袁 婷（西安理工大學(xué) 高等技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710082）

基于HOOPSACIS的CAD文件模型處理系統(tǒng)

袁 婷
（西安理工大學(xué) 高等技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710082）

具有CAD功能的軟件系統(tǒng)都會面臨模型文件的處理問題，探討了在HOOPSACIS平臺下搭建具有CAD功能的軟件系統(tǒng)以及如何實現(xiàn)CAD文件模型處理的問題，闡述了CAD文件模型處理系統(tǒng)的模塊劃分，簡述了主要模塊的實現(xiàn)功能和采用的技術(shù)實現(xiàn)方式。

ACIS；InterOp；PMI；模型分析；模型管理；模型處理

0 引言

基于HOOPSACIS搭建的具有CAD功能的軟件系統(tǒng)可以方便實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的CAD功能，但在模型數(shù)據(jù)處理上，它只提供了幾種通用的數(shù)據(jù)格式和簡單的數(shù)據(jù)訪問接口，這對于需要對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理的軟件系統(tǒng)來說是無法滿足要求的。

CAD文件模型處理系統(tǒng)從兩個應(yīng)用層次設(shè)計了獨(dú)立的模型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，來滿足不同軟件系統(tǒng)的不同需求?；竟δ軐?，滿足軟件系統(tǒng)對模型數(shù)據(jù)的基本操作、顯示和數(shù)據(jù)訪問功能，它分為3個基本模塊來實現(xiàn)，分別是模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊、模型數(shù)據(jù)管理模塊、模型操作界面模塊；高級功能擴(kuò)展層，主要實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)分析、PMI信息分析，再根據(jù)模型數(shù)據(jù)分析結(jié)果擴(kuò)展應(yīng)用，它分為兩個基本模塊來實現(xiàn)，分別是PMI數(shù)據(jù)處理模塊和模型數(shù)據(jù)分析模塊。

1 模型處理系統(tǒng)架構(gòu)

CAD文件模型處理系統(tǒng)是搭建在HOOPSACIS平臺基礎(chǔ)之上的模型處理系統(tǒng)，它利用InterOp組件的最新功能和技術(shù)實現(xiàn)導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，使用 ACIS的實體數(shù)據(jù)組織和存儲CAD模型文件數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理模型文件對應(yīng)CAD界面的HOOPS段值，實現(xiàn)了PMI信息分析和提取工作，為用戶提供深入分析模型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析接口，建立了CAD多個模型文件的處理機(jī)制，設(shè)計了統(tǒng)一的用戶界面實現(xiàn)模型處理系統(tǒng)與用戶的交互［1］。

依據(jù)CAD文件模型處理系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能需求，把該系統(tǒng)劃分為以下5個子模塊進(jìn)行具體實現(xiàn)：

（1）模型數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊：主要實現(xiàn)模型文件的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。

（2）PMI數(shù)據(jù)處理模塊：主要實現(xiàn) PMI數(shù)據(jù)分析、PMI數(shù)據(jù)存儲、PMI數(shù)據(jù)處理功能。

（3）模型數(shù)據(jù)管理模塊：主要實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的存儲、模型數(shù)據(jù)的訪問、多文件處理機(jī)制、模型數(shù)據(jù)的操作功能、模型數(shù)據(jù)畫圖控制。

（4）模型數(shù)據(jù)分析模塊：主要實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的深入分析、分析數(shù)據(jù)的存儲、分析數(shù)據(jù)的處理功能。

（5）模型操作界面模塊：主要完成 CAD文件模型處理系統(tǒng)與用戶操作的交互工作。

模型處理系統(tǒng)包圖如圖1所示。

圖1 模型處理系統(tǒng)包圖

2 模型處理系統(tǒng)模塊功能簡述

下面介紹模型處理系統(tǒng)中各個模塊要實現(xiàn)的功能和采用的技術(shù)實現(xiàn)方式。

2.1 模型文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊

模型文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊主要實現(xiàn)模型文件導(dǎo)入和導(dǎo)出功能，它分為導(dǎo)入接口、導(dǎo)出接口、轉(zhuǎn)換參數(shù)處理三類接口。此模塊使用Spatial公司提供的InterOp組件實現(xiàn)［2］。

InterOp組件基本支持主流工程應(yīng)用程序所需的所有主流3D數(shù)據(jù)交換格式，如IGES格式、STEP格式、UG 的 prt、ProE的 prt、CATIA 的 CATIA V4、CATIA V5、SolidWorks的 sldprt、SAT格式等［3］。如圖 2所示，利用InterOp組件實現(xiàn)的導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊支持的數(shù)據(jù)接口。

圖2 導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊支持的數(shù)據(jù)接口

2.2 PMI數(shù)據(jù)的分析、處理模塊

工業(yè)產(chǎn)品制造信息（Product Manufacturing Information，PMI）是管控工業(yè)產(chǎn)品制造的重要方式，目前大的汽車、飛機(jī)制造商都在通過CAD中PMI數(shù)據(jù)實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測自動化，減少人為因素的影響，提高生產(chǎn)、檢測效率。目前支持PMI格式的CAD平臺有 CATIA V5、NX、SolidWorks、ProE［3］。此模塊通過 InterOp組件實現(xiàn)，在老的版本只提供語義PMI功能，在新版本中增加了圖形PMI功能，通過此模塊分析后PMI數(shù)據(jù)解析為語義PMI信息、圖形PMI信息，為后續(xù) CAD圖形操作、檢測分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。PMI支持的制造信息有：標(biāo)注、尺寸公差、幾何公差、形狀公差、位置公差、粗糙度等。

2.3 模型數(shù)據(jù)的處理模塊

模型數(shù)據(jù)的處理模塊，此模塊是模型處理系統(tǒng)的核心模塊，主要提供模型數(shù)據(jù)的存儲、模型數(shù)據(jù)的訪問、模型數(shù)據(jù)的處理等功能，此模塊利用HOOPSACIS提供的相關(guān)功能和數(shù)據(jù)格式實現(xiàn)。模型文件通過導(dǎo)入模塊導(dǎo)入CAD文件數(shù)據(jù)，如果存在PMI數(shù)據(jù)，會通過PMI數(shù)據(jù)分析/處理模塊提取PMI數(shù)據(jù)信息，最后把幾何實體數(shù)據(jù)存儲在處理模塊的 ENTITY_LIST數(shù)據(jù)列表中［4］。模型數(shù)據(jù)的訪問和處理功能操作都是圍繞 ENTITY_LIST數(shù)據(jù)列表進(jìn)行的。

模型數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)了多個模型文件管理功能，是通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)map＜wstring，ENTITY_LIST*＞實現(xiàn)的，這里需要做兩個工作，一是用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立 CAD文件與CAD數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系；二是根據(jù)文件結(jié)構(gòu)建立HOOPS中段的對應(yīng)關(guān)系［5］。有了上述兩步的支持就可以方便實現(xiàn)CAD視圖多文件操作，模型數(shù)據(jù)的訪問功能通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)訪問對應(yīng)的 ENTITY_LIST進(jìn)行操作；CAD界面的操作根據(jù)不同段對應(yīng)的不同KEY值進(jìn)行操作。

在分配HOOPS的KEY值時參考多文件的結(jié)構(gòu)去建立，這是實現(xiàn)CAD圖形操作的基礎(chǔ)。圖3所示為CAD多文件KEY值分配邏輯。

圖3 CAD多文件KEY值分配邏輯

2.4 模型數(shù)據(jù)分析模塊

模型數(shù)據(jù)的處理是由分析模型實體列表來完成的，如果用戶需要進(jìn)一步對模型文件進(jìn)行分析，就需要對所得到的實體做進(jìn)一步的處理，模型數(shù)據(jù)分析模塊就是用來完成此項功能的。

模型分析依據(jù)模型實體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來進(jìn)行，拓?fù)鋵ο蟀w（Body）、塊（Lump）、殼（Shell）、子 殼（Subshell）、線框（Wire）面（Face）、環(huán)（Loop）、有向邊（Coedge）、邊（Edge）、頂點(diǎn)（Vertex）［6］。利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)找到對應(yīng)的幾何，然后通過分析幾何提供的幾何信息進(jìn)行相關(guān)處理。

模型分析模塊包含兩類數(shù)據(jù)的分析，一個是幾何分析，它是通過實體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析來完成的；另一類是PMI信息的分析，它是結(jié)合PMI信息分析和幾何信息分析一起來完成的。

2.5 模型操作界面模塊

模型操作界面模塊是模型處理系統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)，這里用樹形控件實現(xiàn)，模型信息數(shù)據(jù)的顯示和操作基于樹形結(jié)構(gòu)之上，便于操作和擴(kuò)充功能。圖4為模型操作樹形界面。

圖4 模型操作樹形界面

模型操作界面實現(xiàn)了三類數(shù)據(jù)的操作，第一類是模型數(shù)據(jù)的操作，在模型導(dǎo)入后，根據(jù)模型處理模塊的實體列表，顯示模型數(shù)據(jù)的樹型結(jié)果；第二類是PMI數(shù)據(jù)的操作，它是在存取PMI數(shù)據(jù)時，根據(jù) PMI數(shù)據(jù)處理模塊的 PMI數(shù)據(jù)，顯示相關(guān) PMI信息；第三類是模型數(shù)據(jù)分析的操作，它是對模型數(shù)據(jù)或者PMI數(shù)據(jù)分析處理后生成的處理結(jié)果的顯示。

3 結(jié)論

基于HOOPSACIS的CAD文件處理系統(tǒng)簡要描述了文件模型處理系統(tǒng)的架構(gòu)，此架構(gòu)結(jié)合了最新的CAD技術(shù)，考慮了模型后續(xù)處理的擴(kuò)充性，介紹了主要模塊的功能和技術(shù)實現(xiàn)，對采用類似技術(shù)和搭建類似模型處理系統(tǒng)有積極的借鑒作用。

［1］金鑫，王曉英，魏紹榮，等.一種數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)化軟件的構(gòu)思與設(shè)計［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2014，33（1）：14-17.

［2］張雯，王守尊.ACIS幾何平臺及其應(yīng)用模式的研究［J］.微計算機(jī)信息，2006，22（10）：253-255.

［3］Spatial Technology.3D InterOp supported file formats［EB/OL］.［2015-05-25］.http://www.spatial.com/.

［4］石曉宇 ACIS幾何平臺及其開發(fā)應(yīng)用［J］.機(jī)電技術(shù)，2011（2）：22-24.

［5］吳敏，黃峻森.3D應(yīng)用程序開發(fā)的強(qiáng)大動力——可視化組件HOOPS［J］.CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2006（7）：50-52.

［6］詹海生，李廣鑫，馬志欣.基于 ACIS的幾何造型技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

Based on the HOOPSACIS CAD file processing system model

Yuan Ting
（Faculty of High Vocational Education，Xi′an University of Technology，Xi′an 710082，China）

With the function of CAD software system will face the problem of model file process.It discussed how to build software system under HOOPS/ACIS platform，and how to deal with the problem of CAD′S file model process，and explained how to dicide the module processing system.And in details，it expounded the achievement of the function of main module and the way of technical implementation.

ACIS；InterOp；PMI；model analysis；model management；model to deal with

TP311

A

1674-7720（2015）22-0089-03

袁婷.基于HOOPSACIS的CAD文件模型處理系統(tǒng)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（22）：89-91.

2015-07-22）

袁婷（1977-），女，碩士，講師，主要研究方向：計算機(jī)軟件及應(yīng)用。