AutoCAD二次開發技術及其在機械設計中的應用

陽溶冰

【摘要】本文對CAD二次開發技術的基礎、主要途徑和主要方法進行了簡要的介紹，并分析了當前CAD二次開發技術的發展情況，以及人工智能與CAD二次開發技術結合的發展情況?；谌斯ぶ悄艿腃AD二次開發技術在機械設計中用途廣泛，能夠極大地提高機械設計的效率和水平?；谌斯ぶ悄艿腃AD二次開發技術推動了CAD二次開發技術研究的不斷深入，將會在更廣泛的領域發揮更加重要的作用。

【關鍵詞】AutoCAD二次開發技術；機械設計；人工智能

人工智能與CAD二次開發技術的結合是CAD二次開發技術發展的主要方向。機械設計中應用基于人工智能的CAD二次開發技術將會提高機械設計的效率和水平，推動工業的發展。二次開發技術是一種應用軟件，二次開發以系統軟件和支撐軟件為基礎，根據特定用戶和特定領域的需求進行二次開發。能夠進一步提高軟件的針對性，滿足本專業或本行業的需求。

一、CAD二次開發技術

（一）CAD二次開發技術的基礎。CAD二次開發技術是AutoCAD二次開發技術的簡稱，也就是以AutoCAD為基礎，對其提供的開放式體系結構和開放式資源進行充分的利用，與專業特色和專業領域相結合，對其進行二次開發。AutoCAD提供的開放式體系結構是寫第二次開發的基礎，也就是可供用戶開發的、對用戶開放的、提供給用戶的開發環境以及數據庫和功能模塊，主要有以下幾方面的內容。第一，外部命令。也就是通過程序參數文件ACAD.PGP進行修改或增加從而在AutoCAD內部進行使用。第二，開放的標準庫。也就是用戶可以增加、修改或者重新定義標準剖面線庫ACAD.PAT、標準線型庫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、狀態條和菜單等。第四，用戶可以對幫助文件進行定制。也可以對AutoCAD的幫助文件進行定義或修改。第五，命令組文件。用戶可以根據需求對其進行自定義。第六，用戶可以對AutoCAD的命令進行或者重新定義。第七，DIESEL語言?？梢酝ㄟ^方式宏來對系統變量進行使用。第八，編程開發界面。

（二）CAD二次開發技術的開發途徑。①程序開發。程序開發指的是通過對AutoCAD提供的編程環境進行利用，用編寫程序的方式來進行二次開發，能夠對比較復雜和深層次的問題進行解決，擁有強大的功能，能夠實現CAD的智能化。②文件開發。文件開發指的是以用戶的需求為依據，以AutoCAD提供的方法和標準文件格式為基礎，對AutoCAD支持的ASCII碼標準文件進行編輯、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常使用的文件開發，文件開發也可以實現與CAD系統以及其他高級語言的數據交換。

二、CAD二次開發的方法

要進行CAD二次開發，主要是使用參數化設計的方法。具體來說，就是以產品零部件的性能參數為依據，將其結構尺寸和幾何尺寸確定下來。將一定的設立條件與零部件圖形的尺寸結合起來，將零部件尺寸設計為“設計條件”的函數，如果設計條件發生改變，就要相應地改變零部件圖形的尺寸。設計中應用參數化設計能夠極大的提高設計的效率，這也是主要的CAD二次開發技術手段，在機械CAD的任務中屬于核心任務。

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

（二）參數化設計的主要零件。盡管機電產品具有不同的用途、性能，種類也各有不同，但是通過分析或零件的方，將系列化和標準化的參數提取出來，還是可以進行參數化設計。主要的參數化設計零件類型有以下幾種。①專用的部件或零件。②已經對基本圖形元素進行標準化的零件。③能夠使用性能參數進行確定的常用傳動零件。④結構相似或者相同的零件。⑤已經系列化或者標準化的產品。

三、CAD二次開發技術的發展現狀和與人工智能結合的情況

CAD二次開發技術具有以下幾個方面的優點：能夠對AutoCAD的資源進行充分的利用，在滿足要求的前提下節約資金和時間。有利于與國際接軌，進行信息的交換和交流，并且汲取AutoCAD的先進技術經驗。當前的CAD二次開發系統具有以下幾個特點：第一，具有符合國標的明細表、序號、圖紙設置的功能，繪圖效率得到提高。第二，能夠提供參數化圖庫管理。第三，具有部分零件的文檔管理功能和裝配功能。第四，具有專業特色，便于繪圖和設計。第五，能夠提供常用的機械零件設計功能模塊，具有選擇、計算、在線查詢功能。

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

四、在機械設計中應用基于人工智能的CAD二次開發技術

①基于人工智能的CAD二次開發技術能夠機械設計的零件設計方面得到應用，從而減輕工作量，提高設計的質量和效率。例如設計齒輪時，只需要將基本結構要求、類型和載荷輸入進去，就能夠進行結構參數選定、校核、計算、設計等工作，從而進行自動繪圖。②基于人工智能的CAD二次開發技術能夠在部件優化中得到使用，能夠自動完成物件整體性能優化、重量或體積優化、動力學特性分析、運動參數或條件校驗等，并對組成零件進行自動繪圖。③基于人工智能的CAD二次開發技術能夠在整機性能參數優化中得到使用，以整機性能分析為基礎，加入人工智能，能夠完成經濟性分析、結構布局調整、性能參數優化等任務。

五、結語

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

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