西工大研究生复试--计算机辅助技术基础

精品文档 1欢迎下载 计计算算机机辅辅助助技技术术 考考试试大大纲纲 一一 考考试试内内容容 计算机辅助技术 是面向机械工程 工业工程和航空宇航制造工程专业的技术基础 课 根据本课程是计算机辅助技术普及性教学的特点 对考试范围作以下要求 1 设计制造过程中的计算机辅助技术 包括设计与制造过程的产品循环 计算 机辅助技术在设计制造过程中的作用 计算机辅助技术的特点和应用发展历 史 2 计算机辅助技术应用系统软硬件构成 包括系统软硬件典型配置 输入输出 设备以及软件系统的构成 3 计算机图形学概述 包括 2 维 3 维图形显示的算法和处理过程 真实感图 形的显示和应用 用户界面设计 4 计算机辅助几何造型设计概述 包括几何模型的作用 分类 线架 曲面和 实体造型方法的基本特点 5 计算机辅助工程 CAE 包括有限元分析方法的原理与基本过程 6 计算机辅助制造技术 CAM 主要讲解数控机床与机器人的应用方法 包括 数控机床的组成 分类 与功能 手工数控编程 自动编程的基本过程 DNC 与 CNC 技术的组成与特点 机器人的组成 编程与应用 7 计算机辅助工艺过程设计 CAPP 包括成组技术的原理及应用 CAPP 的 基本组成 分类 CAPP 工艺决策的原理 8 计算机辅助测试技术 CAT 包括数控测量机构成 数控测量的常用方法 9 计算机集成制造系统 CIMS CIMS 的概念 CIMS 的组成 柔性制造系统 FMS 并行工程 敏捷制造等先进制造技术的基本概念 二 参考书目二 参考书目 1 何卫平主编 计算机辅助技术基础 西北工业大学出版社 1998 CAD computer aided design 计算机辅助设计 CAM computer aided manufacturing 计算机辅助制造 CAPP computer aided process plan 计算机辅助工艺过程设计 CAE computer aided engineering 计算机辅助工程 CAT computer aided test 计算机辅助测试 精品文档 2欢迎下载 MIS 制造管理信息系统 MRPII 物料资源规划 ERP 企业资源规划 PDM 产品数据管理 CIMS 计算机集成制造系统 MES 制造执行管理系统 BPR 业务进程组构 1 应用生产过程 生产环节中的辅助技术 2 硬件设备 3 图形计算和阴暗处理 LED low emitting diode 发光二极管 CRT cathode ray tube 阴极射线管 4 CAGD computer aided geometry design 的三种几何模型 线架模型 是表面模型与 实体模型的基础 它用空间线条构成物体 其表达形式是顶点与棱边 顶点与棱边确定 物体就被唯一确定 表面模型 用一组表面表示物体的外形 将棱边有序地连接而构成 实体的表面结构 实体模型 用基本体素构造物体 5 有限元的基本概念 把连续体分成有限个部分 其性态由有限个参数所规定 求解离散 成有限元的集合时 其有限单元英满足连续体所遵循的规则 实质就是把具有无限个自由度的连续体理想化为只有有限个自由度的单元集合体 使问题 简化为适合于数值解法的结构型问题 有限元分析程序主要有三大部分组成 前置处理 有限元计算分析程序 后置处理 前置处理的目的是对物体进行网格划分 并要满足一定的精度要求 主要内容包括 几 何模型的定义 有限元网格的自动划分 网格的修改以及节点和单元的重新编排 定 义边界条件 如载荷 位移 接触等约束条件 模型即划分结果的显示 6 数控机床的组成 主要由机床的床体和数控系统两大部分组成 床体包括床身和导轨 各运动部件及各种工作台等 数控系统包括控制介质 数控装置 输入装置 控制器 运 算器和输出装置 伺服系统 数控机床运动部件与数控系统连接的装置 包括伺服驱动机 构和机床的可移动部件 和机床本体四部分组成 数控机床的分类 点位控制数控机床 数控装置只能控制刀具从一个位置精确地移动到另 一个位置 在移动过程不作任何加工 如孔等 和轮廓控制数控机床 连续轨迹控制 7 机器人的一般结构 构造形式 关节式机械系统 执行机构 传动装置或传动 系统 作为机器人 眼睛 的传感器 作为机器人 大脑 的计算机 机械构造 极坐标的结构形式 精度较高 结构紧凑 避障性差 平衡性差 圆柱坐 标的结构形式 精度高 结构庞大 避障性好 平衡性好 手臂关节结构形式 精度低 结构最紧凑 避障性好 平衡性差 直角坐标的结构形式 精度最高 结构庞大 避障 性好 平衡性好 基本运动 垂直往复运动 径向往复运动 往复转动 腕的旋转 腕的弯曲 腕的偏转 8 GT group technology 成组技术是将企业生产的多种产品 部件 和零件 按照一定的 相似性准则分类成组 并以这种分组为基础组织生产的全过程 从而实现产品设计 制造 和生产管理的合理化及高效性 9 CAPP 被公认为是把产品设计数据转换为产品制造数据的关键性环节 是 CAD 与 CAD 真正 集成的桥梁 是 CIMS 和 FMS flexible manufacturing system 柔性制造系统 的技术基 础之一 精品文档 3欢迎下载 CAPP 的基本组成 产品设计信息输入 工艺决策 修订方法 variant approach 生 成方法 generative approach 产品工艺信息输出 10 CIM computer integrated manufacturing 是信息技术和成产技术的综合应用 旨在提 到制造企业的生产率和响应能力 包括两个基本点 企业的各个生产环节是不可分割的 需要统一考虑 整个制造生产过程实质上是信息的采集 传递和加工处理过程 通俗解 释就是用计算机通过信息集成实现现代化生产制造 球的企业的总体效益 CIMS computer integrated manufacturing system 是在柔性制造技术 计算机技术 信 息处理技术 自动控制技术和现代管理技术基础上 将企业的全部生产 经营活动所需的 各种分散的自动化系统 经过新的生产管理模式 把各种功能有机地集成起来 以获得适 用于多品种 中小批量生产的高效益 高柔性和质量的制造系统 CIMS 体系结构大致分为三类 面向 CIMS 生命周期的体系结构 面向 CIMS 功能构成和 控制结构的体系结构 面向 CIMS 集成平台的体系结构 11 系统的柔性通常主要指对产品的柔性 即系统为不同的产品和产品变化进行设置 以达 到提高设备利用率 减少加工过程中零件的中间存储 迅速响应需求变化的能力 FEM 柔性具体表现为 机床的 加工 零件加工路线的 产量 扩展 生产柔性 FEM 由加工系统 储运系统和控制系统三大部分组成 A 传统曲面造型和实体造型主要存在的问题 1 模型方法属于固定静态模型 需要修 改是要重新建模 2 用传统的集合运算和曲面计算定义零件很不方便 效率低 3 模型信息不完备 只包含几何及拓扑信息 得不到明确的特征信息 B 参数化设计是以规则或代数方程的形式定义尺寸间的约束关系 建立相应的推理和求 解机制 把实体模型和曲面模型归入统一系统 实施模型变换 并力图形成统一的数 据 使几何造型 工艺规划生成 数控加工数据相关 使尺寸变化和工艺规程的改变 零件装配信息的改变 加工编程的改变实现自动化或部分自动化 C 特征造型的基本概念 几何造型方法是一种较低层次的建模方法 主要建立在点 线 面和基本要素这些层次上 而特征造型是一种高层次的几何抽象和语意描述 D 有限元法的定义 1 把连续体分成有限个部分 其性态有有限个参数所规定 2 求解离散成有限元的集合体时 有限单元应满足连续体所遵循的规律 E 前置处理程序 对物体进行网格划分 并满足一定的精度要求 内容 1 几何模型 定义 2 有限元网格的自动划分 修改及节点和单元的编排 3 边界条件定义 4 划分结果显示 F 后置处理的基本任务 生成和显示等应力线等各种等高线 显示变形前后的结构形态 计算显示主应力 主方向和最大剪应力 叠加各种载荷 计算组合载荷下的结果 目 的 使计算输出结果形象化 以便直观判断 修改和寻求最优设计 G 直接数字控制可定义为由一台计算机控制直接连接和实时控制许多机床的加工系统 由 4 部分组成 1 中央计算机 2 大容量外存储器 存储 NC 零件程序 3 远程 通讯线 4 机床 H CNC 的主要功能 1 坐标轴控制 2 刀具偏置补偿 3 编程功能 4 平行作业 5 刀具管理和监控 6 高低速进给控制 7 电子触头找正 8 实物测量和自动 生成加工程序 9 外部编程的执行和 DNC 作业 10 便携式电子操纵装置 I DNC 的优点 1 取消了穿孔纸带和纸带读入器 2 具有更大的计算能力和灵活性 3 零件程序能方便的存储于计算机文件中 4 车间作业的报告 5 为未来自动化 工厂的发展建立框架 J 计算机是一种可编程的机械手 通过编制可变程序来实现各种工作运动 用来做搬运 工作 由 1 关节式机械系统 2 执行机构 3 传动装置或传动系统 4 作为机 精品文档 4欢迎下载 器人眼睛的传感器 5 作为机器人大脑的计算机 K 机器人的应用 1 物料的运输 2 机器上料 3 车削或铣削加工 4 焊接喷漆装 配检验和加工作业 L 成组技术 将许多各不相同 但又相似的事物按照一定的准则分类成组 使若干事物 能用同一种解决方法 达到节省人力 时间和费用的目的 M CAPP 的基本组成 1 产品设计信息输入 2 根据产品设计信息 利用工艺经验和具 体的生产环境条件进行工艺决策 1 修订式方法即将相似零件归并成零件族 设计时 检索出响应的零件族的标准工艺规程 并根据设计对象的具体特征加以修订 2 生 成式方法即将人们的设计工艺过程的推理和决策方法转换成计算机可以处理的决策逻 辑 算法 在使用时由计算机程序自动生成零件的工艺规程 3 产品工艺信息输出 N 4 个影响质量的环节 1 原材料 元器件的验收和筛选 2 工艺过程参数的监控 3 产品的检验 试验 4 新开发产品的试用 定型 O CIM 是信息技术和生产技术的综合应用 旨在提高制造型企业的生产率和影响能力 由 此 企业的所有功能 信息 组织管理方面都是一个集成起来的整体的各个部分 基 本点 1 企业的各个生产环节不可分割 需要统一考虑 2 整个制造生产过程实 质上是信息的采集 传递和加工处理过程 P CIMS 体系结构 1 面向生命周期的 如欧共体 CIM OSA 结构 普度体系结构 2 面向 功能构成和控制结构的 五 六层递阶控制结构 3 面向集成平台的 IBM 的使能器 DEC 的 NAS 拉夫堡大学的 CIMS BIOSYS Q 并行工程是一种提高企业竞争能力 并使其获得巨大效益的