智能CAD技术在机械制造中的应用

智能CAD技术在机械制造中的应用

作者：金军

来源：《中国新技术新产品》2019年第09期

摘 要：随着我国科学技术的不断更新与发展，各种现代化智能技术大量涌现，这也为社会各领域的发展带来了良好的技术契机。对于机械制造行业来说，智能CAD技术的出现为机械设备的生产制造提供了便利条件，将智能CAD技术应用于机械制造的过程中，能有效解决企业信息资源利用率低、设计重复性等多方面的难题，同时还能缩短生产周期，最大限度地提高企业的经济效益。该文就针对智能CAD技术在机械制造中的应用进行了分析和研究。 关键词：智能CAD技术；机械制造；IBM系统 中图分类号：TH164 文献标志码：A

机械制造类企业要想在市场中占据有利地位，就必须进一步缩短产品的设计时间，将重点放在先进技术的研发上。大力推广和应用各种先进的技术，提升产品技术水平。从目前的形势来看，传统CAD技术已经无法满足时代发展的需求，而智能CAD技术有效地结合了CAD技术与人工智能技术的优势，很好地适应了现阶段产品的多元化需求，逐渐成为我国机械制造行业发展的必然选择。 1 智能CAD技术的概述

智能CAD技术实际上就是人工智能技术与CAD技术结合在一起形成的新技术，从结构上来看，智能CAD技术主要可分为3个部分，即基础层、支撑层和应用层。其中，应用层的主要功能是根据不同工作环境的特点，借助相关软件来完成特定的工作。支撑层主要由数據库管理软件、网络服务软件、分析软件等构成，其主要作用是为相关应用工作的开展提供软件支撑。基础层可分为计算机外部设备与系统软件2个部分，它是智能CAD系统中最基本、核心的部位。具体来说，CAD技术的功能主要有4个方面：第一，计算和分析功能。CAD技术能借助数字仿真模拟、有限元分析等来完成计算和分析工作，同时还能提高计算结果的准确性。第二，图形图像处理功能。象比较常见的图形输出功能、三维几何模型制造等。第三，数据管理和交换功能。象对数据库的管理，利用不同的CAD系统，可实现数据的及时交换和处理。第四，文字的编辑和文档的制作等功能。CAD技术具有强大的文字处理功能，可在短时间内完成大量文档的制作处理工作。除了上述4种主要功能外，CAD技术还具备设计功能和一些网络功能。

2 智能CAD技术在机械制造中的应用

从当前我国机械制造行业发展的现状来看，其内部零件模型往往涉及零件之间的各种信息，在确保零件之间的连通性和配置的科学性上发挥着关键作用。将智能CAD技术应用到模

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型构建的过程中，需要将模型内部的相关信息转存到软件系统内部的工程数据中，在进行机械设计制造工作的时候，设计人员应当把参数化的模型信息输入对应的软件系统中，以便得到精确的零部件模型，适应机械设备制造的规范性要求。一般来说，零部件模型参数都是采用表格的形式来保存的，在软件环境中，IBM DB2是运用较多的系统类型，该系统属于关系型的数据库系统，主要借助数据分级技术对机械制造中海量数据进行下载，从而有效提升数据库服务器的运作效率，同时还能使机械制造行业数据库的透明化和本地化水平得到提升，推动机械制造行业的深入发展。实践证明，IBM DB2系统在机械制造行业的应用，大大提高了系统数据的处理效率和质量，为数据的完整性提供了切实保障，同时还为整个机械制造流程的稳定有序运行奠定了基础。

当遇到零部件特点比较复杂的情况时，需要定义的特征参数就会大量增加，这就大大增加了设计者的工作量，很可能导致其在操作的过程中出现数据搞混的问题，所以，在开展零件模型设计工作的时候还应当引入实例推理技术，即CBR技术，在机械零件设计的过程中，通过利用实例推理技术，IBM系统可根据需要自动创建具备高度统一性的软件接口，在这一过程中，设计人员可把相关参数直接输入操作界面，系统便可对参数进行保存，并完成数据接口文件的生成工作。CBR技术是智能CAD系统中不可或缺的重要组成部分，它是系统的核心所在，其作用不仅表现在能促进系统零件模型的高效完成，同时还具有突出的重复应用价值，能实现资源的优化配置，与现阶段我国机械制造行业的发展趋势是相符的。

利用SolidWorks软件进行实例模型的创建之后，通过对数据的合理调整，就能创建出各种型号的零件模型。

原型实例的创建过程主要涉及以下环节：第一是创建零件特征化参数模型；第二是根据相关参数对所需配置的零件模型进行确定；第三是对模型进行适当调整，用以优化产品的质量；第四是将创建好的实例模型保存到SolidWorks软件数据中。通过这一过程就能高效地解决实例所呈现出的问题，智能CAD技术除了应用在零件模型参数化技术上以外，也能有效应用在自动生成、智能显示以及智能交互等技术上。受到CAD技术中虚拟现实技术的影响，设计者还能在虚拟现实的空间中完成对新产品的设计制作，也能站在多个层面对模拟对象是否具备真实性进行检验，进而更加明确地把握设计构造所涉及的碰撞问题，除此以外，基于虚拟技术的虚拟制造还能在模拟的环境中进行产品的加工、测试等多方面的工作，从而发现和解决机械制造过程中存在的各种问题，最终实现降低生产费用的目的。 3 智能CAD的展望

智能CAD的概念大约出现于70年代末期，由于其具有较为显著的经济价值与应用潜力，逐渐受到各领域的关注，大批专家开始投身于CAD技术与AI技术的研究中，并获得了诸多非常可观的成果。英国、美国、日本等发达国家已经研发出了智能CAD应用系统，该系统可实现对机械零件、分子模型以及建筑物外形等的智能优化设计，对实际工作的展开具有十分重要的意义。与此同时，智能控制机制、自动推理等技术的出现与应用也在很大程度上促进了智能CAD的发展。近些年，智能CAD在我国的大力研究与推广，也成功引起了许多计算机工作者

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的关注，立足于相关理论研究成果，一些单位已经成功研发出了智能CAD系统，并在机械部件设计、集成电路规划、建筑结构设计等方面进行了有效应用。我国不少大学及研究机构也推出了多种专家系统开发工具，但从整体上来看，其实用性仍有待提升。

就当前而言，我国的智能CAD理论与技术都还不够成熟，但同时也呈现出比较光明的发展前景。在今后的智能CAD研究工作中，首先要注重理论研究上的深入性，象要从知识入手找准问题所在，在实际设计的过程中对决策问题、推理机制等加以评价，并加强对知识表示规范性等重要问题的研究。其次，应当积极与相关领域的专家进行沟通和交流，选择最佳的产品方案，结合实际情况开发出最具实用性的系统，使其在市场中更具竞争优势。 4 结语

总之，智能CAD技术在机械制造中的应用具有十分重要的作用，虽然现阶段我国智能CAD技术的应用成果已经得到了显著提升，但与国外发达国家相比仍存在较大差距，需要进一步加强理论与实践研究。 参考文献

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