機械cad、cam復習提綱

機械CAD/CAM

復習提綱二0一三年十二月CAD/CAM的概述計算機輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign-CAD）是指工程技術(shù)人員在人和計算機組成的系統(tǒng)中以計算機為工具，輔助人類完成產(chǎn)品的設(shè)計、分析、繪圖等工作，并達到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本的目的。一般CAD的系統(tǒng)功能包括：概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配設(shè)計、復雜曲面設(shè)計、工程圖樣繪制、工程分析、數(shù)據(jù)交換接口等。

CAD是綜合性技術(shù)，集設(shè)計方法學、計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等計算機及其他領(lǐng)域知識于一體的高新技術(shù)；是提高設(shè)計水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、增強行業(yè)競爭能力的一項關(guān)鍵技術(shù)。CAPP計算機輔助工藝過程設(shè)計（ComputerAidedProcessPlanning-CAPP）指在人和計算機組成的系統(tǒng)中，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計階段給出的信息，人機交互或自動地完成產(chǎn)品加工方法的選擇和工藝過程的設(shè)計。CAPPCAPP系統(tǒng)的基本功能自動選擇毛坯和材料；自動選擇加工方法；自動選擇機床；自動選擇裝夾定位方法；自動確定加工順序；自動選擇刀具量具；自動確定切削用量和方差；自動確定工時定額。CAPPCAPP的發(fā)展概況世界上最早進行工藝設(shè)計自動化研究的國家是挪威。他們從1966年開始研制，到1969年正式發(fā)表了Autopos系統(tǒng)。這是世界上第一個CAPP系統(tǒng)，它是根據(jù)成組技術(shù)原理，利用零件的相似性去檢索和修改標準工藝來制定相應(yīng)零件的工藝規(guī)程。（派生式）1976年美國CAM-I公司也研制出了CAPP系統(tǒng)。這是一種可在微型機上運行的結(jié)構(gòu)簡單的小型系統(tǒng)。（創(chuàng)成式）CAPP專家系統(tǒng)CAPPCAPP系統(tǒng)分類CAD/CAM的概述計算機輔助制造（CompterAidedManufacturing-CAM）狹義CAM：通常指數(shù)控程序的編制，包括刀具路線的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及后置處理和NC代碼生成。

廣義CAM：利用計算機輔助完成從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的各種活動，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)量控制等方面.其中工藝準備包括:

計算機輔助工藝過程設(shè)計、計算機輔助工裝設(shè)計與制造、NC編程、計算機輔助工時定額和材料定額的編制等內(nèi)容；物流過程的運行控制包括：

物料的加工、裝配、檢驗、輸送、儲存等生產(chǎn)活動。機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能1.產(chǎn)品幾何建模產(chǎn)品幾何建模是CAD/CAM系統(tǒng)的核心功能，它為產(chǎn)品的設(shè)計和制造提供基本數(shù)據(jù)，是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。具備完善的實體造型和曲面造型、參數(shù)化特征造型功能，能夠構(gòu)造出各種規(guī)則形狀和自由曲面。UG軟件的產(chǎn)品建模功能顯示功能實體造型曲面造型特征造型裝配建模機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能2.產(chǎn)品模型的工程分析處理運動學、動力學分析-對機構(gòu)位移、速度、加速度及受力狀況進行分析，并直觀地進行運動仿真。有限元分析-對產(chǎn)品進行應(yīng)力、應(yīng)變分析，進行振動、熱變形、溫度場分析，生成應(yīng)力分布圖、溫度場分布圖、位移變形曲線等圖形和文件；優(yōu)化設(shè)計-包括方案優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝優(yōu)化機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能運動仿真（Adams）建模的流體力學分析機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能3.圖檔與設(shè)計文檔的生成自動生成和修改二維圖形，包括基本圖元的生成、尺寸的標注、圖形的編輯、顯示控制、技術(shù)條件標注等功能，生成滿足實際生產(chǎn)需要、符合國家標準的機械工程圖。機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能4．輔助制定工藝規(guī)程（CAPP）

CAPP是連接CAD與CAM的橋梁,能根據(jù)產(chǎn)品信息和制造工藝要求，自動進行加工方法、工藝路線、工藝參數(shù)和加工設(shè)備、刀具、卡具等規(guī)劃，生成工藝規(guī)程和工藝卡片，并被CAM系統(tǒng)接收后自動生成NC控制代碼。5．NC自動編程

根據(jù)CAD所建幾何模型，以及CAPP所制定的加工規(guī)程，選擇所需要的刀具和工藝參數(shù)，確定走刀方式，自動生成刀具軌跡，經(jīng)后置處理，生成具體機床的NC控制代碼。目前，CAD/CAM系統(tǒng)具備了3至5軸的聯(lián)動加工的數(shù)控編程能力。機械CAD/CAM系統(tǒng)的主要功能6．加工過程仿真模擬虛擬數(shù)控加工過程，檢查NC代碼的正確性，檢查幾何干涉和物理碰撞，分析產(chǎn)品的可制造性，并預(yù)測產(chǎn)品的性能。7．工程數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜，因而CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)能提供有效的工程數(shù)據(jù)管理手段，支持產(chǎn)品設(shè)計與制造全過程的數(shù)據(jù)信息的流動和處理。CAM模塊的工作流程CAD/CAM系統(tǒng)的工作流程圖產(chǎn)品設(shè)計要求功能與方案設(shè)計建立產(chǎn)品模型工程分析不滿足要求修改滿足要求詳細設(shè)計制訂加工工藝數(shù)控編程NC后處理方案設(shè)計專家系統(tǒng)造型軟件系統(tǒng)有限元分析軟件優(yōu)化分析軟件可制造性分析軟件參數(shù)化建模CAPPNC自動編程，仿真軟件，評價評價不滿足要求滿足要求工程數(shù)據(jù)庫標準件庫加工工藝參數(shù)工裝設(shè)備庫NC代碼庫二維零件圖其它CAM軟件CAD/CAM系統(tǒng)作業(yè)流程裝配過程仿真強度分析結(jié)構(gòu)分析管路設(shè)計計算流體力學虛擬風洞裝配過程仿真CAMCAD/CAM系統(tǒng)的硬件和軟件CAD/CAM系統(tǒng)組成硬件軟件計算機計算機網(wǎng)絡(luò)輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲器生產(chǎn)裝備數(shù)控設(shè)備、檢測設(shè)備、搬運設(shè)備、機器人鍵盤、鼠標、數(shù)字化儀、掃描儀、數(shù)碼相機顯示器、繪圖機、打印機MIPS,MFOLPS,主頻，字長，多CPU磁帶、磁盤、光盤快速成型設(shè)備

系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用型軟件CAD/CAM的硬件系統(tǒng)數(shù)字化儀掃描儀CAD/CAM的硬件系統(tǒng)計算機主機：中小型計算機：由于大型復雜設(shè)計計算和分析；工程工作站：具有強大的圖形處理、高速計算和網(wǎng)絡(luò)通信能力；微型計算機：性能價格比高，軟件豐富，操作容易，是CAD/CAM主流機型。輸入裝置：鍵盤鼠標：最典型常用的輸入裝置；數(shù)字化儀：通過電磁感應(yīng)原理進行圖形坐標點輸入；圖形掃描儀：能快速完成圖形信息的輸入，生成位圖信息，經(jīng)矢量化處理將位圖轉(zhuǎn)換為矢量化圖形；數(shù)碼相機：將光學真實圖象轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象；CAD/CAM的硬件系統(tǒng)輸出裝置圖形顯示器：最基本的輸出裝置，由圖形卡支持；打印機：有針式、噴墨、激光打印機之分；自動繪圖儀：有筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀，有滾筒繪圖儀、平板繪圖儀之分。存儲器：內(nèi)存儲器：存儲當前所需的數(shù)據(jù)和程序，半導體材料，訪問速度快，成本高，存儲量有限，存儲信息掉電丟失；外存儲器：存儲CPU暫時不用的數(shù)據(jù)和程序，存儲量大，能長期保存。有軟盤、硬盤、光盤、USB之分。CAD/CAM的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)支撐軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件單一功能型支撐軟件只提供CAD/CAM系統(tǒng)中某些典型過程的功能。交互式繪圖軟件、三維設(shè)計CAD系統(tǒng)工程分析計算、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)專用軟件（可以由用戶自行開發(fā)）綜合集成型CAD/CAM支撐軟件提供了設(shè)計、分析、造型、數(shù)控編程及加工控制等多種模塊，功能比較完備。CAD部分：幾何造型、工程繪圖、裝配規(guī)劃CAE部分：有限元分析、運動分析、優(yōu)化CAM部分：NC編程模塊、測量規(guī)劃CAD/CAM的軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件

與計算機硬件直接關(guān)聯(lián)的軟件，具有公用性、基礎(chǔ)性的特點。主要包括操作系統(tǒng)與編譯系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是對外設(shè)、內(nèi)存、中斷、文件等管理。編譯系統(tǒng)作用是將高級語言編寫的程序翻譯成計算機能夠執(zhí)行的機器指令。CAD/CAM的軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)：計算機軟件核心，有CPU管理、內(nèi)存管理、

I/O管理、文件管理等功能，常用操作統(tǒng)有DOS、Windows、Unix等。語言編譯系統(tǒng)：如Basic、C/C++、LISP等編譯系統(tǒng)，是將高級語言轉(zhuǎn)換為計算機機器語言。圖形接口標準：如GKS、PHIGS、GL/OpenGL等圖形接口標準，獨立于硬件設(shè)備和各種不同的計算機語言。CAD/CAM的軟件系統(tǒng)支撐軟件：用戶共同需要開發(fā)的軟件圖形處理軟件基本圖形資源軟件：OpenGL(opengraphicslibrary)二維圖形繪制軟件：如AutoCAD、PICAD高華CAD開目CAD等。三維造型軟件：如MDT、Solidworks、Solidedge等。模擬仿真軟件運動仿真、成型仿真、加工仿真。如MasterCAM、SurfCAM等。工程分析與計算軟件常用數(shù)學方法程序庫：微分方程、線代方程、數(shù)值分析、差分等有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、機構(gòu)分析、機械系統(tǒng)動態(tài)分析如ANSYSADAMS等。計算機網(wǎng)絡(luò)工程軟件：未來的CAD使用環(huán)境。綜合集成支撐軟件：如I-DEAS、UGII、PRO/E、CATIA等,

具有CAD、CAE、CAM等綜合功能。CAD/CAM的軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件：在系統(tǒng)軟件和支撐軟件基礎(chǔ)上，針對某一具體應(yīng)用開發(fā)的軟件，如機床設(shè)計、夾具設(shè)計、汽車車身設(shè)計等CAD或CAE軟件系統(tǒng)。常用的CAD/CAM軟件Autodesk公司的AutoCADPTC公司的Pro/EngineerSiemens公司:UGNX（模具、數(shù)控、產(chǎn)品設(shè)計）

I-DEAS（結(jié)構(gòu)、耐力、熱力分析）

SolidEdge（三維設(shè)計）Dassault公司的CAITIA（裝配）Solidworks公司的

Solidworks北航海爾的CAXAANASY、ADAMSCAD/CAM系統(tǒng)的支撐技術(shù)計算機及圖形學網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成組技術(shù)（CAPP）軟件工程技術(shù)、產(chǎn)品建模方法、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、信息集成等①能夠在計算機之間快速地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞；②共享網(wǎng)內(nèi)計算機資源，包括如大容量磁盤存儲設(shè)備、繪圖機等硬件資源，如支撐軟件、數(shù)據(jù)庫等軟件資源；③網(wǎng)內(nèi)各計算機站點可互為后備，提高計算機系統(tǒng)的可靠性④若干臺計算機可以完成一項CAD/CAM任務(wù)，進行協(xié)同作業(yè)。利用產(chǎn)品零件之間的相似形，將零件分類成組，然后根據(jù)每組零件所擁有的相似特征，為其同組零件找出相對統(tǒng)一的最佳方案，從而節(jié)約時間和精力以取得所期望的經(jīng)濟效益

CAD/CAM系統(tǒng)的支撐技術(shù)工程分析技術(shù)仿真技術(shù)有限元分析，機構(gòu)分析，可制造性分析，可回收性分析運動、裝配、加工仿真，虛擬現(xiàn)實，快速成型21世紀制造業(yè)（CAx）的特點產(chǎn)品周期縮短

20世紀50年代”規(guī)模效益第一“，經(jīng)過70-80年代的”價格競爭第一“和”質(zhì)量競爭第一“，發(fā)展到現(xiàn)在的”市場速度第一“。提高市場占有率

在Time、quality、cost、service、enviroment的目標下加強創(chuàng)新能力。柔性更加提高

企業(yè)僅要具備技術(shù)上的柔性，還要具備管理上、人員組織上的柔性。生命周期內(nèi)的質(zhì)量保證所謂產(chǎn)品生命周期（productlifecycle），是指產(chǎn)品從進入市場開始，直到最終退出市場為止所經(jīng)歷的市場生命循環(huán)過程。

21世紀制造業(yè)（CAx）的特點企業(yè)的組織形式發(fā)生變化

組織形式：跨地區(qū)、跨國家的虛擬公司或動態(tài)聯(lián)盟。生產(chǎn)過程更加精良人員素質(zhì)更加提高智能化程度更高更加注重環(huán)境問題分布、并行、集成共存21世紀制造業(yè)的四個關(guān)鍵詞：

技術(shù)、管理、人和環(huán)境CAD/CAM的熱點技術(shù)及發(fā)展趨勢1．CAD/CAM集成技術(shù)2．計算機支持的協(xié)同設(shè)計－網(wǎng)絡(luò)化3．智能CAD/CAM技術(shù)－智能化專家系統(tǒng)4．與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的集成-可視化5.并行工程6.快速原型技術(shù)7．計算機安全計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）CIMS的由來的原因：

20世紀70年代以來，隨著電子信息技術(shù)、自動化技術(shù)的發(fā)展以及各種先進制造技術(shù)的進步，制造系統(tǒng)中許多以自動化為特征的單元技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。如CAD、CAPP、CAM、工業(yè)機器人、FMS等單元技術(shù)的應(yīng)用，為企業(yè)帶來顯著效益。然而，人們同時發(fā)現(xiàn)，如果局部發(fā)展這些自動化單元技術(shù)，會產(chǎn)生“自動化孤島”現(xiàn)象。“自動化孤島”具有較大封閉性，相互之間難以實現(xiàn)信息的傳遞與共享，從而降低系統(tǒng)運行的整體效率，甚至造成資源浪費。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）自動化孤島現(xiàn)象自動化單元如果能夠?qū)崿F(xiàn)信息集成，則各種生產(chǎn)要素之間的配置會得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮，各種資源浪費可以減少，從而獲得更好的整體效益。這正是計算機集成制造系統(tǒng)的出發(fā)點。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）CIMS：ComputerIntegratedManufacturingSystem，通過信息技術(shù)對制造系統(tǒng)進行全局優(yōu)化。1974年由美國的約瑟夫哈林博士提出來的，其基本思想是：企業(yè)的各種經(jīng)營活動（即從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營銷售到售后服務(wù)）是不可分割的，要統(tǒng)一考慮。整個生產(chǎn)制造過程實質(zhì)上是信息采集、傳遞和加工處理的過程計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）CIM的概念是一種組織、管理、企業(yè)生產(chǎn)的新哲理，它借助計算機軟硬件，綜合應(yīng)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)全部過程中有關(guān)人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其信息流與物質(zhì)流有機地集成并優(yōu)化運行，以實現(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本、短交貨期，提高企業(yè)對市場變化的應(yīng)變能力和綜合競爭能力。

CIM：是一種思想、模式、哲理，強調(diào)企業(yè)信息集成。CIMS:基于CIM哲理的一種工程集成系統(tǒng)，是一種新型制造模式。CIMS核心:是將企業(yè)內(nèi)的人和組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素之間的集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流、物質(zhì)流和信息流暢通無阻。

計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）CIMS的組成：人、經(jīng)營管理、技術(shù)CIMS三要素關(guān)系：經(jīng)營管理與技術(shù):技術(shù)支持企業(yè)達到預(yù)期的經(jīng)營目標；人與技術(shù):技術(shù)支持各類人員互相配合、協(xié)調(diào)一致工作；人與經(jīng)營管理:人員素質(zhì)提高支持企業(yè)的經(jīng)營管理；統(tǒng)一管理最終實現(xiàn)人、經(jīng)營管理和技術(shù)之間的集成優(yōu)化運行集成技術(shù)-信息集成、過程集成、企業(yè)集成集成技術(shù)的目標：************……..………轉(zhuǎn)換中間文件工藝規(guī)劃NC代碼CAD系統(tǒng)（廠家A）CAM系統(tǒng)（廠家C）CAPP系統(tǒng)（廠家B）集成技術(shù)問題：現(xiàn)有的商品化CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)相互獨立一個企業(yè)購買多個軟件公司的產(chǎn)品。各系統(tǒng)難以溝通，交流困難系統(tǒng)A系統(tǒng)B系統(tǒng)CCAPPCAMCAFDCAT標準文件“STANDARD”建立轉(zhuǎn)換規(guī)范標準集成技術(shù)（一）信息集成（80年代）

CIMS技術(shù)的核心----針對設(shè)計、加工、制造及管理中的大量信息孤島，解決信息正確、高效的共享和交換。通過信息集成將各自動化單項技術(shù)集成起來，解決T、Q、C、S。設(shè)計系統(tǒng)信息集成：CAD/CAPP/CAM/加工制造/管理信息集成。關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品建模

特征建模、STEP、面向全生命周期的數(shù)據(jù)交換問題工程數(shù)據(jù)管理問題

邏輯上集中、物理上分布、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫訪問集成技術(shù)（二）過程集成（90年代）

CE的核心：信息集成+過程集成串行過程->并行過程,設(shè)計時就考慮可裝配性、可制造性、可靠性和成本等因數(shù)。關(guān)鍵：支持開發(fā)過程的重構(gòu)和建模；實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計環(huán)境；提供功能集成、信息集成支持并行設(shè)計的CAX和DFX工具。集成技術(shù)（三）企業(yè)集成：傳統(tǒng)企業(yè)：“小而全”、“大而全”；“兩頭小，中間大”現(xiàn)代企業(yè)：必須面對全球經(jīng)濟、全球制造的新形勢，充分利用全球的制造資源（包括智力資源），更快、更好、更省地響應(yīng)市場

針對某一特定產(chǎn)品，建立企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟（即所謂虛擬企業(yè)，VirtualEnterprise），提倡“扁平式”企業(yè)兩頭大：即強大的新產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)能力和強大的市場開拓能力

中間?。褐讣庸ぶ圃斓脑O(shè)備能力可以小，多數(shù)零部件可以靠協(xié)作解決

以虛擬制造、敏捷制造為代表產(chǎn)品不再適應(yīng)市場，動態(tài)聯(lián)盟解散CIMS的主要功能模塊四個功能分系統(tǒng)，兩個支撐分系統(tǒng)組成

CIMS的主要功能模塊工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)（CAx）制造自動化分系統(tǒng)（MAS）MAS地位:

位于企業(yè)底層，是企業(yè)信息流和物料流的結(jié)合點，是最終產(chǎn)生效益聚集地。MAS組成:機械加工系統(tǒng)-CNC、MC、FMC、FMS加工設(shè)備；物流系統(tǒng)—對工件和工具存儲、搬運、裝卸等操作；控制系統(tǒng)-實現(xiàn)對加工設(shè)備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標:實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動化；實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期、高效率生產(chǎn)；創(chuàng)造舒適安全勞動環(huán)境。

CIMS的主要功能模塊管理信息分系統(tǒng)（MIS）MIS是CIMS的神經(jīng)中樞信息處理

包括信息的收集、傳輸、加工和查詢；事務(wù)管理

包括計劃管理、物料管理、生產(chǎn)管理、財務(wù)管理、人力資源管理等；輔助決策

根據(jù)現(xiàn)有信息，利用數(shù)學分析手段預(yù)測未來，提供企業(yè)經(jīng)營管理決策。核心工具：制造資源計劃MRPII，將企業(yè)內(nèi)各個管理環(huán)節(jié)進行集成，縮短生產(chǎn)周期、減少庫存、降低成本、提高企業(yè)市場應(yīng)變能力。CIMS的主要功能模塊質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)（QIS）質(zhì)量計劃--建立質(zhì)量技術(shù)標準，制定檢測計劃、檢測規(guī)程和規(guī)范；質(zhì)量檢測管理--包括進出廠材料檢測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測管理，設(shè)計質(zhì)量指標管理，生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)管理；質(zhì)量分析評價--對各類質(zhì)量問題進行分析，評價各種影響因素，查明主要原因。質(zhì)量信息綜合與控制--報表生成，質(zhì)量綜合查詢，采取各種質(zhì)量控制措施。CIMS的主要功能模塊數(shù)據(jù)據(jù)管理系統(tǒng)對各類數(shù)據(jù)進行存儲和調(diào)用，滿足各分系統(tǒng)信息的交換和共享。數(shù)據(jù)的分布：采用分布式異型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過互連網(wǎng)絡(luò)體系，完成全局數(shù)據(jù)調(diào)用和分布式事務(wù)處理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)類型：工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù)處理。計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)是CIMS信息集成工具，常用局域網(wǎng)，對地理范圍大的企業(yè)，可通過遠程網(wǎng)進行互連，使CIMS同時兼有局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的特點。計算機支持的協(xié)同設(shè)計-網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計

CSCW是以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、分布式理論和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及人機交互技術(shù)為基礎(chǔ)的，其理論宗旨是將處于同一設(shè)計任務(wù)中、分別承擔有一定設(shè)計任務(wù)的、時間上同步、空間上分布的，相互依賴的設(shè)計人員集中到一個系統(tǒng)中的理論。

CS（computersupported）是指借助于計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

CW（cooperativework）是指地域分散的一個群體共同協(xié)調(diào)與協(xié)作來完成一項任務(wù)。

CSCW為協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)提供整體框架和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的理論支持。計算機支持的協(xié)同設(shè)計-網(wǎng)絡(luò)化用于支持設(shè)計群體成員交流設(shè)計思想、討論設(shè)計結(jié)果、發(fā)現(xiàn)成員間接口的矛盾和沖突，及時地加以協(xié)調(diào)和解決，減少以至避免設(shè)計的反復，從而進一步提高設(shè)計工作的效率和質(zhì)量。協(xié)同設(shè)計涉及的關(guān)鍵技術(shù)：協(xié)同設(shè)計技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)等計算機支持的協(xié)同設(shè)計-網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造敏捷制造的基本內(nèi)涵敏捷制造是在具有創(chuàng)新精神的組織和管理結(jié)構(gòu)、先進制造技術(shù)（以信息技術(shù)和柔性智能技術(shù)為主導）、有技術(shù)有知識的管理人員三大類資源支柱支撐下得以實施的，也就是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、有技術(shù)有知識的勞動力與能夠促進企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間合作的靈活管理集中在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對迅速改變的市場需求和市場進度作出快速響應(yīng)。敏捷制造比起其它制造方式具有更靈敏、更快捷的反應(yīng)能力。

敏捷制造敏捷制造系統(tǒng)虛擬公司市場管理者與工人的創(chuàng)造力質(zhì)量柔性制造系統(tǒng)公司數(shù)據(jù)投資政策速度成本響應(yīng)柔性用戶國家工業(yè)網(wǎng)絡(luò)合作供應(yīng)廠商敏捷制造敏捷制造三要素敏捷制造的生產(chǎn)技術(shù)智能生產(chǎn)設(shè)備；快速開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)；柔性生產(chǎn)系統(tǒng)；充分、及時、可靠的信息交換敏捷制造的管理技術(shù)虛擬企業(yè)模式；柔性組織形式敏捷制造的人力資源創(chuàng)造性、主動性、可信賴、高素養(yǎng)敏捷制造敏捷制造關(guān)鍵技術(shù)一個跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域的信息技術(shù)框架一個支持集成化產(chǎn)品過程設(shè)計的設(shè)計模型和工作流控制系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和企業(yè)資源管理系統(tǒng)各類設(shè)備、工藝過程和車間調(diào)度的敏捷化敏捷制造敏捷制造的目的敏捷制造的目的可概括為：“將柔性生產(chǎn)技術(shù)，有技術(shù)、有知識的勞動力與能夠促進企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間合作的靈活管理（三要素）集成在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對迅速改變的市場需求和市場實際做出快速響應(yīng)”。智能CAD/CAM技術(shù)-智能化專家系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)-虛擬化產(chǎn)生：1989年，美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier）提出了"ViltualReality"虛擬現(xiàn)實的概念?！疤摂M”："Viltual”說明，這個世界或環(huán)境是虛擬的，不是真實的。這個世界或環(huán)境是人工造成的，是存在于計算機內(nèi)部的。用戶應(yīng)該能夠“進入”這個虛擬的環(huán)境中。所謂“進入”這個虛擬的環(huán)境中。是指用戶以自然的方式和這個環(huán)境交互?！敖粨Q”：包括感知環(huán)境并干預(yù)環(huán)境，從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的虛幻感，沉侵感，身臨其境的感覺。 虛擬現(xiàn)實和虛擬環(huán)境系統(tǒng)包括包括：人類操縱者、人機接口和計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實(VirtualReality-VR)技術(shù)是利用計算機生成的一種模擬現(xiàn)實的三維虛擬環(huán)境的技術(shù)，通過數(shù)據(jù)頭盔(HeadMountedDisplay)、數(shù)據(jù)手套(DataGlove)、數(shù)據(jù)衣(DataSuit)等多種傳感設(shè)備構(gòu)造虛擬環(huán)境，向設(shè)計者提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然實時的感知。虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要特征多感知性(Multi-Sensory)——所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。沉浸感(Immersion)——指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。構(gòu)想性(Imagination)——強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。交互性(Interactivity)——指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實時性)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境建模技術(shù):應(yīng)用計算機技術(shù)生成虛擬世界的基礎(chǔ)。跟蹤技術(shù)：包括空間跟蹤技術(shù)、聲音跟蹤技術(shù)和視覺跟蹤與視點感應(yīng)技術(shù)等。虛物實化感受知技術(shù)：確保用戶從虛擬環(huán)境中獲取同真實環(huán)境中一樣或相似的視覺、聽覺、力覺和觸覺等感官認知的關(guān)鍵技術(shù)。高性能的計算處理技術(shù)：包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理技術(shù)；實時、逼真圖形圖像生成與顯示技術(shù)；多種聲音的合成與聲音空間化技術(shù)；分布式與并行計算以及高速遠程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。并行工程并行工程的概念：

1988年，美國防御分析研究院（IDA），提出并行工程的概念：并行工程是對產(chǎn)品及相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化工作模式。這種工作模式力圖使開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度和用戶需求。注：支持過程——包括對制造過程的支持（原材料的獲取,中間產(chǎn)品的庫存，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)計劃制定…）和使用過程的支持（產(chǎn)品銷售，使用維護，售后服務(wù)，產(chǎn)品報廢后的處理…）并行工程的含義并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程進行集成、并行地設(shè)計院的系統(tǒng)化工作模式。并行工程是一個關(guān)于設(shè)計過程的方法，它需要在設(shè)計中全面地考慮到相關(guān)過程的各種問題，但并非包括制造過程等其它過程。它要求所有設(shè)計工作要在生產(chǎn)開始前完成，并不是要求在設(shè)計產(chǎn)品的同時就進行生產(chǎn)。并行工程不是指同時或交錯地完成設(shè)計和生產(chǎn)任務(wù)，而是指對產(chǎn)品及其下游過程進行并行設(shè)計，不能隨意消除一個完整工程過程中現(xiàn)存的、順序的、向前傳遞信息的任一必要階段。并行工程是對設(shè)計過程的集成，是企業(yè)集成的一個側(cè)面，它企圖做到的是優(yōu)化設(shè)計，依靠集成各學科專業(yè)人員的智慧做到設(shè)計一次成功。第二章CAD/CAM的支撐技術(shù)第一部分：CAD/CAM常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二部分：數(shù)據(jù)管理技術(shù)第三部分：成組技術(shù)CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)數(shù)字、字符、圖形圖像、特殊符號等。是信息的具體表示形式。是計算機能夠識別、存儲和處理的描述客觀事物的符號的集合。是計算機化的信息。數(shù)據(jù)元素數(shù)據(jù)的基本單位，結(jié)點、記錄、表目等，由一個或一組數(shù)據(jù)項組成。數(shù)據(jù)元素可以是簡單的，也可以是復雜的，它只是相對獨立的個體。數(shù)據(jù)項有獨立含義的數(shù)據(jù)最小單位，如域、字段等。CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)姓名學號性別出生年月專業(yè)特長李紅011101女1983.4應(yīng)用數(shù)學舞蹈張強011102男1984.1應(yīng)用數(shù)學田徑····································數(shù)據(jù)元素數(shù)據(jù)對象一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)項例：學生信息表CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：指數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)間的關(guān)系。汽車車身底盤發(fā)動機電器設(shè)備機體曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)曲柄飛輪連桿活塞CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容：

討論計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的相互關(guān)系的表示及其組織形式數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系是什么？

——數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)及表示適宜采用什么樣的存儲結(jié)構(gòu)？

——數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)的存儲采用什么樣的操作實現(xiàn)算法效率更高？

——數(shù)據(jù)的處理和運算CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)描述的是各個結(jié)點（或元素）之間的邏輯關(guān)系。主要分為：線性結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)

是反映數(shù)據(jù)元素在計算機中的存儲方法（也稱為數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)），是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在存儲器里的實現(xiàn)。主要分為：順序存儲、鏈式存儲。CAD/CAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理與運算方法插入——往數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中添加新的元素更新——修改或替代數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中指定元素的一個或多個數(shù)據(jù)項（字段值）刪除——把指定的數(shù)據(jù)元素從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中去掉遍歷——在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各個元素中移動，或查看所有數(shù)據(jù)元素，即從第一個結(jié)點開始，依次訪問逐個結(jié)點（每個結(jié)點只能被訪問一次），以便進行某種處理查找——在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找滿足一定條件的數(shù)據(jù)元素排序——在保持數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)元素個數(shù)不變的前提下，把元素按指定的順序重新排列。排序一般是建立在線性邏輯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。常用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）

PDM是一種管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)。與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括CAD/CAM文件、物料清單、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置、產(chǎn)品規(guī)范、電子文檔、產(chǎn)品定單、供應(yīng)商清單、存取權(quán)限、審批信息等；與產(chǎn)品相關(guān)的過程，即產(chǎn)品生產(chǎn)工作流程的定義與管理，包括任務(wù)分配與管理、工作流程、信息的審批和發(fā)放過程、加工工序、加工指南、產(chǎn)品的變更過程等，是為了解決大量工程圖樣、技術(shù)文擋管理的困境而出現(xiàn)的一項產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)，為企業(yè)提供了一種宏觀管理和控制所有與產(chǎn)品相關(guān)信息的機制。

常用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)PDM的體系結(jié)構(gòu)常用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理更改管理工作流程CAD/CAMS電子數(shù)據(jù)倉庫管理圖紙/文檔加工數(shù)據(jù)更改單說明書主模型生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)成組技術(shù)復雜件相似件零件復雜程度零件出現(xiàn)頻數(shù)標準件20～25%70%5～10%機械產(chǎn)品中不同復雜程度零件分布規(guī)律成組技術(shù)一、成組技術(shù)的概念（GroupTechnology簡稱GT）充分利用事物之間的相似性，將許多具有相似信息的對象歸并、成組，并用大致相同的方法來解決這一組對象的生產(chǎn)技術(shù)問題，這樣就可以發(fā)揮規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，達到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的目的，該技術(shù)統(tǒng)稱為成組技術(shù)。結(jié)構(gòu)相似零件組工藝相似零件組成組技術(shù)相似性標識：根據(jù)具體領(lǐng)域的應(yīng)用需求，選擇和確定分析對象的相似性特征，并用一定的方法和手段對此進行描述和標識。零件的分類編碼系統(tǒng)就是對零件相似性特征的識別工具。相似性開發(fā)：根據(jù)應(yīng)用的目的確定對象的分組準則，把零件分類成組，建立相似性零件族和典型零件，通過典型零件進行方案的選擇和設(shè)計。相似性應(yīng)用：對于設(shè)計而言，可將結(jié)構(gòu)形狀相似的零件歸并為一個設(shè)計族，新零件設(shè)計時，僅需修改該族的典型零件來實現(xiàn)；對于加工來說，可根據(jù)零件幾何形狀和加工工藝過程的相似性構(gòu)造一個個零件工藝族，對這些不同的零件工藝族組建相應(yīng)的加工單元進行加工、裝配，組織生產(chǎn)。成組技術(shù)二、零件的分類編碼系統(tǒng)

零件編碼就是用數(shù)字表示零件的形狀特征，代表零件特征的每一個數(shù)字碼稱為特征碼。零件分類編碼系統(tǒng)德國OPITZ、荷蘭MICLASS、日本KK－3、中國JLBM－1零件分類編碼系統(tǒng)類型面向零件設(shè)計特征的分類編碼系統(tǒng)面向零件制造特征的分類編碼系統(tǒng)面向零件設(shè)計和制造特征的分類編碼系統(tǒng)成組技術(shù)零件分類編碼的要求1.每項特征代碼應(yīng)有明確的含義2.系統(tǒng)的特征容量與特征項目足夠3.系統(tǒng)所描述的特征應(yīng)具有永久性4.能滿足企業(yè)各有關(guān)部門的要求5.結(jié)構(gòu)緊湊，便于掌握使用零件編碼系統(tǒng)的設(shè)計1.確定使用范圍2.統(tǒng)計零件特征3.確定結(jié)構(gòu)方案4.現(xiàn)場試用和修改定形成組技術(shù)0L/D<0.510.5<L/D<32L/D>33L/D<2帶變異4L/D>2帶變異5特殊件6板狀零件7桿狀零件8塊狀零件9特殊件回轉(zhuǎn)體類零件非回轉(zhuǎn)體類零件01?9外部形狀0?9主形狀0?9主形狀01?9內(nèi)部形狀0?9回轉(zhuǎn)加工0?9主要孔01?9平面加工0?9平面加工0?9平面加工01?9輔助加工0?9輔助加工0?9輔助加工主要尺寸材料及熱處理毛坯原始形狀精度IIIIIIVIIIIVVVIIVIIX零件類別碼形狀及加工碼輔助碼成組技術(shù)成組技術(shù)名稱類別粗分類0123456789回轉(zhuǎn)類零件非回轉(zhuǎn)類零件輪盤類環(huán)套類銷桿軸齒輪類異形件專用件桿條類板塊類座架類箱體類名稱類別細分類0123456789盤蓋防護蓋法蘭盤帶輪手輪離合器分度盤滾輪活塞其它回轉(zhuǎn)類零件的形狀及加工碼外部形狀加工基本形狀功能要素內(nèi)部形狀加工基本形狀功能要素平面曲面加工外平面內(nèi)平面輔助孔成形刻線輔助碼材料毛坯原始形狀熱處理主要尺寸精度直徑或?qū)挾乳L度非回轉(zhuǎn)類零件形狀及加工碼成組技術(shù)成組技術(shù)三、GT-CAD概念：根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相似性，將產(chǎn)品劃分為零件族，針對每一零件族的特點編制相應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用軟件，這種將成組技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)造的CAD系統(tǒng)被稱為GT-CAD系統(tǒng)。開發(fā)過程：

針對具體的企業(yè)或產(chǎn)品，將零件按其形狀、材料、功能特征相似性分類成組，形成設(shè)計零件族。對于每一族零件根據(jù)其結(jié)構(gòu)和形狀特征，歸納出一個“典型零件”。將各個零件族的典型零件進行標準化和參數(shù)化處理，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和參數(shù)化圖形庫，從而開發(fā)出針對典型零件的GT-CAD系統(tǒng)。應(yīng)用過程：輸入零件總體信息；自動或交互生成GT編碼；確定零件族；調(diào)出典型零件修改；輸出設(shè)計結(jié)果。設(shè)計資料的程序處理在機械設(shè)計過程中，設(shè)計人員經(jīng)常需要從各種國家標準、工程規(guī)范、設(shè)計手冊等資料中查取有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)。例如鍵的公稱尺寸、齒輪齒形系數(shù)、效率曲線、應(yīng)力集中系數(shù)、三角帶選型圖、齒輪模數(shù)標準系列等。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，為方便設(shè)計工作，這些設(shè)計資料常常是以數(shù)表及圖線的形式提供。而采用CAD設(shè)計時，這些設(shè)計資料必須以程序可調(diào)用或計算機可進行檢索查詢的形式提供。因此，需要經(jīng)過適當?shù)募庸ぬ幚?。設(shè)計資料的程序處理設(shè)計資料的處理方法程序化：采取編程的方法對數(shù)表及圖線進行處理。采用數(shù)組變量預(yù)先將數(shù)表及圖線存儲在程序中，用查表、插值的方法檢索所需數(shù)據(jù)。將數(shù)表及圖線擬合成公式編入程序，由程序計算獲取需數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)庫管理設(shè)計資料

先將工程手冊中的數(shù)據(jù)或線圖離散化為數(shù)據(jù)，再按規(guī)定的格式存放在數(shù)據(jù)庫中，然后由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的管理。設(shè)計資料的程序處理數(shù)據(jù)表格幾何圖形曲線圖表設(shè)計資料的程序處理數(shù)據(jù)表格的處理數(shù)表本來就有精確的理論計算公式或經(jīng)驗公式，可以直接采用原來的理論計算公式或經(jīng)驗公式編制計算有關(guān)數(shù)據(jù)的程序。數(shù)表中的數(shù)據(jù)彼此之間不存在一定的函數(shù)關(guān)系或是由實驗獲得的。可采用數(shù)組形式，結(jié)合插值進行查取；也可以求其經(jīng)驗公式，然后編制成計算程序進行處理。線圖的程序處理線圖所表示的各參數(shù)之間本來就有計算公式，只是由于計算公式復雜，為便于手工計算將公式繪成圖的，在計算機輔助設(shè)計計算中，應(yīng)直接應(yīng)用原來的公式。線圖所示示的各參數(shù)之間沒有計算公式，可從曲線中讀取自變量和應(yīng)變量，布成數(shù)表，然后按處理數(shù)表的方法處理。用曲線擬合的方法求線圖的經(jīng)驗公式，再將公式編入程序。復雜的線圖具體情況具體處理。設(shè)計資料的程序處理建立經(jīng)驗公式的優(yōu)點：只存公式不存數(shù)據(jù)——節(jié)省內(nèi)存，提高速度可以處理定義域內(nèi)的一切數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)值分析方法函數(shù)插值

線性插值拋物線插值。。。曲線擬合最小二乘法擬合樣條擬合插值方法：已知列表函數(shù)xx1,x2,x3,,…..,xnyy1,y2,y3,,….,yn求：xi<x<xi+1y=?函數(shù)插值與曲線擬合的不同插值函數(shù)通過型值點擬合曲線不一定通過型值點設(shè)計資料的程序處理線性插值原理:公式對稱形式的公式：xi

yixi+1

yi+1xi<x<xi+1y=

?xix

xi+1yiyi+1yg(x)誤差設(shè)計資料的程序處理公式:xi-1

yi-1xi

yixi+1

yi+1xi<x<xi+1y=?問題：已知：x2<x<x3,選1-2-3三個點還是2-3-4構(gòu)造拋物線？xx1,x2,x3,x4,….,xnyy1,y2,y3,y4,….,yn原理:需要3點數(shù)據(jù)設(shè)計資料的程序處理若|x-xj-1|<=|x-xj|,即x靠近xj-1點，則選：xj-2、xj-1、xj三點;若|x-xj-1|>|x-xj|,即x靠近xj點，則選：xj-1、xj、

xj+1三點;若x1<x<x2,即x靠近表頭，則選：x1、x2、x3三點;若xn-1<x<xn,即x靠近表尾，則選：xn-2、xn-1、xn三點;設(shè)插值點x,且有xj－1<x<xj,(j=3,4,5…,n-1)xxj-1xj設(shè)計資料的程序處理拉格朗日插值

:需要n點數(shù)據(jù)提示：①還有多種插值方法；參考<數(shù)值分析>②并不是插值點越多,結(jié)果越精確!通常采用低次插值。

設(shè)計資料的程序處理插值法的缺點插值函數(shù)嚴格通過列表函數(shù)中的每個結(jié)點，而這些結(jié)點數(shù)據(jù)往往通過試驗所得，不可避免的帶有試驗誤差，這樣得到的插值公式復印了原有的結(jié)點誤差仍需將各結(jié)點數(shù)據(jù)存貯在計算機內(nèi)，占用存貯空間。函數(shù)擬合：用一個函數(shù)來表示數(shù)表。最常用的參數(shù)確定方法為最小二乘法，其處理步驟為：在坐標紙上標出列表函數(shù)各結(jié)點數(shù)據(jù)，并根據(jù)其趨勢繪出大致的曲線；根據(jù)曲線確定近似的擬合函數(shù)類型，擬合函數(shù)可為代數(shù)多項式、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等；用最小二乘法原理確定函數(shù)中的待定系數(shù)。計算機圖形處理技術(shù)圖形變換計算機輔助繪圖曲線與曲面計算機圖形處理技術(shù)為什么要進行圖形變換?屏幕是很小的，圖形是很大的。屏幕是靜止的，要求是動態(tài)的。屏幕是平面的，對象是立體的。解決觀察全局與局部的矛盾解決動態(tài)與靜止的矛盾解決立體與平面的矛盾什么叫圖形繪制？研究畫得好方法研究使用方便、高效的方法曲線與曲面用途？直線是基本的，曲線是必須的曲線是手段，曲面是目的。計算機圖形處理技術(shù)圖形變換窗口—視區(qū)變換二維圖形幾何變換齊次坐標平移變換比例變換旋轉(zhuǎn)變換對稱變換錯切變換復合變換三維圖形的幾何變換圖形變換二、二維圖形的幾何變換1、工程圖形的齊次坐標矩陣表示

將(x,y)擴充為(x,y,1)實際上是由二維向量變?yōu)槿S向量。這種用三維向量表示二維向量的方法叫做齊次坐標法。進一步推廣，用n+1維向量表示n維向量的方法稱之為齊次坐標法。所謂齊次坐標就是用n+1維向量表示n維向量得到的坐標。對齊次坐標進行坐標變換稱為齊次變換，相應(yīng)的變換矩陣稱為齊次變換矩陣。設(shè)三維空間點P的坐標為(x,y,z)，它是唯一的。若用齊次坐標表示時，則為(hx,hy,hz,h)，且不唯一。圖形變換幾何圖形可應(yīng)用齊次坐標矩陣進行表示二維點的矩陣表示：134三維點的矩陣表示：圖形變換齊次坐標的特點當w=0時，齊次坐標可用來表示無窮遠的點將圖形處理中的各種變換用統(tǒng)一的方式來處理如二維圖形變換矩陣的一般表達式：圖形變換變換矩陣的基本概念設(shè)一個幾何圖形為A，對該圖形施行某種變換后得到的新圖形為B,即：B=AT，則稱T為變換矩陣。幾何圖形齊次坐標表示的，決定圖形位置的矩陣變換矩陣是一個矩陣!各種變換形式相同，只是矩陣中的元素內(nèi)容不同二維圖形變換T矩陣為3x3階矩陣三維圖形變換矩陣T則為4x4階矩陣圖形的主要工作就是求解變換矩陣變換形式二維圖形變換三維圖形變換投影變換透視變換圖形變換平移變換：將圖形整體從一個位置移到另一個位置lm=100m0l0111y’x’1yx1y+mx+l=圖形變換比例變換將圖形中各點相對于某一參考點的距離按同一比例縮放注意：a=d=1,恒等變換

a=d/=1,以原點為中心的等比例變換，圖形相似！

a/=d,圖形在x,y方向以不同比例變換，圖形不相似。圖形變換旋轉(zhuǎn)變換將圖形中繞某一參考點逆時針方向旋轉(zhuǎn)一個角度繞任意點旋轉(zhuǎn)？圖形變換對字母T進行旋轉(zhuǎn)變換（旋轉(zhuǎn)60°)圖形變換對稱變換將圖形中各點相對于某一對稱軸做鏡像圖形變換幾種特殊的對稱變換:當b=c=0,a=-1,d=1時，有x’=-x,y’=y，產(chǎn)生與y軸對稱圖形;當b=c=0,a=1,d=-1時，有x’=x,y’=-y，產(chǎn)生與x軸對稱圖形;當b=c=0,a=d=-1時，有x’=-x,y’=-y,產(chǎn)生與原點對稱圖形;y軸對稱x軸對稱原點對稱圖形變換任意直線對稱？當b=c=1,a=d=0時，有x’=y,y’=x,產(chǎn)生與45°線對稱的圖形;當b=c=-1,a=d=0時，有x’=-y,y’=-x,產(chǎn)生與-45°線對稱的圖形。45度軸對稱-45度線對稱圖形變換錯切變換將圖形沿某一方向線縮放，比例與該點相對于該方向線的距離值呈線性關(guān)系圖形變換①當b=0,x’=x+cy,y’=y。此時圖形y坐標不變,

當c>0,圖形沿+x方向作錯切位移；當c<0,圖形沿-x方向作錯切位移②當c=0,x’=x,y’=bx+y。此時圖形x坐標不變，當b>0,圖形沿+y方向作錯切位移；當b<0,圖形沿-y方向作錯切位移;

圖形變換二維變換矩陣的一般表達式可分為4個子矩陣

實現(xiàn)圖形的比例、對稱、錯切、旋轉(zhuǎn)等基本幾何變換實現(xiàn)圖形的平移變換

實現(xiàn)圖形的透視變換

[s]實現(xiàn)圖形的全比例變換

圖形變換圖形變換圖形變換VisualLISP程序設(shè)計[教學重點]AutoLISP數(shù)據(jù)類型，程序結(jié)構(gòu)，函數(shù)定義及自動裝載，AutoLISP編程，程序調(diào)試，菜單與對話框的設(shè)計，參數(shù)化編程等。本章是本課程的重中之重，也是本課程的難點。[基本要求]

通過本章的學習，充分認識VisualLISP語言在CAD技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用中的重要地位。在大量上機實驗的基礎(chǔ)上，掌握常用的函數(shù)，并了解LISP程序的特點，掌握其基本編程方法。VisualLISP程序設(shè)計[教學內(nèi)容]AutoLISP（VisualLISP）簡介AutoLISP的數(shù)據(jù)類型、表達式AutoLISP的內(nèi)部函數(shù)AutoLISP的參數(shù)化設(shè)計AutoLISP的二次開發(fā)技術(shù)AutoLISP的對話框設(shè)計技術(shù)VisualLISP程序設(shè)計二、數(shù)據(jù)類型符號(symbolic)字符串(string)表(list)文件描述(file)內(nèi)部函數(shù)(subroutine)選擇集(pickset)實體名(ename)VisualLISP程序設(shè)計

數(shù)據(jù)類型中最基本的結(jié)構(gòu)為表和原子（list&atom）以及符號表達式：symbolicexpression原子整型（INT）：整型數(shù)即整數(shù)。整數(shù)由數(shù)字和正負號組成。正號可以省略，整數(shù)的寬度為32位。(SETQX25)X為整型實型（REAL）：實型數(shù)是帶小數(shù)點的數(shù)。具有14位有效位數(shù)的精度，在LISP中不顯示?？梢杂每茖W計算法表示。如0.12×109可以表示為0.12E9。(SETQX25.0)X為實型字符串（STRING）:又稱為字符常數(shù)，它是由雙引號括起來的字符序列。字符串中字母的大小寫和空格符都是有意義的。字符串中的長度不包括雙引號。例如：“Thisisastring”(SETQX“25.0”)X為字符串VisualLISP程序設(shè)計符號：符號也稱為原子，在LISP語言中，符號原子可以是除下列字符以外的任何可打印字符。（）用作表的定義。

.用作點對。例（5.6）‘用作quote函數(shù)的簡寫。“用作字符串常數(shù)的界定符。

;用作程序的注釋標志。VisualLISP程序設(shè)計關(guān)于符號原子還有如下規(guī)定：符號原子之間的空格起分隔原子的作用，且多個空格與一個空格的作用等效。符號原子的大小寫是等效的。盡管符號原子之間的長度不受限制，但盡量不要使用起過6個字符的符號名，以節(jié)省有限的結(jié)點空間，提高程序運行速度。在AutoLISP語言中，“約束”是指一對符號和值。當將一個值賦給符號后，就說符號被約束到那個值。符號不能決定它所代表的信息的數(shù)據(jù)類型。如果一個符號原子從未被賦值，則其初始值自動取為空（nil），且不占用內(nèi)存空間。AutoCAD提供了3個預(yù)定義變量：pi、T、nil。整型數(shù)、實型數(shù)、字符串和符號4種類型的數(shù)據(jù)統(tǒng)據(jù)原子，是AutoLISP語言中的最終數(shù)據(jù)。VisualLISP程序設(shè)計表（LIST）表是AutoLISP語言中廣泛應(yīng)用的一種數(shù)據(jù)類型，表是指放在一對相匹配的左右括號中的一個或多個原子的有序集合。表中的每一個元素可以是任何類型的符號表達式。表中的元素之間一定要用空格隔開，元素與括號之間可以不用空格隔開。表有兩種類型分別為：標準表與引用表標準表：（函數(shù)名參數(shù)列表）引用表：（參數(shù)列表）VisualLISP程序設(shè)計標準表：它是AutoLISP程序的基本結(jié)構(gòu)形式，程序就是由標準表組成的。標準表是用于函數(shù)的調(diào)用，其中第一個元素必須是系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)或是用戶定義函數(shù)，其它的元素為該函數(shù)的參數(shù)。例：（setqx25.0），setq為內(nèi)部賦值函數(shù)，x、25.0為setq的參數(shù)引用表：第一元素不為函數(shù)，它常作為數(shù)據(jù)處理。引用表的重要應(yīng)用是表示圖中點的坐標。如：（20.030.5）點對dottedpair

點對也是一種表，有兩元素，中間為圓點“．”，且圓點與元素之間須空格分開。例：（A．B）;（x．（B．（y．z）））點對常用于構(gòu)造連接表。VisualLISP程序設(shè)計三、程序結(jié)構(gòu)：由一系列的標準表組成。前綴表示法“中綴表示法”Ｘ＝25.0

“前綴表示法”(SETQX25.0)程序結(jié)構(gòu)組最里層的表先被求值結(jié)果作為外層表的參數(shù)，頂層元素的求值結(jié)果作為返回值。例：文件名為pq.lsp的AutoLISP文件由以下程序組成：

(setqx25.0);x=25.0(setqy12.0);y=12.0(+(*xy)x);xy+x=325VisualLISP程序設(shè)計1.（defunfun（x）（cond（（>x0）1）（（=x0）2）（（<x0）0）））

2.（defunfun（x）

（cond（（>x0）1）

（（=x0）2）

（（<x0）0）

）

）VisualLISP程序設(shè)計四、書寫格式：AutoLISP語言的一切成份都是函數(shù)，所有函數(shù)以表結(jié)構(gòu)形式存在，所以所有括號需要左右匹配。函數(shù)必須放在表中第一個元素位置，表中的函數(shù)與參數(shù)、參數(shù)與參數(shù)之間至少要一個空格。大小寫不敏感。一個表可占多行，也可一行寫多個表。如：(setqx25.0)(setqy12.2）(+(*xy)x)注釋：（；）后面的內(nèi)容不執(zhí)行。存儲文件的擴展名為：.lsp文本和ASCII來表達。VisualLISP程序設(shè)計五、內(nèi)部函數(shù)的調(diào)用方法確定函數(shù)的功能：函數(shù)名，參數(shù)個數(shù)，參數(shù)類型確定函數(shù)的格式求值情況：哪些參數(shù)要求值，哪些參數(shù)不求值。返回結(jié)果：是什么類型，代表什么含義。VisualLISP程序設(shè)計七、LISP程序的執(zhí)行過程對于很短的AutoLISP程序，可直接在AutoCAD環(huán)境中的Command提示符下輸入即可。返回結(jié)果顯示在文本屏幕上（F2鍵切換）。一般AutoLISP應(yīng)用程序，需要采用文本編輯器進行編輯，如DOS下的Edit、Windows下的Notepad和WPS6.0主菜單中的N編輯非文書文件。編輯好的lsp程序，當回到AutoCAD環(huán)境下，用load函數(shù)裝載后便可以執(zhí)行，或用工具下拉菜單中的程序調(diào)入。VisualLISP程序設(shè)計例子：在Notepad下編輯下列l(wèi)isp程序：(Print"\nPleaseusecommand:TESTLISP\n")(Defunc:TESTLISP()(Alert"AutoLISPTestFunction!"))載入過程：將上述程序保存為：c:\ACADR14\t1.lsp在command:下鍵入：(load"c:\\ACADR14\\t1.lsp")按回車鍵后，即執(zhí)行最后一個defun函數(shù)定義的函數(shù)名：Pleaseusecommand:TESTLISPc:TESTLISP執(zhí)行過程：在command下鍵入：(c:TESTLISP)或TESTLISP即可，屏幕出現(xiàn)警告對話框。VisualLISP程序設(shè)計AutoLISP內(nèi)部函數(shù)一、賦值函數(shù)(setq符號表達式[符號表達式]…)

將一個或多個符號設(shè)置為相應(yīng)的表達式的值。返回最后一個表達式的值。二、數(shù)值運算函數(shù)（+<數(shù)><數(shù)>…）返回所有數(shù)總和，如（+34）返回7。（-<數(shù)><數(shù)>…）返加第一個數(shù)與后面幾個數(shù)的和的差。（*<數(shù)><數(shù)>…）（/<數(shù)><數(shù)>…）（1+<數(shù)>）（1-<數(shù)>）VisualLISP程序設(shè)計（abs<數(shù)>）返回數(shù)的絕對值。（sin<角度>）；（cos<數(shù)>）正弦函數(shù)（余弦函數(shù)），角度用弧度表示。（atan<數(shù)1>[<數(shù)2>]）若無數(shù)2則返回數(shù)1的反正切弧度，若提供兩個數(shù)則返回數(shù)1與數(shù)2商的反正切值，若數(shù)2為零時，返回±π/2，返回值的符號由數(shù)1決定。(gcd＜數(shù)1＞＜數(shù)2＞)

求數(shù)1和數(shù)2兩個整數(shù)的最大公約數(shù)。（sqrt<數(shù)>）求平方根，返回實型數(shù)VisualLISP程序設(shè)計（min<數(shù)1><數(shù)2>…)

返回給定數(shù)的最小值。例如:(min20510);返回5（max<數(shù)1><數(shù)2>…）返回給定數(shù)的最大值。例如:(max20510);返回20（expt<底數(shù)><冪>）例(expt24);返回16。(expt3.02.0)返回9.0。

(log＜數(shù)＞)

返回一個正數(shù)的自然對數(shù)，實數(shù)。例(log4.5)返回1.504

(rem＜數(shù)1＞＜數(shù)2＞)

求數(shù)1除以數(shù)2的余數(shù)。VisualLISP程序設(shè)計三、關(guān)系運行函數(shù)（返回值只有T或nil）(=＜原子＞＜原子＞…)判斷各原子是否相等。例:(=2.42.4)返回T。(=“me”“Me”)返回nil(/=＜原子＞＜原子＞…)判斷各原子是否不等。(＞＜原子＞＜原子＞…)判斷左邊的原子是否依次大于右邊的原子。(＜＜原子＞＜原子＞…)判斷左邊的原子是否依次小于右邊的原子。(＞＝＜原子＞＜原子＞…)判斷左邊的原子是否依次大于或等于右邊的原子。(＜＝＜原子＞＜原子＞…)判斷左邊的原子是否依次小于或等于右邊的原子。VisualLISP程序設(shè)計(eq表達式1表達式2)

判斷兩個表達式是否具有相同的約束條件，即表達式1和表達式2是否設(shè)置為同一對象。例如：(setqf1’(abc)f2’(abc))(setqf2f3)(eqf1f2);返回nil，值相同，但表不同。

(eqf2f3);返回T，值同，表同。(equal表達式1表達式2[fuzz])；

Fuzz為實型數(shù)，是判斷兩表達式相等的最大允許誤差。若誤差在范圍內(nèi)則相等。例如:(setqa1.123456b1.123457)(equalab);返回nil(equalab0.000001);返回TVisualLISP程序設(shè)計四、邏輯運算函數(shù)(~整數(shù))返回整數(shù)的的補碼。例如：(~3);返回3(~-4);返回3(and＜表達式＞…)；

對所列的表達式進行邏輯“與”、“或”運算。如果遇到一個表達式的值為nil，該函數(shù)就停止進一步求值并返回nil，如果所有表達式的值均為T，該函數(shù)返回T。例:(and1.4103“string”);返回T(and1.4103b“string”);返回nil(or＜表達式＞…)

該函數(shù)對表達式從左向右求值，如果存在非nil的表達式，該函數(shù)返回T；如果表達式無為nil該函數(shù)返回nil。例：(or124);返回T(ornil45);返回T(ornil‘());返回nilVisualLISP程序設(shè)計(logand[整數(shù)整數(shù)…])

返回所有整數(shù)控位邏輯與的結(jié)果例:(logand7153);返回3(logand834);返回0(logior[整數(shù)整數(shù)…]))

返回所有整數(shù)控位邏輯與的結(jié)果例:(logior124);返回7(logior93);返回11(lsh[整數(shù)numbits])返回某整數(shù)做指定次邏輯位后的結(jié)果。正為左移，負為右移。例：(lsh21)；返回4(lsh2-1)；返回1(lsh402)返回160(not＜項＞)對所列項求反。(atom＜項＞)判斷所列項是否為原子，當該項為表時，則為nil，否則為T。VisualLISP程序設(shè)計五、幾何運算函數(shù)(distance＜點1＞＜點2＞)

功能：求兩點之間的距離。例如：

Command：(distance‘(1.02.0)’(2.01.0))

1.41421(polar＜基點＞＜角度a＞＜距離d＞)

功能：求距基點的距離為d，方向為a的點。

例如：

Command：(polar'(1.01.0)0.7853981.414214)

(2.02.0)

這是用于已知一個坐標點來求另一個坐標點的一個非常有用的函數(shù)。VisualLISP程序設(shè)計(osnapptmode)

功能:設(shè)定一個或有多個有效的補捉模式(如midcen等),參數(shù)pt為一個點,mode為字符串,各種捕捉模式之間用逗號隔開。例如:(setqpt2(osnappt1“end,cen”))(angle＜點1＞＜點2＞)

功能：求點1至點2直線確立的角度(弧度)。例:(angle‘(1.01.0)‘(1.04.0))返回:1.5708VisualLISP程序設(shè)計六、表處理函數(shù)(list＜表達式＞…)

功能：用所列表達式組成一個表。

例如：Command：(list‘C’A‘D)；返回(CAD)

Command：(list1.22.3)；返回(1.202.30)(append＜表1＞＜表2＞…)

功能：將所列的<表>合并成一個新表。

例如：Command：(append‘(C)’(A)‘(D))；返回(CAD)(cons＜新元素＞＜表＞)

功能：將新元素加到表的開頭，形成一個新表。

例如：Command：(cons‘C’(AD))；返回(CAD)

Command：(cons‘(AC)’(AD))；返回((AC)AD)VisualLISP程序設(shè)計(subst＜新元素＞＜舊元素＞＜表＞)

功能：用新元素替換表中的舊元素。

例如：Command：(subst‘M’D(CAD))；返回(CAM)(assoc＜關(guān)鍵字＞＜關(guān)聯(lián)表＞)

功能：在關(guān)聯(lián)表中求出指定關(guān)鍵字的子表。例如：Command：(setqalst‘((new550)(old162)))

返回：((new550)(old162))

Command：(assoc’newalst);返回(new550)(last<表>)

功能：求出表的最后一個元素。例如：Command：(last‘(AutoCAD))；返回CAD

Command：(last’(Auto(CAD14))；返回(CAD14)VisualLISP程序設(shè)計(car<表>)

功能：求出表的第一個元素。例如：

Command：(car(Auto(CAD14))；返回：Auto

(cdr<表>)

功能：求出表中去掉第一元素后的剩余表。例如：

Command：(cdr'(Auto(CAD14)hz))

((CAD14)hz)

若已知一點pt：(setqpt(list2.03.05.0))，則可用三個函數(shù)分別得到該點的x、y、z分量值。

Command：(carpt)；返回點變量pt的x分量2.0。

Command：(cadrpt)；返回點變量pt的y分量3.0。

Command：(caddrpt)；返回點變量pt的z分量5.0。

VisualLISP程序設(shè)計(nth＜n＞＜表＞)

功能：求出表中第n個元素(表的第一個元素的序號為0)。例如：Command：(nth2‘(Auto(CAD14)hz))；返回：hz(reverse＜表＞)

功能：求出表的倒置表。(length＜表＞)

功能：求出表中（頂層）元素的個數(shù)。(foreach＜變量名＞＜表＞＜表達式＞…)

功能：將表中元素逐一賦給變量并求表達式的值。例如：Command：(foreachx‘(1.02.03.0)(printx)

1.0

2.0

3.03.0

VisualLISP程序設(shè)計七、字符串理處函數(shù)(strcat＜字符串1＞＜字符串2＞…)

功能：將所列的字符串合并為一個字符串。

例如：Command：(strcat"C""A""D");“CAD”

(strlen＜字符串＞)

功能：求出字符串的長度。

例如：Command：(strlen"AutoCAD")(substr＜字符串＞＜起始位＞[＜長度＞])

功能：按要求求出字符串的一個子串。例如：Command：(substr“AutoCAD”53);“CAD”VisualLISP程序設(shè)計八、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)(fix<數(shù)>)

功能：將實型數(shù)去掉小數(shù)部分化為整型數(shù)。

例如:(fix33.6);返回33(flaot<數(shù)>)

功能：將整型數(shù)化為實型數(shù)。例如:(float33);返回33.0(itoa<整型數(shù)>)

功能：將整型數(shù)化為字符串。(atoi<字符串>)

功能：將字符串化為整型數(shù)。(atof<字符串>)

功能：將字符串化為實型數(shù)。VisualLISP程序設(shè)計(rtos<數(shù)>)

功能：按著AutoCAD系統(tǒng)變量LUNITS和LUPREC定義的記數(shù)方式和精度將數(shù)轉(zhuǎn)化為字符串。(angtos<角度>)

功能：按著AutoCAD系統(tǒng)變量LUNITS和LUPREC定義的記數(shù)方式和精度將弧度數(shù)轉(zhuǎn)化為字符串。(ascii<字符串>)

功能：求出字符串第一個字符的ASCII(chr<數(shù)>)

功能：求出整型數(shù)所代表的ASCII字符。VisualLISP程序設(shè)計九、交互輸入函數(shù)(getangle[＜基點＞][＜提示＞])

功能：用相對基點拖動指定點或直接輸入的方法確定一個角度，零度角總為x軸正向，角度增加的方向由系統(tǒng)變量ANGDIR定義。