ASSEMCAD: 자연어 기반의 생산 준비 CAD 조립 생성

ASSEMCAD: Production-Ready CAD Assembly Generation from Natural Language

최근 대규모 언어 모델과 프로그래밍 방식 CAD 기술의 발전은 개별 부품에 대한 텍스트-CAD 생성을 크게 향상시켰습니다. 그러나, 생산 준비가 완료된 기계식 조립 생성 문제는 여전히 해결되지 않은 과제로 남아 있습니다. 단일 부품 모델링과는 달리, 조립은 여러 구성 요소에 대한 조정된 추론, 기능적 인터페이스, 조립 관계, 공학 원리 및 물리적 일관성을 요구합니다. 따라서, 실행 가능한 CAD 코드를 직접 생성하는 것만으로는 기계적으로 유효하고 재사용 가능한 조립체를 구축하기에 충분하지 않습니다. 본 논문에서는 자연어로부터 생산 준비가 완료된 CAD 조립체를 생성하기 위한 기반 지식(공리)을 활용하는 프레임워크인 AssemCAD를 제시합니다. AssemCAD는 조립체를 단일한 CAD 코드로 표현하는 대신, 유형이 지정된 부품, 기하학적 정보를 포함하는 포트, 실행 가능한 결합 요소 및 공학 공리를 포함하는 공리 기반의 조립 사양을 먼저 구축합니다. 각 조립 관계는 하나 이상의 공학 원리에 명시적으로 근거하여 표현되므로, 결과적인 사양이 해석 가능하고, 재사용 가능하며, 검증 가능하도록 합니다. 이러한 사양을 구현하기 위해, AssemCAD는 포트 및 결합 요소 기반의 CAD 조립 라이브러리를 도입하여, 결정적인 결합 변환을 통해 기호적 조립 관계를 실행하고, 구체적인 B-Rep 기하학적 증거를 사용하여 선언된 인터페이스를 검증합니다. 이러한 표현 방식과 라이브러리를 바탕으로, AssemCAD는 표준 및 개방형 환경의 기하학 형태에 대한 재사용 가능한 매개변수 기반 구성 요소 팩토리를 필요에 따라 생성하는 기능을 추가로 지원합니다. AssemBench에서의 실험 결과는 AssemCAD가 코드 중심적인 CAD 생성 방법론보다 조립 보존 및 물리적 유효성을 크게 향상시키며, 다양한 기초 모델 아키텍처에서도 일반화됨을 보여줍니다. 공리 기반의 조립 추론과 결정적인 기하학적 실행을 결합함으로써, AssemCAD는 텍스트-CAD 기술을 개별 부품 생성에서 벗어나 생산 준비가 완료된 기계식 조립 설계로 확장합니다.

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.