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摘要：随着人类智能科技的发展，CAD结构设计自动化的应用和发展正成为国内外研发的热点，发展CAD结构设计自动化对于促进计算机工程的实用化改进和自动化改造，提高产品设计水平、工程效率、企业进步都有重要的意义。本文针对CAD结构设计自动化的核心问题，结合传统技术基础，对CAD结构自动化展开论述，期待与业界共同探讨。
关键词：CAD结构设计；自动化研究；集成模型设计
CAD设计自动化可以帮助人类高速、快捷、低运行成本的完成现代化设计工作。随着全球信息化科技的广泛运用，未来的用户需求企业在产品、软件开发、设计应用方面都必须提供更高层次的服务，研发出更符合未来需要的产品。利用CAD的智能与功能化的优势，企业可以利用CAD设计自动化来达成一个开放使用智能科技的生产框架，推进我国计算机辅助设计应用在产品研发、生产使用上的最大成效。
1.智能化CAD设计平台
人机交互式CAD系统可以通过人与智能机的相互交流来完成设计参数的输入和思考，借助传输、图形软件、动态数据库，智能化CAD系统可以将设计数据参数进行采集、整理、更新和存储。
1.1 CAD界面设计从某种意义上是与人进行“智能系统”的对话与交流，它将结构、精度、标准、信息等参数输入到计算机界面中，达到各种结构的协调。将涉及到的数据进行选择和设计。形成精度高、标准高、结构合理的信息数据。它遵循的原则包括：参数量少，参数值精确；参数分类存放，以使用者的要求为归类标准；结合用户的喜好和需求，确定个性化数据显示；设计过程清晰明确，最终呈现出直观的图形数据；根据信息情况和设计需要，在必要时可以限制使用者的介入；实现使用者的设计理念，使用智能化设计界面的功能。
1.2 CAD的智能设计功能是以人为中心的，一切模拟行为都是按照人的职能为目标。它模仿人类对信息的自动处理能力，形成CAD自动设计系统的专家程序。在这个程序中，计算机用人类的思维来图例和判断问题。形成可以与人类大脑相媲美的智能化设计平台。在与软件系统相互作用时，CAD自动设计平台要考虑到用户提出的环境要求，对接用户的数据要求，达到相关软件的族中效果与用户要求相同。[1]
2 CAD自动设计系统的数据库管理
2.1采用CAD数据存取和逻辑操作功能，基于系统内的客户层、服务器总监层以及数据层搭建的基础上，发出数据库查询等命令。在这三个层次中，客户不会主动发生查询命令，是CAD展开工作部署，表达实物逻辑，实现数据的转换，方便用户访问和调取。
2.2由于设计过程中会有大量的数据流，为了做到标准和准确，就要在设计阶段采用数据模型化的计算模式对数据关系进行相近的描述和设计。
2.3 CAD数据库是比较复杂的系统，包括各种接口和通信过程都要进行链接，这个链接过程是抽象而又庞大的过程。通过专用和通用接口，来实现异构的数据库通信链接。使用代码实现对复杂数据库的操作，提高程序的可转移速度和可利用性能。
2.4 CAD自动化设计的数据库类执行动作包括配置数据源、链接数据源、分配句柄、获取实物、释放句柄以及分配环境句柄。
3 CAD自动设计技术的现状
3.1 目前CAD系统作为辅助计算工具应用于设计过程的最后环节，可将绘图搬到设计中，发挥CAD的功能，替代设计师的头脑。
2应用CAD技术进行零件设计，重视产品和零部件的标准化，创新零部件模型，加大自动化设计符号的调取功能，快速查询和浏览零件的标准设计指令，将零部件设计放在生产流程中进行。
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3.3集成CAD、CAE等的模型、设计、佳通信息，实现之间的共享，加大之间的集成度。
3.4 建立了完善的数据管理和过程管理系统。提供大量数据和设计过程的有效控制和管理，缩短设计时间，加快信息传递速度，使数据的安全性和一致性达到一定高度。[2]
4 CAD自动设计系统规划分析
4.1 CAD自动设计平台需要网络服务器、数据库服务器、图形软件等的配合。功能强大的网络服务器，可以为自动设计软件平台提供可靠性依据。作为开放性平台，CAD自动设计系统可以实现用户与服务器的交流、提供关系型数据管理系统，如进行数据复制、综合处理、管理对象、管控结构链接等。
4.2加强机器设备的性价比。选择内存大，硬盘容量大的主服务器建立功能性强大的系统服务器。使用能够适应需求的可靠性的客户机开展可靠运行。
4.3从应用软件和设计系统规划功能划分模块。按照数据信息流的功能模块来划分对象，组成一个类别的功能模块，架构智能化CAD系统的模块构架系统。
4.4，集成原始的编程方法，抽象扩充系统的功能，通过操作接口访问帮助程序维护、修改和扩展，多态性的针对不同类对象做出判断。实现多态性对象的行为共享、代码共享。[3]
5 CAD智能自动设计技术概述
5.1CAD使用自动建模设计功能，链接其产品设计和制作之间的桥梁，它对产品生产性能、产品质量、产品成本、产品生产周期之间的配合与衔接都起到了关键作用。最早的编码发将零件赋予了码位涵义。用若干代码来确定零件的材料、尺寸、形状和精度。将刚性编码输入零件制造的信息传递过程。后来柔性编码的出现满足了零件信息模型的更高要求。提高了数据库提取零件信息进行工艺设计的速度，推进了CAD自动设计在零件制造中的作用。
5.2将三维客观世界的实物进行理解和描述，形成数据结构对实体的大体印象。让计算机理解客体的构造和功能，构造出实体的模型。这种CAD建模方法主要分为：
5.2.1线框建模。用基本线素来定位设计目标，针对实体的直线、圆弧、曲线等，描述出产品的轮廓外形，构成点线面的完整信息。确定实体的真实形状，构造出一个精确度极高的几何实体。标注出该实体模型的特性和状态，利用CAD分析功能，形成设计目标的立体框架图。
5.2.2增加三位信息的完整性和严密性，克服线框建模的缺陷，描述三维物体的表面情况，描述的范围越广，描述的外立面和内部结构的精确度就越高。将几何实体的基本要素的原始数据传递给计算机信息处理中心，决策出最后成型方法，以直观的形式表达出来。
5.2.3建立三维实体的点线面信息。通过这些基本要素来达到集合运算的操作目的，构建三维立体实体的表面和内部构造，完整描述实体的所有数据信息。
6 CAD自动设计系统的模型特征
6.1总体特征包括产品的代号、生产批次、设计者要求和生产日期。
6.2材料特征包括使用材料的类型、性能和经过处理后被加以改造的过程以及材料功能转化的结果。
6.3结构特征包括几何实体的形状、尺寸和信息。确定几何实体的尺寸、位置、形状、表面形态和内部构造等。
6.4加工特征包括实体的几何元素特征，包括加工工艺、加工技术类型、工艺方案、主要辅助手法等。
结语：
CAD自动设计系统是针对行业和用户需求来建立参数化模型的计算机辅助手段，通过开发计算软件功能、分析相关设计参数、链接设计与模型库的参数等手段，实现产品的自动化设计。对于提高企业的自动化水平、提高设计效率、缩短设计周期，提升企业的自动化科技实力和创新能力，增强企业的实力都具有重要的意义。根据目前的使用情况，已经取得了良好的效果。
参考文献：
[1] 李刚,戚娜,李长林等.面向LTE的智能CAD设计系统研究[J].电信技术,2014,(3):27-30.
[2] 刘媛媛,张付华,陈伟华等.面向3D打印复合工艺的生物CAD/CAM系统及试验研究[J].机械工程学报,2014,(15):147-154..
[3] 黄瑞,张树生,白晓亮等.可制造性驱动的三维CAD模型相交制造特征识别方法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2013,(7):1089-1098.
论文作者:边飞超
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/2
标签：系统论文; 实体论文; 数据论文; 功能论文; 零件论文; 信息论文; 模型论文; 《基层建设》2016年10期论文;