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达索CATIA 几何约束求解器CDS

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几何约束求解器:国外软件公司市场垄断,DCM一马当先

几何约束求解器是实现参数化特征建模的关键,参数化特征建模则是当前主流CAD的主要建模方式。除了DCM,俄罗斯LEDAS公司开发的LGS被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,其已经为达索提供了12年的约束求解技术支持。国内方面,华天软件研发的DCS是完全自主研发的二维、三维约束求解引擎。

几何约束解算器是一种软件组件,用于求解尺寸和约束以指定和保留 2D 或 3D 设计中的几何特征位置。在计算机辅助设计 (CAD) 中,几何约束求解器可在基于历史记录的参数化建模和变分直接建模中实现快速设计改进。

2D 几何约束求解器可通过更改尺寸值或拖动几何体实现快速草图修改。2D 求解器可以在手绘草图的过程中“实时”工作,以精确定义几何关系。这会加快将粗略的概念转换成与 CAD 兼容的图纸的过程。3D 几何约束求解器有助于控制零件形状,以执行装配零件定位和 3D 管道/线缆布线。

以下内容来源:

华中科技大学 陈立平教授《CAD软件底层核心支撑之一——几何约束引擎谈谈工业软件关键技术的发展。》

CAD几何建模技术自20世纪60年代以来已发展近60年,取得了辉煌成就,被评为20世纪十大工程技术创新。经过几十年市场竞争演化,CAD技术与产品已形成垄断。自2000年以来,德国西门子公司和法国航空巨头达索公司开展了大规模并购,打造全生命周期工业软件体系,进一步巩固强化其技术和市场优势。在CAD技术产品发展过程中形成的关键“卡脖子”中间件也分别被西门子、达索收购,西门子掌控了几何引擎ParaSolid、几何约束求解引擎DCM,达索则收购了几何引擎ACIS和多领域约束融合技术公司Dymola,实现了几何建模与功能建模的融合,在多领域融合引擎技术上占得先机,并推出了CATIA V6 3DE。



特别需要指出的是,AutoDesk公司为了自身技术安全,1998年以源代码方式购买了ACIS技术,独立发展几何引擎,打造了ObjectARX架构体系。在西门子公司收购DCM后,AutoDesk在新一代云CAD开发中,抛弃了DCM,自行开发几何约束引擎VCS。

同样为了技术安全及不受制于西门子公司,达索公司在几何约束引擎方面采用了俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS(2D 3D)组件包括二维(LGS 2D)和三维(LGS 3D)约束求解器,第一个版本的研发时间为2001年,该组件采用C++编写,算法采用高度优化的非线性求解器(Highly Optimized In-houseNon-linear Solver)、几何分解方法以及启发式方法。LGS在约束求解方面被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,主要客户对象包括Cimatron(现属 3D Systems)、CD-adapco(现属Siemens PLM Software)、ASCON、Dassault、ODA等。LEDAS为Dassault提供了12年的约束求解技术支持,并将约束求解器集成在CATIA V5中。

我国缺少可替代的商业化几何约束求解器,存在较大的技术安全隐患。我国在3D CAD/CAM领域过度依赖国外技术,中望软件仍使用西门子的DCM约束求解器,而华天软件直到2021年底才发布了国内首款自主可控的几何约束求解器DCS。





达索CATIA V5/V6使用的几何约束求解器来自于俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS(2D 3D)组件包括二维(LGS 2D)和三维(LGS 3D)约束求解器,LGS采用高度优化的非线性求解器(Highly Optimized In-house Non-linear Solver)、几何分解方法以及启发式方法。



来源:山涧果子
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首次发布时间:2025-02-07
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山涧果子
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最强国产精密机床:北京精雕和大连科德2024

作为普通机械人,很多时候,很多场合,看到听到一些人说的做的,感觉非常可笑可悲。国产机床好,还是欧美日机床好?我还是支持国产机床。。后来看到“辽宁省大连光洋科技集团有限公司就成功实现了高端数控机床中国造。”不禁大笑起来!“经过多年的投入和研发,光洋科技在高端数控产业方面已逐渐成熟,拥有较为完整的技术链、人才链和产业链,关键零部件生产自主率高,能够实现技术完全自主,目前公司产品自主化率逾85%,和进口机床相比其生产的机床具有很大的优势,据了解,光洋科技自主研发的五轴叶片铣削加工中心,包括CPU在内的核心零部件都是自主生产的,只需一次装夹就可完成五面体加工,科技含量很高而且精密度也比较高,售价仅为750万元。进一步打破国产企业长期以来进口的现状,实现高端数控机床中国造。”这部分节选自当年的新闻内容。 @南山林雪萍 评价如下:中国数控系统,如何在强敌中突围?面对西门子、发那科、三菱数控系统已经垄断全球绝大部分机床的控制系统,中国数控系统有三条路径:1,死磕,正面咬住。华中数控,广州数控等就是这种,在量大面广的通用型,占领中低端,艰难地向高地进攻。2,专用,自我喂养。如北京精雕、大连科德等都是采用自家开发的系统。前者在精密铣削站稳脚跟,结合自家的CAM系统,独树一帜;科德则在高端五轴加工中心,与光洋数控系统绑定。尽管科德的出货量还太低,还没有普遍行业影响力,但装备够高端。这一点日本马扎克也采用同样的自己开发数控系统的做法。沈阳机床的i5数控系统也不错,可惜被沈阳机床的整体业绩下滑被溅了一身泥。但i5数控仍然是开创了一代局面。尤其是国企创新,难能可贵。3,点穴,化繁就简。在专业的机加工领域,机床各有特色,对数控系统要求也不同。例如,全球数控剪折系统主要品牌比利时LVD、荷兰Delem和瑞士瑞士CYBELEC,利用在钣金行业制造工艺积累的技术优势,至今已占据了行业的70%市场份额。西门子、发那科也望尘莫及。这一点,中国柏楚电子抓住了机会。在激光加工设备,一枝独秀。在光纤激光切割领域,它的市场份额应该占到了百分之七八十。如何做到的?四个字:化繁就简。摒弃西门子那种通用数控系统的全面性,贴近激光切割的特殊要求,易用、好用。2019年年报显示,柏楚电子的营业收入3.76亿元,同比增长53.33%;归属于上市公司股东的净利润2.46亿元。毛利率65%!真是够惊人的。这样看来,还有很多细分领域如木工机械等值得中国数控系统特种兵切入。中国机床目前亟待突破。要进行大会战,数控系统首当其冲。#供应链攻防战#我们再看看下面这张图的中线/轴线/中间线功能我也就是提出五个问题:1.中线可通过几种算法实现?这些算法 会产生几种具体功能?2.这几个具体功能有什么具体差异?属性参数是什么?主要分别用在那些场景?3.这种属性参数,那些是可识别可保持可参数化的?需不需要在其他模块保持属性?还是需要参数关联?4.这个功能是哪些功能的前提功能?能不能进行矩阵计算?能不能成为其他功能算法的数据库?5.这个功能怎么形成顺逆计算的无误差?从计算到显示再到检测再到重复利用等等?如果这种轮廓参数运用在科德数控车铣复合机床上,需要注意哪些问题?1.刀轴联动变角计算问题2.无级变速问题与转速进给速度匹配问题3.暴力车削模式与车铣循环宏的问题4.怎么平衡机床精度寿命和技术加工功能之间的平衡问题5.如果开发CAM软件,怎么进行适配的问题?6.那么需要得到哪些刀具厂家的通用数据?7.还有避让所需要的刀轴跟踪旋转功能?事实上,买得起几十万几百上千万的多轴机床,不在乎再花几十上百万购买一套匹配的CAM软件。问题是,国内外的软件并不令人完全放心!目前CAD内核和求解器组件主要如下:主要原因有几点:1.进口机床一般匹配进口软件。但是,这种情况,老板一般财大气粗,怎么可能受机床软件多方钳制!2.进口机床配国产软件?得了吧?人家几代技术员的苦心磨砺,技术参数可能会给你一家“软件”公司进行再开发?除非软件公司购买他的几台机床,有着需要!3.国产机床配进口软件?这是完全可以的。第一,我们机床时间点落后国外,功能相对较少。只要仿真模块后处理做到位,国外软件公司巴不得你用他的软件。因为相对来说,他们在技术上下配套上,占安全地形。4.国产机床配国产软件?有,很多,但不是普遍性。除了精雕软件硬件,大连科德做到80%以上的CNC刀路参数控制器匹配,其余很多机床和控制器厂家,那也是一言难尽。国产机床和国产软件磨合不足。国产软件没有发挥自身引导力。国产控制器也没有做到自身的引导力。这怎么解释?国产软件未能在循环功能之外进行功能性超前开发。国产控制器也没有与国产软件进行技术某种程度上的交叉互动。 北京精雕现已构建了完善的精密数控机床研发体系,形成了专业的基础技术和产品研发团队,近5年研发投入超过总收入的8%。持续的资源投入和不断的领域深耕,助力北京精雕全面掌握了精密数控机床的关键核心技术和产品,并拥有了完整的自主知识产权,实现了核心功能部件的独立研发和规模生产,还取得了丰硕的研发成果,包括:机床主机、数控系统、高速精密电主轴、高精度直驱转台、精密驱动系统、CAM软件、信息化管理软件、刀库、精密制冷机等。 其中:机床主机的各项精度指标达到微米级,可媲美国际一流品牌;数控系统在机检测应用使精雕机具备了“车间级测量机”的精密检测能力,“在机检测系统”于2018年被评为中国智能制造十大科技进展;精雕高速精密电主轴支撑精雕机实现高品质的复合加工;高精度直驱转台保障了五轴联动加工微米级精度的稳定实现;精密驱动系统使精雕高速机具备了“0.1微米进给,1微米切削,纳米级表面粗糙度”的精密加工能力;CAM软件实现五轴精密加工工艺的高效规划,软件的在机检测算法精度于2020年获得德国PTB的权威认证;信息化管理软件有效管控各类精密加工生产要素;刀库保障了精密加工过程的稳定性和连续性;精密制冷机保证了精密加工系统温度的稳定性。通过以上核心功能部件的批量化应用,北京精雕已累计向市场推出性能优异、品质稳定的精雕机共300多个型号,以满足市场的多样化需求。北京精雕的旗舰产品——精雕五轴高速加工中心已成为市场认可的成熟产品。根据工信部指导制定的《机床装备制造成熟度评价规范》,精雕五轴高速加工中心的代表机型JDGR400T获得了制造成熟度八级认证,标志着其技术性能已达到国际先进水平。JDGR400T在加工新能源汽车零件、医疗器械零件、光学零件、传动零件等复杂结构零件时,可稳定实现微米级加工精度。@南山林雪萍 评论:国内,如果没有靠北京精雕机床的支撑,几乎就要上演空城计。这家以CAM软件起家的机床公司,应该是中国机械制造领域最成功的软硬结合的典范。许多人将精雕的成功,归于它抓住消费电子3C市场崛起的机会,傍上了苹果的飞船。其实智能手机的崛起,带来诸多机器的革命。这种形势逼人的大浪头,给许多跃跃欲试者都提供了同等的机会。但精雕拿到了最有利位置的船票,这是与它多年苦苦打磨的CAM软件,息息相关。5.进口机床功能受限。比如某进口机床精度很高,但是必须在控制器开放某些功能的基础上,还有机床必须拥有某些高端完整配置的基础上,才能达到宣传精度和宣传能效!限制了功能和配置,就如同落了毛的凤凰不如鸡。即使你通过某些渠道,打开某些功能,那也是人家淘汰N多年的功能!而且由于控制器功能是后期开放的,前期机床没有该匹配的硬件做协同,机床寿命急剧下滑。6.国产机床限于竞争实际需要,即使有很多高端功能,也不敢与国内软件进行匹配协同开发!当实力进入另一个层面时,根本没有任何实质性的法律可以保护,也没有什么裁判员可以裁判!7.国产软件,往往重具体功能,而忽视系统性逻辑性操作。比如有些需要同时计算并矩阵集 合的功能,硬生生分成各种繁琐的子功能!比如中间流道曲线提取,这个功能需要从圆弧的圆心点功能+过点曲线+串联选取和范围计算+边界修剪+曲线线段化转智能转化!!!这个功能对CAM软件的内核能力和数据解析能力提出很高要求!!!这明显就不是通常意义上的软件工程师能够解决的问题!!!8.国外软件出现策略性退化!!!比如,POWERMILL在2017版之后,边界的能力有所退化。主要体现在,某些刀路的实际结果出现扭曲窜位的计算错误!!!看下图POWERMILL是通过后期编辑调整来解决这个问题。但是为什么不把问题遏制在萌芽状态呢?我是怀疑PM关闭了或者阉 割了一些计算条件!!!知道问题原因的,一般都是一些老鸟。主要是PM对于曲面的属性和数据解析并不十分中规中矩!而这些问题,恰恰是国内某些软件,一直视若无睹的问题。对数据格式和数据继承转换的工作非常浅显,甚至可以说是浅薄。更不需提到那些OEM大厂了!事实上,我也是想到哪里,说道哪里。如有雷同,纯属巧合!如有雷同,纯属虚构!切勿对号入座!现实中,即使出现对号入座的情况,对于我们机械人来说,也无关痛痒。因为很多人正渐渐撤离这个战场,国产软件必然会与国产系统互为依托,也必然会和芯片等硬件形成三角循环模式。AUTODESK(欧特克)安装,自从2020版后,哪一款不是在注册表有着几千条注册项!!!CREO在卸载的时候,也需要专业工具才能卸载干净!摆烂已是国际手段,谁生谁死,我们又能如何?信任正在渐渐消亡,只能慢慢忍耐,工业软件是下一个高铁案例,白菜价化必然趋势!来源:山涧果子

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