一、公共自动化工程的概念与特征

特征建模方法

机械产品设计是一个多因素、多环节循环复杂的决策过程，为适应社会发展和市场竞争的需要，人们在不断地寻求以高新技术为支持平台的现代产品设计方法。基于特征造型的产品设计方法是随着CAD/CAM一体化要求而产生的，是建立在实体造型方法基础之上，更适合于计算机集成制造系统的产品设计方法。它在原理和方法上与实体造型既有密切联系，又有以下不同。

(1)三维线框、曲面和实体造型着重完善产品几何描述问题，而忽视产品工程意义，使设计和制造信息不连贯。特征造型则着重表达产品的完整技术和生产管理信息，在最终产品上保留各功能形素的原始定义和相互依赖关系，以便用统一产品模型替代传统设计中的成套图纸和技术文档，使产品设计和生产准备各环节得以并行展开。

(2)在产品特征模型中引用基准点，中心线，局部坐标系等单元，突出面(如配合面、支撑面、定位面和基准面等)的作用，这些面不同于一般几何面，必须易于检索其定型和定位尺寸。这要求允许在三维物体之外存在孤立的点、线和面，引入非流形和非规则集合，扩展欧拉操作范围。

(3)特征造型产品设计在更高层次上进行，操作对象不再是实体造型采用的原始的线条和体素，而是产品的功能形素，如螺纹孔、定位孔、键槽、凸台和耳板等，这需要采用局部操作和尺寸驱动技术，并要求使用新的数据结构和新的特征组合算法。特征的引用直接体现了设计意图，使得产品模型易于理解，节省产品设计时间。

(4)特征中的几何和非几何信息将产品设计意图贯彻到各后续环节并及时得到意见反馈，加强了产品设计、分析、工艺准备、加工、检验各部门的联系，有助于推动产品设计和工艺设计规范化、标准化和系列化。

可见基于特征造型的产品设计方法是产品虚拟设计的核心，为设计、制造及生产管理提供服务，为智能CAD系统和智能制造系统的逐步实现创造条件。因此，对基于特征的机械产品造型课题的研究是十分必要的。

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