本文關鍵詞：基于Open CASCADE的三維機電集成計算機輔助設計系統(tǒng)-MECAD，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：今天,幾乎所有的產(chǎn)品和應用都受到機電一體化技術的影響,機電一體化產(chǎn)品對所應用的計算機輔助設計系統(tǒng)提出了嶄新的要求,需要機械設計和電子設計方面具有良好交互性。特別是在機電一體化領域一個創(chuàng)新性的工藝技術是拋棄傳統(tǒng)的PCB電路板,直接在三維基體材料上集成機械和電子功能,形成三維電路結構,這個所謂的MID (Molded Interconnect Devices,模塑互連器件)工藝技術既可以在三維熱注塑材料實現(xiàn),也可以應用在柔性薄膜和陶瓷基體上。設計開發(fā)這種具有三維電路的器件,不僅要求所應用的輔助設計系統(tǒng)是一個三維的機電集成設計環(huán)境,而且需要提供集成設計的功能和MID工藝技術對應的特殊功能。 本文在分析國內(nèi)外現(xiàn)有的MCAD軟件與ECAD軟件的不足以及集成設計軟件的缺陷的基礎上,設計開發(fā)了一種三維機電集成器件的計算機輔助設計系統(tǒng)(MECAD),該系統(tǒng)基于三維幾何造型核心OpenCASCADE,支持在三維環(huán)境中進行機電集成產(chǎn)品的數(shù)字化設計。系統(tǒng)提供了一系列與機電一體化設計相關的功能,這些功能不僅包括現(xiàn)有的三維機械設計MCAD系統(tǒng)中的基本功能,如三維建模,視角變換,零件移動等,而且還擁有現(xiàn)有的二維電子設計系統(tǒng)ECAD中的核心功能,如電子元件邏輯線路布置,邏輯關系計算等。因為這兩個功能模塊集成在一個系統(tǒng)中,使得三維的機械結構設計與二維的電子邏輯設計能直接在軟件內(nèi)部進行信息的交互和共享。除此之外系統(tǒng)為了保證機電集成產(chǎn)品開發(fā)的需要,還開發(fā)了目前機械和電子的CAD系統(tǒng)中不存在的機電集成設計功能,如三維元件布局,三維電路布線等。通過多個例子表明使用該設計系統(tǒng)不僅為傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品提供有效的設計方式,還支持MID器件的數(shù)字化設計,滿足其嶄新的要求,而且使設計者減輕工作量,大大的提高了設計效率。
【關鍵詞】：機電一體化 MID 集成設計 Open CASCADE
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39;TP391.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 課題來源及研究背景15-17
• 1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 集成設計系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 MID產(chǎn)品設計系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 課題研究的意義及目標20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容20-23
• 第二章 MECAD系統(tǒng)框架設計23-31
• 2.1 MECAD系統(tǒng)開發(fā)平臺確定23-25
• 2.1.1 開發(fā)平臺分析23-24
• 2.1.2 Visual Studio 201024
• 2.1.3 Open CASCADE幾何內(nèi)核24-25
• 2.2 基于MFC的OCAF應用程序框架生成25-27
• 2.2.1 OCAF介紹25-26
• 2.2.2 基于MFC的OCAF應用程序框架生成26-27
• 2.3 MECAD系統(tǒng)設計27-30
• 2.3.1 MECAD系統(tǒng)功能需求分析27-28
• 2.3.2 MECAD系統(tǒng)結構設計28-29
• 2.3.3 MECAD系統(tǒng)用戶界面設計29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 MECAD系統(tǒng)機械設計模塊31-49
• 3.1 可視化技術31-35
• 3.1.1 可視化技術的基本組成31-33
• 3.1.2 視角變換操作33-34
• 3.1.3 實體選取操作34-35
• 3.2 幾何實體建模35-39
• 3.2.1 基本體建模35
• 3.2.2 布爾運算35-36
• 3.2.3 拉伸建模36-39
• 3.3 實體模型描述與編輯39-44
• 3.3.1 零件模型的描述39-40
• 3.3.2 模型的儲存40-42
• 3.3.3 模型的編輯42-44
• 3.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換44-48
• 3.4.1 CAD模型數(shù)據(jù)交換標準44
• 3.4.2 STEP格式文件交換44-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 MECAD系統(tǒng)電子設計模塊49-61
• 4.1 創(chuàng)建二維設計環(huán)境49-51
• 4.1.1 OCC中的二維術語49-50
• 4.1.2 采用OCC創(chuàng)建二維環(huán)境50
• 4.1.3 創(chuàng)建基元50-51
• 4.2 元件符號的表達51-55
• 4.2.1 電子元件數(shù)據(jù)庫的調(diào)用51-52
• 4.2.2 DXF文件讀取52-55
• 4.3 邏輯電路設計55-60
• 4.3.1 二維元件符號描述55
• 4.3.2 電子設計環(huán)境中元件符號的布局55-56
• 4.3.3 邏輯線路繪制56-58
• 4.3.4 邏輯關系計算58-60
• 4.4 本章小結60-61
• 第五章 MECAD系統(tǒng)的集成設計61-83
• 5.1 三維電子元件的表達61-63
• 5.1.1 三維電子元件的描述61-62
• 5.1.2 三維電子元件管腳定位62-63
• 5.2 ECAD文件導入與建模63-68
• 5.2.1 IDF文件格式介紹63-64
• 5.2.2 IDF文件讀取64-66
• 5.2.3 電子元件的準確建模66-67
• 5.2.4 邏輯信息的獲取與電路的生成67-68
• 5.3 二維平面布局布線68-73
• 5.3.1 根據(jù)機械外殼設計電路板68-69
• 5.3.2 電子元件交互式布局69-70
• 5.3.3 二維平面交互式布線70-73
• 5.4 平面最短路徑算法的研究73-77
• 5.4.1 Dijkstra算法73-74
• 5.4.2 迷宮算法74-75
• 5.4.3 線探索算法75-76
• 5.4.4 A~*算法76-77
• 5.5 基于A~*算法無網(wǎng)格的二維自動布線77-82
• 5.5.1 可布置區(qū)域表示78-79
• 5.5.2 障礙物判斷79
• 5.5.3 A~*算法的實現(xiàn)79-81
• 5.5.4 根據(jù)路徑點生成電路81-82
• 5.6 本章小結82-83
• 第六章 MECAD系統(tǒng)MID設計模塊83-95
• 6.1 元件三維交互式布局83-86
• 6.1.1 布線基體幾何信息的獲取83-85
• 6.1.2 交互式三維布局85-86
• 6.2 交互式三維布線86-89
• 6.2.1 基體面關系86-87
• 6.2.2 鼠標點擊獲取基體上的點87
• 6.2.3 交互式布線87-89
• 6.3 三維自動布線89-94
• 6.3.1 三維最短路徑搜索算法的研究90-91
• 6.3.2 面展開法的A~*算法91-92
• 6.3.3 三維探索的A~*算法92-94
• 6.4 本章小結94-95
• 第七章 總結與展望95-97
• 7.1 總結95
• 7.2 展望95-97
• 參考文獻97-101
• 致謝101-103
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果103

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于Open CASCADE的三維機電集成計算機輔助設計系統(tǒng)-MECAD，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：354321