第十章产品数据交换技术.

第十章产品数据交换技术

第一节产品数据交换方式

产品数据交换方式主要有：

(1)通过专用数据格式的文件交换产品信息；

(2)通过标准数据格式的中性文件交换产品信息；

(2)通过统一的产品模型交换产品信息。

１、通过专用数据模式文件交换产品信息的集成方式（点对点交换）

这种集成方式如图10-2所示。这种方式，各应用系统所建立的产品模型各不相同，相互间的数据交换需要存在于两个系统之间。其特点是原理简单，转换接口程序易于实现，运行效率较高。但当子系统较多时，接口程序增多（若有n个子系统，则其内部用于数据交换的最大接口数为Im＝2C 个，增加一个新子系统需增加的最大接口数为△Im=2n个），而且编写接口时需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，引起的修改量也较多。这是CAD/CAPP/CAM系统发展初期所采用的集成方式。

图10-2 通过专用数据格式的文件交换产品信息

２、标准数据格式的中性文件交换产品信息的集成方式（星式交换）

这种集成方式如图10-3所示。系统中存在一个与各子系统无关的标准格式，各子系统的数据通过前置处理转换成标准格式的文件。各子系统也可以通过后置处理。将标准格式文件，转换为本系统所需要的数据。这种集成方式，每个子系统只与标准格式文件打交道，无需知道别的系统细节，为系统的开发者和使用者提供了较大的方便，

并可以减少集成系统内的接口数（其用于数据交换的最大接口数为Im=2n，增加一个子系统需增加的最大接口数为△Im=2）和降低接口维护难度。但这种集成方式需要解决各子系统间模型统一问题，且运行效率较低，也不能算是一种十分理想的集成方式。

图10-3 通过标准数据格式的文件交换产品信息

３、通过统一的产品模型交换信息的集成方式

这种集成方式如图10-4所示。这种方式采用统一的产品数据模型，并采用统一的数据管理软件来管理产品数据。各子系统之间可直接进行信息交换，而不是将产品信息转换数据，再通过文件来交换，这就大大地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。

图10-4 通过统一的产品模型交换信息

第三节产品数据交换标准

为了满足CAD/CAM集成的需要，提高数据交换的速度，保证数据传输的完整、可靠和有效，则必须使用通用的数据交换标准。下面将目前世界上几种著名的数据交换标准作一介绍。

一 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CAD/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系统中大部分信息，是用来定义产品几何形状的现代交互图形系统。IGES的1.0版本，偏重于几何图形信息的描述。IGES2.0版本扩大了几何实体范围，并增加了有限元模型数据的交换1987年公布的第三版本，能处理更多的制造用非几何图形信息。1989年公布的第四版本，增加了实体造型的CSG表示，1990年公布的第五版本，又增加了实体造型的B-rep表示。

１、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、属性等四种单元。IGES的每一单元由两部分组成，第一部分称为分类入口或条目目录，具有固定长度；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。

２、IGES文件格式

IGES的文件格式分为ASCII格式与二进制格式。ASCII格式便于阅读，二进制格式适于传送大容量文件。ASCII格式已分为定长和压缩两种形式。

固定行长的格式中，每行为80个字符，由若干行组成一个文件。文件分成开始段、全局参数段、条目目录段、参数数据段、结束段、标志段。第１行的第73列如果是Ｂ，则是二进制文件，如果是Ｃ，则是压缩二进制文件。

下面以固定行长的ASCII文件的格式为例作一说明。

⏹开始段：提供人们阅读文件的序言。每行的第73列有字母Ｓ，第74至80列为序号。

⏹全局参数段：包括描述前置处理与置处理的有关信息。例如参数界符、文件名、前置处理文

本、接受系统标识符以及作者、版本等。所有记录的第73列均有字母G,74至80列为序号。

⏹条目目录段：为文件提供一个索引。每行的第73列为字母Ｄ，第74-80列为序号。文件的

每个实体都在目录中占有一个条目。条目占两行。每８个字母组成一个域，共20个域。每个域的内容：1)实体类型号；2)指向本实体参数数据记录第１行的指针；3)指向结构的指针；4)线型模型；5)层；6)视图；7)变换矩阵；8)与标号显示有关的指针；9)状态号；10) 序号；11)同域；12)线宽加权值号；13)颜色号；14)实体参数数据记录行数；15) 格式号；16)和17)保留；18)实体标号；19)实体下标；20)同域10)。

⏹参数数据段：列出实体的参数数据。每行的第73列有字母Ｐ。数据按自由格式排列，第１个

域含有实体类型。

⏹结束段：标志文件的结束占一行。第73列为Ｔ。该行分为10个域，第10域为结束段，该域

中填T0000001。

下面通过图10-12所示的图形介绍IGES接口数据文件中的实例。

３、IGES的前后处理程序

IGES是一种中性文件。将某种CAD/CAM系统的输出转成IGES文件时需经前置处理程序处理。IGES文件传至另一种CAD/CAM系统时则需经过后置处理程序处理。因此要求各种应用系统必须具备相应的前后置处理程序，以便利用IGES文件的传递产品的信息。

图10-12 二维图形

４、IGES标准的缺点

IGES标准的缺点主要表现在以下几个方面：

首先IGES中定义的实体主要是几何图形方面的信息，而不是产品定义的全面信息。它的目的是在屏幕上显示图形或用绘图机绘出图形、尺寸标注和文字注释。所有这些都是供人理解的，而不是面向计算机的，所以不能满足CAD/CAM集成的要求。

其次，IGES对数据传输不可靠，往往一个CAD系统只有一部分数据能转换成IGES 数据，在读入IGES数据时，也经常有部分数据被丢失。此外IGES的一些语法结构有二义性，不同的系统会对同一个IGES文件给出不同的解释，这可能导致数据交换的失败。

第三个缺点是它的交换文件所占的存储空间大，影响数据文件的处理速度和传输效率。

SAMPLE PART S0000001开始段

11H 112C87901.5,11HIGES SAMPLES,6HME1.00,1H1,16,11H112C37901.5 G0000001

1.2, 2hmm,0,0.01,13H012880,093243,4HT。BAN,4HBCAC G0000002

12400000001 1 000100 D0000001

124 1 MTX 1D0000002

1100000002 1 1 10 00000 D0000003

110 0 1 1 L 1D0000004

110000003 1 1 10 00000 D0000005