設(shè)計法8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策2 2、決策表、決策表（4 4）決策表的設(shè)計）

35、決策表的設(shè)計 設(shè)計方法：1）順序設(shè)計法）順序設(shè)計法列出所有可能的條件寫出各種規(guī)則的條件組合列出簡單規(guī)則所需的決策動作設(shè)計出全局動作將簡單規(guī)則合并為復(fù)合規(guī)則檢查決策表的是否完整、有冗余、有矛盾、有死循環(huán)8.3.2 邏輯推理決策邏輯推理決策2 2、決策表、決策表（4 4）決策表的設(shè)計）決策表的設(shè)計 設(shè)計方法：2）歸納設(shè)計法）歸納設(shè)計法列出全部簡單規(guī)則進行歸納整理，列出所有的條件、動作和決策動作進行規(guī)則合并，包括將簡單規(guī)則合并為復(fù)合規(guī)則檢查決策表的性能8.3.3 智能思維決策智能思維決策1、專家系統(tǒng)2、模糊邏輯3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能決策方法：智能決策方法：8.3.3 智能思維決策智能思維決策8.3.3.1

36、 專家系統(tǒng)1、專家系統(tǒng)的工作過程和組成、專家系統(tǒng)的工作過程和組成工作過程：1 1）明確所要解決的問題）明確所要解決的問題2 2）提取知識庫中相應(yīng)的事實與規(guī)則）提取知識庫中相應(yīng)的事實與規(guī)則3 3）進行推理，做出決策）進行推理，做出決策8.3.3.1 專家系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的建立過程、專家系統(tǒng)的建立過程（1）知識獲取 是從領(lǐng)域?qū)＜摇⒐こ碳夹g(shù)人員、是從領(lǐng)域?qū)＜?、工程技術(shù)人員、書籍、資料等處收集所要解決問題書籍、資料等處收集所要解決問題的專門知識，并變?yōu)橛嬎銠C程序。的專門知識，并變?yōu)橛嬎銠C程序。8.3.3.1 專家系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的建立過程、專家系統(tǒng)的建立過程（2）知識表達方法的選擇 知識表達是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

37、和解釋過程的結(jié)知識表達是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和解釋過程的結(jié)合，具有如下性質(zhì)：合，具有如下性質(zhì)： 1 1）能精確表達專家知識）能精確表達專家知識 2 2）能簡單方便地描述和解釋知識）能簡單方便地描述和解釋知識 3 3）能方便地改變和修改知識。）能方便地改變和修改知識。8.3.3.1 專家系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的建立過程、專家系統(tǒng)的建立過程（3）知識庫的設(shè)計 內(nèi)容如下：內(nèi)容如下： 1 1）問題定義）問題定義 2 2）問題分解）問題分解 3 3）問題的計算機表達）問題的計算機表達 4 4）原型系統(tǒng)的建立）原型系統(tǒng)的建立 5 5）驗證、完善和改進）驗證、完善和改進8.3.3.1 專家系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的建立過程、專家系統(tǒng)

38、的建立過程（4）推理機的設(shè)計 特點適用場合正向推理從初始狀態(tài)向目標狀態(tài)的推理，是從一組事實出發(fā)，一條條的執(zhí)行，不斷加入新事實，直至問題解決。初始狀態(tài)明確，目標狀態(tài)未知反向推理從目標狀態(tài)向初始狀態(tài)的推理，是從已定的目標出發(fā)，通過一組規(guī)則，尋找支持目標的各個事實，直至目標被證明。目標明確，初始狀態(tài)不清楚混合推理從初始狀態(tài)和目標狀態(tài)出發(fā)，各自選用合適的規(guī)則進行推理，當(dāng)正向和方向推理的結(jié)果匹配時，推理結(jié)束。用于復(fù)雜問題的處理模糊推理不精確推理。解決一些不易確定現(xiàn)象或要用經(jīng)驗感知來決策的場合8.3.3.1 專家系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的建立過程、專家系統(tǒng)的建立過程（5）輸入/輸出接口 8.3.3.1 專家系統(tǒng)3

39、、專家系統(tǒng)的知識表達方法、專家系統(tǒng)的知識表達方法（1）知識的類型 1 1）一般性知識和專門知識）一般性知識和專門知識 2 2）說明性知識和過程性知識）說明性知識和過程性知識（2）知識的表達方法 1 1）謂詞邏輯）謂詞邏輯 2 2）框架）框架 3 3）語義網(wǎng)絡(luò)）語義網(wǎng)絡(luò) 4 4）產(chǎn)生式系統(tǒng)）產(chǎn)生式系統(tǒng)8.3.3.1 專家系統(tǒng)4、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點（1）專家系統(tǒng)的設(shè)計和試驗設(shè)計分兩個階段：設(shè)計分兩個階段： 1 1）建立專家系統(tǒng)的原型（試驗系統(tǒng)）建立專家系統(tǒng)的原型（試驗系統(tǒng)）先研究一小組結(jié)論，選確實可信的觀測和肯定肯定的先研究一小組結(jié)論，選確實可信的觀

40、測和肯定肯定的規(guī)則規(guī)則先從組合為確認或區(qū)分各種假設(shè)所需數(shù)量最少的觀測先從組合為確認或區(qū)分各種假設(shè)所需數(shù)量最少的觀測開始開始采用層次結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)，采用層次結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)，明確知識領(lǐng)域，設(shè)計能夠滿足要求的小型系統(tǒng)。明確知識領(lǐng)域，設(shè)計能夠滿足要求的小型系統(tǒng)。 2 2）專家系統(tǒng)的試驗）專家系統(tǒng)的試驗8.3.3.1 專家系統(tǒng)4、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點（2）專家系統(tǒng)的評價 評價內(nèi)容：評價內(nèi)容： 1 1）重點放在系統(tǒng)完成決策的正確性和可靠性）重點放在系統(tǒng)完成決策的正確性和可靠性 2 2）推理方法正確）推理方法正確 3 3）輸入）輸入/ /輸出接口界面友好，易

41、于理解和使用方便輸出接口界面友好，易于理解和使用方便 4 4）分析專家系統(tǒng)在實際使用時的效率）分析專家系統(tǒng)在實際使用時的效率 5 5）進行工程經(jīng)濟分析）進行工程經(jīng)濟分析8.3.3.1 專家系統(tǒng)4、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點、專家系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評價和特點（3）專家系統(tǒng)的特點 1 1）專家知識有應(yīng)用界限，控制策略無柔性，主要適）專家知識有應(yīng)用界限，控制策略無柔性，主要適用于解決一些確定問題；用于解決一些確定問題； 2 2）在過程控制中，推理判斷有一段延遲過程，不易）在過程控制中，推理判斷有一段延遲過程，不易滿足實時性要求；滿足實時性要求； 3 3）推理方法單一，系統(tǒng)不能根據(jù)聯(lián)想記憶、識別

42、、）推理方法單一，系統(tǒng)不能根據(jù)聯(lián)想記憶、識別、模擬來進行決策，智能水平低。模擬來進行決策，智能水平低。8.3.3.2 模糊邏輯1、模糊邏輯的概念、模糊邏輯的概念 模糊邏輯又稱模糊推理，它是依靠模糊集中模糊邏輯模糊邏輯又稱模糊推理，它是依靠模糊集中模糊邏輯模型（多用關(guān)系矩陣算法模型）進行多個相關(guān)因素的綜合模型（多用關(guān)系矩陣算法模型）進行多個相關(guān)因素的綜合考慮，處理模糊的、不完全的乃至相互矛盾的信息。考慮，處理模糊的、不完全的乃至相互矛盾的信息。（1 1）知識的模糊表達）知識的模糊表達討論概念外延的范圍叫討論概念外延的范圍叫論域論域。設(shè)論域設(shè)論域U U，其映射，其映射 確定了確定了U U的模糊子集

43、的模糊子集 簡稱簡稱模糊集，即模糊集合。模糊集，即模糊集合。 稱為模糊集稱為模糊集 的隸屬函數(shù)，的隸屬函數(shù)， 為元素為元素u u隸屬于隸屬于 的程度，簡稱的程度，簡稱u u對于對于 的隸屬度。的隸屬度。AAAA)(uAAA8.3.3.2 模糊邏輯1、模糊邏輯的概念、模糊邏輯的概念（1 1）知識的模糊表達）知識的模糊表達 模糊集常用的運算方法：模糊集常用的運算方法：ZadehZadeh算子：算子：“”與與“” 取大運算取大運算 a bmax（a，b） 取小運算取小運算 a bmin（a，b）概率算子：概率算子：“”與與“ ”或或“+ +” “”概率積運算概率積運算 a bab “ ”概率和運算概

44、率和運算a babab有界算子：有界算子：“ ”, ,”, ,” 有界和運算有界和運算a b=1 (a+b) 有界積運算有界積運算a b0 （ab1） 有界差運算有界差運算a b0 (a-b)8.3.3.2 模糊邏輯1、模糊邏輯的概念、模糊邏輯的概念模糊關(guān)系：設(shè)X，Y為普通集合，稱XY的模糊集 為從X到Y(jié)的模糊關(guān)系， 模糊集 的隸屬函數(shù)， 為（x，y）隸屬于模糊關(guān)系 的程度。設(shè) 為X到Y(jié)的模糊關(guān)系， 為Y到Z的模糊關(guān)系，則 稱為 與 的合成，“”為算子。RRR),(yxRRRSSRRS8.3.3.2 模糊邏輯1、模糊邏輯的概念、模糊邏輯的概念（2 2）知識模糊表達舉例）知識模糊表達舉例1 1）

45、產(chǎn)生式規(guī)則的模糊關(guān)系表達）產(chǎn)生式規(guī)則的模糊關(guān)系表達將條件和行動用模糊集表示，再根據(jù)二者的關(guān)聯(lián)將條件和行動用模糊集表示，再根據(jù)二者的關(guān)聯(lián)程度及特征選擇算子計算，便可得到模糊關(guān)系表程度及特征選擇算子計算，便可得到模糊關(guān)系表達的規(guī)則。達的規(guī)則。2 2）事實的模糊關(guān)系表達）事實的模糊關(guān)系表達事實的模糊關(guān)系表達就是利用隸屬度。事實的模糊關(guān)系表達就是利用隸屬度。8.3.3.2 模糊邏輯2、模糊推理、模糊推理（1）模糊評判的步驟：1）給出備擇的對象集 U=u1,u2,um2）確定因素集 Vv1，v2，vn3）確定評語集 Ww1,w2,wk4）確定評判矩陣 R：UV0,1,rij=R(ui,vj)5）確定評判

46、函數(shù)f Df(z1,z2,zn)6）計算評判指標 先計算D(ui),再對D(ui)按大小排序擇優(yōu)。8.3.3.2 模糊邏輯2、模糊推理、模糊推理（2）模糊評判的分類：1）單因素評判2）多因素評判綜合評判（可分為一級和二級評判）8.3.3.2 模糊邏輯3、模糊邏輯的特點、模糊邏輯的特點（1 1）主要解決不確定和模糊現(xiàn)象，是具有多年經(jīng)驗的一）主要解決不確定和模糊現(xiàn)象，是具有多年經(jīng)驗的一種感知判斷；種感知判斷；（2 2）決策過程由模糊化、模糊推理、逆模糊化三部分組）決策過程由模糊化、模糊推理、逆模糊化三部分組成；成；（3 3）模糊推理常和專家系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成模糊決策專家）模糊推理常和專家系統(tǒng)相結(jié)合，

47、構(gòu)成模糊決策專家系統(tǒng)；系統(tǒng)；（4 4）模糊推理中的關(guān)鍵是隸屬度的確定；）模糊推理中的關(guān)鍵是隸屬度的確定；（5 5）模糊邏輯的理論基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)，應(yīng)用將更加廣泛。）模糊邏輯的理論基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)，應(yīng)用將更加廣泛。8.3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1、基本概念、基本概念 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural networkartificial neural network，ANNANN）是人腦部分功能的某些抽象、簡化的模擬，是用大量是人腦部分功能的某些抽象、簡化的模擬，是用大量的神經(jīng)元構(gòu)成的非線形系統(tǒng)，具有學(xué)習(xí)、記憶、計算的神經(jīng)元構(gòu)成的非線形系統(tǒng)，具有學(xué)習(xí)、記憶、計算和智能處理功能，

48、能在不同程度和層次上模仿人腦神和智能處理功能，能在不同程度和層次上模仿人腦神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理、存儲和檢索等工作，最終形成神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理、存儲和檢索等工作，最終形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機。（1）定義8.3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1、基本概念、基本概念（2）數(shù)學(xué)模型MeCuloch-Pitts模型)sgn(jijijixwy式中：yi 神經(jīng)元i的輸出； xj 神經(jīng)元i的輸入，j1，2，n； 對神經(jīng)元i的凈輸入； sgn 符號函數(shù)； 閾值，當(dāng)凈輸入超過閾值時，該神經(jīng)元輸出取值1，反之1。jjijxw8.3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1、基本概念、基本概念（3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能 1）信息處理 2）知識和信

49、息存儲 3）學(xué)習(xí)、識別和優(yōu)化8.3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1、基本概念、基本概念（4）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合 1）信號處理與模式識別 2）知識處理工程或?qū)＜蚁到y(tǒng) 3）運動過程控制8.3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的知識表達與獲取、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的知識表達與獲?。?）知識的顯式表達與隱式表達 1 1）專家系統(tǒng)中知識多以產(chǎn)生式規(guī)則描述出來，即顯式表達；）專家系統(tǒng)中知識多以產(chǎn)生式規(guī)則描述出來，即顯式表達； 2 2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的多層網(wǎng)絡(luò)，由輸入層、輸出層和隱含）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的多層網(wǎng)絡(luò)，由輸入層、輸出層和隱含層的神經(jīng)元組成，每個神經(jīng)元對輸入進行加權(quán)求知，對和進行層的神經(jīng)元組成，每個神經(jīng)元對輸入進

50、行加權(quán)求知，對和進行閾值處理產(chǎn)生輸出值。知識是以隱式的方式分布地存儲在各權(quán)閾值處理產(chǎn)生輸出值。知識是以隱式的方式分布地存儲在各權(quán)重中，成為隱式表達。重中，成為隱式表達。（2）基于實例的知識獲取方式人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，知識來源于樣本實例，是從用戶輸入的大量人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，知識來源于樣本實例，是從用戶輸入的大量實例中通過自學(xué)習(xí)得到規(guī)律、規(guī)則。學(xué)習(xí)就是改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中實例中通過自學(xué)習(xí)得到規(guī)律、規(guī)則。學(xué)習(xí)就是改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元的權(quán)重。各神經(jīng)元的權(quán)重。8.48.4計算機輔助工藝設(shè)計的原理和方法計算機輔助工藝設(shè)計的原理和方法計算機輔助工藝過程設(shè)計方法：1 1、檢索式、檢索式2 2、派生式、派生式3 3、創(chuàng)成

51、式、創(chuàng)成式8.4.1 檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)1 1、檢索式工藝過程設(shè)計的工作過程、檢索式工藝過程設(shè)計的工作過程（1）準備階段）準備階段 1）建立標準工藝庫）建立標準工藝庫 2）確定零件信息描述方法）確定零件信息描述方法 3）確定搜索方法（盲目搜索和啟發(fā)式搜索）確定搜索方法（盲目搜索和啟發(fā)式搜索）（2）運行階段）運行階段 1）輸入零件信息）輸入零件信息 2）搜索標準工藝）搜索標準工藝 3）存儲標準工藝）存儲標準工藝8.4.1 檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)2 2、標準工藝的關(guān)鍵字啟發(fā)式搜索法、標準工藝的關(guān)鍵字啟發(fā)式搜索法（1）標準工藝關(guān)鍵字的確定）標準工藝關(guān)鍵

52、字的確定（2）關(guān)鍵字樹的構(gòu)成）關(guān)鍵字樹的構(gòu)成（3）關(guān)鍵字樹的啟發(fā)式搜索）關(guān)鍵字樹的啟發(fā)式搜索8.4.1 檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)3 3、檢索式工藝過程設(shè)計的特點、檢索式工藝過程設(shè)計的特點1）比較簡單，易于實現(xiàn)，比較穩(wěn)定可行；）比較簡單，易于實現(xiàn)，比較穩(wěn)定可行；2）有較高的實用價值，受到工廠的廣泛歡迎；）有較高的實用價值，受到工廠的廣泛歡迎；3）因標準工藝為數(shù)有限，大量的零件不能覆蓋，因此應(yīng)用）因標準工藝為數(shù)有限，大量的零件不能覆蓋，因此應(yīng)用范圍有限。范圍有限。8.4.2 派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)1 1、派生式工藝過程設(shè)計原理、派生式工藝過程設(shè)計原理 利用

53、相似零件具有相似的工藝過程的原理，利用相似零件具有相似的工藝過程的原理，通過檢索相似典型零件的工藝過程，加以增刪通過檢索相似典型零件的工藝過程，加以增刪或編輯而派生一個新零件的工藝過程?；蚓庉嫸缮粋€新零件的工藝過程。工作過程：工作過程：（1）準備階段）準備階段（2）運行階段）運行階段8.4.2 派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)1 1、派生式工藝過程設(shè)計原理、派生式工藝過程設(shè)計原理（1）準備階段）準備階段1 1）對零件進行編碼；）對零件進行編碼；2 2）根據(jù)編碼及工藝過程，對零件進行分組分類，形成零）根據(jù)編碼及工藝過程，對零件進行分組分類，形成零件族，建立零件族特征矩陣；件族，建

54、立零件族特征矩陣；3 3）實際典型零件；）實際典型零件；4 4）編制典型零件的工藝過程；）編制典型零件的工藝過程；5 5）設(shè)計搜索模塊；）設(shè)計搜索模塊；6 6）設(shè)計編輯和修改模塊。）設(shè)計編輯和修改模塊。8.4.2 派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)1 1、派生式工藝過程設(shè)計原理、派生式工藝過程設(shè)計原理（2）運行階段）運行階段1 1）對零件進行編碼；）對零件進行編碼；2 2）根據(jù)檢索程序，查出零件所屬零件族；）根據(jù)檢索程序，查出零件所屬零件族；3 3）調(diào)出該零件族的典型工藝；）調(diào)出該零件族的典型工藝；4 4）根據(jù)零件信息對典型工藝過程進行修改和編輯，形成）根據(jù)零件信息對典型工藝過程進行

55、修改和編輯，形成該零件的工藝過程，并輸出工藝文件。該零件的工藝過程，并輸出工藝文件。8.4.2 派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)2 2、典型零件的設(shè)計、典型零件的設(shè)計（1）零件的頻譜分析（2）零件族矩陣的建立（3）典型零件的合成8.4.2 派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)派生式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)3 3、派生式工藝過程設(shè)計特點、派生式工藝過程設(shè)計特點4 4、國內(nèi)外典型派生式計算機輔助設(shè)計工藝過、國內(nèi)外典型派生式計算機輔助設(shè)計工藝過程設(shè)計系統(tǒng)程設(shè)計系統(tǒng)（1）以成組技術(shù)為理論基礎(chǔ)，利用其相似性原理和零件分類編碼系統(tǒng)，比較成熟；（2）較好的實用價值，應(yīng)用范圍廣；（3）適用于結(jié)構(gòu)比較簡單的零件，以回轉(zhuǎn)體

56、類零件應(yīng)用最廣，對復(fù)雜件或不規(guī)則件不易勝任；（4）相似性差的零件，難以形成零件族，不適于用派生式方法。8.4.3 創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)1 1、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計原理、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計原理是根據(jù)輸入的零件信息，依靠系統(tǒng)中的工程數(shù)據(jù)和決是根據(jù)輸入的零件信息，依靠系統(tǒng)中的工程數(shù)據(jù)和決策方法自動生成零件的工藝過程，創(chuàng)建過程如下：策方法自動生成零件的工藝過程，創(chuàng)建過程如下：（1 1）確定系統(tǒng)的對象范圍；）確定系統(tǒng)的對象范圍；（2 2）設(shè)計零件信息描述方法，多用型面系統(tǒng)謂詞描述、）設(shè)計零件信息描述方法，多用型面系統(tǒng)謂詞描述、體素組合語言描述等；體素組合語言描述等；（3 3）確定工

57、藝過程設(shè)計中決策方式；）確定工藝過程設(shè)計中決策方式；（4 4）建立可用的資源庫；）建立可用的資源庫；（5 5）設(shè)計工藝文件的生成和輸出系統(tǒng)。）設(shè)計工藝文件的生成和輸出系統(tǒng)。8.4.3 創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)2 2、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)8.4.3 創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)3 3、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)的特點、創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)的特點（1）自動生成零件工藝，是一種理想而有前途的方法；（2）具有較高的柔性，適應(yīng)范圍廣；（3）便于計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造的集成；（4）由于工藝過程設(shè)計的復(fù)雜性、智能性和實用

58、性，目前難以建造自動化程度高，功能全的創(chuàng)成系統(tǒng)。4 4、國內(nèi)外典型創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)、國內(nèi)外典型創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)第第6章章 計算機輔助數(shù)控加工計算機輔助數(shù)控加工6.1 計算機輔助數(shù)控加工內(nèi)容計算機輔助數(shù)控加工的主要工作內(nèi)容：1、工藝分析和加工參數(shù)設(shè)置2、幾何分析3、刀具軌跡生成模塊4、刀位仿真模塊5、后置處理模塊6、加工過程仿真（圖61）6.2 計算機輔助數(shù)控加工程序編制6.2.1計算機輔助數(shù)控程序編制過程1、編制源程序階段2、編制目標程序階段6.2 計算機輔助數(shù)控加工程序編制6.2.2 數(shù)控語言及其選擇數(shù)控語言：數(shù)控語言：1、現(xiàn)成商用語言系統(tǒng)APT（美國）、EXAPT（德國）、FA

59、PT（日本）2、自行研制的語言系統(tǒng)數(shù)控語言的選擇：數(shù)控語言的選擇：1、當(dāng)所需坐標數(shù)超過3個，選功能較強的APT語言；2、所選語言應(yīng)與擁有的計算機相適應(yīng)；3、處理幾何和工藝信息，最好選EXAPT；4、根據(jù)不同類別的零件選用數(shù)控語言。6.2 計算機輔助數(shù)控加工程序編制6.2.3 數(shù)控語言結(jié)構(gòu)語言類型：語言類型：1、算術(shù)語句2、程序定義語句3、程序執(zhí)行語句4、幾何定義語句5、幾何執(zhí)行語句6.2 計算機輔助數(shù)控加工程序編制6.2.3 數(shù)控語言結(jié)構(gòu)幾何定義語句：幾何定義語句：（1）點的定義（2）點群的定義（3）直線的定義（4）圓的定義6.2.4 數(shù)控加工的程序格式和功能代碼（略）6.3 前置處理和后置處

60、理6.3.1前置處理前置處理1、輸入與翻譯2、運算單元3、刀位偏值計算4、輸出刀位數(shù)據(jù)6.3 前置處理和后置處理6.3.1后置處理后置處理1、輸入刀位數(shù)據(jù)2、功能信息處理3、運動信息處理4、輸出數(shù)控程序6.4 加工仿真6.4.1 加工仿真的含義是指用計算機來仿真數(shù)控加工過程，其含義包括：1、刀具中心的運動軌跡仿真2、刀具、夾具、機床、工件間的運動干涉（碰撞）仿真3、質(zhì)量分析仿真4、工藝過程布局仿真6.4 加工仿真6.4.2 加工仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1、加工過程仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)（1 1）幾何建模）幾何建模（2 2）運動建模）運動建模（3 3）數(shù)控程序翻譯）數(shù)控程序翻譯（4 4）碰撞干涉檢查）碰撞