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汽车检具设计支持系统研究与应用 I 汽车检具设计支持系统研究与开发 汽车检具设计支持系统研究与开发 摘摘 要要 随着计算机技术的发展和市场竞争的日益激烈,各行各业对 CAD提出了越来越细化的专业需求,希望能有一种符合行业设计习惯的软件，以更快速、高质量地实现客户化的设计要求所以选择一种现有的通用软件来进行二次开发，实现基于领域知识的智能化设计，已成为当前 CAD 技术发展的重要方向之一 本文研究汽车检具计算机辅助设计系统检具以其结构简单、使用方便一直是制造业作为检测产品合格性与误差的首选 汽车检具由检测结构、定位结构、夹紧结构、支撑结构、底座，以及其他辅助部分构成现有的设计是根据具体零件，按照检测要求，逐个、逐步的设计相应的结构，然后再装配到一起，最终实现检具的开发这是一个复杂而繁琐的过程,并且每次设计都要从头开始，难以重用先前的设计成果，也不能把专家的成熟经验直接拿来利用，造成重复劳动量大，设计繁琐，对开发设计人员要求高等问题为了解决这个问题,本论文针对汽车检具的自身设计特点，以 CAD 和人工智能技术为基础，结合 UG OPEN 二次开发技术和 MFC 技术，开发汽车检具设计支持系统。

汽车检具设计支持系统研究与应用 II 论文首先分析汽车检具设计的基本流程和功能需求，以方便、实用为原则，提出了系统框架；实现了项目初始化、单位换算、物性计算、检测点坐标调整等常用功能的程序化；着重研究了复杂零件的最小包络体算法，通过最小包络尺寸的计算，获得检具底座尺寸、检具与零件摆放、被测零件定位与夹紧方案；最后导入标准件、输出零件明细，完成检具设计 汽车检具设计支持系统不仅可以提高检具设计效率和质量,而且也符合现代技术的发展要求 关键词：关键词：汽车检具，智能设计， UG 二次开发，包络体算法 汽车检具设计支持系统研究与应用 III RESEARCH AND APPLICATION OF KBE SYSTEM FOR CAR CHECKING FIXTURE DESIGN ABSTRACT With the development of computer technology and growing intense market competition, requirements of CAD software providing more specific professional functions are demanding from all sorts of industries. They expect a kind of software which fits their design habits and can achieve their design requirements more rapidly and efficiently. While it is a time-consuming and costly work to develop a specialized software, it is an effective option for them to choose an existing generic software to carry through secondary development that meets their requirements. Car checking fixture includes inspection unit, fixture unit, clamping unit, sustaining unit, base and other accessories. Current design of checking fixture is that each component is developed one by one and step by step according to relevant requirements and then assembled together, 汽车检具设计支持系统研究与应用 IV which is a repeated and cockamamie process. It has to start from the very beginning in each design, thus previous achievements and mature experience of experts can’t be utilized, it also has a high requirement on design personnel. To solve this problem, this paper aims at feature of car checking fixture design, develops a set of support system based on UG open secondary development technique and MFC technique, which can help custom design car checking fixture fast and intelligently. The paper firstly analyzes basic procedure and function requirement of car checking fixture design, and puts forward the system frame based on convenience and practicality. Then the developed system implements project initialization, units exchange, property calculation, and adjustment of measuring points coordinates, in addition, the paper emphasizes the MPB algorithm, by which dimension of checking fixture base, layout of fixture and parts, and positioning and clamping scheme of parts can be obtained. Finally, it outputs standard parts and part details, thus the design of fixture is complete. The system developed in this paper can not only enhance efficiency and quality of fixture design, but also satisfy requirements of modern technology development. KEY WORDS: car checking fixture, intelligent design, UG secondary development, the MPB algorithm 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名：云兆坤 日期： 年 月 日 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、 使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密保密□，在 年解密后适用本授权书 本学位论文属于 不保密不保密□ （请在以上方框内打“√√” ） 学位论文作者签名：云兆坤 指导教师签名：周雄辉 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 汽车检具设计支持系统研究与应用 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 引言引言 纵观世界上发达国家，如美国、日本及其它一些欧洲国家，汽车产业无不是其国民经济的支柱产业。

我国政府对汽车产业亦格外重视但由于起步晚、底子薄，尤其是随着加入世贸组织后，国内市场的进一步开放，我国的汽车产业，尤其是轿车产业面临严峻的考验我国汽车产业要提高市场竞争力，应尽快适应市场环境，以市场为导向，满足客户的各种需求如今客户对新车型的要求越来越高，这就要求汽车厂商不断推出新车型因此，导致汽车零件的生命周期大幅缩短，并对其相关检具的设计效率提出更高的要求 当前我国的检具设计面临着很多问题，最主要的是设计依然依靠手工进行虽然很多厂家投入了大笔资金购买 CAD 软件，但在使用过程中，只是将原先的手工绘图改为计算机绘图，设计速度并没有质的提高 为了提高检具设计效率，应尽快掌握先进的设计手段，加快检具设计速度，提高检具设计质量，缩短检具调试和制造周期，降低制造成本基于 CAD/CAE/CAM 一体化的先进制造技术，已成为解决这一问题的关键技术之一 CAD/CAE/CAM技术以计算机及外设和系统软件为基础，可实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程（NCP）、仿真模拟及产品数据管理(PDM)等功能，能有效地解决工程中遇到的实际问题发达国家都十分重视结合本国实际，独立自主地开发自己的3C 技术[1]。

众所周知，衡量一个国家汽车工业，特别是轿车工业发展水平的重要特征是新车型的自主开发与设计能力中国汽车工业要想在未来瞬息万变、竞争激烈的国际市场中处于有利的地位，就必须具备车型的系统化开发能力与现代化设计手段因此，我们必须加快用数字化、智能化等高新技术来改造传统产业的步伐，开发具有企业知识与特色的智能设计与数字化制造系统，提高自主创新能力 汽车检具设计支持系统研究与应用 2 1.2 CAD 技术概述技术概述 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）指利用计算机软件、硬件系统辅助工程技术人员对产品或工程进行设计、分析、修改以及交互式显示输出的一种方法或手段该技术已广泛应用于机械、电子、建筑、航空、航天、汽车、化工、冶金、环境工程等领域 CAD 技术的发展和形成至今已有 50 余年的历史 自 20 世纪 50 年代交互式图形处理技术的出现， 经过 20 世纪 80 年代 CAD 技术由绘制二维工程图，发展到三维造型、自由曲面设计、有限元分析、机构分析与仿真等工程应用，到进入 20 世纪 90 年代以来，CAD 造型技术不断完善，广泛采用了特征造型和基于约束的参数化和变量化造型方法，并向集线框、表面、实体模型统一表示的非流形形体造型方向发展[2]，CAD 技术的发展为解决实际工程问题，提供了基础和平台。

1.2.1 CAD 技术发展趋势技术发展趋势 随着CAD技术的普及应用越来越深入，CAD技术正向开放、集成、智能和标准化的方向发展[2]： 1）集成化 集成化指的是向企业提供一体化的解决方案， 系统构造由单一功能变成多功能集成 它可以是CAD系统内部各模块之间的集成，也可以是工程设计领域CAD、CAM、CAE等各模块的集成并行工程是一种集成，企业的产品数据管理(PDM)也是一种集成通过集成能最大。