产品参数化设计理论与技【DOC精选】.docVIP

产品参数化设计理论与技术 摘要 产品参数化设计是当前CAD/CAM技术中的一个研究热点。深入研究参数化技术，对于提高企业产品设计创新能力与竞争力的具有非常重要的意义.本文阐述了参数化设计技术的发展历程以及研究现状，指出了参数化技术的未来发展趋势和研究重点。 关键字 产品参数化设计 发展历程 研究现状 趋势 Product parametric design theory and technology Abstract： Product parametric design is the current CAD/CAM technology the hotspot. Further research parametric technology to improve the enterprise product design innovation ability and the competitive power has a very important significance in the paper. The parametric design technology development history and current studies, and points out the future of parametric technology development trend and the focus. Keywords: products parametric design, development course , research situation, trend 0 引言 众所周知，CAD/CAM技术的发展已经在机械、电子、航空、建筑等领域都获得了很大的应用。它对提高产品性能和质量、缩短产品开发周期、降低成本和增强市场竞争力发挥了非常重要的作用。 早期的CAD 系统是先绘制出图形, 然后通过人机交互进行尺寸标注,由于系统是用固定的尺寸值定义几何元素, 因此设计者只有对产品的形状、大小、各种属性有了完整的构思后, 才能用计算机生成和输出图形, 但在其几何模型数据库中只有图素的几何信息, 各图素之间没有约束关系, 系统缺乏对非图形信息, 如设计知识、设计约束、功能条件等的表达和处理能力, 修改设计变得相当困难. 这种设计方法只存储了设计的最后结果, 而丢失了设计的过程信息. 参数化设计正是针对这些不足应运而生的.设计师可以根据自己的意图很方便地勾出设计草图，系统同时自动建立设计对象内部各种元素之间的约束关系，以便设计者更新草图尺寸时，系统通过推理机能自动更新校正草图的几何形状并获得几何特征点的正确位置分布。多年来，众多学者为参数化技术的发展做了不懈的努力，并取得了丰富的成果，但也有其局限性。该文对参数化技术的研究现状、各种参数化方法的思想机理及优缺点、存在的问题以及参数化技术的未来发展趋势做了较为全面的分析与探索。 产品参数化的发展历程 参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应关系表示，而不需用确定的数值，变化一个参数，将自动改变与它相关的尺寸.根据参数化设计方法在不同时期的主要特点,可以将参数化的研究分为以下几个阶段[1-3]: 1.1 60~ 70 年代中的萌芽期 这一阶段以Sutherland 为代表, 他在Sketehpad( 1963) 系统中提出利用约束作为辅助手段进行零件的生成, 但没有使用约束定义和修改几何模型, 对模型的修改只是一个单向过程, 一旦模型生成后约束不能反过来限制模型. 1.2 70 年代后~ 80 年代初的开创时期 提出了一些参数化设计的基本思想和理论, 并逐渐形成了不同的参数化方法. 以Hillyard 提出变量几何和几何约束思想, 并由Gossard 及其研究小组进一步发展和完善了这一方法为标志.美国的Robert Light和David Gossard( 1982) 提出修改实体的变量几何法, 将尺寸约束等式划分为水平距离、垂直距离、线性距离、点线距离和角度尺寸等多种类型, 利用一柔性过程来定义和修改几何模型, 尺寸变量决定几何模型的形状和大小, 通过修改尺寸变量来修改模型, 并将该方法应用于草图和系列化零件的设计. 1.3 80 年代中期~ 90 年代初的发展时期 这一时期的一个重要特征是将AI技术引入参数化设计中, 人们分别将几何推理、神经网络等人工智能方法应用到设计中去, 同时, 将参数化技术应用到实体造型, 形成了特征造型技术, 以Aldefeld、Suzuki、Verroust 提出的基于专家系统的方法为主要代表.Aldefeld( 1988)