CAD軟件二次開發(fā)在機械設(shè)計中的應(yīng)用與發(fā)展

1、cad軟件二次開發(fā)在機械設(shè)計中的應(yīng)用與發(fā)展 摘要：本文主要論述了cad軟件二次開發(fā)在機械設(shè)計中的應(yīng)用與發(fā)展，主要介紹了其特點，開發(fā)方法以及 關(guān)鍵詞：cad軟件；二次開發(fā)；機械設(shè)計；應(yīng)用；發(fā)展 中圖分類號：td402 文獻標(biāo)識碼：a 引言 cad軟件的二次開發(fā)提供了包括機械在內(nèi)的各個行業(yè)所需要的一些特殊功能, 在各行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中發(fā)揮了巨大的作用。對于機械設(shè)計方面，cad軟件二次開發(fā)也有著巨大的貢獻，它在零件設(shè)計以及其它的關(guān)鍵部位設(shè)計上有著不可替代的作用，因此，我們應(yīng)了解其特點，使用方法等相關(guān)特性，進而做好機械設(shè)計。 cad軟件二次開發(fā)的特點 （1）cad二次開發(fā)系統(tǒng)主要是對機械工程設(shè)計進行

2、的,所以其開發(fā)工作涉及了機械設(shè)計規(guī)范與國家標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)與方法、工具與環(huán)境以及產(chǎn)品信息管理等很多方面，貫穿了機械設(shè)計過程的各個階段。 （2）由于機械設(shè)計本身內(nèi)容繁多，數(shù)據(jù)量大、種類多以及表格、計算公式多的情況,得使cad二次開發(fā)工作量比以往增大。 （3）二次開發(fā)系統(tǒng)的運行過程主要是對具體機械設(shè)計過程進行模擬,其主要是工程設(shè)計人員的,因此，二次開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足工程設(shè)計人員的設(shè)計習(xí)慣與要求，同時符合工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 2、cad軟件二次開發(fā)中的成組cad開發(fā)方法 盡管許多企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同,但它們是比較相似的,因此，可以依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及工藝性的相似性,運用成組技術(shù)將零件劃分成有限數(shù)目的零件族,依

3、據(jù)同一零件族中各零件的結(jié)構(gòu)特點編制相應(yīng)的cad應(yīng)用軟件,用于該族所有零件的設(shè)計,這就是所謂的“成組cad”。采用成組cad可以進行檢索型cad、老產(chǎn)品圖紙的檢索和相似零件的新設(shè)計。 在取其成組編碼時，應(yīng)依據(jù)待設(shè)計零件的特征,由成組編碼確定圖庫中是否有已設(shè)計好的相似圖樣,若有,那么就將圖形提取來進行比較,這樣可以用來確定是完全借用還是要進行小幅度的修改。要注意的是，為了下次檢索方便，在設(shè)計完成后，一定要存入圖庫。這種方法稱為“檢索型cad”。比如待設(shè)計零件的編碼在圖庫中如果沒有已設(shè)計好的圖樣,那么就要根據(jù)編碼對待設(shè)計零件屬于哪個零件族進行確定,之后在成組cad軟件庫內(nèi)對該零件族的通用cad軟件調(diào)

4、用，將必要的參數(shù)輸入，依據(jù)編碼的信息功能要素自動取舍,就可以從數(shù)據(jù)庫中自動查詢到大量參數(shù),進而能夠快速的形成零件圖,再經(jīng)過一定的修改,最終實現(xiàn)新零件的設(shè)計過程。 常用的開發(fā)零件族通用cad軟件方法是“復(fù)合零件法”。通過分析統(tǒng)計零件族內(nèi)所有零件,歸納出一個“復(fù)合零件”,此零件集中了零件族內(nèi)全部零件的功能要素,并對每個功能要素的參數(shù)進行了標(biāo)準(zhǔn)化處理,同時，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。大多情況下“復(fù)合零件”是個假想零件，但也能是真實零件。對這種的“復(fù)合零件”就可能開發(fā)出通用的cad軟件,滿足零件族內(nèi)所有零件的設(shè)計。 二次開發(fā)技術(shù)在機械產(chǎn)品快速設(shè)計工具集構(gòu)建中的應(yīng)用 2.1、快速設(shè)計的基本概念 快速設(shè)計（rap

5、iddesign;rd）也稱敏捷設(shè)計(agiledesign)、快速響應(yīng)設(shè)計（rapidresponsedesign;rrd）。快速設(shè)計技術(shù)是目前市場在對產(chǎn)品瞬變性、多樣化等需求的形勢下提出并發(fā)展起來的。1992年6月，在cirp國際會議上正式提出并行工程技術(shù)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展成旨在縮短產(chǎn)品設(shè)計周期的快速設(shè)計技術(shù)（rapiddesigntechnology;rdt）。美國autofact96以“快速設(shè)計與制造”為主題進行了專題討論，同時，各國紛紛掀起了“快速設(shè)計”理論、方法研究的熱潮。1998年，我國機械工程科學(xué)基金會開始對“快速設(shè)計”進行立項，一些大學(xué)與研究機構(gòu)開始了對“快速設(shè)計”理論的研究。

6、 2.2、快速設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù) （1）計算機輔助模塊化產(chǎn)品設(shè)計：依據(jù)產(chǎn)品的特點，選用模塊化技術(shù)，進而實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)劃和客戶化產(chǎn)品設(shè)計。實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化的主要技術(shù)有模塊創(chuàng)建、模塊組合、模和塊劃分。在這之中，針對產(chǎn)品系列特點創(chuàng)建模塊系統(tǒng)的技術(shù)是模塊的創(chuàng)建與識別。模塊組合是在模塊化系統(tǒng)內(nèi)依據(jù)用戶要求選擇模塊快速組合成滿足用戶要求的產(chǎn)品。模塊系統(tǒng)創(chuàng)建的合理性對系統(tǒng)運行性能與成本有著決定因素。 （2）基于kbe的知識化設(shè)計技術(shù)：其關(guān)鍵是知識化產(chǎn)品集成建模技術(shù)，也就是運用面向?qū)ο螽a(chǎn)品知識將工具和方法建立在產(chǎn)品生命周期中可重復(fù)利用產(chǎn)品知識模型上進行表達。產(chǎn)品設(shè)計以適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計為主，所以，有效利用設(shè)

7、計經(jīng)驗與知識，影響著產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和效率。關(guān)于設(shè)計知識的采集、表達和推理方法的一直是研究的重要課題。其中，基于實例的知識采集和推理（cbr）是ai技術(shù)中的一項重要技術(shù)，它是一種相似推理方法，主要核心是采用以往的經(jīng)驗來解決新問題。 （3）基于變量化設(shè)計與分析的產(chǎn)品性可以快速的對技術(shù)進行預(yù)測與修改：基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的產(chǎn)品性能設(shè)計直接影響著產(chǎn)品的快速響應(yīng)設(shè)計?？焖僭O(shè)計不僅需要確保快速響應(yīng)的用戶需求，還需要確保產(chǎn)品的性能、質(zhì)量滿足要求；除此之外，提升產(chǎn)品性能分析的標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、規(guī)范化，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計，也是提升快速設(shè)計的方法。 2.3、用cad軟件二次開發(fā)技術(shù)構(gòu)建機械產(chǎn)品快速設(shè)計工具集 要完成

8、機械產(chǎn)品快速設(shè)計工具集的開發(fā)，不僅要求開發(fā)出功能強大的基于知識化、參數(shù)化、變量化和模塊化的設(shè)計工具，而且要使這些工具的功能直接能夠生成capp/cam處理對象或快速轉(zhuǎn)化為cad模型，或者轉(zhuǎn)化為fem工程分析的對象，只有如此才能稱為一定意義上的快速設(shè)計工具。 二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展趨勢 目前，對cad二次專用軟件的開發(fā)與需求越來越多，這主要是由于各企業(yè)提高產(chǎn)品開發(fā)能力和創(chuàng)新能力所致。隨著完善cad軟件本身功能以及應(yīng)用場合的多樣化，開發(fā)商已逐漸把注意力投向制造領(lǐng)域和專用設(shè)計，其中，二次開發(fā)模塊的完善和改進是實現(xiàn)cad軟件專業(yè)化和本地化的重要因素，即以前作為附屬功能模塊的二次開發(fā)模塊正漸漸轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵模塊

9、，它是機械產(chǎn)品多樣化和制造業(yè)分工進一步細(xì)化的結(jié)果。 cad軟件二次開發(fā)技術(shù)有著以下的發(fā)展趨勢： 3.1、開發(fā)需求專用化程度的提高 由于cad軟件的二次開發(fā)技術(shù)是在產(chǎn)品專用化需求下產(chǎn)生的，因此伴隨產(chǎn)品設(shè)計專用化程度的提高，設(shè)計者對cad應(yīng)用軟件專業(yè)化需求的程度相對的增加。 3.2、開發(fā)工具的多元化 cad軟件開始發(fā)展時，我們可以接觸到的二次開發(fā)工具基本是一些主流的軟件開發(fā)工具，如vb、visualc+等。伴隨cad軟件的應(yīng)用推廣和其它工具軟件以及軟件開發(fā)方法和模式的出現(xiàn)，二次開發(fā)工具逐漸向多元化發(fā)展。目前，除了主要的開發(fā)工具外，還出現(xiàn)了一些輔助工具，這些工具能夠有效的相互配合，為實現(xiàn)開發(fā)目標(biāo)相互

10、調(diào)用。如腳本語言已被廣泛采用。 3.3、知識工程的應(yīng)用傳統(tǒng) cad技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，系統(tǒng)可以代替設(shè)計人員完成一定的智能工作，加強計算機工作的高效性，進而減少人的依賴，如catia的knowledgeadvisor、ug提供的kbe模塊、i-deas的智能化動態(tài)導(dǎo)引技術(shù)以及designspace的分析向?qū)У取?3.4、集成化 cad軟件二次開發(fā)逐漸向cad/cam/capp/cae集成方式發(fā)展：如在cad系統(tǒng)中集成有限元分析功能，建立面向設(shè)計的快速分析工具，如catia、ug、pro/e、等系統(tǒng)中集成的典型有限元分析求解器的前后處理功能；平臺的各功能模塊間有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫或?qū)Ｓ玫膬?nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，確保了各模塊可以在集成狀態(tài)下運行。 結(jié)語 總而言