計算機(jī)輔助船舶制造

1、武漢理工自考本科復(fù)習(xí)資料計算機(jī)輔助船舶制造鄒勁 主編 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2003年版 知識點總結(jié)第一章：序言（CAM 概述）1. CAD Computer Aided Design System 以計算機(jī)為輔助手段完成整個產(chǎn)品的設(shè)計過程CAM Computer Aided Manufacturing System 通過計算機(jī)與生產(chǎn)設(shè)備直接或間接的聯(lián)系，進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、管理和控制產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程。2. CAD/CAM系統(tǒng)集成方案 通過專用數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)集成 利用標(biāo)準(zhǔn)格式接口文件實現(xiàn)集成 基于統(tǒng)一的產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù)庫的集成 基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM ）的系統(tǒng)集成3. 第一代CAM 系統(tǒng)編程的目標(biāo)

2、對象為；第二代CAM 系統(tǒng)以CAD 模型為編程的目標(biāo)對象；新一代CAM 系統(tǒng)是面向模型、面向工藝特征的系統(tǒng)。4. 新一代CAM 系統(tǒng)的界面形式將大多采用5. 高速加工需采用6. 提高CAM/CAD系統(tǒng)化程度主要取決于其7. 是指從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，包括CAPP 、NC 編程、工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂、資源需求計算的制訂等。8. 除了指產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，包括CAPP 、NC 編程，工時定額的計算，生產(chǎn)計劃的制定，資源需求計劃的制定外，還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工，裝配，檢驗，存儲，輸送）的監(jiān)視，控制和管理 。9. CAM 系統(tǒng)由

3、硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、和軟件系統(tǒng)三方面構(gòu)成。第二章：虛擬現(xiàn)實技術(shù)10. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行船舶設(shè)計的優(yōu)勢？在艦船設(shè)計領(lǐng)域，虛擬設(shè)計可涵蓋建筑、維護(hù)、設(shè)備使用、客戶需求等傳統(tǒng)設(shè)計方法無法實現(xiàn)的領(lǐng)域，真正做到產(chǎn)品的全壽期服務(wù)。艦船虛擬設(shè)計以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為設(shè)計對象的操作媒體，大的方面，可以實現(xiàn)整個船舶的貫穿設(shè)計，虛擬船廠模擬；小的方面，可以完成構(gòu)件有效性能的有效性測試，實體間的干涉檢查，船舶空間的人流路徑設(shè)計。此外，由于艦船虛擬設(shè)計始終以制造為目標(biāo)，因此在艦船虛擬設(shè)計系統(tǒng)中可以單獨(dú)討論（設(shè)備）的可制造性；而且由于艦船虛擬設(shè)計以船舶生命周期為最后目標(biāo)，在艦船虛擬設(shè)計系統(tǒng)中也可以討論船舶構(gòu)件（設(shè)備）的可維護(hù)

4、性。因此，通過對面向船舶整個生命周期的虛擬船舶設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)，可提高船舶設(shè)計的質(zhì)量，減少船舶建造費(fèi)用，縮短建造周期。11. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)三個主要特點：12. 是制造過程在計算機(jī)上的本質(zhì)實現(xiàn)，即采用計算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機(jī)上群組協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的實際、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢查，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級的決策與控制能力。13. 按照與生產(chǎn)各個階段的關(guān)系，分為以設(shè)計為核心的虛擬制造 以生產(chǎn)為核心的虛擬制造 以控制為核心的虛擬制造14. 虛擬企業(yè)的理論基礎(chǔ)：是虛擬企業(yè)產(chǎn)生和運(yùn)作過程的理論基礎(chǔ)。15. 虛擬船廠的特征： 快速響應(yīng)客戶需

5、求進(jìn)行虛擬船廠的構(gòu)建 設(shè)計過程中的平行設(shè)計開發(fā) 通過虛擬環(huán)境更改設(shè)計 設(shè)計與建造的完美結(jié)合16. 船舶虛擬設(shè)計應(yīng)面向船舶的17. 虛擬設(shè)計中的材質(zhì)設(shè)計主要是確定材質(zhì)的 顏色 紋理和明暗模式等。18. 虛擬船廠應(yīng)具有系統(tǒng)性、動態(tài)性、非線性和自組織性19. 船舶虛擬設(shè)計系統(tǒng)的主要構(gòu)成有 據(jù)管理系統(tǒng) 。第三章 計算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計（CAPP ）20. 計算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計CAPP (computer aided process planning 21. 現(xiàn)代制造工業(yè)所面臨生產(chǎn)環(huán)境為多和批量小22. CAPP 的發(fā)展階段：23. 專家系統(tǒng)的基本特點： 。24. CAPP 的效益： 工藝的合理化提高

6、了工藝編程人員的工作效率縮短了工作周期較好的清晰度與其他應(yīng)程序的結(jié)合25. CAPP 專家系統(tǒng)組成：零件信息輸入模塊知識庫推理機(jī)三部分，其中知識庫和推理機(jī)時互相獨(dú)立的。而一般的CAPP 主要有倆部分：零件信息輸入模塊和工藝規(guī)程生成模塊。26. 工藝規(guī)程就是決定生產(chǎn)一種零件或產(chǎn)品所需要的加工操作的次序。（這種加工次序是用工藝卡片的形式表示的，卡片上列有零件加工或裝配過程及有關(guān)的機(jī)床。）27. 工藝路線制定的原則：一般都以劃分加工階段為依據(jù)，如基準(zhǔn)加工，粗加工，細(xì)加工，精加工，表面處理，超精加工，檢驗等。并遵循先基準(zhǔn)后其他，先粗后細(xì)后精的原則。28. 計算機(jī)輔助工藝編制最大的特點是具有29. 大多

7、數(shù)CAPP 專家系統(tǒng)的零件信息均直接來源于30. CAPP 系統(tǒng)的優(yōu)勢在于 工藝合理化 工作效率高 工作周期短 文件清晰度高 便于同其他系統(tǒng)鏈接 。第四章：成組技術(shù)31. 成組技術(shù)的定義：成組技術(shù)簡稱GT ，揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，同組十五能夠采用同一方法進(jìn)行處理，一邊提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進(jìn)行加工，從而擴(kuò)大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動生產(chǎn)率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為

8、基礎(chǔ)，在制造和裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營方面所導(dǎo)出的相似性稱為二次相似性或派生相似性。32. 成組技術(shù)分類編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式:樹式結(jié)構(gòu)，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)33. 零件分組方法：視檢法、生產(chǎn)流程分組法、特征編碼分組法、特征指標(biāo)綜合比較法。34. 成組技術(shù)中零件分?jǐn)?shù)編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式分為 樹式結(jié)構(gòu) 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 和混合式結(jié)構(gòu)35. 柔性編碼系統(tǒng)面向零件形狀特征，其結(jié)構(gòu)具有第五章：船體數(shù)學(xué)放樣36. 第一步，船體數(shù)學(xué)三向光順，第二步，船體板縫線的生成和外板展開，第三步船體結(jié)構(gòu)零件的生成與展開。37. 曲線函數(shù)表達(dá)式的構(gòu)造方法：插值法曲線擬合38. 會計算數(shù)學(xué)差值，一次插值，二次插值事后估計（一次） 課件39. 光

9、順判別準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)放樣：（1）型線的插值或擬合函數(shù)應(yīng)滿足函數(shù)及其一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的條件；（2）型線的曲率符號變化應(yīng)符合設(shè)計要求，沒有多余拐點；（3）型線的曲率數(shù)值變化應(yīng)該是均勻的；（4）調(diào)整光順型線時，應(yīng)使各型值點的型值偏離達(dá)到最小40. 船體型線光順的方法有：最小二乘法、回彈法、園率序列法、松弛法及線性規(guī)劃法等。41. 區(qū)別粗光順與精光順：在單根性質(zhì)的光順計算中，把去掉曲線中的多余拐點（即曲線中有小波浪形狀），也就是在一組有次序的型值中相鄰圓率沒有接連變號的，作為“粗光順”。圓率一次差符號有（-，+，-，+，-）的接連變化，實際上反映出曲線在該處的彎勢變化不均勻，正常的曲線彎勢由小到

10、大或再由大到小，均勻變化的，所以圓率一次差不會產(chǎn)生（-，+，-，+，-）的接連變號。因此把消除圓率一次差有連續(xù)變號的過程稱為“精光順”。42. 外板展開計算目的：是模擬手工進(jìn)行的，用數(shù)學(xué)計算方法描述外板接縫線生成，零件展開計算，數(shù)控繪圖切割等過程。主要任務(wù)：生成外板縱接縫 計算展開外板零件 實現(xiàn)合理的加工補(bǔ)償和修正計算，將工藝融貫于外板展開計算中提供外板零件加工所需的各種數(shù)據(jù)圖表、數(shù)控切割紙袋 為造船工程管理提供數(shù)據(jù)和信息。43. 。44. 船體三向光順計算的主要任務(wù)：修正不光順的設(shè)計型值，使經(jīng)過光順計算后的各條船型曲線型值數(shù)據(jù)，既符合設(shè)計要求又能保證使整個船體外表光滑美觀，沒有臌癟現(xiàn)象。45

11、. 46. 圓率序列法認(rèn)定，在一組有序排列點中，每三個點可以決定一個47. 一條成組流水線所加工的是48. 船體型線數(shù)學(xué)光順的常用方法有 法49. 一條光順的曲線必須沒有，而且彎曲第六章：數(shù)控技術(shù)在船舶CAD 中的應(yīng)用50. 傳統(tǒng)NC 機(jī)床的零件加工信息存儲于51. 在數(shù)控加工程序中，描述工藝規(guī)程的各種操作和運(yùn)動特征的指令是GM 指令52. 微機(jī)Synenrgic 控制技術(shù)有時亦稱 一元化 控制或單旋鈕控制第七章：柔性自動化制造技術(shù)53. 是能夠加工各種零件的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。 美國國家標(biāo)準(zhǔn)局定義為：由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備，傳輸裝置吧工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確

12、，迅速和自動化。發(fā)展經(jīng)歷的五個階段：剛性自動化、數(shù)控加工、柔性制造、算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS 、智能制造系統(tǒng)IMS 。54. 典型的FMS 主要有三個子系統(tǒng)組成： 統(tǒng)。55. FMS 持系統(tǒng) 。56. 建立兩個及以上虛擬物體之間接觸，碰撞關(guān)系的設(shè)計技術(shù)稱為57. 無軌輸送車是柔性制造系統(tǒng)的基本功能模塊58. 在右手直角坐標(biāo)系中，右手的拇指，食指和中指分別代表 分別代表X,Y ,Z 三軸 需相互垂直 指向各自代表的坐標(biāo)軸的正向模擬題1. 我國計算機(jī)輔助船舶制造技術(shù)處于2. 工藝規(guī)程是決定生產(chǎn)某一產(chǎn)品的加工操作3. 第二代CAM 系統(tǒng)以CAD 模型為編程的4. 現(xiàn)代CNC 機(jī)床是計算機(jī)集成系統(tǒng)的5

13、. 工藝規(guī)程設(shè)計必須優(yōu)化6. 成組技術(shù)的核心是7. CAPP 專家系統(tǒng)具有8. 零件分組的主要依據(jù)是9. 制造企業(yè)完整的CAD/CAM系統(tǒng)必須包括10. 船舶虛擬設(shè)計可以涵蓋傳統(tǒng)設(shè)計無法實現(xiàn)的船舶11. 虛擬制造應(yīng)包括產(chǎn)品的可制造性，可生產(chǎn)性和可交叉性12. OPTIZ 碼的組成位數(shù)是13. 多媒體，因特網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實三種技術(shù)的交叉點是14. 在焊接設(shè)備中應(yīng)用微機(jī)控制技術(shù)，是為了實現(xiàn)數(shù)控化，自動化和15. 由單臺計算機(jī)以數(shù)控方式使兩臺或者更多機(jī)組進(jìn)行工作的控制方式稱為直接控制16. 傳統(tǒng)CAM 防過切處理方式包括半自動防御和人工干預(yù)17. 計算機(jī)模擬技術(shù)近年來發(fā)展迅速，其主要優(yōu)勢為價格便宜，精度

14、高，通用性強(qiáng)，重復(fù)性好18. 在柔性制造系統(tǒng)中，物流系統(tǒng)的主要功能包括完成物料的存儲，輸送，裝卸和管理19. CAPP 專家系統(tǒng)的組成部分包括零件信息輸入模塊，知識庫和推理機(jī)20. 零件基本相似性是指幾何形狀相似，尺寸相似，材料相似，功能要素相似，精度相似21. 數(shù)控加工不需要直接操作，但機(jī)床必須執(zhí)行的意圖22. 計算機(jī)模擬中材料的顏色通常分為背景色，漫反射色和高光色48. 模擬：是指根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的模型，利用計算機(jī)進(jìn)行實驗研究的一種方法。49. 船體數(shù)學(xué)放樣：是使用電子計算機(jī)來代替手工放樣中的腦力勞動和體力勞動，并為船體建造自動化提供切實可行的技術(shù)基礎(chǔ)，是造船生產(chǎn)及管理實現(xiàn)現(xiàn)代化的首要

15、環(huán)節(jié)。5051. 柔性制造系統(tǒng)：它是由若干CNC 設(shè)備，物料運(yùn)儲裝置和計算機(jī)控制系統(tǒng)組成的并能根椐制造任務(wù)和生產(chǎn)品種的變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)52. 生產(chǎn)流程法：是以零件編碼系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過分析車間中零件的工藝流程（工藝規(guī)程）來確定零件族的一種零件分類成組的方法。53. 船舶虛擬環(huán)境構(gòu)建應(yīng)包括的主要過:1.建立三維模型2. 模型的材質(zhì)和紋理編輯3. 虛擬環(huán)境的生成54. 柔性制造系統(tǒng)的基本組成部分：1. 加工系統(tǒng)2. 物料運(yùn)送及管理系統(tǒng)3. 計算機(jī)控制系統(tǒng)55. 與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有的突出優(yōu)勢：1. 能加工復(fù)雜型面2. 具有高度柔性3. 加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定4. 生產(chǎn)率高5.

16、 一機(jī)多用、在制品少56. 工藝知識庫的定義及其主要構(gòu)成部分：工藝知識在專家系統(tǒng)中屬于過程性知識，它包括選擇決策邏輯，排序決策邏輯及加工方法知識。主要構(gòu)成部分：1. 加工方法的選擇2. 工藝路線的確定3. 毛坯的選擇4. 裝夾方式的選擇57. 虛擬制造的定義：虛擬制造是實際制造過程在計算機(jī)的本質(zhì)表現(xiàn)，即采用計算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機(jī)群組上協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級的決策與控制能力。58. 虛擬制造應(yīng)包括：59. 虛擬船廠應(yīng)具備的特征：1. 快速響應(yīng)客戶的需求進(jìn)行虛擬船廠的構(gòu)建2.

17、 設(shè)計過程中的平行設(shè)計開發(fā)3. 通過虛擬環(huán)境更改設(shè)計4. 設(shè)計與建造的完美結(jié)合60就是綜合了高度發(fā)達(dá)的計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、先進(jìn)的模塊技術(shù)為一體的，快速響應(yīng)船東的需求，設(shè)計、生產(chǎn)出滿足船東個人偏好和實踐功能的船舶的全過程，以及為完成這項過程而將若干具有專門核心的設(shè)計、制造、供應(yīng)、監(jiān)督企業(yè)通過信息高速公路聯(lián)系在一起的組織形式。61. 就是決定生產(chǎn)一種零件或產(chǎn)品所需要的加工操作的次序，這種加工次序最常見的是用工藝卡片的形式表示的，卡片上列有零件加工或裝配的過程及有關(guān)的機(jī)床。62.CAPP 系統(tǒng)工藝規(guī)程編制具有人工不可比的優(yōu)勢：1. 工藝的合理化 2.提高了工藝編制人員的工作效率 3.縮短了工作周期

18、 4.較好的清晰度 5.與其他應(yīng)用程序的結(jié)合63. 船體結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)放樣是用電子計算機(jī)生成船體結(jié)構(gòu)零件，給也零件圖、零件套料圖、數(shù)控切割機(jī)用的紙帶，以及有關(guān)的加工用和生產(chǎn)管理用的數(shù)據(jù)。船體結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)放樣至少包括：結(jié)構(gòu)線生成，零件生成，套料。64. 手工編程的一般步驟：1. 確定工藝規(guī)程及工藝路線2. 計算刀具軌跡的坐標(biāo)值3. 編寫加工程序4. 程序輸入數(shù)控系統(tǒng)5. 程序檢驗 在數(shù)控加工過程中，用各種G ,M 指令來描述工藝規(guī)程（G ）的各種操作和運(yùn)動特征(M65. 柔性制造系統(tǒng)（FMS ）是能夠加工各種零件的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，采用的自動化技術(shù)稱為柔性制造自動化技術(shù)。四個自動化系統(tǒng)是1. 自動化的加工設(shè)

19、備2. 自動化的刀具系統(tǒng)3. 自動化的物流系統(tǒng)4. 自動化控制與管理系統(tǒng)。66. 典型的柔性制造系統(tǒng)由以下4部分組成：流支持系統(tǒng)4. 信息流支持系統(tǒng)67. 除了指產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，包括CAPP 、NC 編程，工時定額的計算，生產(chǎn)計劃的制定，資源需求計劃的制定外，還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工，裝配，檢驗，存儲，輸送）的監(jiān)視，控制和管理68. 是專家系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)，它規(guī)定了如何從知識庫中選用適當(dāng)?shù)囊?guī)則來進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計，只有在一定的控制策略下，規(guī)程才能被啟用69. 是用字符（數(shù)字或者符號，字母）對零件各有關(guān)特征進(jìn)行描述和標(biāo)識的一套特定的規(guī)程和依據(jù)70. 為使數(shù)

20、控加工的自動循環(huán)符合人的意圖，必須在人機(jī)之間建立聯(lián)系，這種聯(lián)系的媒介稱為信息載體71. 是一種集中存儲方式，它存儲生產(chǎn)過程中流動的各種物科，根據(jù)計算機(jī)管理系統(tǒng)的信息，通過輸送系統(tǒng)適時供給或存取各工位所需的物科72. 涉及到系統(tǒng)框架設(shè)計，數(shù)據(jù)模式定義及其交換規(guī)范，各種算法設(shè)計工程數(shù)據(jù)庫設(shè)計，動態(tài)仿真等很多領(lǐng)域，還涉及到許多科學(xué)領(lǐng)域，如計算機(jī)科學(xué)與工程，計算機(jī)圖形學(xué)，機(jī)械設(shè)計，人機(jī)工程，電子技術(shù)及其他很多工程技術(shù)73. 船舶虛擬設(shè)計始終以制造為目標(biāo)，在船舶虛擬設(shè)計系統(tǒng)中可以單獨(dú)討論構(gòu)件（設(shè)備）的可制造性，而且由于艦船設(shè)計以船舶生命周期為最終目標(biāo)，在艦船虛擬設(shè)計系統(tǒng)中也可以討論船舶構(gòu)件（設(shè)備）的可維

21、護(hù)性74. 船體外板展開計算是在船體三項光順，差值生成肋骨型值，排定船體結(jié)構(gòu)后進(jìn)行的，主要任務(wù)是（1）生成外板縱接縫（2）計算展開外板零件（3）實現(xiàn)合理的加工補(bǔ)償和修正計算，將工藝融貫于外板展開計算中（4）提供外板零件按加工所需要的各種數(shù)據(jù)圖表，數(shù)控切割紙帶（5）為造船工程管理提供數(shù)據(jù)和信息75. （1）可以廣泛的應(yīng)用專家的知識和經(jīng)驗，從而降低對工藝設(shè)計人員的技能要求（2）顯著減少工藝設(shè)計的時間，縮短工藝準(zhǔn)備周期（3）保證工藝規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)化（4）可以編織出更精確地工藝規(guī)程76. 直線型輸入方式，環(huán)型輸入方式，網(wǎng)型輸入方式和以機(jī)器人為中心的的單元77. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前存在的一些障礙，為VR 制造的大部分專業(yè)設(shè)備不但造價高，使用起來很不方便，效果有限，而且局限性很大，還不能達(dá)到人們要求，更不能達(dá)到VR 所定義的那種環(huán)境。從軟件上講，由于硬件的諸多局限性，使得軟件開發(fā)費(fèi)用十分驚人，軟件所實現(xiàn)的效果受到時間和空間的很大影響，算法和許多相關(guān)理論也很不完善，另外，人們對大腦和人類行為的認(rèn)識還需進(jìn)一步提高。方向：更快的獲得高質(zhì)量的圖型，更便宜的設(shè)計出更完善的頭