2013年9月份考试机械CAD/CAM第三次作业
一、填空题（本大题共22分，共 11 小题，每小题 2 分）
1. 投影变换包括 ______ 、 ______ 和 ______ 变换。
2. 并行工程要求产品开发人员在设计的阶段就考虑 ______ 的所有要求。
3. CAD/CAM系统的选择原则分为 ______ 和 ______ 。
4. 软件设计包括 ______ 和 ______ 。
5. 产品的设计制造过程大致分为6个阶段，它们分别是 ______ , ______ , ______ , ______ , ______ , ______ 。
6. 按自动化程度可以把数控编程分为 ______ 和 ______ 两类。
7. CAD系统中常用的几何模型有： ______ 、 ______ 和 ______ 三类。
8. 数控机床的直线运动采用的是 ______ 坐标系。
9. 产品定义模型可分为 ______ 和 ______ 模型。
10. ______ 系统是一种智能软件系统，把有关人类专家的经验和知识表示成计算机能接受和处理的符号形式。
11. 数控加工中，作用在刀具上的两个位置点应特别重视，一是 ______ ，另一为 ______ 。
二、名词解释题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）
1. CAPP的概念
2. 智能式CAD/CAM系统
3. 螺旋模型
4. 边界表示法(B-rep Boundary Representation）
5. 扫描法(Sweep Representation)
6. 向量的定义
7. 几何信息
8. 窗口
9. 软件工程过程模型
10. 刀位点
三、简答题（本大题共24分，共 8 小题，每小题 3 分）
1. 计算机辅助绘图的主要优点是什么？
2. 简述矢量图的优缺点。
3. 简述线框模型的缺点。
4. 简述设备坐标系的特点。
5. CAD/CAM系统的硬件和软件技术相辅相成的发展，经历了哪些阶段？
6. 企业采用CAD/CAM技术可以获得哪些方面的效益？
7. 简述您所使用（实验）过的交互式CAD系统中，人机交互通常采用哪些方式？
8. 数控加工中需要重视的两个位置分别是什么？
四、论述题（本大题共24分，共 6 小题，每小题 4 分）
1.
说明实体的边界表示法的基本思想。
2. CAD/CAM系统硬、软件的基本构成，以及在系统中所起的作用。
3.
已知直线AB两端点的坐标为A(2,3,),B(5,6).写出使直线AB以坐标原点为中心顺时针旋转90°的变换矩阵，并求出变换后直线AB的坐标矩阵。
4.
工程数据数据库存储应该注意哪些问题？
5. 什么是数据库管理系统？它具有哪些基本功能？
6.
何谓计算机辅助工艺规程设计？
答案：
一、填空题（22分，共 11 题，每小题 2 分）
1.
参考答案：
正投影 正轴测投影 斜轴测投影
解题方案：
正投影、正轴测投影、斜轴测投影
评分标准：
每空一分
2.
参考答案：
产品整个生命周期
解题方案：
产品整个生命周期
评分标准：
每空一分
3.
参考答案：
硬件选型原则软件选型原则
解题方案：
硬件选型原则，软件选型原则
评分标准：
每空一分
4.
参考答案：
概要设计 详细设计
解题方案：
概要设计，详细设计
评分标准：
每空一分
5.
参考答案：
概念设计 初步设计 详细设计 文档设计 工艺规划和加工制造
解题方案：
概念设计、初步设计、详细设计、文档设计、工艺规划和加工制造
评分标准：
每空一分
6.
参考答案：
手工编程 计算机辅助编程
解题方案：
手工编程、计算机辅助编程
评分标准：
每空一分
7.
参考答案：
线框模型 表面模型 实体模型
解题方案：
线框模型、表面模型、实体模型
评分标准：
每空一分
8.
参考答案：
笛卡尔
解题方案：
笛卡尔
评分标准：
每空一分
9.
参考答案：
零件信息 产品信息
解题方案：
零件信息、产品信息
评分标准：
每空一分
10.
参考答案：
专家
解题方案：
专家
评分标准：
每空一分
11.
参考答案：
刀触点 刀位点
解题方案：
刀触点、刀位点
评分标准：
每空一分
二、名词解释题（30分，共 10 题，每小题 3 分）
1.
参考答案：
CAPP（计算机辅助工艺设计）是指工艺人员借助于计算机，根据产品制造工艺要求，交互地或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法的选择、工艺路线确定、工序设计等。
解题方案：
CAM(Computer Aided Process Planning )
评分标准：
2分
2.
参考答案：
将人工智能技术，特别是专家系统技术应用于产品和工程设计中，即形成专业领域的设计型专家系统。
解题方案：
人工智能技术和专家系统的应用
评分标准：
2分
3.
参考答案：
螺旋模型是瀑布模型与原型模型的有机结合，它既有原型模型的迭代特征，又有瀑布模型的系统化特征，此外，螺旋模型还增加了新的模型成分—风险分析。
解题方案：
瀑布模型和原型模型的结合，增加风险分析
评分标准：
2分
4.
参考答案：
边界表示法简称B-Rep法。它的基本思想是一个实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义。边界表示法强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何信息和拓扑信息，将面、边、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。
解题方案：
实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义
评分标准：
2分
5.
参考答案：
扫描法是一种沿空间某一轨迹扫描某物体，从而定义新物体的方法。一个集合在空间运动就能“扫”成一实体，通常用二维形体及它的运动轨迹来表示扫描生成的物体。有平移扫描和旋转扫描两种扫描方法。
解题方案：
沿空间某一轨迹扫描某物体，从而定义新物体的方法
评分标准：
2分
6.
参考答案：
向量就是几何空间中两点之间的一个有向线段，由大小和方向两个特征定义。
解题方案：
有向线段
评分标准：
2分
7.
参考答案：
指一个物体在三维欧氏空间中的位置信息。它们反映物体的大小及位置，例如顶点的坐标值、曲面数学表达式中的具体系数等。
解题方案：
物体在三维欧氏空间中的位置信息
评分标准：
2分
8.
参考答案：
窗口是在世界坐标系中定义的确定显示内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系下显示输出，而窗口外的部分则被裁剪掉。窗口的大小与位置可以通过确定矩形左下角和右上角的坐标来定义。
解题方案：
显示内容的一个矩形区域
评分标准：
2分
9.
参考答案：
软件工程过程模型是指能够覆盖软件工程的过程、方法和工具，以及软件工程的一般阶段的开发策略。
解题方案：
软件工程的过程、方法和工具，及开发策略
评分标准：
2分
10.
参考答案：
刀位点是数控编程中表示刀具编程位置的坐标点。
解题方案：
刀具运动中的相关坐标点
评分标准：
2分
三、简答题（24分，共 8 题，每小题 3 分）
1.
参考答案：
1)提高了绘图的精度和准确度；2)提高了绘图的速度。
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
（1）优点：储存所需的空间小，图形的缩放不会失真。（2）缺点：图形不能太复杂。
解题方案：
回答优点和缺点
评分标准：
每点2.5分
3.
参考答案：
答：（1）线框模型的解释不唯一；
（2）表达的信息不够完整；
（3）不能计算物体的几何特性；
（4）不能表达复杂形体；
（5）缺乏有效性；
（6）不能在任意视点位置输出曲面体的轮廓线。
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
（1）它是个二维平面坐标系；（2）它的度量单位是步长(绘图仪)或像素(屏幕)；（3）它的定义域是整数域；（4）它取值离散值。
解题方案：
共4点：二维平面坐标系，度量单位是步长或像素，定义域是整数域，取值离散值。
评分标准：
每点1.2分
5.
参考答案：
（1）单元技术的发展和应用阶段：20世纪60—70年代，出现了各种交互式图形系统；简化了图像、图表的生成和处理；三维线框模型和曲面模型得到应用；成组技术开始使用。 （2）CAD/CAM的集成阶段：20世纪80年代，实体造型成熟，人工智能和专家系统开始应用，分布式的网络工作站成为流行的硬件平台。 （3）面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM阶段：20世纪90年代，CAD/CAM技术从传统的面向零件的阶段向面向产品并行设计、协同工作方向发展。
解题方案：
简述CAD/CAM系统发展的三个阶段，从单元技术的发展和应用阶段到面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM阶段。
评分标准：
第一小点1分，其余各2分
6.
参考答案：
答：（1）快速响应市场，缩短产品开发周期；
（2）提高产品质量；
（3）提高计算机资源的利用率，减小资源浪费；
（4）提高产品竞争能力，适应多品种、小批量和个性化的市场需求。
解题方案：
评分标准：
7.
参考答案：
①屏幕显示菜单，用户从几项中任选一项，控制计算机该做哪项工作；②屏幕显示某项内容，请用户回答“Y”或“N”，用户回答；③屏幕显示计算机要求用户输入的参数名称，用户输入数值；④屏幕给以提示，告诉用户下一步该做什么。
解题方案：
评分标准：
8.
参考答案：
1.刀触点，即为加工过程中刀具与工件实际接触的点，由它产生最终的切削效果。2.刀位点：数控编程中表示刀具编程位置的坐标点。
解题方案：
刀触点和刀位点
评分标准：
每点2.5分
四、论述题（24分，共 6 题，每小题 4 分）
1.
参考答案：
答：边界表示法（B-Rep）法的基本思想是一个实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义。强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何信息和拓扑信息，将面、边、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。
解题方案：
分别写每一个的工作原理。
评分标准：
按标准答案标准给分
2.
参考答案：
CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、自动化生产装备以及计算机网络等几部分组成。其中，主机是硬件核心，存储器用以存储数据，输入输出设备用以交换数据。（3分） 软件系统分为系统软件、支撑软件和专业性应用软件三个层次。系统软件是其他软降的基础和支持，支撑软件是各种应用软件的工具和基础，应用软件是根据用户的具体要求，在支撑软件基础上经过二次开发的专用软件。（3分）
解题方案：
CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、自动化生产装备以及计算机网络等几部分组成。软件系统分为系统软件、支撑软件和专业性应用软件三个层次。
评分标准：
按标准答案标准给分
3.
参考答案：
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
答：工程数据数据库存储要注意的问题有：
（1）数据资料的正确组织；
（2）选择适宜的文件组织方法，根据要存储数据的使用情况、数量大小选择建立顺序、索引或直接存取文件；
（3）正确录入数据，；
（4）注意保存、备份数据文件。
解题方案：
5个方面回答
评分标准：
按标准答案标准给分
5.
参考答案：
1)数据库管理系统(DBMS)是建立、运用和维护数据库时进行集中控制的软件系统。(2分) 2)DBMS一般具有以下功能：(3分) a.数据库定义 b.数据库管理 c.数据库的建立和维护 d.通讯功能 e.其它功能，如应用程序的开发、文件管理、设备控制等。
解题方案：
是建立、运用和维护数据库时进行集中控制的软件系统。有5个功能
评分标准：
五要点答对两项给2分，三项给2分，五项全对给5分
6.
参考答案：
答：计算机辅助工艺规程设计是指在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
解题方案：
多样性，离散性，复杂性，随机性，模糊性
评分标准：
标准答案标准给分
一、填空题（本大题共22分，共 11 小题，每小题 2 分）
1. 投影变换包括 ______ 、 ______ 和 ______ 变换。
2. 并行工程要求产品开发人员在设计的阶段就考虑 ______ 的所有要求。
3. CAD/CAM系统的选择原则分为 ______ 和 ______ 。
4. 软件设计包括 ______ 和 ______ 。
5. 产品的设计制造过程大致分为6个阶段，它们分别是 ______ , ______ , ______ , ______ , ______ , ______ 。
6. 按自动化程度可以把数控编程分为 ______ 和 ______ 两类。
7. CAD系统中常用的几何模型有： ______ 、 ______ 和 ______ 三类。
8. 数控机床的直线运动采用的是 ______ 坐标系。
9. 产品定义模型可分为 ______ 和 ______ 模型。
10. ______ 系统是一种智能软件系统，把有关人类专家的经验和知识表示成计算机能接受和处理的符号形式。
11. 数控加工中，作用在刀具上的两个位置点应特别重视，一是 ______ ，另一为 ______ 。
二、名词解释题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）
1. CAPP的概念
2. 智能式CAD/CAM系统
3. 螺旋模型
4. 边界表示法(B-rep Boundary Representation）
5. 扫描法(Sweep Representation)
6. 向量的定义
7. 几何信息
8. 窗口
9. 软件工程过程模型
10. 刀位点
三、简答题（本大题共24分，共 8 小题，每小题 3 分）
1. 计算机辅助绘图的主要优点是什么？
2. 简述矢量图的优缺点。
3. 简述线框模型的缺点。
4. 简述设备坐标系的特点。
5. CAD/CAM系统的硬件和软件技术相辅相成的发展，经历了哪些阶段？
6. 企业采用CAD/CAM技术可以获得哪些方面的效益？
7. 简述您所使用（实验）过的交互式CAD系统中，人机交互通常采用哪些方式？
8. 数控加工中需要重视的两个位置分别是什么？
四、论述题（本大题共24分，共 6 小题，每小题 4 分）
1.
说明实体的边界表示法的基本思想。
2. CAD/CAM系统硬、软件的基本构成，以及在系统中所起的作用。
3.
已知直线AB两端点的坐标为A(2,3,),B(5,6).写出使直线AB以坐标原点为中心顺时针旋转90°的变换矩阵，并求出变换后直线AB的坐标矩阵。
4.
工程数据数据库存储应该注意哪些问题？
5. 什么是数据库管理系统？它具有哪些基本功能？
6.
何谓计算机辅助工艺规程设计？
答案：
一、填空题（22分，共 11 题，每小题 2 分）
1.
参考答案：
正投影 正轴测投影 斜轴测投影
解题方案：
正投影、正轴测投影、斜轴测投影
评分标准：
每空一分
2.
参考答案：
产品整个生命周期
解题方案：
产品整个生命周期
评分标准：
每空一分
3.
参考答案：
硬件选型原则软件选型原则
解题方案：
硬件选型原则，软件选型原则
评分标准：
每空一分
4.
参考答案：
概要设计 详细设计
解题方案：
概要设计，详细设计
评分标准：
每空一分
5.
参考答案：
概念设计 初步设计 详细设计 文档设计 工艺规划和加工制造
解题方案：
概念设计、初步设计、详细设计、文档设计、工艺规划和加工制造
评分标准：
每空一分
6.
参考答案：
手工编程 计算机辅助编程
解题方案：
手工编程、计算机辅助编程
评分标准：
每空一分
7.
参考答案：
线框模型 表面模型 实体模型
解题方案：
线框模型、表面模型、实体模型
评分标准：
每空一分
8.
参考答案：
笛卡尔
解题方案：
笛卡尔
评分标准：
每空一分
9.
参考答案：
零件信息 产品信息
解题方案：
零件信息、产品信息
评分标准：
每空一分
10.
参考答案：
专家
解题方案：
专家
评分标准：
每空一分
11.
参考答案：
刀触点 刀位点
解题方案：
刀触点、刀位点
评分标准：
每空一分
二、名词解释题（30分，共 10 题，每小题 3 分）
1.
参考答案：
CAPP（计算机辅助工艺设计）是指工艺人员借助于计算机，根据产品制造工艺要求，交互地或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法的选择、工艺路线确定、工序设计等。
解题方案：
CAM(Computer Aided Process Planning )
评分标准：
2分
2.
参考答案：
将人工智能技术，特别是专家系统技术应用于产品和工程设计中，即形成专业领域的设计型专家系统。
解题方案：
人工智能技术和专家系统的应用
评分标准：
2分
3.
参考答案：
螺旋模型是瀑布模型与原型模型的有机结合，它既有原型模型的迭代特征，又有瀑布模型的系统化特征，此外，螺旋模型还增加了新的模型成分—风险分析。
解题方案：
瀑布模型和原型模型的结合，增加风险分析
评分标准：
2分
4.
参考答案：
边界表示法简称B-Rep法。它的基本思想是一个实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义。边界表示法强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何信息和拓扑信息，将面、边、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。
解题方案：
实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义
评分标准：
2分
5.
参考答案：
扫描法是一种沿空间某一轨迹扫描某物体，从而定义新物体的方法。一个集合在空间运动就能“扫”成一实体，通常用二维形体及它的运动轨迹来表示扫描生成的物体。有平移扫描和旋转扫描两种扫描方法。
解题方案：
沿空间某一轨迹扫描某物体，从而定义新物体的方法
评分标准：
2分
6.
参考答案：
向量就是几何空间中两点之间的一个有向线段，由大小和方向两个特征定义。
解题方案：
有向线段
评分标准：
2分
7.
参考答案：
指一个物体在三维欧氏空间中的位置信息。它们反映物体的大小及位置，例如顶点的坐标值、曲面数学表达式中的具体系数等。
解题方案：
物体在三维欧氏空间中的位置信息
评分标准：
2分
8.
参考答案：
窗口是在世界坐标系中定义的确定显示内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系下显示输出，而窗口外的部分则被裁剪掉。窗口的大小与位置可以通过确定矩形左下角和右上角的坐标来定义。
解题方案：
显示内容的一个矩形区域
评分标准：
2分
9.
参考答案：
软件工程过程模型是指能够覆盖软件工程的过程、方法和工具，以及软件工程的一般阶段的开发策略。
解题方案：
软件工程的过程、方法和工具，及开发策略
评分标准：
2分
10.
参考答案：
刀位点是数控编程中表示刀具编程位置的坐标点。
解题方案：
刀具运动中的相关坐标点
评分标准：
2分
三、简答题（24分，共 8 题，每小题 3 分）
1.
参考答案：
1)提高了绘图的精度和准确度；2)提高了绘图的速度。
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
（1）优点：储存所需的空间小，图形的缩放不会失真。（2）缺点：图形不能太复杂。
解题方案：
回答优点和缺点
评分标准：
每点2.5分
3.
参考答案：
答：（1）线框模型的解释不唯一；
（2）表达的信息不够完整；
（3）不能计算物体的几何特性；
（4）不能表达复杂形体；
（5）缺乏有效性；
（6）不能在任意视点位置输出曲面体的轮廓线。
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
（1）它是个二维平面坐标系；（2）它的度量单位是步长(绘图仪)或像素(屏幕)；（3）它的定义域是整数域；（4）它取值离散值。
解题方案：
共4点：二维平面坐标系，度量单位是步长或像素，定义域是整数域，取值离散值。
评分标准：
每点1.2分
5.
参考答案：
（1）单元技术的发展和应用阶段：20世纪60—70年代，出现了各种交互式图形系统；简化了图像、图表的生成和处理；三维线框模型和曲面模型得到应用；成组技术开始使用。 （2）CAD/CAM的集成阶段：20世纪80年代，实体造型成熟，人工智能和专家系统开始应用，分布式的网络工作站成为流行的硬件平台。 （3）面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM阶段：20世纪90年代，CAD/CAM技术从传统的面向零件的阶段向面向产品并行设计、协同工作方向发展。
解题方案：
简述CAD/CAM系统发展的三个阶段，从单元技术的发展和应用阶段到面向产品并行设计制造环境的CAD/CAM阶段。
评分标准：
第一小点1分，其余各2分
6.
参考答案：
答：（1）快速响应市场，缩短产品开发周期；
（2）提高产品质量；
（3）提高计算机资源的利用率，减小资源浪费；
（4）提高产品竞争能力，适应多品种、小批量和个性化的市场需求。
解题方案：
评分标准：
7.
参考答案：
①屏幕显示菜单，用户从几项中任选一项，控制计算机该做哪项工作；②屏幕显示某项内容，请用户回答“Y”或“N”，用户回答；③屏幕显示计算机要求用户输入的参数名称，用户输入数值；④屏幕给以提示，告诉用户下一步该做什么。
解题方案：
评分标准：
8.
参考答案：
1.刀触点，即为加工过程中刀具与工件实际接触的点，由它产生最终的切削效果。2.刀位点：数控编程中表示刀具编程位置的坐标点。
解题方案：
刀触点和刀位点
评分标准：
每点2.5分
四、论述题（24分，共 6 题，每小题 4 分）
1.
参考答案：
答：边界表示法（B-Rep）法的基本思想是一个实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点通过三个坐标值来定义。强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何信息和拓扑信息，将面、边、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。
解题方案：
分别写每一个的工作原理。
评分标准：
按标准答案标准给分
2.
参考答案：
CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、自动化生产装备以及计算机网络等几部分组成。其中，主机是硬件核心，存储器用以存储数据，输入输出设备用以交换数据。（3分） 软件系统分为系统软件、支撑软件和专业性应用软件三个层次。系统软件是其他软降的基础和支持，支撑软件是各种应用软件的工具和基础，应用软件是根据用户的具体要求，在支撑软件基础上经过二次开发的专用软件。（3分）
解题方案：
CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、自动化生产装备以及计算机网络等几部分组成。软件系统分为系统软件、支撑软件和专业性应用软件三个层次。
评分标准：
按标准答案标准给分
3.
参考答案：
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
答：工程数据数据库存储要注意的问题有：
（1）数据资料的正确组织；
（2）选择适宜的文件组织方法，根据要存储数据的使用情况、数量大小选择建立顺序、索引或直接存取文件；
（3）正确录入数据，；
（4）注意保存、备份数据文件。
解题方案：
5个方面回答
评分标准：
按标准答案标准给分
5.
参考答案：
1)数据库管理系统(DBMS)是建立、运用和维护数据库时进行集中控制的软件系统。(2分) 2)DBMS一般具有以下功能：(3分) a.数据库定义 b.数据库管理 c.数据库的建立和维护 d.通讯功能 e.其它功能，如应用程序的开发、文件管理、设备控制等。
解题方案：
是建立、运用和维护数据库时进行集中控制的软件系统。有5个功能
评分标准：
五要点答对两项给2分，三项给2分，五项全对给5分
6.
参考答案：
答：计算机辅助工艺规程设计是指在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
解题方案：
多样性，离散性，复杂性，随机性，模糊性
评分标准：
标准答案标准给分
