從20世紀50年代至今，幾何建模技術(shù)經(jīng)歷了3個階段：線框造型、曲面造型和實體造型。線框造型采用頂點和邊兩種拓撲元素及其相互關(guān)系來表示三維物體的形狀，優(yōu)點是表達簡單，易于處理，其輸入的信息僅為一系列點及其連接關(guān)系。但缺點是具有二義性，不能消隱和真實感顯示物體。曲面造型主要依據(jù)頂點、邊、表面3種拓撲元素及其相互間的拓撲關(guān)系來描述三維物體的形狀。因提供了三維物體的表面信息，能夠進行隱藏線的消除和圖形的真實感顯示。其缺點是沒有明確地定義三維物體的實心部分，不能進行物體的重心、質(zhì)量、慣性矩等物性參數(shù)的計算。實體造型是20世紀70年代開始發(fā)展起來的一門新的造型技術(shù)，比曲面造型增加了三維體的實心部分的表達，得到了三維形體的無二義性描述，從而能夠在一個完整的幾何模型上實現(xiàn)零件的質(zhì)量計算、有限元分析、數(shù)控加工和消隱渲染圖的生成。20世紀90年代，美國PTC公司在實體造型的基礎(chǔ)上引入?yún)��?shù)化特征造型技術(shù)，將幾何建模技術(shù)推高到一個新階段。當前，主流CAD軟件均采用參數(shù)化特征造型作為主要的幾何建模手段。 G2CZwm{/f  
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經(jīng)過20多年的發(fā)展及在工程技術(shù)行業(yè)中的應(yīng)用實踐，參數(shù)化特征造型被認為是一種可以滿足制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計需求的建模技術(shù)。但是，隨著工業(yè)界對CAD技術(shù)應(yīng)用的深入和細化，用戶個性化設(shè)計需求不斷提升，對設(shè)計部門而言，如何快速響應(yīng)用戶需求、縮短新品研發(fā)周期、快速完成產(chǎn)品升級，成為了企業(yè)迫切需要解決的關(guān)鍵問題。參數(shù)化特征建模技術(shù)本身固有的嚴格遵循造型歷史關(guān)系的規(guī)則使得用戶難以實現(xiàn)靈活地、快速地表達其設(shè)計的創(chuàng)新點。在產(chǎn)品升級改造中，由于設(shè)計人員對產(chǎn)品模塊化及系列化的歷史了解得不充分，極易導(dǎo)致產(chǎn)品參數(shù)修改而幾何重建結(jié)果與預(yù)期嚴重走樣的情況發(fā)生，因此，制約了企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計的自由發(fā)揮。 #Mj$o;SX  
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北京數(shù)碼大方科技股份有限公司一直致力于CAD技術(shù)研發(fā)，其三維CAD產(chǎn)品《CAXA實體設(shè)計》擁有6項核心專利技術(shù)，其直接建模技術(shù)是一種直觀的、對零件模型元素進行直接修改編輯的造型方法。其最大優(yōu)勢是造型速度快、可以實現(xiàn)所做即所要的目的。設(shè)計者無需掌握太多的設(shè)計概念、建模規(guī)則，就可以將自己的創(chuàng)新設(shè)計付諸于模型表達。但是，直接建模的主要缺點是模型無法參數(shù)特征化（亦即模型元素成組劃分難），參數(shù)驅(qū)動能力差。因此，直接建模技術(shù)分適合產(chǎn)品的局部修改，但系列化設(shè)計則難以實現(xiàn)。 xvwD3.1  
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因此，基于上述兩種技術(shù)存在的缺陷，本文研究了一種融合二者優(yōu)勢的建模技術(shù)——三維CAD參數(shù)化建模與直接建模的混合建模技術(shù)。使用該技術(shù)既可以實現(xiàn)模型的靈活修改，同時又可以實現(xiàn)產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)的驅(qū)動。 MkG`w,  
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1.總體思路 KInUe(g<9M  
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首先建立一個集成的零件詳細設(shè)計、部件組裝設(shè)計及總裝設(shè)計的設(shè)計環(huán)境。接著在零件詳細設(shè)計環(huán)境中將傳統(tǒng)的參數(shù)化造型技術(shù)和創(chuàng)新的直接建模技術(shù)進行有機的融合，形成一種全新的混合建模技術(shù)。這樣可以在建模過程中達到相輔相成，取長補短效果。使用混合建模技術(shù)，可以達到以下效果：快速建模、靈活建模、合理建模、快速修改（包括局部快速修改和全局快速參數(shù)化修改），最終提升用戶的產(chǎn)品研發(fā)效率、滿足用戶個性化設(shè)計的需求。不僅可以縮短新品的研發(fā)時間，而且可以加快產(chǎn)品改進的速度。主要表現(xiàn)在兩個方面：一是通過參數(shù)化造型達到模型系列化；二是通過直接建模造型達到局部快速修改。直接建模技術(shù)可以方便的將用戶創(chuàng)新思維充分展現(xiàn)在模型上，而參數(shù)化造型又可以達到模型的參數(shù)驅(qū)動。最后，將以上兩種技術(shù)合理融合，幫助設(shè)計者，實現(xiàn)任何復(fù)雜模型的快速研發(fā)和修改。 V!T^w
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2.技術(shù)方案 ;cv.f>Cm  
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2.1.數(shù)據(jù)模型設(shè)計 /S:w
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主要的數(shù)據(jù)模型稱之為Shape，可以細分為：DefinitionShape、Instanceshape、Treeshape等。Shape Component簡稱SC，被設(shè)計成存儲模型形狀的真實數(shù)據(jù)。某些SC是所有Shape共用的，有些是Shape專用的。DefinitionShape，簡稱DS，被設(shè)計成包含共享的模型定義數(shù)據(jù)，一般是幾何屬性相關(guān)的數(shù)據(jù)，通常包括Entity的各種數(shù)據(jù)，可以抽象地理解為概念上的任何內(nèi)容。 LP^p~5Az  
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InstanceShape，簡稱IS，被設(shè)計成包含特定的數(shù)據(jù)，主要是位置數(shù)據(jù)等。DS管理著所有IS公用的內(nèi)容稱之為SC，因此每個IS通過指向DS中SC的指針來得到這些SC的內(nèi)容，通過操作IS的指針來修改DS中的數(shù)據(jù)。通常，所有的Shape操作可以直接通過IS完成。 +1otn~(E  
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TreeShape，簡稱TS，被設(shè)計成記錄一個IS在裝配中的路徑數(shù)據(jù)，用來唯一標識一個IS。上述定義是后續(xù)模型運算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 Pm$F2YrO3  
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2.2.參數(shù)化特征造型運算機制 A",eS6  
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先建立一個全局的參數(shù)、引用創(chuàng)建和使用的管理者。通過該管理者達到特征參數(shù)的定義及引用關(guān)系的建立和維護。 T