参数化特征造型技术的应用及优势

在传统的产品定义造型技术中，模型主要是从纯几何的意义上建立的，即使用简单的原始的几何元素来表达实体，但纯几何的实体是十分抽象的，计算机很难从中识别和提取工程信息，从而为后续模块提供数据。如果能将几何的实体赋予工程的意义，则更利于从产品定义的角度分析问题。由此需要引入一种更完整的描述产品的技术，即以建立高层次实体为目标来进行实体建模的方法，这样建立的实体需要包含更多的工程信息，这种建模方法称为特征造型。特征是指描述产品的信息的集合，并可按一定的规则分类。具体到机械产品常用的特征信息，主要包括形状特征、精度特征、技术特征、材料特征、装配特征和管理特征。形状特征是描述零件几何形状、尺寸等信息的集合；精度特征是描述零件几何形状、尺寸的许可变动量的信息集合；技术特征是描述零件的性能和技术要求的信息集合；材料特征是与零件材料、热处理和条件有关的信息集合；装配特征是描述零件相关方向、相互作用面和配合关系的信息；管理特征是与零件管理有关的信息集合，如标题栏信息等。理想的特征模型应具备上述全部特征信息，它兼有形状和功能两种属性，它不仅具有按一定拓扑关系组成的特定几何形状，而且能够表达工艺设计和产品制造所需的高级信息，如典型功能、制造技术和公差要求，适宜在设计、分析和制造中使用。以特征来表示零件的方式即为零件的特征模型。并且由此引出了以特征造型为基础的基于特征的设计方法。设计人员直接用特征来定义零件的几何结构，几何模型可以由特征生成。设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，诸如倒角、圆角、螺纹孔、定位孔、键槽等。它使产品设计工作在更高的层次上进行，因此基于特征的设计更符合设计人员的设计思路。更有利于发挥设计者的创造力和想象力。

参数化是指对零件上的各种特征施加各种约束形式。各个特征的几何形状与尺寸大小用变量的方式表示，如果定义某个特征的变量发生了改变，则零件的这个特征的几何形状与尺寸大小将随着参数的改变而改变。将参数化设计应用到特征设计中去，把参数化的基本体素定义为特征，用特征通过体素拼合的方法构造零件的几何形状，使得特征具有可调整性，可以根据需求调整变化，这就是参数化特征造型设计。(www.xing528.com)

参数化特征技术是人工智能应用于实体模型的结果，它表达的产品定义信息完备且含有丰富的语义信息，为CAD集成、CAD/CAPP/CAM集成、CIMS的实现提供了有力基础。随着实体模型领域内诸如特征、约束、参数化等技术的研究日趋深入，目前参数化特征造型技术在一些主流的CAD系统中有所使用。现以AutodeskMDT为例，说明参数化特征造型技术的具体应用。在MDT中，所谓“特征”是指可以用参数驱动的实体模型，即从特征的集合信息中只是引入了形状特征。模型的构造是根据各种特征来生成的。这些特征的集合就组成了机械零件的几何形状。改变与特征有关的形状与位置的定义，就可以改变与模型相关的那些形位关系。对某个特征既可以将其与某个已有零件相连接，也可以把它从某个已有的零件中删除掉，还可以与其他多个特征共同组合创建新的实体。