機械CADCAM1專業(yè)知識講座

《機械CAD/CAM》講稿第1講1/80伴隨計算機技術(shù)迅猛發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。CAD/CAM技術(shù)是一項綜合性高技術(shù)，它應(yīng)用和不停發(fā)展正在引發(fā)一場深刻產(chǎn)品設(shè)計與制造技術(shù)革命。CAD/CAM技術(shù)從主線上變化了傳統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)、組織模式，對產(chǎn)品構(gòu)造、公司構(gòu)造、管理模式、生產(chǎn)方式以及人才知識構(gòu)造等都產(chǎn)生了重大影響。在目前經(jīng)濟發(fā)展新形勢下，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，促進世界上許多國家把發(fā)展CAD/CAM技術(shù)作為本國制造業(yè)發(fā)展策略。我國也非常重視CAD/CAM技術(shù)研究與發(fā)展，并將它列為我國高技術(shù)發(fā)展計劃CIMS主題中一項關(guān)鍵技術(shù)。因此，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)成為衡量一種公司乃至一種國家科技進步和工業(yè)當(dāng)代化水平主要標(biāo)志之一。

《機械CAD/CAM》講稿2/80《機械CAD/CAM》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（本科）必修技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程任務(wù)是使學(xué)生取得機械CAD/CAM技術(shù)基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能。對學(xué)生基本要求是理解CAD技術(shù)知識，能夠具有CAD產(chǎn)品開發(fā)方面基本技能，在將來工作中能夠通過深入學(xué)習(xí)，較快地在CAD技術(shù)應(yīng)用主要方面進入角色。為此，需要對CAD/CAM基本知識、系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、有關(guān)應(yīng)用技術(shù)幾個方面認真學(xué)習(xí)，掌握基本概念、基本辦法?！稒C械CAD/CAM》講稿3/80本課程綜合了CAD和CAM技術(shù)中多分支知識，內(nèi)容多、知識新。主要內(nèi)容包括機械CAD/CAM中基本概念和基礎(chǔ)知識、軟件組成、基礎(chǔ)語法和應(yīng)用軟件基本編程辦法。課程關(guān)鍵及難點在2、3、4、7章。學(xué)員是學(xué)習(xí)主體，應(yīng)發(fā)揮自己主觀能動性，掌握正確學(xué)習(xí)辦法。以自學(xué)為主，認真、認真地閱讀和理解教材中內(nèi)容。以面授、輔導(dǎo)、練習(xí)、上機試驗等相結(jié)合方式，完成教學(xué)目標(biāo)。學(xué)員應(yīng)尤其注意對基本概念、基本辦法理解和對重點內(nèi)容掌握。本課程教學(xué)目標(biāo)要求掌握機械CAD/CAM基礎(chǔ)知識、CAD/CAM基本編程辦法和基本上機試驗技能。認真、獨立、按時完成每章習(xí)題，進行必要自測。強調(diào)試驗（上機）步驟和編程作業(yè)主要性，CAD基礎(chǔ)中軟件編程和上機調(diào)試運行對于理解CAD概念和辦法起著其他教學(xué)方式不可替代作用，便于理解教學(xué)內(nèi)容，提升獨立工作能力。因此編程作業(yè)和上機試驗作為評定本課程成績主要根據(jù)之一。詳細學(xué)習(xí)要求：《機械CAD/CAM》講稿4/80CAＤ／ＣＡＭ功能預(yù)覽5/806/807/808/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAD）9/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAD）10/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAD）11/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAD）12/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAM）13/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAM）14/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAM）15/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAM）16/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAM）17/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAE）18/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAE）19/80Pro/Engineer功能預(yù)覽（CAE）20/80

第1章概述

1.1CAD/CAM基本概念計算機輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign,簡稱CAD）和計算機輔助制造（ComputerAidedManufacturing,簡稱CAM）,常稱為CAD/CAM。CAD/CAM技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計人員和組織產(chǎn)品制造工藝設(shè)計人員在CAD和CAM系統(tǒng)輔助之下，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計和制造程序進行設(shè)計和制造一項新技術(shù)，是人智慧和發(fā)明力與計算機系統(tǒng)功能巧妙組合。設(shè)計人員通過人機交互操作方式進行產(chǎn)品設(shè)計構(gòu)思和論證，產(chǎn)品總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、零部件設(shè)計，有關(guān)零件強度、剛度、熱、電、磁分析計算和零件加工信息(工程圖紙或數(shù)控加工信息等)輸出，以及技術(shù)文檔和有關(guān)技術(shù)報告編制。工藝設(shè)計人員則可根據(jù)CAD過程提供信息和CAM系統(tǒng)功能，進行零件加工工藝路線控制和加工情況預(yù)顯，以及生成控制零件加工過程信息，這種過程稱為計算機輔助工藝過程設(shè)計(ComputerAidedProcessPlanning,簡稱CAPP)。然而應(yīng)當(dāng)指出，CAD／CAM技術(shù)不能替代人設(shè)計和制造行為，而只是實現(xiàn)這些行為先進伎倆。人設(shè)計制造行為，則由專業(yè)技術(shù)人員發(fā)明能力和工作經(jīng)驗以及當(dāng)代設(shè)計措施等所提供科學(xué)思維措施和實行措施來確定。21/801.2CAD/CAM技術(shù)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢1.2.1CAD/CAM技術(shù)發(fā)展概況1.CAD/CAM技術(shù)興起1946年第一臺電子計算機在美國問世，不停引入機械設(shè)計、制造領(lǐng)域。1952年美國麻省理工學(xué)院伺服機構(gòu)研究室試制成功第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，揭開了數(shù)控加工技術(shù)序幕?！稒C械CAD/CAM》講稿22/802.CAD/CAM技術(shù)發(fā)展

計算機、自動繪圖機、光筆、圖形顯示屏等、圖形數(shù)據(jù)處理辦法1.

第一代數(shù)控系統(tǒng)：采取電子管、繼電器和模擬電路組成，體積龐大，價格昂貴。2.

第二代數(shù)控系統(tǒng)：1959年制成了晶體管和印刷電路，體積縮小，成本有所下降。3.

第三代數(shù)控系統(tǒng)：1965年出現(xiàn)了集成電路，不但體積小、功率消耗少，且可靠性提升，價格深入下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量發(fā)展。4.第四代數(shù)控系統(tǒng)：20世紀(jì)60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC，又稱群控系統(tǒng))，及采取小型計算機控制計算機數(shù)控(簡稱CNC)系統(tǒng)，使數(shù)控系統(tǒng)以小型計算機化為特性。5.

第五代數(shù)控系統(tǒng)：1974年，以微處理器為基礎(chǔ)CNC（MNC）系統(tǒng)問世，標(biāo)志著數(shù)控系統(tǒng)進入第五代。

90年代向著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展?！稒C械CAD/CAM》講稿23/801.2.2CAD/CAM技術(shù)發(fā)展趨勢1.CAD/CAM系統(tǒng)集成化所謂集成化，一般包括下述內(nèi)容：提升CAD系統(tǒng)集成度，即要求在整個產(chǎn)品設(shè)計過程中各個階段和每一設(shè)計步驟都能有效地使用CAD技術(shù)。CAD和CAM集成，即要求設(shè)計信息能自動地轉(zhuǎn)換成CAM系統(tǒng)信息。逐漸形成一種以工廠生產(chǎn)自動化為目標(biāo)CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem,計算機集成制造系統(tǒng)）?！稒C械CAD/CAM》講稿24/80CAD/CAM集成系統(tǒng)模式表達集成化為了真正地實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)集成，目前正在開展以工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等為主要技術(shù)內(nèi)容集成化技術(shù)研究，方便把散布在多種獨立設(shè)備中CAD/CAM資源和計算機設(shè)備集成起來，達成共享硬件和軟件資源，使集成系統(tǒng)內(nèi)部信息按需要自動地流動。

《機械CAD/CAM》講稿25/802．CAD/CAM系統(tǒng)智能化專家系統(tǒng)（ExpertSystem）是一種智能程序系統(tǒng)；在系統(tǒng)內(nèi)部具有大量專家水平領(lǐng)域知識和經(jīng)驗；它能使用人類專家可用知識、處理問題辦法來處理某領(lǐng)域問題。專家系統(tǒng)是具有大量專家知識與經(jīng)驗程序系統(tǒng)。

組成：知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機、解釋系統(tǒng)、知識獲取系統(tǒng)《機械CAD/CAM》講稿26/80機械CAD專家系統(tǒng)在機電產(chǎn)品設(shè)計中需要反復(fù)決策，決策一般分為概念決策、技術(shù)決策、目標(biāo)決策3種類型。決策過程中除利用專家經(jīng)驗性知識和啟發(fā)性知識外，還需要多種支撐性資源支持?！稒C械CAD/CAM》講稿27/80在建立一種用于機械設(shè)計CAD專家系統(tǒng)時，必須采取一種適合于這種過程求解策略，方便更加好地利用專家經(jīng)驗和支撐資源進行決策。常見形式：28/803．CAD/CAM軟件標(biāo)準(zhǔn)化是指圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)化。圖形標(biāo)準(zhǔn)是一組由基本圖素(點、線和面)與圖形屬性(線型和顏色等)組成通用標(biāo)準(zhǔn)圖形系統(tǒng)。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用這些圖形標(biāo)準(zhǔn)子程序時即可生成圖形和圖像，并通過交互顯示設(shè)備實現(xiàn)圖形輸入和輸出。

(1)圖形關(guān)鍵系統(tǒng)GKS圖形關(guān)鍵系統(tǒng)GKS(GraphicalKernelSystem)是1979年由德國標(biāo)準(zhǔn)化組織(DIN)提出草案，1985年被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織采取。它提供了應(yīng)用程序和一組圖形輸入、輸出設(shè)備之間功能性接口，包括在各式各樣圖形設(shè)備上為交互或非交互二維作圖所需所有基本功能，即輸出功能、輸入功能、控制功能、交換功能、圖段功能、元文獻功能、問詢功能和犯錯處理功能。這是一種二維圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足三維圖形需要，DIN與ISO合作制作了三維圖形關(guān)鍵系統(tǒng)GKS-3D圖形國際標(biāo)準(zhǔn)作為GKS擴充，GKS-3D與GKS完全兼容?！稒C械CAD/CAM》講稿29/80(2)初始圖形交換規(guī)范IGES由美國國標(biāo)和技術(shù)研究所(NIST)主持，波音公司和通用電氣公司參與編制，后經(jīng)ANSI同意于1980年公布美國國標(biāo)。美國國標(biāo)。它建立了用于產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)表達辦法與通信信息構(gòu)造，作用是在不一樣CAD／CAM系統(tǒng)間交換產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)。其原理是，通過前處理器把發(fā)送系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)品定義文獻翻譯成符合IGES規(guī)范“中性格式”文獻，再通過后處理器將中性格式文獻翻譯成接收系統(tǒng)內(nèi)部文獻。IGES定義了文獻構(gòu)造格式、格式語言以及幾何、拓撲及非幾何產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)在這些格式中表達辦法，其表達辦法是可擴展，并且獨立于幾何造型辦法。目前，絕大多數(shù)圖形支撐軟件都提供讀、寫IGES文獻接口，使不一樣軟件系統(tǒng)之間交換圖形成為現(xiàn)實?！稒C械CAD/CAM》講稿30/80(3)產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP是由ISO制定并于1992年公布國際標(biāo)準(zhǔn)。它是一套系列標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是在產(chǎn)品生存周期內(nèi)為產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達與通信提供一種中性數(shù)字形式，這種數(shù)字形式完整地體現(xiàn)產(chǎn)品信息并獨立于應(yīng)用軟件，也就是建立統(tǒng)一產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)描述。它包括為進行設(shè)計、制造、檢查和產(chǎn)品支持等活動而全面定義產(chǎn)品零件及其與幾何尺寸、性能參數(shù)及處理要求等有關(guān)多種屬性數(shù)據(jù)。STEP標(biāo)準(zhǔn)為CAD／CAM集成、CIMS提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)，是目前被廣泛關(guān)注、根據(jù)計算機集成應(yīng)用領(lǐng)域熱門標(biāo)準(zhǔn)。CAD／CAM技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從單個局部小范圍迅速全局化，甚至走向社會化和國際化。因此，新CAD／CAM軟件開發(fā)，需要一種適應(yīng)集成、開放、標(biāo)準(zhǔn)化和并行工程支持環(huán)境，這就要遵循STEP等國際標(biāo)準(zhǔn)，依靠面向?qū)ο蠊こ虜?shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)，建立好為產(chǎn)品整個生存周期服務(wù)統(tǒng)一全局信息模型。而在該模型中，統(tǒng)一幾何建模辦法、圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)往往起著決定性作用?！稒C械CAD/CAM》講稿31/804．CAD/CAM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化利用通信系統(tǒng)將多種計算機以及有關(guān)外設(shè)聯(lián)結(jié)在一起即成一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。假如這個系統(tǒng)是用于計算機輔助設(shè)計和制造，則稱它為CAD/CAM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。計算機聯(lián)網(wǎng)變化了計算機系統(tǒng)組成方式和使用模式。過去由單獨一臺計算機完成任務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可由各自獨立而互相聯(lián)結(jié)在一起多臺計算機協(xié)作完成。這樣就能充足發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)各臺計算機能力，并且計算資源可直接送到各顧客面前。這種使用模式極大地提升了對信息采集、處理和分派能力，促進了計算機應(yīng)用?！稒C械CAD/CAM》講稿32/80一般地講，計算機聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)是：①共享網(wǎng)絡(luò)資源。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各臺計算機能夠共享程序和數(shù)據(jù)及其他資源。②平衡負載。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)上某臺計算機工作尤其繁重時，可把一部分工作分派到其他計算機去完成，尤其是處理復(fù)雜計算或圖形時，可把任務(wù)交給具有高速計算能力和圖形處理能力強計算機。③提升系統(tǒng)性能價格比。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可用某些小型機、工作站和微機來替代價格昂貴大型計算機，它們共同完成要在大型機上處理工作任務(wù)。④提供遠距離數(shù)據(jù)通信介質(zhì)?！稒C械CAD/CAM》講稿33/801.3CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用機械制造工業(yè)中應(yīng)用航天航空、造船、機床制造、工模具電子工業(yè)中應(yīng)用電子印刷板、集成電路、電子產(chǎn)品等其他方面應(yīng)用建筑工程、紡織服裝《機械CAD/CAM》講稿34/80CAD/CAM過程機電產(chǎn)品生產(chǎn)CAD/CAM過程《機械CAD/CAM》講稿35/801.4CAD/CAM系統(tǒng)組成及其軟硬件學(xué)習(xí)目標(biāo)：CAD/CAM系統(tǒng)是由工作人員、硬件和軟件組成。硬件、軟件和人有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)功能。硬件系統(tǒng)關(guān)鍵是計算機，還包括其他外圍設(shè)備。軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和產(chǎn)品設(shè)計軟件，系統(tǒng)軟件又包括操作系統(tǒng)、程序設(shè)計語言處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。本章要求熟悉CAD/CAM系統(tǒng)組成，理解CAD/CAM系統(tǒng)硬件選擇、配備辦法，熟悉軟件種類及選擇標(biāo)準(zhǔn)以及常用CAD/CAM應(yīng)用軟件?！稒C械CAD/CAM》講稿36/801.4.1CAD/CAM系統(tǒng)組成及工作方式系統(tǒng)基本功能：①迅速計算和生成圖形能力；②存貯大量程序、信息及迅速檢索能力；③人機交互通訊操作功能；④輸入、輸出圖形及信息能力。系統(tǒng)組成工作方式工作人員在CAD／CAM系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，他們通過人機對話方式或批處理方式控制和操縱CAD／CAM過程，從而完成諸如計算、繪圖、模擬、數(shù)控編程等一系列任務(wù)。只有把軟件、硬件及工作人員融為一體，才能更有效地發(fā)揮CAD／CAM系統(tǒng)功能。為了將人發(fā)明性和計算機優(yōu)勢有機地結(jié)合起來，人機對話式CAD／CAM系統(tǒng)廣為應(yīng)用?！稒C械CAD/CAM》講稿37/801.4.2CAD/CAM系統(tǒng)中硬件配備及選型標(biāo)準(zhǔn)CAD／CAM系統(tǒng)中硬件是指應(yīng)用計算機及其所屬外圍設(shè)備，它由計算機圖形終端、字符終端、繪圖機、打印機及某些交互裝置組成。計算機及其外圍設(shè)備布局，大體有3種類型：①單計算機系統(tǒng)，②中央計算機一衛(wèi)星機系統(tǒng)，③計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

單計算機系統(tǒng)是由一臺計算機加上輸入、輸出設(shè)備組成。大多數(shù)早期CAD／CAM系統(tǒng)屬于這種類型。單機系統(tǒng)長處是構(gòu)造簡單，顧客有較大可見性，使用時反應(yīng)時間短。缺陷是假如CPU失效，將會影響所有顧客。另外它要求顧客具有一定數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)使用基本知識。中央計算機一衛(wèi)星機系統(tǒng)是為方便多顧客使用而由單計算機加上前、后置處理器組成。它提供必要計算能力并可自由編程。

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由一組聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)多種計算機組成。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算機各有分工，一部分用于面向顧客數(shù)據(jù)處理，一部分用于控制整個網(wǎng)絡(luò)通訊。各計算機之間信息傳遞可通過局域網(wǎng)或Internet設(shè)備來實現(xiàn)。這些對CAD／CAM系統(tǒng)具有重大意義，由于它可不局限在一座工廠或一座建筑物之內(nèi)，將邏輯上有關(guān)組元都聯(lián)接到同一網(wǎng)絡(luò)上?！稒C械CAD/CAM》講稿38/80CAD/CAM系統(tǒng)硬件選型標(biāo)準(zhǔn)從應(yīng)用觀點出發(fā)，在選擇硬件系統(tǒng)時應(yīng)尤其考慮下述幾點：①工作能力②經(jīng)濟性③使用方便性④工作可靠性⑤維修方便性⑥標(biāo)準(zhǔn)化程度及可擴充性⑦工作環(huán)境⑧響應(yīng)時間及處理速度⑨采取語言⑩磁盤容量等《機械CAD/CAM》講稿39/80根據(jù)目前計算機市場情況，CAD／CAM硬件系統(tǒng)配備大體有4種類型：①主機系統(tǒng)(MainFrameSystem)②成套系統(tǒng)(Turnkeysystem)③超級微型機CAD工作站(standAloneCADW/S)④個人計算機CAD工作站(PCCAD)。這4種CAD／CAM硬件系統(tǒng)配備，僅在規(guī)模大小上存在一定差異，其中主機系統(tǒng)主要用于分析計算、數(shù)據(jù)處理，而超級微型機CAD工作站和PCCAD則具有較好交互功能，且價格低廉。《機械CAD/CAM》講稿40/80《機械CAD/CAM》講稿第2講41/801.4.3CAD/CAM系統(tǒng)軟件CAD／CAM系統(tǒng)是一種綜合、集成了多種技術(shù)在內(nèi)系統(tǒng)，它將信息技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)緊密集成在一起，包括信息技術(shù)主要有計算機技術(shù)、圖形學(xué)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)值分析、智能技術(shù)、人機界面、數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)。從CAD／CAM系統(tǒng)任務(wù)和計算機正常運行角度出發(fā)，一般需要3個基本軟件：控制計算機系統(tǒng)正常運行系統(tǒng)軟件(OperatingsystemSoftware)；應(yīng)用軟件(ApplicationSoftware)，有時也稱為基礎(chǔ)軟件；詳細產(chǎn)品設(shè)計制造軟件(DesignandManufactureSoftwareofProduct)?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講42/80(1)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)對中央處理器(CPU)、主存貯器、多種輸入輸出設(shè)備、文獻和作業(yè)等進行管理。根據(jù)處理問題方式不一樣，操作系統(tǒng)常分為批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)等。但這些系統(tǒng)并不是孤立，根據(jù)需要能夠把上述系統(tǒng)組合起來使用，形成通用操作系統(tǒng)。程序設(shè)計語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：(DataBaseManagementsystem，簡稱DBMS)，它是對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫進行多種管理軟件。主要功能是描述數(shù)據(jù)庫，管理數(shù)據(jù)庫，維護數(shù)據(jù)庫和實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。圖形顧客接口與標(biāo)準(zhǔn)（GraphicsUserInterface,簡稱GUI），暫無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講43/80(2)應(yīng)用軟件能夠?qū)崿F(xiàn)CAD／CAM作業(yè)過程中某一特定任務(wù)，即此類軟件是以系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，用來完成多種產(chǎn)品設(shè)計支撐軟件，包括：圖形處理軟件幾何造型軟件辦法有線框、表面、實體、特性等有限元分析計算軟件機電產(chǎn)品中機械零部件強度和振動計算、熱傳導(dǎo)和電磁場分析計算、流體動力學(xué)分析計算等?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講44/80(3)產(chǎn)品設(shè)計軟件此類軟件是為某一特定產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)而開發(fā)CAD/CAM軟件，或稱為專業(yè)軟件，如設(shè)計和制造雷達天線反射體CAD/CAM軟件，或者是設(shè)計和制造某種型號飛機用CAD/CAM軟件等。一般CAD/CAM軟件廠商是不研究開發(fā)此類軟件。一般，專業(yè)軟件是由顧客(設(shè)計師)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計需要，在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)得到，它特點是只能為某一產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)。從產(chǎn)品設(shè)計角度看，不論是屬于哪個領(lǐng)域軟件，都應(yīng)包括產(chǎn)品方案設(shè)計、總體設(shè)計、各子系統(tǒng)設(shè)計及部件和零件設(shè)計4個層次軟件。另外，還應(yīng)有一種與該產(chǎn)品密切有關(guān)數(shù)據(jù)和圖形庫?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講45/80(4)CAD/CAM應(yīng)用軟件選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮下列幾個原因：軟件功能根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)總要求，應(yīng)考慮多種產(chǎn)品設(shè)計過程對CAD/CAM應(yīng)用軟件功能要求，即需考慮在完成各項設(shè)計工作內(nèi)容時，應(yīng)用軟件圖形處理和分析計算支持能力。軟件與硬件匹配不一樣應(yīng)用軟件往往要求不一樣硬件環(huán)境支持，如內(nèi)存空間大小和操作系統(tǒng)等。軟件二次開發(fā)性顧客界面售后服務(wù)軟件廠商發(fā)展能力性能價格比《機械CAD/CAM》講稿第2講46/802.3.5常用CAD/CAM軟件I-DEAS與UG合并為EDS公司UGNX產(chǎn)品CATIAPro/EngineerMasterCAMCimatronCAXA《機械CAD/CAM》講稿第2講47/80第3章CAD/CAM數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)：CAD/CAM軟件是技術(shù)是設(shè)計和制造領(lǐng)域詳細應(yīng)用，因此有關(guān)CAD/CAM軟件基礎(chǔ)也不外乎包括數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)構(gòu)造、工程數(shù)據(jù)庫、軟件工程和開發(fā)過程等方面知識。本章要求理解工程數(shù)據(jù)庫概念及數(shù)據(jù)構(gòu)造，掌握數(shù)據(jù)庫建立與使用辦法，通過上機試驗熟悉FoxPro關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，理解軟件工程基本概念?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講48/803.1數(shù)據(jù)有關(guān)概念數(shù)據(jù)基本概念是學(xué)習(xí)CAD基礎(chǔ)，教材中出現(xiàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)元素和數(shù)據(jù)類型是最基本概念，是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)構(gòu)造和數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)是描述客觀事物數(shù)字、字符及所有能輸入到計算機中并可被計算機接收和處理多種符號集合。如“ABC”、”名稱”、“123”等。數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)基本單元，只是一種相對獨立個體。數(shù)據(jù)邏輯構(gòu)造和物理構(gòu)造差異在于前者描述數(shù)據(jù)之間關(guān)系，是工程軟件，也是我們學(xué)習(xí)本課程所關(guān)懷，而數(shù)據(jù)存放在介質(zhì)上就形成數(shù)據(jù)物理構(gòu)造，數(shù)據(jù)物理構(gòu)造不是本課程學(xué)習(xí)重點。數(shù)據(jù)類型是程序設(shè)計語言確定變量所具有種類。不一樣數(shù)據(jù)類型確定了數(shù)據(jù)元素在計算機中所占有位串大小，也決定了可表達數(shù)值范圍?！稒C械CAD/CAM》講稿第2講49/803.2.1線性表線性表邏輯構(gòu)造是n(n＞0)個數(shù)據(jù)元素有限序列：ai能夠是一種數(shù)、一種符號，也能夠是一種線性表，甚至是更復(fù)雜數(shù)據(jù)構(gòu)造。但同一表中數(shù)據(jù)構(gòu)造類型必須是相同。《機械CAD/CAM》講稿第2講50/80線性表次序存放構(gòu)造用一組連續(xù)存放單元依次寄存各個數(shù)據(jù)元素。假設(shè)每個數(shù)據(jù)元素占有j個存放單元，第1個數(shù)據(jù)元素占有第1個存放單元地址為Loc(ai)，則第i個數(shù)據(jù)元素存放位置為Loc(ai)=Loc(a1)+（i-1）×j（1）從線性表中刪除一種數(shù)據(jù)元素。

（2）將一種新數(shù)據(jù)元素插入到線性表。

將一種新數(shù)據(jù)元素（它數(shù)據(jù)類型必須與線性表中其他數(shù)據(jù)類型相同）插入到線性表第i個位置，即第i-1個與第i個元素之間。為了確保線性表均勻性和有序性，要將第i個數(shù)據(jù)元素及其后所有數(shù)據(jù)元素均向后移動一種數(shù)據(jù)元素所占長度，然后將這個新數(shù)據(jù)元素寄存在第i個位置。特點：均勻性有序性一維數(shù)組《機械CAD/CAM》講稿第2講51/80《機械CAD/CAM》講稿第3講52/80復(fù)習(xí)熟悉軟件種類及選擇標(biāo)準(zhǔn)以及常用CAD/CAM應(yīng)用軟件。

數(shù)據(jù)是描述客觀事物數(shù)字、字符及所有能輸入到計算機中并可被計算機接收和處理多種符號集合。如“ABC”、”名稱”、“123”等。數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)基本單元，只是一種相對獨立個體。數(shù)據(jù)邏輯構(gòu)造和物理構(gòu)造數(shù)據(jù)類型是程序設(shè)計語言確定變量所具有種類。不一樣數(shù)據(jù)類型確定了數(shù)據(jù)元素在計算機中所占有位串大小，也決定了可表達數(shù)值范圍。線性表次序存放構(gòu)造53/80線性表鏈?zhǔn)酱娣艠?gòu)造（1）鏈?zhǔn)酱娣艠?gòu)造特點：數(shù)據(jù)域、指針域。（2）單向鏈表（一般與鏈結(jié)點構(gòu)造相同，有一種指針域）。運算主要包括建表、刪除和插入，過程如下：1）建立單向鏈表長度不需要事先指定，可根據(jù)需要動態(tài)申請存放單元，這是次序存放無法做到。2）刪除單向鏈表一種數(shù)據(jù)元素；3）向單向鏈表插入一種數(shù)據(jù)元素。《機械CAD/CAM》講稿第3講3.2數(shù)據(jù)構(gòu)造54/80雙向鏈表

通過單向鏈表結(jié)點直接后繼指針，能夠方便地找到其直接后繼結(jié)點。但要查找它直接前趨就要麻煩得多。1）雙向鏈表建立2）雙向鏈表刪除3）雙向鏈表插入

《機械CAD/CAM》講稿第3講55/80循環(huán)鏈表鏈表與線性表相比，其特點：

（1）刪除或插入運算，數(shù)據(jù)元素不需要移動；（2）不需要事先分派存放空間；（3）表容量根據(jù)需要動態(tài)申請和動態(tài)釋放。鏈表較適適用于表容量大小不定、且增刪操作頻繁場合。《機械CAD/CAM》講稿第3講56/80例題：簡述在單向鏈表第10個元素前插入一種數(shù)據(jù)過程。解：1.若在第10個元素位置前插入一種數(shù)據(jù)元素，需先為這個數(shù)據(jù)元素申請一種存放空間；2.得到一種新結(jié)點；3.然后找到第9個結(jié)點；4.將第9個結(jié)點指針指向這個新結(jié)點地址；5.再將這個新結(jié)點指針指向第10個結(jié)點地址。《機械CAD/CAM》講稿第3講57/803.2.2樹和二叉樹

樹是一類非線性數(shù)據(jù)構(gòu)造，元素之間存在顯著層次關(guān)系。樹

（1）樹中最少有一種根結(jié)點；

（2）樹中各棵子樹是相對獨立、互不相交集合。深度或高度度、度數(shù)《機械CAD/CAM》講稿第3講58/80二叉樹每個結(jié)點至多有2棵子樹特點：（1）一般樹最少有一種結(jié)點，二叉樹能夠是空，沒有結(jié)點；（2）每個結(jié)點子樹數(shù)不能超出2；（3）子樹有左右之分，其次序不能顛倒?！稒C械CAD/CAM》講稿第3講59/80遍歷二叉樹

實際應(yīng)用中常需按一定次序?qū)渲忻恳环N結(jié)點逐一訪問一次，查找具有某一特點結(jié)點，而后對這些滿足條件結(jié)點進行處理，這種操作就是樹遍歷。所謂訪問某結(jié)點能夠理解為打印該結(jié)點數(shù)據(jù)信息。實際處理過程中，訪問某個結(jié)點并不一定就是如此。例如，修改結(jié)點數(shù)據(jù)，或者判斷結(jié)點是不是滿足某一條件結(jié)點等。若以D、L、R分別表達訪問根結(jié)點、遍歷根結(jié)點左子樹、遍歷根結(jié)點右子樹，則二叉樹遍歷有6種方式：DLR、LDR、LRD、DRL、RDL和RLD?！稒C械CAD/CAM》講稿第3講60/80若限定先左后右，有3種方式：前序遍歷（DLR）①訪問根結(jié)點；②此前序遍歷方式遍歷根結(jié)點左子樹；③此前序遍歷方式遍歷根結(jié)點右子樹。中序遍歷（LDR）①以中序遍歷方式遍歷根結(jié)點左子樹；②訪問根結(jié)點；③以中序遍歷方式遍歷根結(jié)點右子樹。后序遍歷（LRD）①后來序遍歷方式遍歷根結(jié)點左子樹；②后來序遍歷方式遍歷根結(jié)點右子樹；③訪問根結(jié)點?！稒C械CAD/CAM》講稿第3講61/80二叉排序樹可用于排序，也可用于檢索。左子樹中所有結(jié)點值均不大于根結(jié)點值；右子樹中所有結(jié)點值均大于或者等于根結(jié)點值。例：設(shè)K＝{3，4，2，8，7，1，5，6，9}，則二叉排序樹如圖所示。對該二叉排序樹進行中序遍歷，得到數(shù)據(jù)元素由大到小次序排列：K={1，2，3，4，5，6，7，8，9}?！稒C械CAD/CAM》講稿第3講62/803.3工程數(shù)據(jù)庫

3.3.1工程數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)特點數(shù)據(jù)量大、種類多、構(gòu)造復(fù)雜、動態(tài)并支持整個生產(chǎn)過程工程數(shù)據(jù)管理程序直接管理文獻系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理，可實現(xiàn)顧客對數(shù)據(jù)共享，確保數(shù)據(jù)一致性，還可使顧客邏輯地、抽象地使用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存放和維護不受任何顧客影響?！稒C械CAD/CAM》講稿第3講63/80數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型層次型（一對多）、網(wǎng)絡(luò)型（多對多）、關(guān)系型（二維表）存放、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集合提供對數(shù)據(jù)定義、建立、檢索、修改等操作，以及對數(shù)據(jù)安全性、完整性、保密性統(tǒng)一控制，是應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫之間接口。《機械CAD/CAM》講稿第3講64/803.3.2FoxPro關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)這部分內(nèi)容在上機試驗課上重點介紹注意幾點：常用5種數(shù)據(jù)類型：字符型C、數(shù)字型N、日期型D、邏輯型L、備注型M建立：CREATE<文獻名>定義數(shù)據(jù)庫文獻基本類型；送入每一條統(tǒng)計內(nèi)容FoxPro系統(tǒng)文本格式文獻建立與接收建立文本格式文獻COPYTO<文獻名>TYPE<文獻類型>文獻類型：SDF標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文獻DELIMITED通用數(shù)據(jù)格式文獻接收文本格式文獻APPENDFROM<文獻名>TYPE<文獻類型>《機械CAD/CAM》講稿第3講65/80《機械CAD/CAM》講稿第4講66/803.4軟件工程辦法和開發(fā)過程軟件開發(fā)是一項復(fù)雜系統(tǒng)工程，基本要求：①滿足顧客提出應(yīng)用需求，能夠為顧客處理實際問題；②具有完整軟件文檔資料，提綱培訓(xùn)服務(wù)，使顧客能純熟掌握和正確使用軟件；③具有可靠質(zhì)量，確保軟件運行能正常發(fā)揮功能；④具有可維護性和可擴充性，能糾正多種軟件錯誤和擴充軟件功能。軟件從開發(fā)立項、分析、設(shè)計、編程到運行維護，都需要在正確決策、合理組織以及科學(xué)辦法指導(dǎo)下進行——軟件工程辦法?！稒C械CAD/CAM》講稿第4講67/80軟件工程概念軟件工程側(cè)重于軟件產(chǎn)品在開發(fā)過程中辦法與技術(shù)研究，其目標(biāo)在于利用科學(xué)工程原理，高效率、高質(zhì)量地生產(chǎn)能有效運行軟件。軟件工程研究內(nèi)容：軟件開發(fā)中辦法學(xué)、軟件開發(fā)步驟、軟件開發(fā)工具。軟件開發(fā)辦法：組織與實行、分析與設(shè)計、編碼與測試軟件開發(fā)步驟：軟件分析——確定做什么軟件設(shè)計——確定怎么做軟件實現(xiàn)——做成功《機械CAD/CAM》講稿《機械CAD/CAM》講稿第4講68/80第4章CAD系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：CAD系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，主要是指應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)。顧客利用計算機及其提供多種系統(tǒng)軟件和支撐軟件，自行編制處理工程實際問題多種程序。在機械CAD過程中，多數(shù)情況下都以計算機繪制工程圖樣作為CAD設(shè)計成果輸出，因此，本章重點討論繪圖系統(tǒng)軟件開發(fā)技術(shù)。目前，世界上最為流行AutoCAD繪圖軟件具有開放式體系構(gòu)造，允許顧客在許多方面進行修改和擴充，用于滿足不一樣行業(yè)顧客特殊需要。本章重點掌握菜單文獻構(gòu)造與設(shè)計、AutoLISP語言與程序設(shè)計，熟悉對話框組成、對話框控制語言和對話框設(shè)計，理解CAD系統(tǒng)開發(fā)辦法?！稒C械CAD/CAM》講稿第4講69/804.1菜單開發(fā)4.1.1AutoCAD菜單類型屏幕菜單（ScreenMenus）和下拉菜單(Pull-downMenus)《機械CAD/CAM》講稿第4講70/80光標(biāo)菜單(CursorMenus)《機械CAD/CAM》講稿第4講71/80圖標(biāo)菜單(ImageMenus)該菜單源文獻編譯后形成二進制目標(biāo)文獻，擴展名為“MNX”。名為“ACAD.MNU”或“ACAD.MNX”菜單文獻為標(biāo)準(zhǔn)菜單文獻，是AutoCAD系統(tǒng)提供。圖形輸入板菜單(DabletMenus)、按鈕菜單(ButtonMenus)《機械CAD/CAM》講稿第4講72/804.1.2菜單文獻構(gòu)造

裝入標(biāo)準(zhǔn)菜單或顧客菜單。格式：

Command：MENU↙

《機械CAD/CAM》講稿第4講73/80菜單段每個菜單段有一種固定標(biāo)題，“***”是段標(biāo)題標(biāo)識。菜單段下列設(shè)置子菜單或菜單項。菜單段標(biāo)題菜單區(qū)***BUTTONSn按鈕菜單區(qū)（n=1~4）***AUXn輔助設(shè)備菜單區(qū)（n=1~4）***POP0光標(biāo)菜單區(qū)***POPn下拉菜單區(qū)（n=1~16）***IMAGE圖標(biāo)菜單區(qū)***SCREEN屏幕菜單區(qū)***TABLETn