机电毕业论文--CAD开发中图形参数化的实现途径探.doc

莱芜职业技术学院机电工程系 2012届毕业生毕业论文 论文题目 CAD开发中图形参数的实现途径　 专 业　　机电一体化　　　　 年 级　　　09级　　　　　　 学 号　　　200903011329　　 姓 名　　　王春刚　　　　　 联 系 方 式　　　　 指 导 教 师　　　亓秀玲　　职称：指导老师　　 完 成 日 期： 年 月 日 CAD开发中图形参数化的实现途径探 摘要：CAD是一种具有强大功能的计算机辅助设计技术的统称，其技术的核心就是利用计算机的硬件功能对产品进行高速度的设计，在设计的过程中为了提高设计效率，技术人员引入了参数化的模式，即在产品形状相对固定的情况下，特定参数的变化来完成某些设计内容，简单的看就是改变参数而产品的几何尺寸就会随之改变，而达到设计新产品的目的。参数化的实现途径主要是利用数据库和相应的模型建立来达成，即通过数据库和CAD之间的连接来构建参数化的途径。　　关键词：CAD；参数化；开发思路；数据库；特征模型 　　1 CAD参数化概述　　CAD是一种计算机辅助设计的技术，是借助计算机的系统在工程和产品设计的过程中提供快速、有效的技术算计辅助手段，帮助设计人员快速的完成设计和优化的操作，已到达高效而准确的设计效果的技术。CAD将计算机的能力发挥出来，利用高速度高精确的计算能力，大容量存储和数据处理能力与设计者的主观分析和逻辑判断能力结合起来，将思维落实在人机交互的界面上，上设计达到可视的效果，由此简化了设计的过程，缩短了设计的周期，提高了设计质量。　　CAD技术本身就是一种综合性的系统工程，一个完整的CAD软件系统实际上包括了多个学科的研究成果，如：计算机工程、工程学、数据库技术、数据结构、仿真技术、设计和制造等相关的专业知识的汇集和综合。实际上就是以计算机辅助设计为核心，综合了多个学科知识和技术的辅助设计系统。此项技术的形成是在上个世纪的60年代开始的。目前，现代的设计技术是更加的市场化、规模化，因此在实际的应用过程中，软件技术逐步和制造技术结合起来，利用自动化控制技术实现了自动加工和生产技术，此种技术是建立在设计软件的基础上的，因此CAD也就进入到了自动化的领域中。　　CAD参数化设计实际上就是在产品开发和设计时，零件设计模型的建立速度是影响整个产品设计周期的重要基础。产品设计开发的初期零件的形状和尺寸往往都还停留在设计者的头脑中，即是以一种模糊的概念存在，要装配验证、性能分析、数控编程后才能进入到试制阶段。此种设计流程希望零件的模型应当容易修改，即具备一定的灵活性。参数化设计的思路就是将模型中一些定量的信息变得具体起来，并使得参数可随意的更，并在更改后有系统自动生成相关的数值，以此形成不同形状的和尺寸的零件模型。在CAD系统中要实现参数化设计，建立参数化模型是最关键的。参数化模型主要体现的是零件的图像几何限定和工程限定。几何限定主要就是指零件的尺寸，即结构上的要素和尺寸上的要素。工程约束则是零件尺寸之间的逻辑关系。2 CAD参数化开发思路2.1 CAD系统的开发　　现代的CAD系统并不是一个固定模式的软件系统，而是一个可以就进行开发的软件系统，因此其功能的开发应建立在软件工程的思路上，以此为指导。主要是为了减少开发过程中的失误，提高开发的效率和系统质量。软件从开始设计、开发、运行为周期进行展开，通常的开发流程是分析需求、总体设计规划、详细结构设计、代码编写、测试、运行等阶段 。每个阶段都有自身的特定功能和内容。在实现参数化的过程中应当按照这样的思路来进行开发。1）参数化需求分析，确定软件开发目标，包括了软件期望功能、软件的可靠性、稳定性要求，软运行的硬件环境设定等；2）总体规划，即明确软件的系统结构，模块划分、模块通信、数据库功能等；3）具体设计实施，将总体规划的模块进行细化，即对模块进行分解并设计程序模块；4）代码编写，按照程序模块编写源代码；5）软件测试，对软件的各个功能模块进行测试，检测功能和结构方面的缺陷，并进行调整；6）软件运行和维护，在软件投入运行后对其运行情况进行反馈和收集，对其进行纠错和完善、扩充。2.2 参数化开发的思路　　目前采用的CAD参数化设计软件中，主要的有有Pro/Engineer、UGNX、CATIA和Solidworks四种，这四种软件在不同的领域发挥着不同的作用。其中Pro/Engineer是最早进行参数化设计的，参数化的实现也由其首先完成的，目前主要的领域是电子、小家电、日用品等，而其他的三个软件主要是应用在制作业。在研究参数化实现的过程中，本文以Pro/E为例进行分析，以某个公司的机械制产品的参数化设计为例进行阐