CADCAM課后習(xí)題答案(大概)

廣西大學(xué)-x.lPAGEPAGE4機(jī)械工程學(xué)院-x.lCAD與CAM課后習(xí)題 第一章1.單項(xiàng)CAD、CAPP、CAM技術(shù)各具有哪些功能？為什么要進(jìn)行CAD/CAM技術(shù)的集成？技術(shù)各具有哪些功能？技術(shù)的集成？系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)哪些優(yōu)越性？集成的CAD/CAM系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)哪些優(yōu)越性？答：CAD系統(tǒng)具有幾何建模、工程分析、模擬仿真、工程繪圖等主要功能；CAPP系統(tǒng)的功能包括毛坯設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工序設(shè)計(jì)、工藝路線制定和工時(shí)定額計(jì)算等；廣義CAM，是指利用計(jì)算機(jī)輔助完成從毛坯到產(chǎn)品制造過(guò)程中的直接和間接的各種活動(dòng)；狹義CAM，是指數(shù)控程序的編制；這些各自獨(dú)立的系統(tǒng)相互割裂，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動(dòng)傳遞和轉(zhuǎn)換，大量的信息資源得不到充分地利用和共享。只有當(dāng)CAD系統(tǒng)一次性輸入的信息能為后續(xù)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)（如CAD/CAPP/CAM等）直接應(yīng)用才能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。集成化的CAD/CAM系統(tǒng)借助于工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)格式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)，把分散于機(jī)型各異的各個(gè)CAD、CAPP和CAM各功能模塊高效快捷地集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)軟、硬件資源的共享，保證整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的信息流暢通無(wú)阻。2、分析應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的作業(yè)過(guò)程及其特征。系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的作業(yè)過(guò)程及其特征.答：作業(yè)過(guò)程（1）創(chuàng)意與構(gòu)思；(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析；（3）快速原型制造；（4）計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃；（5）計(jì)算機(jī)輔助編程；（6）虛擬制造。特征（1）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化；（2）設(shè)計(jì)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化；（3）設(shè)計(jì)過(guò)程的并行化；（4）新型開(kāi)發(fā)工具和手段的應(yīng)用。3、概述CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及其應(yīng)用領(lǐng)域。技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及其應(yīng)用領(lǐng)域。答：（1）單元技術(shù)的發(fā)展階段企業(yè)尚處于單元技術(shù)的應(yīng)用階段（2）CAD/CAM的集成階段企業(yè)內(nèi)應(yīng)用已從二維計(jì)算機(jī)繪圖朝著三維CAD模/CAD/CAE/CAM集成化應(yīng)用方向發(fā)展（3）面向產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)制造環(huán)境的CAD/CAM發(fā)展階段CAD/CAM技術(shù)從傳統(tǒng)的面向零件的CAD/CAM集成階段朝著面向產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)、協(xié)同工作環(huán)境的方向發(fā)展。4、試分析CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。答：CAD/CAM技術(shù)經(jīng)歷五十多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)已成為一種應(yīng)用廣泛的高新技術(shù)，并產(chǎn)生了巨大的生產(chǎn)力，有力地推動(dòng)著制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，CAD/CAM技術(shù)正繼續(xù)向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化方向發(fā)展。5、什么是PDM？它有哪些功能作用？說(shuō)明PDM的實(shí)施對(duì)CAD/CAM集成的意義和作用？它有哪些功能作用？PDM的中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement）。PDM是一種管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過(guò)程的技術(shù)。PDM功能：電子資料室管理與檢索，產(chǎn)品配置管理，工作流程管理，項(xiàng)目管理功能。意義和作用：PDM是介于數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件的一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上可以集成或封裝CAD、CAM、CAE等多種開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具。因而CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)之間的信息傳遞都變成了分別與PDM之間的信息傳遞，CAD、CAPP、CAM可以從PDM系統(tǒng)中提取各自所需要的信息，各自應(yīng)用處理的結(jié)果也可以放回PDM中去，從而可實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM之間的信息集成。6、專(zhuān)家系統(tǒng)的基本組成有哪幾部分?各部分的功能作用如何？簡(jiǎn)要描述專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理。（CAPP）專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：人機(jī)接口模塊（用戶界面）、解釋模塊、知識(shí)獲取模塊、（工藝決策）知識(shí)庫(kù)、（工藝）推理機(jī)、（工藝）數(shù)據(jù)庫(kù)。（1）知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)主要用來(lái)存放領(lǐng)域?qū)＜业膶?zhuān)門(mén)知識(shí)，為推理機(jī)求解問(wèn)題提供服務(wù)。（2）推理機(jī)推理機(jī)是一種具有推理能力的計(jì)算機(jī)軟件程序，用來(lái)控制和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的軟件機(jī)構(gòu)。（3）解釋模塊解釋模塊是負(fù)責(zé)對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)推理結(jié)果作出必要解釋的一組軟件程序，使用戶了解專(zhuān)家系統(tǒng)的推理過(guò)程，接受所推理的結(jié)果。（4）數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)又稱動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)或綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)用戶輸入的原始數(shù)據(jù)（事實(shí)）和推理過(guò)程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，是專(zhuān)家系統(tǒng)當(dāng)前處理所需的數(shù)據(jù)。（5）知識(shí)獲取模塊知識(shí)獲取模塊為知識(shí)庫(kù)的建立、維護(hù)和擴(kuò)充提供了一種工具手段，它應(yīng)具有對(duì)領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)進(jìn)行處理、組織和驗(yàn)證的功能，以及根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果歸納出新知識(shí)的能力。（6）人機(jī)接口模塊該模塊是將專(zhuān)家和用戶輸入的信息轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可以接受的形式，同時(shí)把系統(tǒng)的推理結(jié)論為用戶易于理解的形式。工作原理：根據(jù)用戶提供的已知事實(shí)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行推理，不斷地由已知的前提推導(dǎo)出未知結(jié)論，即中間結(jié)果；并將中間結(jié)果放到數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為已知的新事實(shí)進(jìn)行推理，從而把求解的問(wèn)題由未知狀態(tài)轉(zhuǎn)換為已知狀態(tài)；在專(zhuān)家系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)不斷地通過(guò)人機(jī)接口與用戶進(jìn)行交互，向用戶進(jìn)行提問(wèn)，并向用戶作出推理結(jié)論的解釋。7、何謂CAPP?CAPP的主要作用是什么、主要作用是什么?CAPP即計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助產(chǎn)品制造工藝設(shè)計(jì)。作用：（1）將工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣、重復(fù)性的勞動(dòng)中解救出來(lái)，以較多的時(shí)間和精力從事更具創(chuàng)造性的工作。（2）大大縮短工業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)周期，提高了企業(yè)對(duì)瞬息變化的市場(chǎng)快速反應(yīng)的能力，提高企業(yè)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。（3）有助于對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行繼承和總結(jié)。（4）有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。（5）為實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成創(chuàng)造條件，便于實(shí)現(xiàn)并行工程、敏捷制造等先進(jìn)生產(chǎn)制造模式。8、CAPP系統(tǒng)主要由哪部分組成？分析各組成部分的功能，系統(tǒng)主要由哪部分組成？分析各組成部分的功能。1.零件信息的獲?。毫慵畔⑹荂APP系統(tǒng)進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的依據(jù)和對(duì)象，零件信息的描述和輸入是CAPP系統(tǒng)的重要組成部分。2.工藝決策：工藝決策是以零件信息為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定的決策邏輯，調(diào)用相關(guān)的知識(shí)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的比較，推理和決策，生成所需要的零件加工工藝規(guī)程3.工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)：工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)是CAPP系統(tǒng)的支撐工具，包含了工藝設(shè)計(jì)所要求的工藝數(shù)據(jù)和規(guī)則。4.人的集成化管理。局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)：傳輸媒體、服務(wù)器、工作站、網(wǎng)間連接器、網(wǎng)絡(luò)軟件。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型網(wǎng)（由一個(gè)中央集線器于各個(gè)工作結(jié)點(diǎn)相連，其信號(hào)以線路交換方式進(jìn)行傳輸，兩結(jié)點(diǎn)間將沒(méi)有延遲進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸）；環(huán)形網(wǎng)(所有結(jié)點(diǎn)連接成圓環(huán)狀，信息從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn))；樹(shù)型網(wǎng)（一種多層星型網(wǎng)）。常用的網(wǎng)絡(luò)CAD/CAM系統(tǒng)模式：客戶機(jī)/服務(wù)器模式、瀏覽器/服務(wù)器模式?？梢暬夹g(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將各工程學(xué)科中數(shù)據(jù)處理結(jié)果或處理過(guò)程中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像的形式在屏幕上顯示出來(lái)并進(jìn)行交互處理的理論、方法與技術(shù)。常用知識(shí)的表示方法：產(chǎn)生式表示法（IF【條件】THEN【結(jié)論或動(dòng)作】如果天下雨，就穿雨衣出門(mén)）、框架表示法、面向?qū)ο癖硎痉ㄕ蛲评恚焊鶕?jù)用戶提供的初始事實(shí)，在知識(shí)庫(kù)中搜索能與之匹配的知識(shí)，構(gòu)成一個(gè)可用知識(shí)集；然后，按某種沖突解決策略從可用知識(shí)集中選出一條知識(shí)進(jìn)行推理，將推出的新事實(shí)加入到數(shù)據(jù)庫(kù)中作為已知的事實(shí)，此后在知識(shí)庫(kù)中在選取可用的知識(shí)進(jìn)行推理里，如此重復(fù)，直到得出最終結(jié)果。特點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)，但目的性不強(qiáng)，效率低，需要啟發(fā)性知識(shí)解除沖突。反向推理：首先選定一個(gè)假設(shè)的目標(biāo)，然后尋找支持該假設(shè)目標(biāo)的證據(jù)，若所需的證據(jù)都能夠找到，則說(shuō)明原假設(shè)目標(biāo)是成立的；如果不能找到所需的證據(jù)，則說(shuō)明原假設(shè)目標(biāo)不成立，此時(shí)需另外選定新的假設(shè)。特點(diǎn)：不必使用與目標(biāo)無(wú)關(guān)的知識(shí)，目的性強(qiáng)，但在選擇初始目標(biāo)時(shí)盲目性大，若假設(shè)不成立則可能需要多次提出假設(shè)，這也降低效率。混合推理：現(xiàn)根據(jù)初始事實(shí)進(jìn)行正向推理以幫助提出假設(shè)，在用反向推理進(jìn)一步尋找支持假設(shè)的證據(jù)，反復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到得出結(jié)論為止。第三章數(shù)表的處理：可以借助計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言中的一、二、多維數(shù)組，通過(guò)賦值的方法分別對(duì)一。二、多維數(shù)表進(jìn)行的程序化處理。數(shù)據(jù)量大且共享，可以建立數(shù)據(jù)文件或存入數(shù)據(jù)庫(kù)中；對(duì)于列表還可以對(duì)數(shù)表進(jìn)行公式化處理。線圖：簡(jiǎn)單的可以將曲線進(jìn)行分割離散，將所分割為數(shù)表，然后按數(shù)表計(jì)算機(jī)處理方法進(jìn)行處理；對(duì)于復(fù)雜的線圖需要對(duì)線圖中的每一線條分別進(jìn)行編程處理；若提供線圖原有的公式，只將公式編寫(xiě)到計(jì)算機(jī)程序當(dāng)中，直接由公式求取相關(guān)的數(shù)據(jù)。線性插值：在插值點(diǎn)x附近選取兩個(gè)自變量x，xk-1來(lái)構(gòu)建一個(gè)函數(shù)g（x）精度低；拋物線是在插值點(diǎn)x附近選取三個(gè)自變量xk+1，x，xk-1來(lái)構(gòu)建一個(gè)函數(shù)g（x）精度高；相同都是構(gòu)建函數(shù)g（x）代替原函數(shù)f（x）來(lái)近似的取插值點(diǎn)x處函數(shù)值。不足之處：插值函數(shù)嚴(yán)格通過(guò)列表函數(shù)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)，而這些結(jié)點(diǎn)數(shù)往往通過(guò)試驗(yàn)所得，不可避免的帶有試驗(yàn)誤差，這樣插值公式就復(fù)印了原有的結(jié)點(diǎn)誤差；仍需將各結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存處理，占用計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存單元。函數(shù)的擬合：所構(gòu)造的曲線不要求嚴(yán)格通過(guò)所給結(jié)點(diǎn)，而是盡量反映結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的一種變化趨勢(shì)。第四章窗口：通常長(zhǎng)定義為一個(gè)矩形框，其位置與大小在用戶坐標(biāo)系中一般用矩形的左下角（Xw1，Yw1）和右下角（Xw2，Yw2）表示。視區(qū)：是在圖形設(shè)備上定義的矩形區(qū)域，用于輸出所需要顯示的圖形和文字。視區(qū)的位置與大小同樣是用矩形的左下角（Xv1，Yv1）和右下角（Xv2，Yv2）表示。兩者可以通過(guò)坐標(biāo)變換進(jìn)行顯示。Cohen-Sutherland算法：該算法將窗口及其周?chē)?個(gè)方位均已二進(jìn)制4位數(shù)進(jìn)行編碼，該編碼從1位到第4位碼分別代表窗口外左、右、上、下空間的編碼。優(yōu)點(diǎn)：容易將不需要剪裁的線段挑出；可以減少對(duì)需剪裁線段與邊框求交的范圍。多邊形的剪裁：不僅要保留窗口內(nèi)的多邊形部分，而且還要將窗口邊界有關(guān)部分按一定次序插入被剪裁后的多邊形，從而使之仍然保持為封閉區(qū)域。計(jì)算機(jī)輔助繪圖有一下幾種交互式繪圖。優(yōu)點(diǎn)：用戶輸入繪圖命令及有關(guān)參數(shù)后，能實(shí)時(shí)的在圖形顯示設(shè)備上得到所繪圖形，并能直接對(duì)圖形進(jìn)行編輯修改，直到滿意為止，整個(gè)繪圖過(guò)程直觀、靈活。人工干預(yù)多，效率低程序參數(shù)化繪圖：輸入所需的參數(shù)，有程序自動(dòng)完成圖形的繪制工作。特點(diǎn)：效率高，但每個(gè)圖形繪制均需進(jìn)行程序編程，用戶須具有一定的編程能力。尺寸參數(shù)化繪圖：如果無(wú)需對(duì)圖形實(shí)體進(jìn)行準(zhǔn)確定位，而是以草圖形式快速繪制圖形，進(jìn)行必要的尺寸標(biāo)注，然后由所標(biāo)注的尺寸驅(qū)動(dòng)生成準(zhǔn)確的圖形，這就是尺寸參數(shù)化繪圖的基本思想。特點(diǎn)：既具有交互式繪圖的靈活性，又具有程序參數(shù)化繪圖的快捷高效性。參數(shù)連續(xù)：是判斷連接點(diǎn)處曲線方程相對(duì)于參數(shù)u的各階導(dǎo)數(shù)連接性，如果參數(shù)曲線在連接點(diǎn)處具有n階連續(xù)導(dǎo)矢，則稱該曲線在該點(diǎn)n階參數(shù)連續(xù)，簡(jiǎn)記為Cn。幾何連續(xù)：是判斷曲線在連接點(diǎn)出相對(duì)于弧長(zhǎng)參數(shù)s的各階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性，若曲線在連接點(diǎn)處具有關(guān)于弧長(zhǎng)參數(shù)的n階連續(xù)導(dǎo)矢，則稱曲線在改點(diǎn)n階幾何連續(xù)，簡(jiǎn)記為Cn。Bezier曲線幾何特征：（1）、端點(diǎn)特征（曲線始、終點(diǎn)處的切線方向與特征多邊形的首、末兩邊重合，其大小為首末兩邊長(zhǎng)的3倍）（2）、凸包性（Bezier曲線落在由特征多邊形控制頂點(diǎn)所構(gòu)成的最小凸多邊形內(nèi)）（3）、幾何不變形（形狀、位置僅與其特征多邊形定點(diǎn)的位置有關(guān)與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)）（4）、全局控制性（缺乏局部修改能力）Bezier曲線的拼接條件：G0連續(xù)條件：P（1）=Q（0）；G1連續(xù)條件：3（P3—P2）=3x（Q1—Q0）；P2、P3（Q0）、Q1三點(diǎn)共線；G2連續(xù)條件：要求特征多邊形P1P2、P2P3、Q0Q1、Q1Q2四條特征邊共面。Bezier曲線與B樣條曲線區(qū)別：在基函數(shù)推遞公式上引入了節(jié)點(diǎn)矢量U；其二由n+1個(gè)控制點(diǎn)可生成n—k+1段k次B樣條曲線段。Bezier曲線和定義它的特征多邊形相距較遠(yuǎn)；由于局部控制性差，導(dǎo)致改變一個(gè)控制頂點(diǎn)的位置或控制點(diǎn)的數(shù)量時(shí)，將會(huì)影響整條曲線，需重新對(duì)區(qū)曲線進(jìn)行計(jì)算。B樣條曲線彌補(bǔ)。B樣條曲線幾何特性：局部性能好；k次曲線具有k—1階連續(xù)性；曲線形狀、位置與坐標(biāo)系的選擇無(wú)關(guān)；凸包性強(qiáng)于Bzeier；造型的靈活性。 第六章軟件工程定義：是指開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修改軟件的系統(tǒng)方法，及制定和采用合理的工程原則，以最低的成本、最短的時(shí)間、最好的質(zhì)量開(kāi)發(fā)出滿足用戶需求的軟件。因此，全建工程的核心思想是把軟件看做是一個(gè)工程來(lái)處理，把需要計(jì)劃、可行性研究、工程審核、質(zhì)量監(jiān)督等工程化的概念引入到軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，以期達(dá)到工程項(xiàng)目的三個(gè)基本要素——精度、經(jīng)費(fèi)和質(zhì)量——的綜合優(yōu)化。 軟件開(kāi)發(fā)步驟：可行性研究與計(jì)劃階段、需求分析階段、設(shè)計(jì)階段、軟件編制、測(cè)試階段、運(yùn)行與維護(hù)階段。瀑布模型：計(jì)劃制定=需求分析=軟件設(shè)計(jì)=程序編碼=測(cè)試——運(yùn)行與維護(hù)。特點(diǎn)：無(wú)法解決軟件需求不明確的問(wèn)題；缺乏靈活性；后期才能看到軟件全貌；前面好了才能下一步進(jìn)行，耽誤時(shí)間。原形模型：需求收集——（構(gòu)造原型——用戶測(cè)試運(yùn)行原型——意見(jiàn)反饋——原型修改補(bǔ)充完善——構(gòu)造原型……）。特點(diǎn)：可以處理模糊需求，開(kāi)發(fā)者與用戶充分交流；可作為培訓(xùn)環(huán)境，有利于用戶培訓(xùn)和開(kāi)發(fā)同步；易于維護(hù)，對(duì)用戶更為友好；開(kāi)發(fā)成本低，耗時(shí)短。螺旋模型：（用戶交流——計(jì)劃制定——風(fēng)險(xiǎn)分析——工程實(shí)施——測(cè)試與分析——用戶評(píng)估——）；特點(diǎn)：瀑布與原型模型的有機(jī)結(jié)合，既有原形模型的迭代特征，又有瀑布模型的系統(tǒng)化特征；軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程是經(jīng)過(guò)一次次迭代完成的，每迭代一次，螺旋線就增加一周，軟件開(kāi)發(fā)又進(jìn)一個(gè)層次，系統(tǒng)又生成一個(gè)新版本，而軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本又有新的投入，直到最終得到一個(gè)用戶滿意的軟件版本。應(yīng)用軟件CAD/CAM應(yīng)遵循的原則與要求：1、按照軟件工程方法組織CAD/CAM應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)2、對(duì)開(kāi)發(fā)的CAD/CAM軟件進(jìn)行準(zhǔn)確的需求分析3、綜合考慮當(dāng)前技術(shù)水平和各項(xiàng)功能要求的特點(diǎn)充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的各自優(yōu)勢(shì)4、具有良好的用戶界面，易于用戶的學(xué)習(xí)和使用5、合理確