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1、机械CAD/CAM,课程简介,特点:内容简单,作业难做 注意:上课需要参考机械设计;可以申请不来听课;不考试;按时交作业,过期不候;作业抄袭无成绩; 成绩:作业70平时30(考勤:练习=15:15),第一章 基础知识,1.1 概述,一、CAD/CAM技术产生的背景,计算机的普及及性能的提高,提供了CAD/CAM产生的技术基础。 市场竞争的加剧,要求产品不断创新、改进,使产品开发周期缩短。生产由大批量少品种,向小批量多品种转变,成为CAD/CAM产生的技术需求。,例:,国际生产工程研究学会对美国、日本、西欧工业部门调查发现:,二、CAD/CAM的产生和发展,50年代末 麻省理工学院为数控机床开发
2、图形NC纸带转换系统。 1963年 麻省理工学院发表论文提出交互绘图,进行最初的图形库尝试,最早实现人机交互。 同年 通用汽车公司开发汽车玻璃型线设计系统,将CAD最早应用于具体对象。 其后 洛克希德公司和马库塔列图形公司使CAD在飞机工业中计入实用阶段。,近年 CAE(CAD/CAM/CAT)计算机辅助工程,即最优化设计、自动加工、自动检验 。,二、CAD/CAM的产生和发展,三、CAD/CAM的应用效果,以机械产品为例,设计过程中所花费用占总成本的5左右,但是产品成本的75在设计阶段决定。CAD/CAM的应用使 设计周期缩短2/34/5 工艺周期缩短4/59/10 经济效益提高1025 首
3、次设计成功率达到95以上,例:,日本某金属模具制造厂,四、CAD/CAM系统的构成,数据库通用性、综合性、减少数据冗余的数据集合。,科学计算通用数学库、统计数学库、常规设计、优化设计、有限元分析、可靠性分析、动态分析等。,图形系统几何构型、绘制图纸、绘制曲线表格、图形变换分析、模拟等。,五、CAD/CAM的现状与明天,技术领域广阔,技术发展日新月异。为了了解CAD/CAM技术的现状与最新进展,要求完成作业一。,作业一:,撰写关于CAD/CAM技术某一方向现状与展望的科技论文一篇。目的: 了解CAD/CAM技术的最新进展 培养信息检索能力 学习科技论文写作格式 掌握字处理软件的编辑与排版功能,作
4、业一,要求: 论文格式参看正规出版的专业期刊 1500字,有图、表; 标题三号黑体; 正文小四号宋体,单倍行距; 插图和表格使用小五号宋体; A4纸张,竖放,上下左右页边距2厘米。 评分标准: 15%(格式:字数:论点=5:5:5),1.2 利用 计算机解决问题的步骤,一、利用计算机处理问题的一般流程,二、建立数学模型,由于计算机只能够解决数学问题,因此需要将工程实际问题转化为计算机能够识别和处理的数学问题,这个对工程实际的数学描述即称为数学模型。数学模型是对实际问题的简化描述; 对同一个问题的数学模型不是唯一的; 数学模型准确性直接影响问题结论的正确性。,三、确定计算方法,针对建立的数学模型
5、,需要寻找到一个准确、高效方法来进行运算处理,以获得正确的结果,这个运算方法被简称为算法。对于某一数学模型,算法不是唯一的; 算法直接影响计算效率和结果准确性。,四、绘制流程图,依据已确定的算法,绘制计算机进行处理的流程。流程图是算法的图形描述; 流程图与算法是一一对应关系; 流程图遵循一个起始,一个终止;,五、编写程序,对照流程图编写程序,并进行检查。 检查程序语法错误; 检查程序流程错误;,六、上机调试,程序不能运行通常是输入程序时产生的错误,用程序清单对照检查。 程序运行结果错误应分析错误产生的原因,通常如下: A 输入程序时产生的错误,用程序清单对照检查。 B 编写程序时错误,用流程图
6、对照检查。 C 算法错误,分析算法找出导致错误的原因,修正或重新确定算法。,七、计算并对计算结果进行分析,利用程序处理实际问题,并对处理结果进行分析,获取问题的答案。,八、实例:线性方程组的直接解法 问题,解线性方程组,八、实例:线性方程组的直接解法 数学模型,数学模型:AXB,八、实例:线性方程组的直接解法 算法,高斯消去法 建立增广矩阵,八、实例:线性方程组的直接解法 算法,对增广矩阵进行矩阵变换,当系数矩阵成为单位阵时,右端项阵即为方程组的解。 每个元素除a11,通过行运算消除第2、3行第一列元素,类似的消除第3行元素,回代使系数阵成为单位阵,得到方程组的解。,八、实例:线性方程组的直接
7、解法 流程图,八、实例:线性方程组的直接解法 程序代码,Sub js()Dim i As Integer, j As Integer, k As Integer, l As IntegerDim TEMP As DoubleFor i = 0 To N - 1TEMP = a(i, i)For j = i To Na(i, j) = a(i, j) / TEMPgxNext jFor j = i + 1 To N - 1TEMP = a(j, i)For k = i To Na(j, k) = a(j, k) - a(i, k) * TEMPgxNext kNext jNext i,八、实例:
8、线性方程组的直接解法 程序代码,For i = N - 1 To 1 Step -1For k = 0 To i - 1TEMP = a(k, i)For j = i To Na(k, j) = a(k, j) - a(i, j) * TEMPgxNext jNext kNext iLabel1.Caption = “X1=“ & a(0, 3)Label2.Caption = “X2=“ & a(1, 3)Label3.Caption = “X3=“ & a(2, 3) End Sub计算结果:1,-1,1,八、实例:线性方程组的直接解法 界面,1.3 流程图基础,一、流程图的作用,绘制流程
9、图是结构化程序设计中的重要环节,通过流程图可以便捷的检查程序逻辑,避免编程的盲目性和随意性,从而有效提高程序代码的质量、编程工作效率和程序的正确率。,二、构成流程图的基本符号,S,E,I,R,输入a,ab,a=a+b,三、流程图的基本结构,结构化程序的基本流程结构分为4类: 顺序结构 分支结构 循环结构 调用结构,三、流程图的基本结构顺序结构,a=10 b=30 c=a+b Print c,三、流程图的基本结构分支结构(如果语句),if ab thenc=a elsec=b endif,三、流程图的基本结构分支结构(选择语句),select case kcase 0:s=x+ycase 1:s
10、=x-ycase 2:s=x*ycase 3:s=x/y end select,三、流程图的基本结构循环结构(for语句),for i=0 to 10 print i next i,三、流程图的基本结构循环结构(do语句),do while a=100a=a+1 loop,doa=a+1 loop while a=100,三、流程图的基本结构调用结构(子程序), call js()sub js()print ”在js中” end sub,三、绘制流程图的原则,一个起始,一个终止; 一个入口,一个出口 。,课堂练习,绘制自己今天活动的流程图。,作业四:,机械CADCAM软件应用。 要求: 利用三维造型软件制作三维零件模型。 设置加工参数,生成数控加工程序。 在仿真机床上验证数控加工程序。评分标准: 20(造型:程序:仿真5:5:10),下课,