哈工大CADCAM技术试题2007B2008A答案

1、1. 简述对CAD/CAM概念的理解，并谈谈对TOP-DOWN技术的理解（10分）。答案及评分要点1）CAD/CAM概念的理解 （3分）(1) 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术是一门多学科综合性技术；(2) 从制造过程和CAD/CAM系统应具备的功能两个方面理解。2. 机械CAD/CAM系统中支撑软件的作用及其代表性软件有哪些（10分）？答案及评分要点(1) 基本图形资源与自动绘图 AutoCAD(2) 几何造型 Pro/E, Unigraphics, CATIA, SolidWorks(3) 工程分析与计算 ANSYS, NASTRAN, COSMOS(4) 仿真与模拟 DelCA

2、M, TecnoMatrix(5) 专用设备控制程序生成 MasterCAM, EdgeCAM(6) 集成与管理 ORACLE, SYBASE3. 简述集成的技术内容，并总结CAD/CAM集成的主要方法（7分）。答案要点CAD/CAM系统集成是指将基于信息技术的CAD/CAM各组成部分以及制造系统与CAD/CAM有关的其它子系统有机地组织和管理起来，形成一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。（3分）CAD/CAM系统的集成方法主要包括如下几种： (1) 基于专用接口的CAD/CAM集成。以标准数据格式作为系统集成的接口，各应用系统只要能够按照标准格式输

3、入/输出，就可集成到一起。 （1分） (2) 基于STEP的CAD/CAM集成。STEP标准提供了一种不依赖于具体系统中型机制，它规定了产品设计、开发、制造，甚至于产品全部生命周期中所包含的诸如产品形状、材料、加工方法、组装分解顺序、检验测试等必要的信息定义和数据交换的外部描述，其目标是希望完整表达产品生命周期各阶段的数据，它具有支持广泛的应用领域，独立于任何具体的CAX系统，完整表示产品数 据等优点。 （1分）(3) 基于数据库的CAD/CAM集成。由于工程数据库在存储管理大量复杂数据方面具有独到之处，使得以工程数据库为核心的CAD/CAM集成系统的到了广泛应用。工程数据库一般包括：全局数据

4、和局部数据的管理、相关标准及标准件库、参数化图库、刀具库、切削用量数据库、工艺知识库、数据代码库等。（1分） (4) 基于PDM的CAD/CAM集成。应用产品数据管理的主要目的是为了解决大量 工程图纸及技术资料的电子文档管理、材料明细表、工程文档的继承、工程变更请求、指令的跟踪管理等方面的问题，PDM已成为CAD/CAM集成方面的一项不可缺少的关键技术。应用PDM即可实现CAD/CAM的内部集成，如CAD、CAM、CAPP系统之间的集成，又可实现CAD/CAM系统与外部系统之间的集成，如与MRP系统之间的集成。 （1分）4. 简述你对特征概念的理解（8分）。答案要点实体造型仅仅考虑几何信息，缺

5、乏工艺信息和物理属性信息等，不易于系统集成。(3分)特征是设计者对设计对象的功能、形状、结构、制造、装配、检验、管理与使用等信息及其关系的具有确切工程含义的高层次抽象描述。(5分)6. 请用适当方法表示图2零件的建模过程(8分)。答案要点及评分 7. 简要叙述你对图形交互式数控编程技术优点的理解，并总结主要步骤（10分）答案要点及评分特点： (5分)1）不需要用复杂的数学手工计算算出各节点的坐标数据，也不需要用数控编程语言去编写描绘零件几何形状加工走刀过程及后置处理的源程序，该方法具有简便、直观、准确、便于检查的优点。2）图形交互式自动编程软件和相应的CAD软件是有机地联在一起的一体化软件系统

6、既可用来进行计算机辅助设计，又可以直接调用设计好的零件图进行交互编程，对实现CAD/CAM一体化极为有利。3）整个编程过程是交互进行的，简单易学，在编程过程中可以随时发现问题并进行修改。4）编程过程中，图形数据的提取、节点数据的计算、程序的编制及输出都是由计算机自动进行的。因此，编程的速度快、效率高、准确性好。5）在通用计算机上运行的，不需要专用的编程机，所以非常便于普及推广 步骤 (5分)一、概念解释(每题3分，共12分)。1. CAD/CAM (3) 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术是一门多学科综合性技术；(4) 从制造过程和CAD/CAM系统应具备的功能两个方面理解。2. 数据

7、结构数据结构是数据间的结构关系及其算法，包括数据的逻辑结构和数据的物理结构。3. CAD/CAM系统集成CAD/CAM系统集成是指将基于信息技术的CAD/CAM各组成部分以及制造系统与CAD/CAM有关的其它子系统有机地组织和管理起来，形成一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。（3分）4. MRPMRP(Material Requirements Planning)是生产和采购产品所需各种物料的计划，根据主生产计划上所需要物料的实践节点来决定订货和生产。二、简答题(每题5分，共25分)1. 请总结CAD/CAM技术的新发展。(1) 支持TOP-DOWN

8、的CAD/CAM技术(2) 支持DFx的CAD/CAM技术(3) 智能CAD/CAM技术(4) 并行工程(5) 虚拟制造技术(6) 计算机集成制造(7) 支持异地设计制造的CAD/CAM技术2. 结合应用CAD系统的设计过程，请列出几种用到几种参数化设计技术。(1) 轮廓(2) 草绘(3) 尺寸驱动(4) 变量驱动(5) 设计合理性检查(6) 动态导航3. 简述CAD/CAM支撑软件的主要功能。(7) 基本图形资源与自动绘图 (8) 几何造型 (9) 工程分析与计算 (10) 仿真与模拟 (11) 专用设备控制程序生成 (12) 集成与管理 4. 列出CAD/CAM系统集成的内容和集成方法。C

9、AD/CAM系统集成主要包括两方面含义：(1) 产品设计与工程设计子系统内部的集成。(2) CAD/CAM系统与制造系统中其他子系统的集成。CAD/CAM系统的集成方法主要包括如下几种：(1) 基于专用接口的CAD/CAM集成(2) 基于STEP的CAD/CAM集成(3) 基于数据库的CAD/CAM集成 (4) 基于PDM的CAD/CAM集成5. 请总结CAD/CAM系统的设计原则1) 总体原则 (1) 实用化原则 (2) 适度先进性原则 (3) 系统性原则 (4) 整体设计与分步实施原则2) 硬件设备的选用原则 (1) 系统功能与能力 (2) 系统的开放性与可移植性 (3) 系统升级扩展能力

10、 (4) 良好的性能价格比 (5) 系统的可靠性、可维护性与服务质量 3) 软件选用原则 (1) 系统功能与能力配置 (2) 软件性能价格比 (3) 与硬件匹配性 (4) 二次开发能力与环境 (5) 开放性 (6) 可靠性 三、简要说明线图的拟合程序化法原理及其步骤(12分)。 拟合法原理 5分简要步骤 7分(1) 将曲线离散化为数表或数据点；(2) 利用最小二乘法拟合数据点；(3) 对步骤的公式编程。四、请用适当方法表示右图所示零件的建模过程(请标注清楚，12分)。 五、什么是图形交互式编程？简述其特点和基本工作过程 (14分)。所谓图形交互式自动编程系统就是应用计算机图形交互技术开发出来的

11、数控加工程序自动编程系统，使用者利用计算机键盘、鼠标输入设备以及屏幕显示设备通过交互操作，建立、编辑零件轮廓的几何模型，选择加工工艺策略，生成刀具运动轨迹，利用屏幕动态模拟显示数控加工过程，最后生成数控加工程序。特点：(1) 不需要手工编程那样用复杂的数学手工计算算出各节点的坐标数据，也不需要用APT语言去描绘零件几何形状加工走刀过程及后置处理程序，使用简便、直观、准确和便于检查。(2) 和相应的CAD软件联系到一起，能实现CAD/CAM一体化。(3) 编程过程中能随时发现问题并进行修改。(4) 图形数据的计算、程序的编制及输出都是由计算机自动进行，因此编程速度快、效率高、准确性好(5) 软件在通用的计算机上进行，不需要专用编程机，便于推广应用。基本工作过程：(1) 几何造型(2) 加工工艺决策(3) 到位轨迹的计算及生成(4) 后置处理(5) 程序输出六、获取质量数据的主要方法有哪些？并分析其有缺点（10分）。1) 4种方法 （6分） 手工检测 半自动检测 （数字化量仪与机器人测量） 自动检测 （红外头测量系统） 三坐标测量机2）分析比较 （6分） 从灵活性、适应性、效率等方面比较七、如右图所示，已知平面A，由点P(x, y, z)和法矢n(xn, yn, zn)定义。请采用几何变