陽溶冰

【摘要】本文對CAD二次開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)、主要途徑和主要方法進(jìn)行了簡要的介紹，并分析了當(dāng)前CAD二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展情況，以及人工智能與CAD二次開發(fā)技術(shù)結(jié)合的發(fā)展情況?；谌斯ぶ悄艿腃AD二次開發(fā)技術(shù)在機械設(shè)計中用途廣泛，能夠極大地提高機械設(shè)計的效率和水平?；谌斯ぶ悄艿腃AD二次開發(fā)技術(shù)推動了CAD二次開發(fā)技術(shù)研究的不斷深入，將會在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

【關(guān)鍵詞】AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)；機械設(shè)計；人工智能

人工智能與CAD二次開發(fā)技術(shù)的結(jié)合是CAD二次開發(fā)技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械設(shè)計中應(yīng)用基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)將會提高機械設(shè)計的效率和水平，推動工業(yè)的發(fā)展。二次開發(fā)技術(shù)是一種應(yīng)用軟件，二次開發(fā)以系統(tǒng)軟件和支撐軟件為基礎(chǔ)，根據(jù)特定用戶和特定領(lǐng)域的需求進(jìn)行二次開發(fā)。能夠進(jìn)一步提高軟件的針對性，滿足本專業(yè)或本行業(yè)的需求。

一、CAD二次開發(fā)技術(shù)

（一）CAD二次開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。CAD二次開發(fā)技術(shù)是AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)的簡稱，也就是以AutoCAD為基礎(chǔ)，對其提供的開放式體系結(jié)構(gòu)和開放式資源進(jìn)行充分的利用，與專業(yè)特色和專業(yè)領(lǐng)域相結(jié)合，對其進(jìn)行二次開發(fā)。AutoCAD提供的開放式體系結(jié)構(gòu)是寫第二次開發(fā)的基礎(chǔ)，也就是可供用戶開發(fā)的、對用戶開放的、提供給用戶的開發(fā)環(huán)境以及數(shù)據(jù)庫和功能模塊，主要有以下幾方面的內(nèi)容。第一，外部命令。也就是通過程序參數(shù)文件ACAD.PGP進(jìn)行修改或增加從而在AutoCAD內(nèi)部進(jìn)行使用。第二，開放的標(biāo)準(zhǔn)庫。也就是用戶可以增加、修改或者重新定義標(biāo)準(zhǔn)剖面線庫ACAD.PAT、標(biāo)準(zhǔn)線型庫ACAD.LIN。第三，用戶界面。AutoCAD能夠提供多種界面功能，例如DCL對話框語言、狀態(tài)條和菜單等。第四，用戶可以對幫助文件進(jìn)行定制。也可以對AutoCAD的幫助文件進(jìn)行定義或修改。第五，命令組文件。用戶可以根據(jù)需求對其進(jìn)行自定義。第六，用戶可以對AutoCAD的命令進(jìn)行或者重新定義。第七，DIESEL語言?？梢酝ㄟ^方式宏來對系統(tǒng)變量進(jìn)行使用。第八，編程開發(fā)界面。

（二）CAD二次開發(fā)技術(shù)的開發(fā)途徑。①程序開發(fā)。程序開發(fā)指的是通過對AutoCAD提供的編程環(huán)境進(jìn)行利用，用編寫程序的方式來進(jìn)行二次開發(fā)，能夠?qū)Ρ容^復(fù)雜和深層次的問題進(jìn)行解決，擁有強大的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)CAD的智能化。②文件開發(fā)。文件開發(fā)指的是以用戶的需求為依據(jù)，以AutoCAD提供的方法和標(biāo)準(zhǔn)文件格式為基礎(chǔ)，對AutoCAD支持的ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行編輯、改變、增加和建立，滿足用戶的需要。在一些圖形的形式化問題中經(jīng)常使用的文件開發(fā)，文件開發(fā)也可以實現(xiàn)與CAD系統(tǒng)以及其他高級語言的數(shù)據(jù)交換。

二、CAD二次開發(fā)的方法

要進(jìn)行CAD二次開發(fā)，主要是使用參數(shù)化設(shè)計的方法。具體來說，就是以產(chǎn)品零部件的性能參數(shù)為依據(jù)，將其結(jié)構(gòu)尺寸和幾何尺寸確定下來。將一定的設(shè)立條件與零部件圖形的尺寸結(jié)合起來，將零部件尺寸設(shè)計為“設(shè)計條件”的函數(shù)，如果設(shè)計條件發(fā)生改變，就要相應(yīng)地改變零部件圖形的尺寸。設(shè)計中應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計能夠極大的提高設(shè)計的效率，這也是主要的CAD二次開發(fā)技術(shù)手段，在機械CAD的任務(wù)中屬于核心任務(wù)。

（一）參數(shù)化設(shè)計。共有兩種層面的參數(shù)化設(shè)計，第一種是繪圖軟件具有參數(shù)化功能，繪圖軟件具有參數(shù)化功能，會改變整個模型。在整個圖形中如果模型的某個尺寸發(fā)生了改變，那么與之相關(guān)的尺寸也會自動修改。這種方法并不適合過于復(fù)雜的圖形，因為尺寸之間的物理關(guān)系非常復(fù)雜，難以用幾何關(guān)系進(jìn)行表達(dá)。第二種是利用應(yīng)用程序的參數(shù)化功能。第三方或者用戶可以開發(fā)出應(yīng)用程序，以一些具體問題為依據(jù)來實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計。用戶進(jìn)行交互的任務(wù)主要由應(yīng)用程序負(fù)責(zé)，如果需要對某一時段進(jìn)行修改，就要應(yīng)用程序還對該尺寸和其他相關(guān)尺寸進(jìn)行更新。多種方法都能夠生成應(yīng)用程序，例如Active X應(yīng)用程序、AutoLISP應(yīng)用程序、ARX應(yīng)用程序。如果需要對圖形進(jìn)行修改，就必須對程序進(jìn)行重新運行，這是由于這種方法具有很大的編程量。當(dāng)前的軟件系統(tǒng)還無法將這兩種方式結(jié)合起來，因此一般使用第二種方式來進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。

（二）參數(shù)化設(shè)計的主要零件。盡管機電產(chǎn)品具有不同的用途、性能，種類也各有不同，但是通過分析或零件的方，將系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)提取出來，還是可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。主要的參數(shù)化設(shè)計零件類型有以下幾種。①專用的部件或零件。②已經(jīng)對基本圖形元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的零件。③能夠使用性能參數(shù)進(jìn)行確定的常用傳動零件。④結(jié)構(gòu)相似或者相同的零件。⑤已經(jīng)系列化或者標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。

三、CAD二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和與人工智能結(jié)合的情況

CAD二次開發(fā)技術(shù)具有以下幾個方面的優(yōu)點：能夠?qū)utoCAD的資源進(jìn)行充分的利用，在滿足要求的前提下節(jié)約資金和時間。有利于與國際接軌，進(jìn)行信息的交換和交流，并且汲取AutoCAD的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗。當(dāng)前的CAD二次開發(fā)系統(tǒng)具有以下幾個特點：第一，具有符合國標(biāo)的明細(xì)表、序號、圖紙設(shè)置的功能，繪圖效率得到提高。第二，能夠提供參數(shù)化圖庫管理。第三，具有部分零件的文檔管理功能和裝配功能。第四，具有專業(yè)特色，便于繪圖和設(shè)計。第五，能夠提供常用的機械零件設(shè)計功能模塊，具有選擇、計算、在線查詢功能。

在CAD二次開發(fā)技術(shù)中引入人工智能，可以稱為基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)，其具有以下幾個方面的特征。①綜合性，由于產(chǎn)品設(shè)計的過程非常復(fù)雜，需要進(jìn)行反復(fù)的修改，這就需要結(jié)合豐富的實踐經(jīng)驗和跨學(xué)科的專業(yè)知識。②經(jīng)驗性，設(shè)計者的經(jīng)驗和閱歷對于設(shè)計工作有著很大的影響，經(jīng)驗對于模型的設(shè)計與評價非常重要。⑤多解性，在滿足要求的前提下可以有多種不同的設(shè)計方案，需要進(jìn)行選擇。⑥近似性，要近似和簡化模型。⑦創(chuàng)造性，想象力對于初始方案的建設(shè)非常重要。

四、在機械設(shè)計中應(yīng)用基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)

①基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)能夠機械設(shè)計的零件設(shè)計方面得到應(yīng)用，從而減輕工作量，提高設(shè)計的質(zhì)量和效率。例如設(shè)計齒輪時，只需要將基本結(jié)構(gòu)要求、類型和載荷輸入進(jìn)去，就能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)選定、校核、計算、設(shè)計等工作，從而進(jìn)行自動繪圖。②基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)能夠在部件優(yōu)化中得到使用，能夠自動完成物件整體性能優(yōu)化、重量或體積優(yōu)化、動力學(xué)特性分析、運動參數(shù)或條件校驗等，并對組成零件進(jìn)行自動繪圖。③基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)能夠在整機性能參數(shù)優(yōu)化中得到使用，以整機性能分析為基礎(chǔ)，加入人工智能，能夠完成經(jīng)濟性分析、結(jié)構(gòu)布局調(diào)整、性能參數(shù)優(yōu)化等任務(wù)。

五、結(jié)語

在機械工程中，CAD二次開發(fā)技術(shù)得到了越來越廣泛的使用，也發(fā)揮了越來越重要的作用，其能夠極大的提高設(shè)計的質(zhì)量和效率，減少設(shè)計中的人為錯誤，提高設(shè)計的質(zhì)量。在CAD二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展過程中，基于人工智能的CAD二次開發(fā)技術(shù)將成為主要的發(fā)展方向，推動CAD二次開發(fā)技術(shù)的深度發(fā)展。

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