文档介绍:cad cam发展热点与趋势
CADK术在当今及将来重点研究的方向及其可能取得的进展,可以从以下几个方面 阐述。
.参数化设计
用CA防法开发产品时,零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关 键。产品开发初期,零件形状和尺寸有一定模糊性,要在装配验证、性能分析和数 控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就 是将模型中的定量信息变量化,使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不 同数值,就可得到不同大小和形状的零件模型。
在CAD^要实现参数化设计,参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图 形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何 元素之间的拓扑约束关系,如平行、垂直、相切、对称等;尺寸约束则是通过尺寸 标注表示的约束,如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的 约束关系,通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。
在参数化设计系统中,设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足 这些设计要求,不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值,而且要在每次改变这些设计 参数时来维护这些基本关系,即将参数分为两类:其一为各种尺寸值,称为可变参 数;其二为几何元素间的各种连续几何信息,称为不变参数。参数化设计的本质是 在可变参数的作用下,系统能够自动维护所有的不变参数。因此,参数化模型中建 立的各种约束关系,正是体现了设计人员的设计意图。
参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度,在产品的系列设计、相似设计 及专用CA晾统开发方面都具有较大的应用价值。目前,参数化设计中的参数化建 模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法,前者主要用于平面模型的建 立,而后者更适合于三维实体或曲面模型。
.智能CAD
智能CAD^指通过运用专家系统、人工神经网络等人工智能技术使在作业过程中具 有某种程度人工智能的CA际统。
专家系统是一个能在某个特定领域内,用人类专家的知识、经验和能力去解决该领 域中复杂困难问题的计算机程序系统。它不同于通常的问题求解系统,其基本思想 是使计算机的工作过程能尽量模拟领域专家解决实际问题的过程。专家系统在 CAD
作业中适时给出智能化提示,告诉设计人员下一步该做什么,当前设计存在的问
题,建议解决问题的几何途径;或模拟人的智慧,根据出现的问题提出合理的解决 方0
专家系统是基于知识的系统,专家系统技术是知识获取、处理和运用的技术。知识 工程是专家系统技术的基础。专家系统通常由知识库、推理机、知识获取系统、解 释机构和一些界面组成。
人工神经网络具有下列特征:①它包含大量的人工神经元,提供了大量可供调节的 变量;②信息是分布式存储的,从而提供了联想与全息记忆的能力;③具有高度的 自适应能力,高度的容错能力,很强的计算能力以及自组织能力。
人工神经网络已在语音识别、模式分类、自动控制等领域取得了比较成功的应用, 在工程设计中的应用正在不断地研究发展,如基于人工神经网络的机械设计领域知 识表达方法的研究,智能系统的知识自动获取、基因遗传算法的原理在机械工程中 的应用等。
目前,神经网络和专家系统有联合起来的趋势,神经网络也可设计成某种专家系 统,实现专家系统的功能。基于神经网络的专家系统在知识获取、并行推理