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[专业知识] CAD中的部件关联原理及其实现.pdf

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发表于 2012-12-29 14:55:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
本文重点从理论上研究了CAD中部件关联原理、部件关联的分类以及抽象
部件模型,从实践上探讨了CAD工具的设计和实现方法,并在此基础上研制了
HSEM工具。HSEM具有对部件及部件关联的基本描述和操作的功能。
论文不仅在总结和分析现有CAD产品的基本功能和开发模式的基础上,提
出了克服CAD工具的灵活性与专用性之间矛盾的关键是赋予CAD工具部件关联
功能的观点,而且在总结相关行业的零件自动装配方面的研究成果的基础上,
提出了CAD中部件关联的原理和方法。并通过研制IISl蹦系统探讨了具体的实现
方法。
论文介绍了在课题中探讨的有关部件关联的几个理论问题,包括组合单元
间的参数继承和依存关系、部件关联的分类、关联参数的确定,提出了抽象部
件模型。此外,还介绍了HSEI语言的语法规则、系统结构以及系统实现中所采
用的一些技术。
部件关联是一个比较新的课题,本文只对其中的部分问题作了探索,相信
这种探索是有意义的,希望对学术界有一定的参考价值。
关键词t计算机辅助设计,CAD工具,部件,部件关联

人们对三维图形技术的研究经历了一个很长的历程,当前,计算机图形学已
经进入了三维真实感图形时代。通过计算机图形,人们可以更加直观、形象地认
识和了解客观世界。三维图形的许多应用使得人们不仅可以极大地节省费用,而
且高效率地进行学习和设计。
计算机图形处理是CAD技术的基础,二者之间的关系密不可分,利用计算机
处理图形是CAD中的核心技术。伴随着计算机图形学在人们生产、生活中的应用
和越来越广泛、深入的影响,人们研制了许多三维图形的开发和应用工具,对CAD
软件的研究也不断地取得突破和进展,主要包括关于CAD基本理论的研究(如对
CAD的数据结构、基本算法、几何元素、几何对象、CAD数据库管理的研究等)、
对CAD工具的研究以及对CAD产品的研究。
——z—
CAd)专用产品
CAD


产品CAD
部件概念的实例化
I部件概念部件变换(高级算法)
l
几何对象I
_ _
I
I
I几何元素基本算法
数据结构
图1.1 CAD工具与产品的层次关系
目前,国际上应用得比较广泛的CAD产品有美国Autodesk公司开发的autocad
软件包(最新版本为AutoCAD 2000)和3DS系统等等。我国自行研制开发的CAD
软件也取得了不少成果,如浙江大学人工智能研究所完成的GS-ICCC系统,中国
科学院凯思软件集团的PICAD软件,北航红地公司的“金银花”系统等。我们可
以将这些CAD产品划分为CAD专用产品和CAD工具两类,如图1.1所示。
1.2 CAD工具
开发CAD系统需要CAD工具,理想的CAD工具必须能够满足不同领域的需要。
但不同领域的设计活动都离不开本领域专业知识的指导,而CAD系统也离不开专
业领域设计经验的应用。因此CAD工具或者设计成满足某一领域的全部需要;或
者设计成满足大多数领域的普遍需要,并为满足任一领域的特殊需要留下发展空
间,它们是大多数领域CAD专家用来研制和开发本领域专用CAD系统的工具。
1.2.1 CAD工具的意义
“工欲善其事,必先利其器”,工具的作用是不言而喻的。而具体到CAD工
具的研究,则其主要意义在于:
1.CAD工具实现了最基本、最通用的算法,并将之包装成命令或程序的接
口,为二次开发奠定了基础。
2.CAD工具可以为二次开发者建立专用部件库,从而为专业CAD工具的研
制开发提供了设计的框架。
1.2.2当前CAD工具的主要功能
当前的CAD工具已经具备了以下完善的功能:
1.生成几何元素的能力。如:点、线、面和基本几何体(如球体、长方体
和锥体等等):
2.由一维几何元素生成二维几何元素的能力;
3.由一维、二维几何元素生成三维几何元素的能力;
2
4.对三维几何元素作布尔运算生成新的三维几何体的能力,包括对多个实
体的交、并、差、补操作。
5.对各种几何对象(包括几何元素和几何体)的编辑能力。如对实体进行
的延伸、缩短、移动、旋转、拷贝等等。
6.对各种几何对象(包括几何元素和几何体)的文档管理能力。如对实体
的文本注释和尺寸标注等。
I.2.3现有CAB工具存在的不足
尽管对CAD工具的研究已取得重大进展,其功能日益加强,但现有CAD工
具仍不完善,主要问题是部件层次(见图1.1)的功能不足。包括:
1.缺乏对部件当前状态(包括位置和取向)的查询和编辑功能,不能直接
对单个部件进行定向和定位操作。
2.缺乏对不同部件之间相对位置关系的查询和编辑功能。
3.缺乏对多个部件之间位置关系的描述功能。
1.3传统开发模式
I.3.I设计CAB系统的任务
由于CAD工具中存在着的不足之处,因此不同领域的CAD专用产品的设计需
要重复地完成下述工作:
1.建立部件库
部件(part)指的是由几何元素构成的在设计过程中相对不变的几何对象,
其物理意义是指设备、零件、元器件之类的功能单元。所有部件的集合就是设计
中可使用的全部素材。
2.进行部件的组合
部件的组合是设计工作的核心任务,涉及到许多专业知识的应用。部件的
组合过程包括:
(1)部件的选择


CAD中的部件关联原理及其实现.pdf (1.01 MB, 下载次数: 1, 售价: 3 金币)
发表于 2022-4-21 11:55:01 | 显示全部楼层
谢谢楼主的分享
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