ASSEMCAD: Production-Ready CAD Assembly Generation from Natural Language

📄 arXiv: 2607.05123v1 📥 PDF

作者: Yurui Dong, Shu Zou, Siqi Li, Nianchen Deng, Hongbin Zhou, Xuemeng Yang, Pinlong Cai, Licheng Wen, Xinyu Cai, Botian Shi

分类: cs.AI, cs.CV

发布日期: 2026-07-06

备注: 26 pages, 5 figures

💡 一句话要点

提出AssemCAD以解决生产就绪的CAD装配生成问题

🎯 匹配领域: 支柱九：具身大模型 (Embodied Foundation Models)

关键词: CAD生成 机械装配 自然语言处理 公理化框架 物理有效性 可重用性 智能制造

📋 核心要点

  1. 现有方法在生成生产就绪的机械装配时面临多组件协调推理不足的问题，导致装配的物理有效性和可重用性差。
  2. AssemCAD通过构建公理化的装配规范，明确装配关系与工程原则的关联，从而实现可解释和可验证的装配生成。
  3. 实验结果显示，AssemCAD在装配保持性和物理有效性方面显著优于传统的代码中心CAD生成方法，具有良好的通用性。

📝 摘要（中文）

近年来，大型语言模型和程序化CAD的进步显著提升了单个零件的文本到CAD生成能力。然而，生产就绪的机械装配生成仍然是一个未解决的问题。与单个零件建模不同，装配需要对多个组件、功能接口、装配关系、工程原则和物理一致性进行协调推理。因此，直接生成可执行的CAD代码不足以构建机械有效且可重用的装配。本文提出了AssemCAD，一个基于公理的框架，用于从自然语言生成生产就绪的CAD装配。AssemCAD首先构建一个公理化的装配规范，包含类型化零件、几何支持的端口、可执行的配合和工程公理，使得生成的规范可解释、可重用和可验证。通过引入基于端口和配合的CAD装配库，AssemCAD能够通过确定性配合变换执行符号装配关系，并使用具体的B-Rep几何证据验证声明的接口。实验结果表明，AssemCAD在装配保持性和物理有效性方面显著优于基于代码的CAD生成基线。

🔬 方法详解

问题定义：本文旨在解决生产就绪的CAD装配生成问题，现有方法在处理多组件的协调推理时存在不足，无法确保装配的物理有效性和可重用性。

核心思路：AssemCAD的核心思路是构建一个公理化的装配规范，将装配表示为多个相互关联的组件和工程原则，而非单一的CAD代码。这样设计的目的是为了提高装配生成的可解释性和可验证性。

技术框架：AssemCAD的整体架构包括装配规范构建、基于端口和配合的CAD装配库，以及可重用参数化组件工厂的合成。主要模块包括装配规范生成模块、装配库执行模块和参数化工厂合成模块。

关键创新：AssemCAD的主要创新在于其公理化的装配规范和基于端口的装配库，这使得装配生成过程不仅可执行，还具备物理一致性和可重用性，与现有方法的代码中心生成方式本质上不同。

关键设计：在关键设计方面，AssemCAD采用了类型化零件、几何支持的端口和可执行的配合，确保了装配关系的明确性和可验证性，同时通过具体的B-Rep几何证据来验证接口的有效性。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

实验结果表明，AssemCAD在装配保持性和物理有效性方面相比于传统的代码中心CAD生成方法有显著提升，具体表现为在AssemBench上的测试中，装配的有效性提高了XX%，且在不同基础模型上均表现出良好的通用性。

🎯 应用场景

AssemCAD的研究成果在机械设计、自动化装配和智能制造等领域具有广泛的应用潜力。通过实现从自然语言到生产就绪CAD装配的转换，AssemCAD能够提高设计效率，降低人工干预，推动智能化设计的进程。未来，该技术可能会在工业4.0背景下发挥重要作用，促进更高效的生产流程和更灵活的设计方案。

📄 摘要（原文）

Recent advances in large language models and programmatic CAD have significantly improved Text-to-CAD generation for individual parts. However, production-ready mechanical assembly generation remains largely unsolved. Unlike single-part modeling, assemblies require coordinated reasoning over multiple components, functional interfaces, assembly relations, engineering principles, and physical consistency. Consequently, directly generating executable CAD code is insufficient for constructing mechanically valid and reusable assemblies. We present AssemCAD, an axiom-grounded framework for production-ready CAD assembly generation from natural language. Instead of representing an assembly as monolithic CAD code, AssemCAD first constructs an axiomatic Assembly Specification consisting of typed parts, geometry-backed ports, executable mates, and engineering axioms. Each assembly relation is explicitly grounded in one or more engineering principles, making the resulting specification interpretable, reusable, and verifiable. To realize this specification, AssemCAD introduces a port- and mate-based CAD assembly library that executes symbolic assembly relations through deterministic mate transformations and validates declared interfaces using concrete B-Rep geometric evidence. Built on this representation and library, AssemCAD further supports on-demand synthesis of reusable parametric component factories for both standard and open-world geometries. Experiments on AssemBench show that AssemCAD substantially improves assembly preservation and physical validity over code-centric CAD generation baselines, while generalizing across different foundation-model backbones. By combining axiom-grounded assembly reasoning with deterministic geometric execution, AssemCAD extends Text-to-CAD from isolated part generation toward production-ready mechanical assembly design.