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CAD/CAM关键技术
—特征技术

MW35.com 2004-7-24
      国外许多研究单位和学者对特征技术的发展和应用做出了贡献。例如,英国Cranfield理工学院的Pratt和Wilson为CAM-I提出了一个按形状和构造特点对形状特征分类的模式; 美国Arizona州立大学的Shah探讨了特征表达和解释问题,开发出ASU特征试验台; 芬兰赫尔辛基技术大学的Mantyla教授研制了特征造型系统EXTDesign; 意大利热亚那应用数学研究所的Falcidieno等人提出了边界模型表示特征对象的描述方法,特征识别方法,并开发了相应的系统; 德国柏林技术大学的Beitz开发了基于特征的造型系统GEKO; Douglas等人研究了用凸多面体分解法进行加工特征几何推理技术; Turner等人研究了公差特征模型建立的问题; Roy等人研究了尺寸及公差表示处理的问题; Jaroslaw等人研究了特征编辑与查询技术; 美国Purdue大学的Anderson等人研究了基于特征设计工艺规程的几何推理问题。
  在国内, 北京航空航天大学、清华大学、华中理工大学、浙江大学、上海交通大学、西北工业大学等,以及其他一些单位也发表了一些关于特征技术研究的论著, 并开发了一些特征造型系统。
  近年来, 商业CAD软件及工具基本都融入了特征的思想和方法。例如, PTC公司的产品Pro/Engineer,SDRC的产品I-DEAS Master Series、UGS公司的产品Unigraphics、IBM公司的产品CATIA/CADAM、Autodesk公司的产品MDT, 中国广州红地技术有限公司的产品“金银花(LONICERA)”系统,等等。 
    4. 特征的定义
  客观事物都是由事物本身的特性体及其相互关系构成。 一般地讲, 特征是客观事物特点的征象或标志。目前人们对于CAD中特征的定义尚没有达到完全统一。 在研究特征技术的过程中, 国内外学者从不同的侧面、不同的角度, 根据需要给特征赋予了不同的含义。
  在机械行业中, 特征源于使用在各种设计、分析和加工活动的推理过程, 并且经常紧密地联系到特定的应用领域, 因而产生了不同的特征定义。 当我们提到特征时, 通常是指形状特征。形状特征的一种定义是面向规划的, 例如, 工件特征定义为:在工件的表面、边或角上形成的特定的几何构型。 另一种涉及工艺规划的形状特征定义为: 工件上一个有一定特性的几何形状, 其对于一种机械加工过程是特定的, 或者用于装夹和/或测量目的。
  随着特征技术由工艺规划向设计、检验和工程分析方面的拓展, 特征定义趋向于更一般化, 下面是一些特征定义的例子: (1) 用于描述零件和装配体的语义组, 它将功能、设计和制造信息组合在一起; (2) 一个几何形状或形体要素, 它至少具有一种CIM功能; (3) 产品信息的载体, 它可以在设计和制造或者其他工程任务之间辅助设计或进行通讯; (4) 任何用于设计、工程分析和制造的推理的客观对象; (5) 设计人员感兴趣的区域。
    研究人员提出了许多不同的特征, 例如, 功能性的特征有: 装配特征, 配合特征, 结构特征和抽象特征。 抽象特征可用于设计过程, 这是由于许多特征的细节在设计完成前并不清楚。 抽象特征的定义为: 直到所有的变量被确定才能被具体化或实现的客观对象。 不论特征的定义如何, 但有一点似乎是共同的, 即特征最终要联系到某个几何形状。 Shah明确了一个特征至少满足的要求: 零件的一个结构组元; 可影射到某个形状类; 有工程意义; 有可预测的性质。
    总之, 特征是产品信息的集合, 它不仅具有按一定拓扑关系组成的特定形状, 且反映特定的工程语义, 适宜在设计、分析和制造中使用。 我们应该将特征理解为一个专业术语, 它兼有形状和功能两种属性, 从它的名称和语义足以联想其特定几何形状、拓扑关系、典型功能、绘图表示方法、制造技术和公差要求。 

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