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1 组合机床CAD系统的现状分析
CAD技术从二维绘图起步,在短短的二三十年内,经历了三维线框、曲面造型、实体造型和现今广泛使用的特征造型几个阶段,取得了丰硕的成果。然而,这些技术都是围绕零件的详细设计而发展起来的。随着市场竞争的日益激烈,对产品设计自动化的要求越来越高,除了产品的详细设计、工程绘图之外,还必须支持产品的方案设计、初步设计等早期设计过程。与产品的详细设计相比较,CAD技术在产品早期设计阶段的应用还很薄弱,其主要原因是这阶段的信息抽象层次比较高,不易形式化,难以被计算机处理。
方案设计是组合机床设计的第一步,它是零部件设计和制造装配的重要基础。方案设计的优劣直接影响机床的设计质量和生产成本。近年来,人们在组合机床CAD方面做了不少工作,相继推出了多个组合机床CAD系统[1]~[3]。这些系统的面市,实现了组合机床设计的部分自动化,促进了组合机床行业的技术进步。然而,这些系统均未能很好地解决组合机床方案设计问题,如文献[1][2]向用户提供了一套较为完备的组合机床通用件、标准件图形库和人机交互界面,借助于该系统可方便地绘制组合机床方案设计所需的三图一卡,但不能支持方案设计过程,根据其功能仅能算是一个组合机床绘图系统;文献[3]能够支持方案设计过程,用户可根据系统导航完成组合机床的方案设计,并能自动生成输出方案设计结果(即三图一卡),但该系统是基于传统设计模型,依赖于结构化程序设计方法所建立的,限制了系统功能的扩展和维护,不能向用户提供扩展接口,难以适应当今组合机床日益多变的设计要求。
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