1、第三節(jié)系統(tǒng)地功能與任務(wù)由于系統(tǒng)所研究地對象任務(wù)各有不同，則所選擇地支撐軟件不同，對系統(tǒng)地硬件配置、選型也不同.系統(tǒng)總體與外界進(jìn)行信息傳遞與交換地基本功能是靠硬件提供地，而系統(tǒng)所能解決地具體問題是由軟件保證地.一、系統(tǒng)地基本功能.人機(jī)交互功能在/系統(tǒng)中，人機(jī)接口是用戶與系統(tǒng)連接地橋梁.采用友好地用戶界面，是保證用戶直接、有效地完成復(fù)雜設(shè)計任務(wù)地基本和必要條件，除此以外，尚須有交互設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)人與計算機(jī)之間地聯(lián)絡(luò)與通信過程.b5E2R.圖形顯示功能如上述，/是一個人機(jī)交互地過程.在這個過程中，用戶地每一次操作，都能從顯示器上及時得到反饋，直到取得最佳地設(shè)計結(jié)果.plEan。從產(chǎn)品地造型、構(gòu)思、方案

2、地確定，結(jié)構(gòu)分析到加工過程地仿真，系統(tǒng)應(yīng)保證用戶能夠隨時觀察、修改中間結(jié)果，實(shí)時編輯處理.圖形顯示功能不僅能夠?qū)ΧS平面圖形進(jìn)行顯示控制，尚包含對三維實(shí)體地處理等功能.DXDiTo存儲功能當(dāng)/系統(tǒng)運(yùn)行時，具有很大地數(shù)據(jù)量，且伴隨著很多算法將生成大量地中間數(shù)據(jù)，尤其是對圖形地操作以及交互式地設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析中網(wǎng)格劃分等.為保證系統(tǒng)能夠正常地運(yùn)行，/系統(tǒng)必須配置容量較大地存儲設(shè)備，以支持?jǐn)?shù)據(jù)在各模塊運(yùn)行時地正確流通.工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)地運(yùn)行更應(yīng)具有儲存較大空間地保障.RTCrp.輸入輸出功能/系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一方面用戶需不斷地將有關(guān)設(shè)計要求、計算步驟地具體數(shù)據(jù)等輸入計算機(jī)內(nèi)；一方面通過計算機(jī)地處理，能夠

3、將系統(tǒng)處理地結(jié)果及時輸出.這個輸入輸出功能也是系統(tǒng)地基本功能.輸入輸出地信息可是數(shù)值，亦可為非數(shù)值.譬如圖形數(shù)據(jù)、文本、字符等.5PCzV二、/系統(tǒng)之主要任務(wù)/系統(tǒng)之主要任務(wù)是對產(chǎn)品設(shè)計、制造全過程地信息進(jìn)行處理.這些信息主要包括設(shè)計、制造中地數(shù)值計算、設(shè)計分析、工程繪圖、幾何建模、機(jī)構(gòu)分析、計算分析、有限元分析、優(yōu)化分析、系統(tǒng)動態(tài)分析、測試分析、 、工程數(shù)據(jù)庫地管理、數(shù)控編程、加工仿真等各個方面，列出其中幾項(xiàng)作以說明.jLBHr。.幾何建模產(chǎn)品設(shè)計構(gòu)思階段，系統(tǒng)能描述基本幾何實(shí)體及實(shí)體間地關(guān)系；提供基本體素、構(gòu)造實(shí)體地多種造型方法，以便為用戶提供所設(shè)計產(chǎn)品地幾何形狀、大小，進(jìn)行零件地結(jié)構(gòu)設(shè)計

4、以及零部件地裝配；能動態(tài)地顯示三維圖形，解決三維幾何建模中復(fù)雜地空間布局問題；同時還能進(jìn)行消隱、色彩濃淡處理等.利用幾何建模地功能，用戶不僅能構(gòu)造各種產(chǎn)品地幾何模型，還能夠隨時觀察、修改模型，或檢驗(yàn)零部件裝配地結(jié)果.xHAQX幾何建模是/系統(tǒng)地核心.它為產(chǎn)品地設(shè)計、制造提供基本數(shù)據(jù)，同時為其它模塊提供原始信息.幾何建模所定義幾何模型地信息可供有限元分析、繪圖、仿真、加工等模塊調(diào)用.系統(tǒng)總體與外界進(jìn)行信息傳遞與交換地基本功能是靠硬件提供地，而系統(tǒng)所能解決地具體問題是由軟件保證地.LDAYt幾何建模模塊內(nèi)，不僅能構(gòu)造規(guī)則形狀地產(chǎn)品模型，對于復(fù)雜表面地造型，系統(tǒng)可采用曲面造型或雕塑曲面造型地方法，根

5、據(jù)給定地離散數(shù)據(jù)或有關(guān)具體工程問題地邊界條件來定義、生成、控制和處理過渡曲面，或用掃描地方法得到掃視體、建立曲面地模型.小至盤插套、手機(jī)機(jī)殼、液晶顯示器機(jī)體，大到汽車車身、飛機(jī)機(jī)翼、巨型船舶船體等設(shè)計制造，均可采用此種方法.Zzz6Z。.工程繪圖很多產(chǎn)品地設(shè)計結(jié)果都是以圖形地形式出現(xiàn)，/中地某些中間結(jié)果也是通過圖形表達(dá)地./系統(tǒng)一方面應(yīng)具備從幾何造型地三維圖形直接向二維圖形轉(zhuǎn)換地功能；另一方面，還需有處理二維圖形地能力包括基本圖元地生成，標(biāo)注尺寸，圖形地編輯處理（比例變換、平移、圖形拷貝、圖形刪除等）以及顯示控制、附加技術(shù)條件等功能，保證生成符合生產(chǎn)要求，也符合國家標(biāo)準(zhǔn)地圖樣文件.dvzfvo

6、.計算分析/系統(tǒng)構(gòu)造了產(chǎn)品地形狀模型之后，能夠根據(jù)產(chǎn)品幾何形狀，計算出相應(yīng)地體積、表面積、質(zhì)量、重心位置、轉(zhuǎn)動慣量等幾何特性和物理特性、為系統(tǒng)進(jìn)行工程分析和數(shù)值計算提供必要地基本參數(shù)./中地結(jié)構(gòu)分析尚需進(jìn)行應(yīng)力、溫度、位移等計算；圖形處理中變換矩陣地運(yùn)算；體素之間地交、并、差運(yùn)算等；在工藝規(guī)程設(shè)計中有工藝參數(shù)地計算.故要求/系統(tǒng)對各類計算分析地算法正確、全面，且數(shù)據(jù)計算量大，還要有較高地計算精度.rqynl。優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)具有優(yōu)化求解地功能.即在一定條件地約束限制下，使工程設(shè)計中地預(yù)定指標(biāo)達(dá)到最優(yōu).優(yōu)化設(shè)計包括總體方案地優(yōu)化、產(chǎn)品零部件結(jié)構(gòu)地優(yōu)化、工藝參數(shù)地優(yōu)化、可靠性優(yōu)化等.優(yōu)化設(shè)計是現(xiàn)代設(shè)

7、計方法學(xué)中地一個重要地組成部分.Emxv%.有限元分析有限元分析是一種數(shù)值近似解法，用來解決結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜零件地靜態(tài)、動態(tài)特性，強(qiáng)度、振動、熱變形、磁場、溫度場強(qiáng)度、應(yīng)力分布狀態(tài)等計算分析在進(jìn)行靜、動態(tài)特性分析計算之前，系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，劃分網(wǎng)格、標(biāo)出單元號、節(jié)點(diǎn)號、并將劃分地結(jié)果顯示在屏幕上；進(jìn)行分析計算之后，將計算結(jié)果以圖形、 文件地形式輸出， 例如應(yīng)力分布圖、 溫度場分布圖、 位移變形曲線等， 使用戶方便、 直觀地看到分析地結(jié)果.SixE2o.計算機(jī)輔助工藝設(shè)計工藝設(shè)計是為產(chǎn)品地加工制造提供指導(dǎo)性地文件，是與地中間環(huán)節(jié).根據(jù)建模后生成地產(chǎn)品信息及制造要求，能決策或自動決策加工該產(chǎn)品

8、所采用地加工方法、加工步驟、加工設(shè)備及加工參數(shù).其結(jié)果一方面能被生產(chǎn)實(shí)際所用，生成工藝卡片文件，另一方面能直接輸出一些信息，為中地自動編程系統(tǒng)接收、識別，直接轉(zhuǎn)換為刀位文件.6ewMy.數(shù)控編程數(shù)控機(jī)床是由計算機(jī)控制地，而計算機(jī)又必須通過加工程序來控制機(jī)床.零件加工程序是控制機(jī)床運(yùn)動地源程序，它提供編程零件加工時機(jī)床各種運(yùn)動和操作地全部信息，主要地有加工工序各坐標(biāo)地運(yùn)動行程、速度、聯(lián)動狀態(tài)、主軸地轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、刀具地更換、切削液地打開和關(guān)斷以及排屑等.kavU4。數(shù)控編程地主要內(nèi)容有：分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、輸入程序以及工件試切.y

9、6V3A。.動態(tài)仿真在數(shù)控程序編制過程中出錯是經(jīng)常可能發(fā)生地， 若輸入進(jìn)給方向地錯誤及切削深度和機(jī)床功率地超載就會導(dǎo)致刀具、機(jī)床地?fù)p壞等.對產(chǎn)品從設(shè)計到制造地整個過程進(jìn)行動態(tài)仿真，即在產(chǎn)品設(shè)計之后投入生產(chǎn)之前，可以實(shí)時并行模擬出產(chǎn)品制造地全過程.借助于動態(tài)仿真系統(tǒng)，可以將數(shù)控程序地執(zhí)行過程在屏幕上顯示出來，從軟件上實(shí)現(xiàn)零件地試切過程.利用動態(tài)仿真系統(tǒng)可以檢查程序結(jié)構(gòu)錯誤、語法錯誤和詞法錯誤.動態(tài)仿真系統(tǒng)可以動態(tài)模擬加工地全過程，還可以對給定地工藝極限值進(jìn)行監(jiān)控檢測.M2ub6在/系統(tǒng)內(nèi)部，建立一個工程設(shè)計地實(shí)際系統(tǒng)模型，如機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、機(jī)器人等.通過進(jìn)行動態(tài)仿真，代替、模擬真實(shí)系統(tǒng)地運(yùn)行，用以預(yù)測產(chǎn)品地性能、產(chǎn)品地制造過程和產(chǎn)品地可制造性如數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，從軟件上實(shí)現(xiàn)零件試切地加工模擬，就可避免現(xiàn)場調(diào)試帶來地人力、物力地投入以及加工設(shè)備損壞地風(fēng)險，減少制造費(fèi)用，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期.通常有加工軌跡仿真，機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模擬，機(jī)器人仿真，工件、刀具、機(jī)床地碰撞、干涉檢驗(yàn)等.0YujC.計算機(jī)輔助測試技術(shù)計算機(jī)輔助測試技術(shù)是一門新興地綜合性學(xué)科，它所涉及地范圍包括微型計算機(jī)技術(shù)、測量技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、信號地傳輸和轉(zhuǎn)換技術(shù)、抗干擾技術(shù)及現(xiàn)代控制理論等.我國對計算機(jī)輔助測試?yán)碚摵蛯?shí)踐地研究已有很大發(fā)展，取得了很大地成績，且在科研、生產(chǎn)中得到了十分廣泛地應(yīng)用.eUts8。.工程數(shù)據(jù)