CADCAE集成设计与分析_4_数据交换标准

CAD/CAE集成设计与分析4-数据交换标准数据交换标准产品数据交换标准随着CAD/CAM技术的迅猛发展和推广应用，各企业都在积极采用CAD/CAM技术。因历史原因及不同的开发目的，各CAD/CAM软件的内部数据记录方式和处理方式不尽相同，开发软件的语言也不完全一致，因此，CAD/CAM的数据交换与共享是目前面临的重要课题。80年代初以来，国外对数据交换标准做了大量的研制、制订工作，也产生了许多标准。如美国的DXF、IGES、ESP、PDES，法国的SET，德国的VDAIS、VDAFS，ISO的STEP等。这些标准都为CAD及CAM技术在各国的推广应用起到了极大的促进作用。产品数据交换标准的发展CAD/CAM/CAE系统应用的大量增长出现了以数字形式表示的产品定义数据数据格式专有同一项目中有多种CAD/CAPP/CAM系统应用数据的观点各不相同；通过专用数据格式的文件交换产品通过专用数据格式的文件交换产品的特点原理简单，转换接口程序易于实现，运行效率较高当子系统较多时接口程序增多，编写接口要了解的数据结构也较多当一个系统的数据结构发生变化时引起的修改也较多这是CAD/CAM系统发展初期采用的方式通过标准数据格式的文件交换产品信息通过标准数据格式的文件交换产品信息方式的特点是进行IGES图形数据交换的思想基础目的是减少和简化各系统之间数据转换接口程序的编写系统的数据传输针对标准的数据格式所有的前后置处理程序的编写都非常类似通过统一的产品模型交换信息采用统一的产品数据模型方式的特点采用统一的数据软件来管理产品数据各系统之间可以直接进行信息交换，而不是将产品信息转换为数据，再通过文件来交换大大提高了系统的集成性这种方式是STEP进行产品信息交换的基础IGES标准IGES是在美国国家标准局的倡导下，由美国国家标准协会(ANSI)公布的美国标准，是ICAD/CAM系统之间图形信息交换的一种规范。它由一系列产品的几何、绘图、结构和其它信息组成，可以处理CAD/CAM系统中大部分阶段信息，是用来定义产品几何形状的现代交互图形系统IGES的作用和文件构成CAD/CAM技术在工业界的推广应用，使得越来越多的用户需要把他们的数据在不同CAD/CAM系统之间交换。IGES正是为了解决数据在不同的CAD/CAM间进行传递的问题，它定义了一套表示CAD/CAM系统中常用的几何和非几何数据格式，以及相应的文件结构，用这些格式表示的产品定义数据可以通过多种物理介质进行交换IGES的作用和文件构成如数据要从系统A传送到系统B，必须由系统A的IGES前处理器把这些传送的数据转换成IGES格式，而实体数据还得由系统B的IGES后处理器把其从IGES格式转换成该系统内部的数据格式。把系统B的数据传送给系统A也需相同的过程。IGES的作用和文件构成标准的IGES文件包括固定长ASCII码、压缩的ASCII及二进制三种格式。80个字符，整个文件分为5段。段标识符位于每行的第73列，第74～80列指定为用于每行的段的序号。序号都以1开始，且连续不间断，其值对应于该段的行数IGES描述IGES用单元和单元属性描述产品几何模型。单元是基本的信息单位，分为几何、尺寸标注、结构、属性等四种单。IGES的每一单元由两部分组成，第一部分条目目录，具有固定和工度；第二部是参数部分，是自由格式，其长度可变几何单元包括点、线、圆、二次曲线、参数样条以及直纹面和旋转面等。标注尺寸单元有：字符、箭头线段和边界线，能标注角度、直径、半径、直线等尺寸。结构单元用来定义各单元之间的关系和意义。属性单元是描述产品定义的属性。开始段代码为S该段是为提供一个可读文件的序言，主要记录图形文件的最初来源及生成该IGES文件的相同名称。IGES文件至少有一个开始记录。全局参数段代码为G主要包含前处理器的描述信息及为处理该文件的后处理器所需要的信息。参数以自由格式输入，用逗号分隔参数，用分号结束一个参数。主要参数有：文件名、前处理器版本、单位、文件生成日期、作者姓名及单位、IGES的版本、绘图标准代码等目录条目段代码为D该段主要为文件提供一个索引，并含有每个实体的属性信息，文件中的每个实体都有一个目录条目，大小一样，由8个字符组成一域，共20个域，每个条目占用两行实体类型号参数数据结构线型模式层视图变换矩阵标号显示状态号序号实体类型号线权加值颜色参数行计数格式号(保留)(保留)实体标号实体下标序号参数数据段代码为P该段主要以自由格式记录与每个实体相连的参数数据，第一个域总是实体类型号。参数行结束于第64列，第65列为空格，第66～72列为含有本参数数据所属实体的目录条目第一行的序号。结束段代码为T该段只有一个记录，并且是文件的最后一行，它被分成10个域，每域8列，第1～4域及第10域为上述各段所使用的表示段类型的代码及最后的序号(即总行数)。STEP标准STEP之前的标准IGES：InitialGraphicsExchangeSpecification–1970年后期由美国IPO(IGES/PDESOrganization)作为ANSI标准公布–作为CAD形状数据交换的中间格式，得到最广泛的应用SETSET：(StandardD'EchangeetdeTransfert)–法国开发，1985年作为国家标准发布–是为了解决初期IGES出现的缺点为目标而开发的。–AIRbusIndustries证明非常实用VDA-FSVDA-FS(VerbandderAutomobilindustrie-Flachen-Schnittstelle)．–1980年代由德国汽车工业联合会（VDA）开发–目的与SET像同时为了解决初期IGES出现的缺点而开发–主要是用于汽车车体的曲面数据交换问题–在汽车行业取得了相当大的成果DXFDXF（DataExchangFileorFormat）是Autodesk公司开发的规格–是为了该公司开发的AutoCAD软件的数据以文本格式进行输出的一种形式–与以上三个作为国家级别标准化组织授权的标准不同–但由于AutoCAD的广泛应用，确立了作为一种简单的格式而应用于图形交换的手段的坚实地位IGES的问题由于对IGES标准的支撑认证制度并未建立所以各个CAD开发厂商分别开发了适应各自CAD系统的IGES规格版本，只能用于自身的系统数据交换，因而引起了很多的混乱存在不能适应一些特定的要素转换的情况文件内的数据是按照顺序排列的，因而在对模型全部数据进行转换的过程中需要在文件整体范围内进行反复搜索，造成处理效率低下开发时没有将文件形式的格式和模型部分的格式独立，都是以文件形式输出，没有规定保证模型的正确状态的形式，所以也就无法判定数据是否正确不能正确表达含义的错误模型例没有模型的正确定义而造成错误–3点定义的一个圆，但3点在一条直线上–圆的半径为负值采用中间格式所产生的问题转换器的范围，功能，质量方面的问题–不存在能将CAD系统内部的数据进行100%转换的转换器–用两个能转换90%的转换器进行数据交换，有可能只能转换81%的数据子集化产生的问题在标准化的过程中为了满足多种要求，需要包含不同的实体及属性，就会对相同的要素、实体，出现不同的版本或选项的对应等变化这种情况下，转换器就不可能将全部范围作为标准，只能用子集相对应谢谢大家！