UG试题及答案
⼀、CAD/CAM系统的组成?
答:CAD/CAM系统的组成包括CAD、CAE、CAPP、CAM和⼯程数据库、产品数据交换标准、计算机⽹络等单元技术。
⼆、什么是参数化设计?有什么优点?
答:参数化设计是通过约束来定义和修改⼏何模型的设计⽅法。约束反映了设计时要考虑的因素,包括尺⼨约束、拓扑约束及⼯程约束(如应⼒、性能)等。它的优点是设计⼈员在更新或修改产品模型时,⽆须考虑⼏何元素之间能否保持原有的约束条件从⽽可以根据产品需要动态的、创造性的进⾏产品设计。
三、简述PDM系统及其在企业设计部门中的作⽤?
答:其作⽤主要有以下五⽅⾯:1.管理电⼦资料和⽂档库2.管理系统结构和配置3.管理项⽬4.管理⼯作流与过程5.管理系统安全与权限。
四、产品的全⽣命周期的含义是什么?
答:产品的全⽣命周期是指:产品从设计研发、⽣产、销售、使⽤直到报废的整个过程。
五、MES含义是什么?MES在企业⽣产中的作⽤如何?
答:(1)MES系统是⼀套⾯向制造企业车间执⾏层的⽣产信息化管理系统。(2)MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、⽣产调度管理、库存管理、质量管理、⼈⼒资源管理、⼯作中⼼/设备管理、⼯具⼯装管理、采购管理、成本管理、项⽬看板管理、⽣产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造⼀个扎实、可靠、全⾯、可⾏的制造协同管理平台。
六、简述数控机床的组成?
答:数控机床的组成主要包括输⼊装置、数控装置、执⾏装置、检测装置及辅助控制装置⼏个部分。
七、简述数控编程的基本步骤
答:分析零件图纸,进⾏⼯艺处理,确定⼯艺过程,计算⼑具中⼼云动轨迹,获得⼑位数据,编制零件加⼯程序,校核程序。
⼋、简述优化设计⼀般⼯作流程
答:优化设计是以数学规划理论为基础,以计算机为⼯具优选设计参数的⼀种现代设计⽅法(1)设计课题分析通过对设计课题的分析,提出设计⽬标它可以是单项设计指标,也可以是多项设计指标的组合。
(2)建⽴数学模型将⼯程优化设计问题⽤数学⽅程式的形式予以全⾯的、准确的描述,即建⽴优化数学模型。
(3)选择优化设计⽅法根据所建⽴的数学⽅程式的性质、设计精度的要求等选⽤合适的优化设计⽅法,并做出相应的程序设计。
(4)上机电算求解根据所编程序及相关数据上机运算,⾃动得出最优值。然后对计算结果做出分析和判断,则得出最优设计⽅案。
九、3D打印是如何影响CAD/CAM系统的⼯作流程的?
答:3D打印技术最突出的优点是⽆需机械加⼯或任何模具,就能直接从计算机图形数据中⽣成任何形状的物体,从⽽极⼤地提⾼⽣产率和降低⽣产成本。⽽如果这⼀技术能够在⼯程机械领域得到⼴泛的应⽤,意味着传统的⽣产加⼯线将成为历史。⽽当⼤型制造商⼈⼯密集型或机器密集型的⽣产⽅式丧失竞争优势时,就会有更多的中⼩企业有机会参与到市场竞争中来。当然,依靠3D打印技术进⾏整机⽣产,
从⽬前来看可能还是相当遥远的事,但是不可否认的是,3D打印技术的不断发展和推⼴,会在未来逐步影响⼯程机械⾏业的格局。3D打印技术或许将改变⼯程机械零配件供应的形式,从⽽削弱地域的垄断。据对装载机⽤户的调研显⽰,⽤户在购买⼯程机械产品时,除了机器本⾝的质量以外,配件供应的速度也是其⾮常关注的因素。故如果在某⼀地区没有建⽴⼤型的配件库,则⼚商很难在当地具备竞争⼒。但是,有了3D打印技术,配件供应不再依靠实物的运送,转⽽变为信息的传输。3D 打印技术所带来的定制化趋势,也将使得中⼩制造商在竞争中获益。当⼤型制造商在依靠⼤规模⽣产标准化产品累计财富的同时,中⼩企业可以通过3D打印技术,对某些零部件进⾏定制化⽣产,依靠满⾜客户个性化的需求来赢得客户的青睐。
⼗、虚拟现实是如何影响CAD/CAM系统的⼯作流程的?
答:在CAD/CAM中应⽤虚拟与现实技术,可以缩短设计制造周期,提⾼设计质量,降低设计成本。⼀般⼯程机械设备都要经过设计、加⼯、检测、装配、试运⾏等阶段,⽬前计算机技术已经被⼴泛应⽤于各个阶段中。在CAD/CAM技术的应⽤⽅⾯,虚拟现实技术具有⼴阔的发展前景。在CAD/CAM中计算机仿真已经应⽤于如下⼏个⽅⾯: (l)机构运动轨迹⽅式的仿真;(2)构件受⼒的有限元分析;(3)机器装配整体性能模拟;(4)⼯程构件破坏性实验分析。
⼗⼀、⽐较参数化设计与变量化设计优缺点?
答:参数化设计也称为尺⼨驱动,使设计⼈员从⼤量繁重⽽琐碎的绘图⼯作中解脱出来,可以⼤⼤提⾼设计速度,并减少信息的存储量。参数化设计在⾮全约束时,造型不可执⾏后续操作,⽽变量化设计可适应任何约束状况,尺⼨是否标注完全并不影响后续操作;
参数化设计苛求全约束,每⼀个⽅程式必须是显函数,⼏何⽅程的求只能是顺序求解。变量化设计为适应各种约束条件,采⽤联⽴求解的⽅式,⽅程求解顺序;
参数化设计局限于尺⼨驱动⼏何形状修改,变量化设计解决任意约束下情况下的产品设计问题,不仅可以做到尺⼨驱动,亦可实现约束驱动。
⼗⼆、请给出有限元分析法的特点及其⼀般⼯作流程
答:有限元分析是⽤较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的⼩的互连⼦域组成,对每⼀单元假定⼀个合适的,较简单的近似解,然后推导求解这个域总的满⾜条件,从⽽得到问题的解。此外,它的近似性仅限于相对⼩的⼦域中。第⼀步:问题及求解域定义;第⼆步:求解域离散化;第三步:确定状态变量及控制⽅法;第四步:单元推导;第五步:总装求解;第六步:联⽴⽅程组求解和结果解释。
⼗三、试论述PDM与产品设计和开发过程的关系
答:PDM是以软件技术为基础,以产品为核⼼,实现对产品相关的数据、过程、资源⼀体化集成管理的技术,在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来,利⽤计算机系统控制整个产品的开发设计过程,通过逐步建⽴虚拟的产品数据模型,PDM系统可以有效、实时、完整地控制从产品规划到产品报废处理的整个产品⽣命周期中的各种复杂的数字化信息。⼗四、在产品设计与开发中,并⾏⼯程与传统的串⾏开发模式相⽐,具有什么优点?
答:串⾏的产品开发过程存在着许多弊端。⾸要的问题是以部门为基础的组织机构严重
地妨碍了产品开发的速度和质量。产品设计⼈员在设计过程难以考虑到顾客的需求、制造⼯程、质量控制等约束因素,易造成设计和制造的脱节;所设计的产品可制造性、可装配性差,使产品的开发过程变成了没计、加⼯、试验、修改的多重循环,从⽽造成设计改动过⼤⼤,产品开发周期长,产品成本⾼。
1.并⾏⼯程是在CAD、CAM、CAPP等技术⽀持下,将原来分别进⾏的⼯作在时间和空间上交叉、重叠,充分利⽤了原有技术,并吸收了当前迅速发展的计算机技术、信息技术的优秀成果,使其成为先进制造技术中的基础;
2.在并⾏⼯程中为了达到并⾏的⽬的,必须建⽴⾼度集成的主模型,通过它来实现不同部门⼈员的协同⼯作;为了达到产品的⼀次设计成功,减少反复,它在许多部分应⽤了仿真技术;主模型的建⽴、局部仿真的应⽤等都包含在虚拟制造技术中,可以说并⾏⼯程的发展为虚拟制造技术的诞⽣创造了条件,虚
拟制造技术将是以并⾏⼯程为基础的,并⾏⼯程的进⼀步发展⽅向是虚拟制造。所谓虚拟制造⼜叫拟实制造,它利⽤信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的⼈、物、信息及制造过程进⾏全⾯的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际⽣产前就采取预防措施,从⽽达到产品⼀次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争⼒的⽬的,并⾏⼯程与⾯向制造和装配的产品设计⼗九、什么是⼯件坐标系?什么是机床坐标系?在数控编程与加⼯中,如何使⽤这两个坐标系?
答:⼯件坐标系:固定于⼯件上的笛卡尔坐标系,是编程⼈员在编制程序时⽤来确定⼑具和程序起点的,该坐标系的原点可由使⽤⼈员根据具体情况确定,但坐标轴的⽅向应与机床坐标系⼀致并且与之有确定的尺⼨关系;机床坐标系:是以机床原点O 为坐标系原点,建⽴的由Z轴和X轴组成的直⾓坐标,机床坐标系是⽤来确定⼯件坐标系的基本坐标系。是机床上固有的坐标系,并设有固定的坐标原点。
⼆⼗、CAD/CAM集成的主要实现形式包括哪些?
答:1)通过专⽤数据接⼝实现集成
2)利⽤数据交换标准格式接⼝⽂件实现集成
3)基于统⼀产品模型和数据库的集成
4)基于特征⾯向并⾏⼯程的设计与制造集成⽅法
⼆⼗四、CAD/CAM系统的⼯作流程?
答:零件图纸→_→cad造型→_→⼯艺处理:capp,⼯艺规划→_→cam⼑位计算→_→→_→⼑位验证→_→后置处理→_→数控程序
+⽑胚→_→数控机床→_→零件
⼆⼗七、什么是制造业信息化?为什么要实施制造业信息化?
答:(1)制造业信息化是指充分利⽤以现代信息技术为代表的⾼新技术对传统产业的渗透以及信息技术与其它专业技术的融合,在制造企业⾏业⾥的产品全⽣命周期中,通过信息技术的应⽤、信息资源的开发、利⽤、集成和共享,达到企业资源的优化配置和⾼效运转,从⽽提⾼制造业的经济效益和整体竞争⼒,改造和提升传统的制造⾏业。(2)制造业信息化可以改善制造企业的经营、管理、产品开发和⽣产等各个环节,提⾼⽣产效率、产品质量和企业的创新能⼒,降低消耗,带动产品设计⽅法和设计⼯具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新以及企业间协作关系的创新,实现设计制造和企业管理的信息化、⽣产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的⽹络化,全⾯提升我国制造业的竞争⼒。⼆⼗⼋、尺⼨驱动系统与变量驱动系统的主要区别如何?
答:“尺⼨驱动”是系统提供的⼀套局部参数化功能。⽤户在选择⼀部分实体及相关尺⼨后,系统将根据
尺⼨建⽴实体间的拓扑关系,当⽤户选择想要改动的尺⼨并改变其数值时,相关实体及尺⼨也将受到影响发⽣变化,但元素间的拓扑关系保持不变,如相切、相连等。
另外,系统还可⾃动处理过约束及⽋约束的图形。
此功能在很⼤程度上使⽤户可以在画完图以后再对尺⼨进⾏规整,修改,提⾼作图速度,对已有的图纸进⾏修改也变得更加简单、容易。
变量驱动⽅法将设计对象视为⼀个⼏何约束系统,这个⼏何约束系统由各种⼏何元素以及作⽤于这些⼏何元素之间的各种约束关系构成。⽽约束关系主要是由尺⼨约束和结构约束来表⽰,⽤户进⾏的尺⼨标注实质上就是图形约束关系的数值体现,对图形进⾏尺⼨驱动是变量化设计技术的基本功能。
⼆⼗九、简述⾃上⽽下和⾃下⽽上的设计过程。(84页)
答:前者先设计零件,然后搭积⽊式地进⾏装配设计;后者⾸先进⾏总体的原则设计,然后将总体原则设计贯穿到所有的⼦装配或者部件中。
三⼗、产品数据交换的意义是什么?⽬前有那些常⽤的交换接⼝?(92页,95页)答:由于市场上有⾮常多的软件共存,为了在这些软件之间取长补短,也为了保护⽤户的劳动成果,数据交换⾮常重要。通⽤接⼝有1)Autodesk DXF 2)ACIS SAT 3)Parasolid X_T。
三⼗⼀、简述多领域混合建模仿真的基本原理。
答:多领域建模是将机械、控制、电⼦、液压、⽓动、软件等不同学科领域的模型“组装”成为⼀个更⼤的仿真模型,以⽤于仿真运⾏。根据需要,实际建模的时候,可以将不同领域的仿真型“零件”组装成仿真型“部件”,也可以将不同领域的仿真模型“部件”组装成仿真模型的“⼦系统”,还可以将不同领域的仿真模型“⼦系统”组装成仿真模型“系统”。三⼗⼆、简述多学科优化的基本原理和常⽤优化⽅法。
答:通过探索和利⽤系统中相互作⽤的协同机制,利⽤多⽬标策略和计算机辅助技术来设计复杂系统及⼦系统,可以有效缩短设计周期,获取系统整体最优性能。MDO⽅法有:多学科可⾏⽅法、单学科可⾏⽅法、同时分析优化⽅法、并⾏⼦空间优化⽅法、协同优化⽅法、BLISS⽅法等
三⼗四、简述CNC系统的组成和主要功能。
答:cnc系统有计算机,存储器,接⼝电路和外部设备四个部分组成。cnc的功能是利⽤存储在计算机存储器⾥的系统程序对机床设备进⾏数字逻辑控制。
三⼗五、分析反求⼯程中产⽣误差的来源,并总结原始设计精度还原的⽅法。
简述数据库系统的特点答:反求⼯程中产⽣误差的来源有1,原型误差。2,测量误差。3,数据处理误差。4,CAD重构误差。
原始设计参数还原的⽅法:在反求设计过程中可以使反求参数接近于最初设计参数,并将误差控制在⼀定精度内,⽽且从反求设计过程所依赖的知识及其参数选择的各种规则中可以窥见最初设计思想及某些设计参数的决策⽅法。
三⼗六、快速原型制造中的切⽚处理⽅法有哪些?简述它们的基本原理。
答:快速原型制造中的切⽚处理⽅法有1,基于STL⽂件的切⽚。2,直接切⽚。3,基于反求⼯程的切⽚。
1,基于STL⽂件切⽚的基本原理:将三维曲⾯CAD模型近似成⼩三⾓形平⾯的组合。
2,直接切⽚的基本原理:直接将CAD模型数据⽤于快速原型制造,⽽不需要⽣成STL ⽂件。3,基于反求⼯程切⽚的基本原理:在反求⼯程中取得测量数据后,经过数据处理,但不进⾏三维重构⽣成CAD模型,⽽直接应⽤测量数据转换成⼆维切⽚数据进⾏加⼯的⽅法。
三⼗七、简述⽹络化产品协同开发的原理与流程?
答:1.原理:以开发信息合理流动关系、组织、资源和逻辑制约关系等为框架,针对客户需求的个性化产品开发(包括协同设计与协同制造)所需的实际资源和约束条件,考虑产
品全寿命周期的信息,综合控制与维护开发⼯作的状态及其历史过程,使产品数据与其相关的过程有机地结合起来;同时基于并⾏⼯程哲理,要求采⽤集成的、并⾏的、协同的⽅式开发定制化的产品,在整个开发流程中,各个产品协同开发组织通过统⼀的产品数字化信息模型实现开发信息的共享与交互,协同完成产品开发任务;并在产品开发流程的每个活动中都要考虑到后续各步骤的约束要求,通过与后续步骤进⾏信息发布与反馈的充分交流,使产品功能结构等的修改⼯作尽量被控制在每个相对独⽴的开发层次内部,形成内部信息流反馈活动的“⼩周期”。2.流程:⽹络化产品协同开发流程是跨区域、跨时空的产品开发组织在计算机和⽹络环境的⽀持下,⾯向产品族进⾏的⼀系列开发活动的集合。
三⼗⼋、CIMS由哪⼏部分组成?各部分的功能是什么?
1.CIMS有管理信息分系统(MIS),技术信息分系统(TIS),制造⾃动化分系统(MAS),质量信息分系统(QIS)和⽹络/数据库分系统(NET&DB)等若⼲个分系统组成。
2.各部分功能
(1)质量信息分系统:是把质量要求和质量监控信息时刻传送到系统中
(2)技术信息分系统:对技术信息进⾏检测和控制
(3)制造⾃动化分系统:把原材料进⾏加⼯,⽣产出的产品进⾏从⾃动监控
(4)管理信息分系统:对市场需求和客户需求进⾏收集和分析,然后对售后做出分析和检测。
(5)⽹络/数据库分系统:由计算机软硬件组成的⽀撑环境系统,所有的应⽤系统都是在这个系统的⽀撑下运⾏的
三⼗九、ERP的核⼼管理思想是什么?主要体现在哪些⽅⾯?
答:1.ERP的核⼼管理思想就是实现对整个供应链的有效管理,状态就是对物流、资⾦流、信息流状态的监控和执⾏。
2.主要体现在三个⽅⾯:(1)对整个供应链资源状态的监控(2)对采购、⽣产、销售同步状态的监控。(3)计划与控制状态管理
四⼗、简述C4P技术的内涵
答:具体⽽⾔,企业信息化的内涵包含五个⽅⾯的内容:(1)产品信息化;产品信息化要使⽤好两个技术,⼀是应⽤数字技术,增加传统产品的功能,提⾼产品的附加值。⼆是应⽤⽹络技术,产品的质量改变不⼤,最⼤的差别在于通过服务提⾼了产品的附加值。(2)⽣产过程信息化即⾃动化技术在⽣产过程中的应⽤,⽤⾃动化、智能化⼿段解决加⼯过程中的复杂问题,提⾼⽣产的质量、精度和规模制造⽔平。其中主要应⽤包括数控设备地应⽤、计算机⽣产过程⾃动控制系统应⽤、⽣产数据⾃动收集、⽣
产设备⾃动控制、产品⾃动化检测及⽣产⾃动化覆盖等。(3)企业管理信息化;企业通过管理信息系统的集成,提⾼决策管理⽔平。主要应⽤层⾯包括企业资源规划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统、客户关系管理(CRM)系统和辅助决策⽀持(DSS)系统;(4)市场经营信息化。通过实施电⼦商务,可以⼤⼤节约经营成本,提⾼产品的市场竞争能⼒,提⾼经济效益.(5)设计信息化即产品设计、⼯艺设计⽅⾯的信息化。
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