研究基于设计计算的三维CAD二次开发技术

　　计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)是计算机在工程中最有影响力的技术之一，该技术的应用能有效提高制造业与工程设计行业的创新能力以及市场竞争力。以往，由于受到技术与理论的限制，认为CAD等同于计算机辅助绘图。随着技术进步，发现借助CAD技术能高效、快速的完成数据处理与图文处理。CAD技术的发展经历了二维、三维、几何造型、工程分析、模拟仿真等。本文重点就放在三维CAD二次开发技术方面。

　　1　三维CAD二次开发技术现状

　　所谓的二次开发就是将目前市场上通过的CAD系统软件实现用户化、本地化的过程。以往的对CAD软件的二次开发属于一个比较繁琐的过程，现在的CAD二次开发夹住实体建模软件作为图形支撑，以某个数据库系统作为底层数据环境，利用图形界面工具，使用编程语言，从而形成一个独立的CAD系统。

　　三维CAD二次开发的主要工作内容包括完善交互式系统、接口设计、参数化设计模块的设计、界面设计等等。完成对三维CAD二次开发最终结果就是需要更好的满足用户需求，保证结果正确、操作方便以及友好的人机交互界面。目前针对三维CAD二次开发工具主要使用第三方工具或者是CAD本身提供的开发平台。在对三维CAD二次开发的过程中一类必不可少的工具即程序设计语言，比较常用的C语言、Fortran、Pascal、Basic、Java等。

　　目前，比较常用的CAD软件二次开发有基于Pro/E的二次开发、UG的二次开发、SolidWorks的二次开发、CATIA的二次开发。

　　2　基于设计计算的三维CAD二次开发技术

　　以基于设计计算的UG的二次开发为例，UG的二次开发可以有两种方式，一种是以进程内组件程序的开发，另一种是进程外组件程序的开发。UG作为一个全三维参数化设计的造型系统，具有强大的实体造型、曲面造型、工程图设计等功能，另外能更好的方便用户进行二次开发。其中的UG/Open GRIP和UG/Open API程序设计和UG/Open MenuScrip、UG/Open UIStyler 辅助开发模块，能提供良好的高级语言接口，便于用户开发更加适合自己的CAD系统。不管是那种开发，其大致流程是以交互式图形系统作为主要支撑，利用图形系统的用户语言为进程的控制者，利用高级语言为系统连接和数据库转换的枢纽，开发出一个及参数化设计零件、交互式编辑图形、数据的系统管理作为一体的CAD软件系统。

　　以UG的二次开发为例，目前包含两套系统，一个是Open，另一个是NX/Open。第一种主要针对造型方面，第二种则比较全面。基于设计参数的三维CAD二次开发技术，最终能使得CAD系统具有交互式绘图功能，同时还能具有自动绘图的功能，借助参数化设计能有效提高设计效率。整个参数化设计的过程为：输入各独立参数→合理→计算相关参数→合理→根据参数设计→计算特征(其他后续分析)→特性分析。参数化设计采用的是对图形数据操作的参数驱动机制与约束联动机制，能同时从几何参数和几何形状两个方面进行设计。参数化设计的基本步骤是先分析是否需要进行参数化设计，符合需要进行参数化设计要求之后开始进行零件的形体分析，确定其设计变量和建模策略，之后进行参数化建模以及提取，最后进行模型炎症。

　　以变压器的参数化设计为例，使用UG NX软件，对变压器的各个组成部分进行三维设计，之后进行参数化编程。通过对UG的二次开发，实现UG与变成工具的连接，从而开发出变压器参数化设计系统，该系统能进行变压器贴心参数化设计、线包参数化设计以及变压器器身整体装配设计。进行UG软件环境的设置、菜单的编写、NX/Open与VB.NET的接口连接、ADO.NET数据库访问，之后开始进行变压器参数化设计系统的开发与实现。

　　3　结 语

　　本文以UG软件系统为例进行了变压器的三维CAD软件参数化设计。通过这种方式在提高目前CAD应用水平的基础上提高简化设计人员繁琐的工序流程，提高设计人员的设计质量与效率，对提高企业的市场竞争力有着重要意义。

　　参考文献

　　[1]胡添元,余雄庆.基于参数化CAD模型的飞行器气动/隐身一体化设计[J].宇航学报,2009(1).

　　[2]吴新波,王耕耘.基于三维CAD实体模型的模具BOM表自动生成方法研究[J].模具工业,2007(2).

　　[3]易红.基于TiGEMS6.0的二次开发——电工电器三维CAD系统EE_TiGEMS的设计与研究[J].电脑知识与技术,2007(14).