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时间：2022年07月28日

面向对象方法在专用CAD系统建模中的应用

面向对象方法在专用CAD系统建模中的应用 2011年12月09日来源：　摘　要　实现产品模型的CAD系统还有许多困难，开发面向企业产品的专用CAD系统正在成为许多厂家理想的选择。本文通过实例探讨了如何利用面向对象的方法来设计和实现对这类专用CAD系统。　　关键词　面向对象方法,产品模型,装配模型APPLICATION OF O－O METHODIN ENTERPRISE－ORIENTED CAD SYSTEM MODELINGMiao Yi　Bu Fentlin　Zhang ShenshengShanghai Jiao Tong University, Shanhai 200030

Abstract　There are many diffculties in developing CAD system which can implement the model of real products. To develope a special CAD system suitable for a given enterprise becomes an idesl choice in many situations. This article discusses how to develop a special CAD system with the help of object－oriented method and shows it through an example。　　Keywords　Object－oriented method，Product model，Assembly model　　随着市场竞争的日益激烈，如何提高产品设计效率，适应快速多变的市场需求已成为企业十分关注的问题。正因如此，计算机辅助设计已成为设计中必不可少的工具。随着基于几何模型的CAD系统的日趋完善，人们对于计算机辅助设计系统的要求也越来越高，于是提出了产品模型的概念，希望它能对整个设计过程给予全面的支持。事实上，由于实际情况的复杂性和多变性，产品模型基本上还停留在理论探讨的基础上。实际的需求与理论上的滞后导致了人们另求出路。于是，设计一个在一定程度上能实现产品装配模型的专用CAD系统，开始成为许多有特定设计过程的企业的自然选择。本文通过对一个面向产品模型的专用CAD系统的设计实例来展示如何用利用面向对象的方法作工具以实现此目标。

1　设计实例——空调机柜CAD系统

空调机柜是大型中央空调机必不可少的组成部分。它主要由风机室、盘管室、混气室等组成，并为空调机提供一整套热交换设施。通过风机室抽取外部空气，在混气室混合，然后在盘管室中与空调机进行热交换。大型空调不同于家用空调，它不是批量生产的产品，往往是单件产品，一般由空调机柜生产厂家根据用户的不同需求，去设计定制和组装。由于不同的安装形式和安装地点、不同的设计参数（如功率等的要求），形成了产品图形基本相似，但局部小结构有所不同，尺寸也是各异，规格品种复杂多样的特定设计过程。对于每一个用户，企业必须设计多套全新的图纸，费时费力，使得设计能力往往跟不上实际生产能力，无法满足用户需求。为此厂家希望能有一个专用的基于产品模型的CAD系统，达到以下的功能：　　。根据用户的需求自动生成原始装配图；　　。能够在装配图上以零件为基本元素进行交互式的修改，并自动维护装配关系的一致性，三维视图的一致性；　　。能够根据修改后的装配图，自动生成加工信息，如工艺卡、NC代码等。

2　面向对象方法的选择

面向对象方法建立在任何事物都可以用对象来表示的基础上。在系统分析和设计时，对象将数据和对数据操作行为结合起来，作为一个集成的整体来对待。对系统的修改只需改变和增删一些操作，其基本的对象结构并不发生变化。面向对象分析方法中的对象是客观世界对象的直接映射，采用面向对象方法进行分析、设计的系统，比采用面向过程的分析方法设计的系统更易理解，增强了系统的可维护性。　　面向对象方法的优点使它适应了现代软件工程的需要，也使它非常适合于产品装配模型的设计。对象是计算机语言对客观事物的抽象；对象之间的基本关系，如关联、依赖、包容、继承等，则是对客观事物之间纷繁复杂关系的抽象。在产品模型的过程设计中，将机械零部件直接映射为对象，将它们之间的装配关系映射为对象之间的关联是一种非常直观的表示方法。在系统设计中，可以更加侧重于用如何用计算机语言来对现实世界进行精确的描述，而不是对数据的处理，使得整个设计过程更为自然。　　根据我们的实际情况，决定在基于参数化的二维CAD系统上进行二次开发，采用面向对象的方法来进行建模。　　现在国内较为流行的面向对象的设计方法有OMT，BOOCH等，本设计采用基于UML的ROSE建模工具。各种建模思想各有侧重，然而它们的基本思想是一致的，在这里重要的并不是采用何种面向对象的建模方法，而是如何在计算机中对客观世界进行抽象的描述。

3　专用CAD系统的设计

3.1　系统的原理结构图1为经简化了的专用CAD系统的基本模块划分及其功能示意图。其中：　　规则库：由厂家多年的生产经验积累而成。它包含了在不同型号、不同要求情况下，各零部件的尺寸、位置的生成规则。是自动出图的关键。