cadcam标准实验报告.doc

实 验 报 告实验课程： 学生姓名： 学 号： 专业班级： 年 月 日目 录一、 实验一 二维图形复合变换编程 二、 实验二 三次B样条曲线生成三、 实验三 CAD/CAM集成 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验一 二维图形复合变换编程一、实验目的：1 掌握CAD图形处理的原理和方法。2 理解CAD对图形进行复合变换的过程。二、实验要求在二维模式下，将三角形绕任意点旋转角。三角形三点的坐标、旋转点坐标和旋转角度可由用户任意输入。原图形和变换后的图形必须同时显示在显示器上。三、实验设备1 计算机系统2 安装Turbo C或其他C语言集成开发工具四、实验原理1、变换原理基本旋转矩阵是相对坐标原点的，为了满足这一要求，必须先将旋转点和需要处理的图形向原点平移，使旋转点与原点重合，然后对图形进行旋转变换。旋转变换后，再将旋转点和旋转后的图形平移到旋转点。基本变换矩阵如下： cos sin 0-sin cos 00 0 1 1 0 00 1 0l m 1 平移T=旋转T=根据上述图形变换原理，对二维图形绕任意点（旋转点）旋转的复合变换矩阵M为1 0 00 1 0-x -y 1 M=cos sin 0-sin cos 00 0 1 1 0 00 1 0x y 1 2、编程基本要领1）、将显卡设置为图形模式函数为 #include(graphics.h) #include(conio.h)main( ) int driver,mode; driver=VGA; mode=VGAMED; initgraph(&driver,& mode,”);2) 画直线函数为 line(x1,y1, x2,y2)3) 4*4界矩阵相乘函数 float py44,xz44;m44 float xc(a,b) float a44,b44; int i , j,k;for(i=0;i=3;i+) for (j=0;j=3;j+) for(k=0;k=3;k+) mij= mij+ aik* bkj;五、实验步骤1、在C语言集成开发工具的编辑器中输入源程序2、利用编译器编译源程序3、连接生成执行文件4、运行程序六、实验数据及处理结果#include#include#include#include#include#include#include#include#include/*aa*/float x1,x2,x3,y1,y2,y3,x,y,cn;int menu_select();int input_data();int output_data();int output_photo();main() closegraph(); /*aa*/ clrscr(); for(;) switch(menu_select() case 1: input_data();break; case 2: output_data();break; case 3: output_photo();break; case 4: exit(0);break; /*aa*/int menu_select() char *menu=*menu*, 1.please input 3 point, 2.display 3 points, 3.display graphic, 4.exit, programmer:hfr, 2006.5.1 ; int i,num; clrscr(); gotoxy(1,1); textbackground(9); /*set color*/ textcolor(14); gotoxy(10,2); putch(201); gotoxy(10,22); putch(200); gotoxy(65,2); putch(187); gotoxy(65,22); putch(188); for(i=1;i55;i+) gotoxy(10+i,2);putch(205); gotoxy(10+i,22);putch(205); for(i=1;i20;i+) gotoxy(10,2+i);putch(186); gotoxy(65,2+i);putch(186); window(11,3,64,21); clrscr(); for(i=0;i7;i+) gotoxy(5,i+1); cprintf(%s,menui); cprintf(rnnnnnnnnnnn); do printf(select (number:14):); scanf(%d,&num); while(num4); return num;/*aaa*/int input_data() int i,xz; clrscr(); cprintf(please 3 points:rn); cprintf(eg:A(x,y):10,12rn); cprintf(A(x1,y1):); scanf(%f,%f,&x1,&y1); gotoxy(1,4); cprintf(B(x2,y2):); scanf(%f,%f,&x2,&y2); gotoxy(1,5); cprintf(C(x3,y3):); scanf(%f,%f,&x3,&y3); gotoxy(1,6); cprintf(please rotate point m(x,y):); scanf(%f,%f,&x,&y); gotoxy(1,7); cprintf(please angle:); scanf(%f,&cn); printf(nn); gotoxy(1,9); cprintf(rn); cprintf(1.main menurn); cprintf(2.repeat input pointsrn); cprintf(select:); scanf(%d,&xz); switch(xz) case 1:main();break; case 2:input_data();break; printf(nnnnnnnnnnnnn);/*aaa*/int output_data() int i,j,k; char xz; clrscr(); textbackground(9); /*aaa*/ textcolor(14); gotoxy(10,2); putch(201); gotoxy(10,22); putch(200); gotoxy(65,2); putch(187); gotoxy(65,22); putch(188); for(i=1;i55;i+) gotoxy(10+i,2);putch(205); gotoxy(10+i,22);putch(205); for(i=1;i20;i+) gotoxy(10,2+i);putch(186); gotoxy(65,2+i);putch(186); window(11,3,64,21); clrscr(); gotoxy(10,3);putch(218); gotoxy(10,13);putch(192); gotoxy(44,3);putch(191); gotoxy(44,13);putch(217); for(i=0;i33;i+) gotoxy(11+i,3);putch(196); gotoxy(11+i,5);putch(196); gotoxy(11+i,7);putch(196); gotoxy(11+i,9);putch(196); gotoxy(11+i,11);putch(196); gotoxy(11+i,13);putch(196); for(j=0;j9;j+) gotoxy(10,4+j);putch(179); gotoxy(21,4+j);putch(179); gotoxy(32,4+j);putch(179); gotoxy(44,4+j);putch(179); gotoxy(15,4);cprintf(points); gotoxy(24,4);cprintf(X axis); gotoxy(35,4);cprintf(Y axis); gotoxy(15,6);cprintf(A point); gotoxy(15,8);cprintf(B point); gotoxy(15,10);cprintf(C point); gotoxy(12,12);cprintf(rotate point m); gotoxy(24,6);cprintf(%0.2f,x1); gotoxy(35,6);cprintf(%0.2f,y1); gotoxy(24,8);cprintf(%0.2f,x2); gotoxy(35,8);cprintf(%0.2f,y2); gotoxy(24,10);cprintf(%0.2f,x3); gotoxy(35,10);cprintf(%0.2f,y3); gotoxy(24,12);cprintf(%0.2f,x); gotoxy(35,12);cprintf(%0.2f,y); gotoxy(10,14);cprintf(旋转角度cn:%0.2f(弧度),cn); gotoxy(10,18); cprintf(return main menu y/n?); scanf(%s,&xz); switch(xz) case y:main();break; case n:output_data();break; printf(nnnnnn);/*aa*/int output_photo() int driver,mode; int i,j,k; int midx,midy,xmax,ymax; /*aa*/ float ax,ay,bx,by,cx,cy; /*aa*/ float Ax,Ay,Bx,By,Cx,Cy; /*aa*/ float A33; /*aa*/ float P33=0,0,0; /*aa*/ float M33; /*aa*/ char xz; driver=VGA;mode=VGAMED; initgraph(&driver,&mode,); setgraphmode(mode) /*a*/ cleardevice(); /*a*/ midx=getmaxx()/2; midy=getmaxy()/2; xmax=getmaxx(); ymax=getmaxy(); /*aa*/ ax=x1+midx;ay=-y1+midy; bx=x2+midx;by=-y2+midy; cx=x3+midx;cy=-y3+midy; /*aa*/ A00=x1;A01=y1;A02=1; A10=x2;A11=y2;A12=1; A20=x3;A21=y3;A22=1; M00=cos(cn);M01=sin(cn);M02=0; M10=-sin(cn);M11=cos(cn);M12=0; M20=-x*cos(cn)+y*sin(cn)+x;M21=-x*sin(cn)-y*cos(cn)+y;M22=1; for(i=0;i3;i+) for(j=0;j3;j+) for(k=0;k3;k+) Pij+=Aik*Mkj; Ax=P00+midx;Ay=-P01+midy; Bx=P10+midx;By=-P11+midy; Cx=P20+midx;Cy=-P21+midy; setcolor(14); line(0,midy,xmax,midy); /*aa*/ line(midx,0,midx,ymax); setcolor(5); line(ax,ay,bx,by); /*aa*/ line(bx,by,cx,cy); line(cx,cy,ax,ay); setcolor(6); line(Ax,Ay,Bx,By); line(Bx,By,Cx,Cy); line(Cx,Cy,Ax,Ay); settextjustify(CENTER_TEXT, CENTER_TEXT); outtextxy(midx, midy,o); /*aa*/ printf(return main menu y/n?); scanf(%s,&xz); switch(xz) case y:main();break; case n:output_photo();break; R(2,3)旋转30C(4,3)A(2,4)B(4,5)R(2,3)A(3,4.5)B(5,4)C(3,2) 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验二 B样条曲线的生成一、实验目的：1、掌握参数化曲线曲面的原理和方法。2、理解参数化曲线曲面的基本性质，特别是B样条曲线的基本性质。3、掌握型值点和控制顶点以及控制多边形的概念，理解控制点对曲线的控制作用。二、实验要求在二维模式下，用自编程序生成三次B样条曲线。四个控制顶点的坐标可由用户任意输入。三次B样条曲线和控制多边形必须同时显示在显示器上。用户改变控制点后，曲线应同时得到调整。三、实验设备1、计算机系统2、安装Turbo C或其他C语言集成开发工具四、实验原理1、B样条曲线原理B样条曲线是一种基函数为B样条基函数的参数曲线，三次B样条参数方程如下： P(t)=（ ）=（t3 t2 t 1）其中参数t0,1P0、P1、P2、P3为四个控制顶点。B样条曲线是一种逼近曲线，曲线并不过任一个控制顶点。2、编程基本要领1）、将显卡设置为图形模式函数为 #include(graphics.h) #include(conio.h)main( ) int driver,mode; driver=VGA; mode=VGAMED; initgraph(&driver,& mode,”);2) 画直线函数为 line(x1,y1, x2,y2)3) 1*4界矩阵相乘函数 float py 4,xz44;m 4 float xc(a,b) float a 4,b44; int i , j,k;for(i=0;i=3;i+) for (j=0;j=3;j+) mi = mi + aj * bji;4）参数取值参数步长一般采用等步长，取1/n ，n为正整数。N的大小与显卡和显示精度有关。一般可取50。五、实验步骤1、在C语言集成开发工具的编辑器中输入源程序2、利用编译器编译源程序3、连接生成执行文件4、运行程序六、实验数据及处理结果#include#include#include#include#include#include#include#include#define N 100#define BC 0.01int menu_select();int input();int photo();float x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4;main() closegraph(); for(;) switch(menu_select() case 1: input();break; case 2: outdata();break; case 3: photo();break; case 4: exit(0);break; int menu_select() char *menu=*Menu*, 1.please iuput control 4 points, 2.display control 4 points, 3.display graphic, 4.exit, Designer:hfr, 2006.5.1 ; int i,num; clrscr(); gotoxy(1,1); textbackground(9); /*set backgroud*/ textcolor(14); gotoxy(10,2); putch(201); gotoxy(10,22); putch(200); gotoxy(65,2); putch(187); gotoxy(65,22); putch(188); for(i=1;i55;i+) gotoxy(10+i,2);putch(205); gotoxy(10+i,22);putch(205); for(i=1;i20;i+) gotoxy(10,2+i);putch(186); gotoxy(65,2+i);putch(186); window(11,3,64,21); clrscr(); for(i=0;i7;i+) gotoxy(5,i+1); cprintf(%s,menui); cprintf(rnnnnnnnnnnn); do printf(Select (number:14):); scanf(%d,&num); while(num4); return num;int input() int i,xz; clrscr(); cprintf(please input control 4 points :rn); cprintf(eg:P(x,y):10,12rn); cprintf(P1(x1,y1):); scanf(%f,%f,&x1,&y1); gotoxy(1,4); cprintf(P2(x2,y2):); scanf(%f,%f,&x2,&y2); gotoxy(1,5); cprintf(P3(x3,y3):); scanf(%f,%f,&x3,&y3); gotoxy(1,6); cprintf(P4(x4,y4):); scanf(%f,%f,&x4,&y4); gotoxy(1,7); printf(nn); gotoxy(1,9); cprintf(success rn); cprintf(1.return main menurn); cprintf(2.repeat input rn); cprintf(select :); scanf(%d,&xz); switch(xz) case 1:main();break; case 2:input();break; printf(nnnnnnnnnnnnn);int outdata() int i,j,k; char xz; clrscr(); textbackground(9); /*set background*/ textcolor(14); gotoxy(10,2); putch(201); gotoxy(10,22); putch(200); gotoxy(65,2); putch(187); gotoxy(65,22); putch(188); for(i=1;i55;i+) gotoxy(10+i,2);putch(205); gotoxy(10+i,22);putch(205); for(i=1;i20;i+) gotoxy(10,2+i);putch(186); gotoxy(65,2+i);putch(186); window(11,3,64,21); clrscr(); gotoxy(10,3);putch(218); gotoxy(10,13);putch(192); gotoxy(44,3);putch(191); gotoxy(44,13);putch(217); for(i=0;i33;i+) gotoxy(11+i,3);putch(196); gotoxy(11+i,5);putch(196); gotoxy(11+i,7);putch(196); gotoxy(11+i,9);putch(196); gotoxy(11+i,11);putch(196); gotoxy(11+i,13);putch(196); for(j=0;j9;j+) gotoxy(10,4+j);putch(179); gotoxy(21,4+j);putch(179); gotoxy(32,4+j);putch(179); gotoxy(44,4+j);putch(179); gotoxy(15,4);cprintf(point); gotoxy(24,4);cprintf(X axis value ); gotoxy(35,4);cprintf(Y axis value); gotoxy(15,6);cprintf(P1 point); gotoxy(15,8);cprintf(P2 point); gotoxy(15,10);cprintf(P3 point); gotoxy(15,12);cprintf(P4 point); gotoxy(24,6);cprintf(%0.2f,x1); gotoxy(35,6);cprintf(%0.2f,y1); gotoxy(24,8);cprintf(%0.2f,x2); gotoxy(35,8);cprintf(%0.2f,y2); gotoxy(24,10);cprintf(%0.2f,x3); gotoxy(35,10);cprintf(%0.2f,y3); gotoxy(24,12);cprintf(%0.2f,x4); gotoxy(35,12);cprintf(%0.2f,y4); gotoxy(10,18); cprintf(return main menu y/n?); scanf(%s,&xz); switch(xz) case y:main();break; case n:outdata();break; printf(nnnnnnnn);int photo() int driver,mode; int BS44=-1,3,-3,1,3,-6,3,0,-3,3,0,0,1,0,0,0; float CZP_x41,CZP_y41; double TN+1,PT_xN+1=0,PT_yN+1=0,PX14=0,PY14=0; double TT14,TT214; int i,j,k,l; int xmax,ymax,midx,midy; char xz; CZP_x00=x1;CZP_x10=x2;CZP_x20=x3;CZP_x30=x4; CZP_y00=y1;CZP_y10=y2;CZP_y20=y3;CZP_y30=y4; /*aa*/ for(i=0;i=N;i+) Ti=i*BC; TT00=Ti*Ti*Ti; TT01=Ti*Ti; TT02=Ti; TT03=1; for(j=0;j4;j+) for(k=0;k4;k+) PX0j+=TT0k*BSjk; PY0j+=TT0k*BSjk; for(l=0;l=1;i-) PT_xi-=PT_xi-1; PT_yi-=PT_yi-1; driver=VGA;mode=VGAMED; initgraph(&driver,&mode,); setgraphmode(mode); /*clear */ cleardevice(); xmax=getmaxx(); ymax=getmaxy(); midx=xmax/2; midy=ymax/2; for(i=0;iN;i+) PT_xi=PT_xi+midx; PT_yi=-PT_yi+midy; setcolor(14); line(0,midy,xmax,midy); line(midx,0,midx,ymax); settextjustify(CENTER_TEXT, CENTER_TEXT); outtextxy(midx, midy,o); setcolor(3); /*pl*/ line(x1+midx,-y1+midy,x2+midx,-y2+midy); line(x2+midx,-y2+midy,x3+midx,-y3+midy); line(x3+midx,-y3+midy,x4+midx,-y4+midy); setcolor(5); for(i=0;iN-1;i+) line(PT_xi,PT_yi,PT_xi+1,PT_yi+1); /*aaa*/ gotoxy(0,100); printf(renturn main menu y/n?); scanf(%s,&xz); switch(xz) case y:main();break; case n:photo();break; P3P1P0P2 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验三 CAD/CAM集成一、实验目的1、 了解特征设计在CAD/CAM集成中的意义；2、 熟悉特征的种类的划分及特征拼合的基本方法，了解参数化设计方法。3、 了解各种计算机绘图软件的同时，掌握计算机绘图的系统知识，培养独立上机绘制二维、三维图形的能力， 4、熟悉由CAD工程图生成NC数控代码，图像编程的工作过程。即：熟悉标准及代码（ISO、EIA）。主要包括ASC码形成的刀位数据文件、刀具清单、操作报告、中间模型和机床控制文件。二、实验原理应用计算机图形交互技术的数控加工程序自动编程系统，利用计算机键盘、鼠标等输入设备通过交互式操作，建立、编辑零件轮廓的几何模型，选择加工工艺，生成刀具运动轨迹，模拟数控加工过程，最后生成数控加工程序。三、实验设备1、一套三维CAD/CAM集成系统2、数控机床四、实验内容及步骤 一）、简单零件特征造型设计Pro/E有零件设计、加工模拟、装配、工程图、有限元分析等几个功能模块。我们首先设计一个零件，采用逆向设计，生成一个立体零件，也可利用CAD工程图。Pro/E是先设计零件的实体，而后经对应的投影生成对应的三视图、剖面和局部视图等。我们先设计一个实体零件，三维图形状及尺寸如图1所示：Pro/E进行实体设计时先设计2D平面图，然后进行拉伸、挖剪、扫描、旋转、混合等操作而生成三维立体图。那么，我们先进行2D设计，进入二维状态。1 、进入Pro/E系统后，在主菜单的File / NEW 选Part / name 命名 OK2 、建立坐标系 在浮动菜单Menu Manager 中 Feature / Create / Datum / plan / Default 生成三维坐标系。如图所示，首先生成长方体然后再挖剪P字。（一）、拉伸创建实体Create / Solid / Protrusion / Extrude / Solid / Done One side / DoneSetup plan / plan / Pick 选 DTM3(箭头指向外，即要拉伸的方向) / OKTop / 选DTM2(进入2D模式)图 1 加工零件4 、设计平面图Sketch / rectangle (用鼠标左键拖动对角线生成) 标注尺寸：Dimension (用鼠标中键选定放置位置，可用左键+shift键合用代替。)尺寸修改 Modify 选尺寸进行修改。如下图2：Regenerate / DoneBlind / Done 拉伸厚度为 5 OK（二）、挖剪实体 P 字我们要在所设计的立方体的前面挖一个P字，那么要选定前面为基面画一个P字，或写一个P字进行CUT操作。Feature / Create / Solid / Cut / Extrude / Solid / DoneOne side / DonePlane / Pick 选实体的前面，红箭头向内，否则选 Flid / okeyTop 选顶面。Sketch / Line / 2 point (画图直线) / Arc / 3 point (画半圆，选两点，画半圆，系统默认相切，如不相切，可将图缩小比例在分辨率低的时认为相切，其它作图也如此。)标注尺寸：Dimension / (尺寸要标注全)Modify / 选尺寸进行修改。如下图3所示：图2Regeneration / Done / Done (红箭头指向p字的内侧)Blind / Done / 2 / OK选视图的Default 视图保存，或另存， 命名。生成三维实体零件后，进入Drawing模块很容易得到三视图、剖视图、局部视图等。由于是尺寸驱动，修改任意视图的尺寸，其余各视图都对应同时改变。图 3二）、零件数控加工程序编制Pro/NC能生成数控加工的全过程。可生成的文件包括：ASC码形成的刀位数据文件、刀具清单、操作报告、中间模型和机床控制文件。工作过程如下图4所示：由流程图可看出，首先要定义加工模型和参数，然后建立不同的加工工序，最后生成刀位轨迹，并进行后置处理。加工模型工件设计模型建立加工数据库夹具机床刀具建立操作定义NC操作建立刀位数据文件后置处理图 4Pro/NC 工作步骤：1、 创建或检索加工模型2、 建立加工数据库，包括：l 定义NC工序所使用的机床。l 选取创建所使用的刀具。l 定义夹具。l 设置加工参数。l 建立刀位CL数据的输出格式。3、 建立一个操作l 提供操作名。l 指定NC工序所使用的机床。l 选取或创建坐标系。l 指定操作参数。l 定义起始/停止点。4、 定义操作的NC工序，指定NC工序类型后需要做：l 选取或创建所制定的刀具。l 设置加工参数。l 选取或创建坐标，已确定工件在机床上的位置。如果需要，可定义一个退刀面。l 为NC工序指定几何参照对象。l 定义刀具轨迹的起点和终点。5、 模拟去除材料的过程，为NC工序提供基于几何参照对象的自动材料去除过程。6、 对NC工序进行修改；更换刀具、参数、切削运动尺寸等，也可重新定义NC工序的方法或其从属操作。7、 生成并保存刀具文件，并可同时将刀为文件后处理为NC机床控制文件。（一）、 加工模式选主菜单命令File / New选Manufacturing类型，Sub_Type选 NC_Assemble。输入加工文件名 / OK。进入加工模式，该模式下的主要功能有：Mfg Model 生成加工模式Mfg Setup 设置加工环境Machining 定义、验证、处理刀具轨迹。CL date 生成活修改刀位输出。 创建被加工零件（装配件加工）MANUFACTURE / MFG Model / Assemble / Ref Model在弹出的窗口中选取所要加工的零件 / openCreate / Workpiece 输入工件名 / 回车。开始创建工件毛坯，与在零件模式下过程一致。Solid / Protrusion / Extrude / Solide / DoneOne side / Done选择零件的后表面为草图平面。Plane / Query Sel 选零件的右侧，选Next 后面变红，Accept。选File时红箭头向外（向外拉伸） / OKTop 选上表面。进入草图模式。选SKETCHER / Geom Tool / Use Edge依次选取零件的外轮廓四边为工件的截面，变为红色， / DoneBlind / Done 输入厚度值 回车 / OK将视图放置为缺省值Done / Return（二）、 建加工数据库这里我们夹具不定义，取默认设定。定义一个操作。Mfg / Setup / Operation / Done Oper / mill / 3 Axis / Done / Done上述过程定义了一个三坐标的铣床，下一步定义机床坐标。MACH CSYS / Create / Pick 选取零件毛坯，此时零件变为红色。Pnt + 2Axes / Done (一点两边，红箭头为当前坐标轴，选垂直屏幕方向为Z轴。) 如下图5所示：选X_Axis、 Y_Axis图 5Do