機械專業(yè)畢業(yè)論文--cadcapp信息接口技術(shù)的研究

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　題 目 CAD/CAPP信息接口技術(shù)的研究</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　學 院 機 電 工 程 學 院 </

2、p><p>　　專業(yè)班級 機 械 制 造 0201 </p><p>　　完成時間 2006年 5月 30 日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Ab

3、stract2</p><p>　　第 1 章 緒 論3</p><p>　　1.1 CAPP的產(chǎn)生和發(fā)展3</p><p>　　1.2 CAD/CAPP集成技術(shù)的介紹3</p><p>　　1.3 課題設(shè)計的任務5</p><p>　　第 2 章 面向CAD/CAPP集成的DXF文件零件信息的提

4、取6</p><p>　　2.1 特征定義與分類6</p><p>　　2.2 基于特征的軸類零件建模7</p><p>　　2.2.1 UG的簡單介紹7</p><p>　　2.2.2 軸類零件的特征建模8</p><p>　　2.3 軸類零件工程圖的生成及DXF中性文件的導出8</p>&

5、lt;p>　　2.3.1 軸類零件的二維工程圖的生成8</p><p>　　2.3.2 DXF文件的導出和生成9</p><p>　　2.4 DXF中性文件的格式介紹10</p><p>　　2.4.1 DXF中性文件的總體結(jié)構(gòu)介紹11</p><p>　　2.4.2 實體段格式的實例介紹13</p><p

6、>　　2.5 DXF中性文件的讀取15</p><p>　　2.5.1 VB6.0的簡單介紹15</p><p>　　2.5.2 算法和流程圖的設(shè)計15</p><p>　　2.5.3 讀取DXF中性文件15</p><p>　　第 3 章 基于UG的二維圖形信息文件的讀取21</p><p>　　

7、3.1 UG環(huán)境下軸類零件二維圖形繪制21</p><p>　　3.2 二維圖形信息文件的生成21</p><p>　　3.3 二維圖形信息文件的格式介紹22</p><p>　　3.4 二維圖形信息文件的內(nèi)容讀取23</p><p>　　3.4.1 程序算法和流程圖的設(shè)計23</p><p>　　3.4.2

8、 讀取二維圖形信息文件26</p><p>　　第 4 章 STEP文件的信息讀取31</p><p>　　4.1 STEP標準的簡單介紹和STEP中性文件的生成31</p><p>　　4.2 STEP中性文件的結(jié)構(gòu)和格式32</p><p>　　4.2.1 STEP文件總體格式32</p><p>　

9、　4.2.2 數(shù)據(jù)段語句格式33</p><p>　　第 5 章 結(jié) 論34</p><p><b>　　結(jié) 束 語35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　附 錄</b></p><p

10、>　　附錄1 DXF文件自動讀取系統(tǒng)程序代碼</p><p>　　附錄2 圖形信息文件的自動讀取系統(tǒng)程序代碼</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　直接從CAD系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)庫中提取零件的幾何信息和非幾何信息，即設(shè)計開發(fā)CAD與CAPP系統(tǒng)之間的零件信息轉(zhuǎn)換接口，是實現(xiàn)CAD/CAPP集成的核心技術(shù)。在

11、分析了DXF文件和基于UG的圖形信息文件的結(jié)構(gòu)和格式的基礎(chǔ)上，本文以回轉(zhuǎn)體軸類零件為例，主要介紹了兩種方法，即分別從UG生成的DXF中性文件和基于UG的圖形信息文件中讀取零件特征的幾何尺寸和表面粗糙度等信息，并且作者成功地在VB6.0平臺上實現(xiàn)了軸類零件特征信息的自動讀取。本文基本實現(xiàn)了CAD/CAPP信息的自動轉(zhuǎn)換，避免了傳統(tǒng)CAPP系統(tǒng)中零件信息特別是非幾何信息的手工輸入，為CAD/CAPP信息集成系統(tǒng)的開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。<

12、;/p><p>　　關(guān)鍵詞：CAD/CAPP集成；信息接口； DXF中性文件；UG圖形信息文件；信息提取 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Directly withdrawing the geometry and the non-geometry information of the parts from

13、 in the CAD system graph database, namely the designing of developing CAD and between the CAPP system parts information transformation connection, is the CAD/CAPP integration core tetechnologies. After analyzing the DXF

14、document and based on the UG graph information file structure and in the form foundation, this article takes rotating body axes parts as example to introduce two main methods : separately neutral </p><p>　　K

15、ey words : CAD/CAPP integration;Information transformation connection;</p><p>　　DXF neutral document;UG graph Information file;Information extraction</p><p>　　第 1 章 緒 論</p><p>

16、;　　1.1 CAPP的產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　工藝設(shè)計是機械制造生產(chǎn)過程的技術(shù)準備工作的一個重要內(nèi)容，是產(chǎn)品設(shè)計與車間的實際生產(chǎn)的紐帶，是經(jīng)驗性很強且隨環(huán)境變化而多變的決策過程。當前，機械產(chǎn)品市場是多品種小批量生產(chǎn)起主導作用，特別是CAD/CAM系統(tǒng)向集成化、智能化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法遠不能適應當前機械制造行業(yè)發(fā)展的要求，CAPP（Computer Aided Process Design，計算

17、機輔助工藝設(shè)計）也就應運而生。</p><p>　　CAPP是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（圖形）和加工工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程[1]。CAPP屬于工程分析與設(shè)計的范疇，是重要的生產(chǎn)準備工作之一。由于制造系統(tǒng)的出現(xiàn)，CAPP向上與CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）相接，向下與CAM（Computer Aid

18、ed Man- ufacturing，計算機輔助制造）相連，它是設(shè)計與制造之間的橋梁，設(shè)計信息只能通過工藝過程設(shè)計才能生成制造信息，設(shè)計只能通過工藝設(shè)計才能與制造實現(xiàn)信息和功能的集成[2]。</p><p>　　CAPP是CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))的一個重要組成部分。在設(shè)計制造鏈中，設(shè)計信息是通過工藝設(shè)計傳送到制造環(huán)節(jié)中去的，因此，CAPP在CIMS環(huán)境下，尤其是在CAD/CAPP/CAM集成中起著十分重要的

19、作用，是連接CAD和CAM的橋梁，是保證產(chǎn)品設(shè)計制造域信息暢通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。</p><p>　　對CAPP的研究早在60年代初就已經(jīng)開始，幾乎是和CAD、CAM等技術(shù)的研究同時起步的。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，CAD、CAM的應用已達到了相當高的水平，而與其相比，CAPP技術(shù)的發(fā)展卻相對落后，究其原因，主要是由于工藝設(shè)計是一個與制造環(huán)境、制造資源相關(guān)度相當大的課題，計算機在這個領(lǐng)域中的應用遇到了比較大的困難。然而，這種狀

20、況與CAPP在制造鏈中的地位是極不相稱的，尤其是在CIMS應用的環(huán)境下，這一矛盾日益明顯，成了CIMS發(fā)展的一個瓶頸。因此，發(fā)展CAPP技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注，國內(nèi)外學者對此進行了深入的研究。</p><p>　　工藝設(shè)計是聯(lián)系設(shè)計和制造環(huán)節(jié)的橋梁，CAPP在制造域的信息傳遞中起著承上啟下的作用。因此，CAPP技術(shù)主要要解決的問題有兩個[3]：</p><p>　　1.CAD與CAPP之間的

21、信息集成。工藝設(shè)計要獲取的工藝參數(shù)主要來源于零件的設(shè)計文件（即CAD文件），所以，要提高工藝設(shè)計的自動化和正確性，就必須盡量從CAD文件中取得盡可能多的零件工藝信息。</p><p>　　2.CAPP與制造資源的信息集成。CAPP是與制造資源的相關(guān)度相當大的課題。如果CAPP不能與制造資源有效地集成，則必然造成工藝設(shè)計不能順利進行或增加工藝實施的成本，從而使CAPP的可執(zhí)行性大大降低。</p>&l

22、t;p>　　1.2 CAD/CAPP集成技術(shù)的介紹</p><p>　　1.CAD/CAPP集成的意義</p><p>　　高效的信息傳達是社會發(fā)展的基礎(chǔ)。當科技力爭使人們的生活更加舒適的同時，也產(chǎn)生了許多低效率的信息傳遞。計算機輔助設(shè)計CAD，計算機輔助工藝設(shè)計CAPP，計算機輔助制造CAM，都屬于單一的自動系統(tǒng)，將他們綜合起來以便用于各種不同系統(tǒng)間信息的高效傳遞是非常重要的。CA

23、PP是關(guān)鍵的制造技術(shù)，類似于設(shè)計分析。因此可以在最終確定設(shè)計方案前對產(chǎn)品及其制造過程有深刻的了解。CAPP與其他系統(tǒng)的綜合，比如CAD和CAM，可提高產(chǎn)品設(shè)計的柔性，以便提高設(shè)計效率及進行成本預算，進而作為選擇最終方案的參考。</p><p>　　CAD、CAPP、CAM 作為CIMS的重要組成部分，實現(xiàn)三者之間的有機集成對制造業(yè)有著重大的意義。這種集成不是簡單的組合或疊加，而是各模塊間信息的提取、交換、共享和處

24、理的集成。因為CAD/CAPP/CAM 集成在技術(shù)上存在困難，所以成為CIMS中急需解決的關(guān)鍵問題。目前，國內(nèi)外CAD/CAPP/CAM集成基本還處于研究開發(fā)階段，真正應用到實際中的系統(tǒng)不多，主要是由于現(xiàn)有的CAD沿用的是幾何模型，缺乏CAPP和CAM 所需的零件特征信息及制造要求信息，模型簡單的幾何特征信息難以將公差、粗糙度、材料等信息一起表達，并且特征之間的關(guān)系得不到表示等等，這已成為CAD與CAPP和CAM集成的主要障礙。<

25、/p><p>　　隨著計算機技術(shù)發(fā)展及其在制造業(yè)中的深入應用，產(chǎn)品設(shè)計開始更多地采用三維CAD技術(shù)，而且CAD/CAM往往建立在統(tǒng)一的信息平臺的基礎(chǔ)上。同時，研究與開發(fā)三維環(huán)境下CAPP系統(tǒng)，使CAD、CAPP及CAM共享統(tǒng)一的三維產(chǎn)品模型。并充分利用CAD/CAM的設(shè)計與分析功能，將會是CAPP發(fā)展的一個主要方向?；谌SCAD的CAPP系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)之一是實現(xiàn)三維CAD和CAPP系統(tǒng)之間的集成，實現(xiàn)系統(tǒng)間的信息

26、交換和共享。</p><p>　　2.CAD/CAPP的集成內(nèi)容</p><p>　　三維環(huán)境下CAD/CAPP系統(tǒng)集成的內(nèi)容主要可以分為兩個部分：</p><p><b>　　(a)產(chǎn)品設(shè)計信息</b></p><p>　　包括零件各基本幾何形體的表面特征，結(jié)構(gòu)特征，零件的尺寸，基本集合形體在零件中所處的位置等。二維C

27、AD很難表達復雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和曲面外形，其圖形的基本元素是點、直線和曲線，從這些基本元素的拓撲中得到計很直觀的表達產(chǎn)品的外觀形狀和結(jié)構(gòu)，其建立的零件特征模型能夠更加有效的提供CAPP所需要的圖形信息。</p><p><b>　　(b)加工工藝要求</b></p><p>　　包括表面粗糙度，形狀位置精度要求，形位間的相互位置精度等。特征是一個包含工程含義或意義的幾何原

28、型外形。特征在此已不是普通的體素，而是一種封裝了各種屬性和功能的對象。三維CAD可以通過添加特征屬性來給零件特征模型添加加工工藝要求。二維CAD雖然也能給實體添加屬性，但是其實體以點、線為主，而加工工藝要求往往是針對加工型面的，這樣二維CAD將很難提供加工工藝要求。在三維CAD中，加工工藝要求基于零件特征定制，能夠方便、準確的被表達。</p><p>　　3.CAD/CAPP的集成方法</p>&l

29、t;p>　　CAD/CAPP系統(tǒng)集成，分為信息集成、過程集成、功能集成。目前的CAD/CAPP系統(tǒng)集成大多停留在信息集成的基礎(chǔ)上。其主要集成方法主要有：基于中性文件的系統(tǒng)集成、基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的集成、直接集成。這里我們討論基于中性文件的系統(tǒng)集成。</p><p>　　基于中間文件的CAD/CAPP集成方式如圖1-1所示。標準中性文件是指和CAD、CAPP子系統(tǒng)無關(guān)的公共接口文件，該接口文件通過公共

30、的標準格式來建立。目前比較著名的數(shù)據(jù)交換標準有DXF、STEP、IGDS等。本文將以DXF文件為例來說明三維環(huán)境下CAD/CAPP的集成方法，將CAD基本幾何數(shù)據(jù)和適合于工藝設(shè)計的加工特征信息有機地結(jié)合起來，使CAPP系統(tǒng)能夠直接從CAD系統(tǒng)獲取所需信息，實現(xiàn)CAD/CAPP集成。</p><p>　　圖 1-1 基于中間文件的CAD/CAPP集成方式</p><p>　　1.3 課題設(shè)計

31、的任務</p><p>　　本次設(shè)計任務為：以軸類零件為例，在UG環(huán)境下建立零件的基于特征的三維實體模型，并完成其二維工程圖的生成，將二維工程圖導出為DXF格式文件，并應用高級語言VB6.0編制一個相應的信息自動讀取系統(tǒng)，讀取DXF中性文件中CAPP所需的零件信息。</p><p>　　第 2 章 面向CAD/CAPP集成的DXF文件零件信息的提取</p><p>

32、;　　2.1 特征定義與分類</p><p>　　特征的定義有10多種，至今仍然未能得出統(tǒng)一的結(jié)論，并且特征的定義隨應用的不同而有所差異。但國內(nèi)外學者已經(jīng)公認特征有以下特點：具有一定的幾何形體、是產(chǎn)品信息的攜帶者、具有工程意義、具有嚴格的性質(zhì)。從CAD/CAPP/CAM集成的角度出發(fā)，特征可以劃分為以下幾類[4]：形狀特征、精度特征、材料特征、技術(shù)特征、裝配特征、管理特征等。特征是指構(gòu)成零件形狀的基本構(gòu)形單元及附

33、加于其上的具有工程語義的非幾何信息的集合；這些信息之間通過多種關(guān)系相互聯(lián)系為一個整體。零件的特征主要可分為形狀特征、管理特征和精度特征，如圖2-1。零件的形狀特征是特征信息模型的主體，它又可分為主特征、輔助特征。主特征主要描述零件內(nèi)、外表面的基本幾何形狀和形面要素，如軸的圓柱外表面、內(nèi)孔等。輔助特征描述零件次要幾何形狀及在功能、結(jié)構(gòu)、工藝特點上存在組合要求的特征，如倒角、環(huán)槽等。另外，為了方便用戶考慮加工因素，還包括了部分組合特征，如均

34、布孔等，輔助特征依附于主特征。由于零件的功能主要是由零件的形體決定的，而零件的加工方法又直接和表面相關(guān)，所以在形狀特征的描述中，采用“體一面”結(jié)合的表示方法。管理特征和精度特征是通過對形狀特征的</p><p>　　圖 2-1 CAD/CAPP零件信息特征模型</p><p>　　CAD和CAPP作為設(shè)計過程的兩個階段，對零件的特征有著不同的含義和表達形式。零件的設(shè)計特征主要指形狀特征，

35、制造特征信息包括工藝特征?？紤]到系統(tǒng)集成的需要，采用以形面特征為基礎(chǔ)的多層次描述方法。將設(shè)計特征和制造特征之間的差異限定在工程語義的范疇內(nèi)，并用特征分類、特征參數(shù)和特征上有意義的表面要素來表達。</p><p>　　從特征設(shè)計的觀點來看，零件是由一系列的設(shè)計特征通過拓撲關(guān)系組合成的，而從制造的角度看，零件是系列的制造特征的組合。由于設(shè)計和制造處于不同的角度，它們對特征的信息描述的側(cè)重點不同，描述的方式也不同。在C

36、AD系統(tǒng)中的設(shè)計特征主要是描述零件的幾何和拓撲信息，而在制造過程中的制造特征主要是從制造加工的角度描述零件的制造和加工信息，有許多信息是非幾何信息和非拓撲信息。因此在自動工藝設(shè)計和工藝性分析過程中要建立零件的工藝信息模型，并把零件的設(shè)計信息模型轉(zhuǎn)化成零件的工藝信息模型。在零件的工藝信息模型中，零件的特征信息應包括幾何信息、拓撲信息和非幾何的制造信息。幾何特征信息包括特征的形狀、大小等，拓撲信息表示各個幾何特征之間的空間位置關(guān)系，非幾何信

37、息主要是制造工藝方面的信息。制造工藝信息包括零件的材料、熱處理、生產(chǎn)批量、精度、表面粗糙度以及其他一些和生產(chǎn)有關(guān)的管理信息。制造特征不同于設(shè)計特征，它是從制造的角度用顯式的方式直觀描述零件的幾何、拓撲和工藝信息[5]。零件的工藝信息模型就是用制造特征的合理組合來描述零件的完整的制造信息。</p><p>　　圖 2-2 軸類零件的特征分類</p><p>　　2.2 基于特征的軸類零件建

38、模</p><p>　　2.2.1 UG的簡單介紹</p><p>　　UG是一個集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統(tǒng)，是美國UGS公司的主要產(chǎn)品。Unigraphics軟件具有強大的三維設(shè)計能力，設(shè)計人員可以方便地設(shè)計、分析零件，構(gòu)造出零件精確的三維模型，然后可采用Drafting應用程序生成所需的視圖，也可以用Manufacturing應用程序加入制造信息，并生成刀具位置源文件(C

39、LSF)，大多數(shù)數(shù)控機器可用來直接加工。</p><p>　　目前，Unigraphics軟件廣泛應用于全球的航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其它高科技應用領(lǐng)域的機械設(shè)計和模具加工自動化領(lǐng)域，如美國通用汽車公司、日本頂尖汽車零部件制造商DENSO公司等在全球汽車行業(yè)領(lǐng)先的公司都優(yōu)先使用該軟件，美國的航空業(yè)安裝了10，000套以上的UG軟件，俄羅斯航空業(yè)90%以上使用UG軟件，還有飛利浦公司、吉利公

40、司、3M等著名公司。UG進入中國已經(jīng)近十個年了，其在中國的業(yè)務有了很大的發(fā)展，中國已成為遠東區(qū)業(yè)務增長最快的國家。歸納起來，UG軟件具有以下特點：集成性、相關(guān)性、協(xié)同性、先進性、柔性[6]。</p><p>　　UG軟件是由具有不同功能的一系列模塊組合而成的，其中大部分是通過Application（應用）中的菜單選項調(diào)用的。其中Gateway是其它模塊的基礎(chǔ)，因此，每個用戶都必須擁有該模塊，其它模塊可根據(jù)用戶的具

41、體需要選用。常用的模塊有：Modeling模塊、Drafting模塊、Shape Studio模塊、Manufacturing模塊、Assemblies模塊、Sheet Metal模塊、Routing模塊、分析模塊。</p><p>　　2.2.2 軸類零件的特征建模</p><p>　　運行UG 3.0軟件，新建一名為zhou.prt的部件，具體操作如下[7]：</p>&

42、lt;p>　　1.選擇“”下面的“”。</p><p>　　2.選擇“”下的“”下的“”，彈出“圓柱”對話框。</p><p>　　3.選擇“直徑，高度”，然后確定，彈出“矢量構(gòu)成”對話框。</p><p>　　4.選擇“XC”，其他默認，然后確定，彈出“圓柱” 對話框。</p><p>　　5.輸入直徑“100”，高度“128”，然后

43、確定，彈出“點構(gòu)造器”對話框。</p><p>　　6.按默認設(shè)置，選擇確定，生成一圓柱體。</p><p>　　7.選擇“”“”“”，彈出“圓臺”對話框。</p><p>　　8.輸入直徑“120”，高度“124”，選擇圓柱的右底面，再選擇“應用”，將彈出“定位”對話框。</p><p>　　9.選擇“點到點”，再選擇“應用”，然后選擇目標

44、對象——圓柱的右底面，彈出“設(shè)置弧的位置”對話框。</p><p>　　10.選擇“圓心”，然后確定，這時第二段圓臺生成，重復如上方法做出剩下的部分。這樣，軸的特征建模已經(jīng)完成，并倒出倒角。</p><p>　　11.選擇“”下面的“”下的“”，創(chuàng)建兩個鍵槽。此時，軸的模型已經(jīng)完成，如圖2-3。</p><p>　　圖 2-3 軸的特征模型</p>

45、<p>　　2.3 軸類零件工程圖的生成及DXF中性文件的導出</p><p>　　2.3.1 軸類零件的二維工程圖的生成</p><p>　　本文我們將討論在DXF中性文件中讀取零件的特征信息，DXF文件是二維CAD圖形與CAPP接口的中性文件，所以我們需要把基于特征的三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖。上文中，軸類零件的特征模型已經(jīng)建立，接下來我們將討論在UG環(huán)境下如何將軸類零件的特征

46、模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖。</p><p>　　啟動UG軟件，打開軸的特征模型，然后按照下面的步驟操作：</p><p>　　1.選擇“應用”、“制圖”，彈出“插入片體”對話框，如圖2-4。</p><p>　　2.選擇圖紙規(guī)格A1-594X841，選擇第一象限角投影，單位：毫米，然后確定。</p><p>　　3.進入制圖界面如圖2-5，選擇工

47、具欄中“”添加視圖，在圖2-5的面板上選擇一點作為工程圖的中心，然后點擊鼠標左鍵，生成特征模型的二維主視圖，并調(diào)整圖形的位置。</p><p>　　4.對二維工程圖進行標注，選擇“插入”、“尺寸”選擇標注的尺寸線，或者直接點擊工具框中的“”來選擇水平或豎直的尺寸標注。完成對直徑、長度、倒角、鍵槽等特征的標注。</p><p>　　5.公差的表示，雙擊尺寸線，彈出“尺寸式樣”對話框，在這個對

48、話框中完成對尺寸公差的的編輯。如圖2-6所示。</p><p>　　6.繪制標題欄，完整的工程圖見附錄。</p><p><b>　　7.保存文件。</b></p><p>　　圖 2-4 “插入片體”對話框 圖 2-5 工程圖繪制和生成的面板 </p><p>　　2.3.2

49、 DXF文件的導出和生成</p><p>　　DXF文件是實現(xiàn)CAD/CAPP接口的中性文件之一，在CAD/CAPP集成技術(shù)中起著很大的作用，是現(xiàn)在工程領(lǐng)域用的最多的CAD圖形轉(zhuǎn)換文件，將獨立的CAD系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，大大提高了從設(shè)計到加工的效率。DXF文件具有廣泛性，如autoCAD、pro/E、solidworks、UG等大型制圖軟件均支持DXF文件，下面我們來學習在UG環(huán)境下的DXF中性文件

50、的導出和生成。</p><p>　　圖 2-6 軸類零件轉(zhuǎn)換的二維工程圖</p><p>　　將上節(jié)中制作的工程圖打開，在制圖模塊下，選擇“文件”、“導出”，在“導出”的下拉菜單中選擇“DXF/DWG”，將彈出一對話框，如圖2-7所示，源規(guī)格選項為“現(xiàn)有的部件”，指定輸出文件為“DXF”，然后確定。</p><p>　　彈出“導出轉(zhuǎn)換作業(yè)已發(fā)送”對話框，UG的轉(zhuǎn)換

51、器將進行導出作業(yè)，導出過程如圖2-8所示，當此過程自動關(guān)閉時，導出作業(yè)完成，DXF中性文件生成。</p><p>　　圖 2-7 導出DXF/DWG對話框 圖2-8 導出轉(zhuǎn)換正在進行中</p><p>　　在目錄D:\Program Files\UGS\NX 3.0\UGII下找出“zhou.DXF”文件，用記事本打開此文件，DXF文件如圖2-

52、9所示</p><p>　　2.4 DXF中性文件的格式介紹</p><p>　　DXF文件是一個具有專門格式的ASCII碼文本文件?？梢杂梦谋揪庉嬅顚ζ溥M行修改。下面我們來介紹一下DXF中性文件的格式[8]：</p><p>　　2.4.1 DXF中性文件的總體結(jié)構(gòu)介紹</p><p><b>　　1.文件的總體結(jié)構(gòu)</b

53、></p><p>　　一個完整的DXF文件是由四個段（SECTION）和一個文件結(jié)尾組成的。其順序如下：</p><p>　　標題（HEADER）段；表（TABLES）段；塊（BLOCKS）段；實體（ENTITIES）段；文件結(jié)束（EOF）。</p><p>　　圖2-9 用記事本打開的DXF文件</p><p><b>

54、　　2.組代碼和組值</b></p><p>　　DXF文件由若干個組構(gòu)成，每個組有兩行，第一行為組代碼，第二行為組值。組代碼相當于數(shù)據(jù)類型代碼，每個組代碼的含義已由CAD系統(tǒng)約定。組值相當與數(shù)據(jù)值。組代碼和組值結(jié)合起來就表示一個數(shù)據(jù)的含義和它的值。例如：有一個組，它的第一行是8，第二行是A，8就是組代碼，它表示這個組表達的是圖層名，組值A(chǔ)表示這個圖層名是A。</p><p>

55、　　組代碼是一個非負、不超過三位的整數(shù)。組值的類型有組代碼來決定，表2-1所示。</p><p>　　每個組代碼都有一個特定的含義。有些組代碼的含義是固定的；有些組代碼因應用的場合不同而有多哥含義。 表 2-1 組的類型</p><p>　　3.標題（HEADER）段

56、 </p><p>　　標題段的作用：標題段記錄了CAD系統(tǒng)的所有標題變量的當前值或當前狀態(tài)。這些標題變量記錄了CAD系統(tǒng)的當前工作環(huán)境。例如：CAD系統(tǒng)軟件的版本號、插入基點、繪圖界限的左下角、右上角、SNAP捕捉的當前狀態(tài)、柵格間距、式樣、當前圖層名、當前線型、當前顏色等。</p><p>　　4.表（TABLES）段</p><p>　　表段

57、的作用：表段包含了七種表，每個表又包含可變樹木的表項，按照這些表在文件中出現(xiàn)的順序分別是：視窗（VPORT）表、線型（LTYPE）表、圖層（LAYER）表、字樣（STYLE）表、視圖（VIEW）表、用戶坐標系（UCS）表、應用程序標識（APPID）表和尺寸標注式樣（DIMSTYLE）表。這些表記錄了當前圖形編輯的支撐環(huán)境。</p><p>　　5.塊（BLOCKS）段</p><p>　　

58、塊段的作用：塊段記錄了定義每一塊時的塊名、當前圖層名、塊的種類、塊的插入基點及組成該塊的所有成員。塊的種類分為圖形快、帶有屬性的塊和無名塊三種。無名塊包括用HATCH命令生成的剖面線和用DIM命令完成的尺寸標注。</p><p><b>　　幾點說明：</b></p><p>　　(a)塊成員是由若干幾何實體構(gòu)成的，這些幾何試題在塊段中的格式與在幾何實體段中完全相同。

59、</p><p>　　(b)一個塊可以作為另一個塊的成員，這個塊也是獨立的在塊段中加以定義。</p><p>　　在另一個塊中的成員里通過TNSERT命令和這個塊的塊名對這個塊進行調(diào)用。</p><p>　　(c)無名塊的名字由CAD自動給以定義，規(guī)則是第一個字符是“*”。無名塊的插入基點坐標是（0.0，0.0）。</p><p>　　(d)

60、剖面線的塊成員是若干條直線（LINE），它們生成在當前圖層上。</p><p>　　(e)尺寸塊的成員是尺寸線（LINE）、尺寸界限（LINE）、箭頭（SOLID）、用戶定義的箭頭塊為插入體（INSERT）、尺寸文字（TEXT）、尺寸界限的起點（POINT）、尺寸線的位置（POINT）。系統(tǒng)將尺寸界限的起點和尺寸線的位置畫在內(nèi)部自動定義的圖層上，其他幾何實體畫在當前圖層上。</p><p>

61、;　　(f)帶有屬性的塊成員比單純圖形塊增加了屬性這一實體。</p><p>　　6.實體（ENTITIES）段</p><p><b>　　(a)實體段的作用</b></p><p>　　實體段記錄了每個幾何實體的名稱、所在圖層的名稱、線型名、顏色號、基面高度、厚度以及有關(guān)的幾何數(shù)據(jù)。</p><p><b>

62、;　　(b)實體段的格式</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　SECTION</b></p><p><b>　　2</b></p><p>　　ENTITIES（實體段開始）</p><p><

63、b>　　0（開始的實體）</b></p><p>　　××××（實體名，例如LINE，CIRCLE等）</p><p><b>　　8（圖層名）</b></p><p><b>　　××（例如：AB）</b></p><p&g

64、t;<b>　　6（線型名）</b></p><p>　　××××（例如DASHED，為BYLAYER時無此組。）</p><p><b>　　62（顏色號）</b></p><p>　　×（例如：3，為BYLAYER時無此組。）</p><p>&

65、lt;b>　　38（基面高）</b></p><p>　　××.×（為0時無此組）</p><p>　?。ㄒ韵率窃搶嶓w的幾何數(shù)據(jù)）</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p>

66、;　　××××（又一個實體開始）</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p>　　ENDSEC（實體段結(jié)束）</p><p>　　2.4.2 實體段格式的實例介紹</p><p>&

67、lt;b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　SECTION</b></p><p><b>　　2</b></p><p>　　ENTITIES （實體段開始）<

68、/p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p>　　LINE （直線1（外圓柱1的上側(cè)））</p><p><b>　　5</b></p><p><b&g

69、t;　　2A</b></p><p><b>　　100</b></p><p>　　AcDbEntity</p><p>　　8 （圖層名）</p><p>　　TOP$1 （1層）</p><

70、;p><b>　　390</b></p><p>　　0 </p><p>　　6 （線型）</p><p>　　Continuous （實線）</p><p>　　62

71、 （顏色號）</p><p>　　252 （顏色號為252）</p><p><b>　　100</b></p><p><b>　　AcDbLine</b></p><p>　　10

72、 （起點的X坐標）</p><p>　　252.0 （起點的X坐標值）</p><p>　　20 （起點的Y坐標）</p><p>　　60.0 （起點的Y坐標值）</p><p&g

73、t;　　30 （起點的Z坐標）</p><p>　　0.0 （起點的Z坐標值）</p><p>　　11 （終點的X坐標）</p><p>　　128.0 （終點的X坐標值

74、）</p><p>　　21 （終點的Y坐標）</p><p>　　60.0 （終點的Y坐標值）</p><p>　　31 （終點的Z坐標）</p><p>　　0.0

75、 （終點的Z坐標值）</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p>　　ARC （圓弧1）</p><p><b>　　5</b></p>

76、<p><b>　　178</b></p><p><b>　　100</b></p><p>　　AcDbEntity</p><p>　　8 （圖層名）</p><p>　　VE001I7$0 （0

77、層）</p><p><b>　　390</b></p><p>　　0 </p><p>　　6 （線型）</p><p>　　Continuous （實線）</p>

78、<p>　　62 （顏色號）</p><p>　　252 （顏色號為252）</p><p><b>　　100</b></p><p>　　AcDbCircle</p><p>　　10

79、 （圓心的X坐標） </p><p>　　151.0 （圓心X坐標值）</p><p>　　20 （圓心的Y坐標）</p><p>　　0.0 （圓心的Y坐標值）</p><p&g

80、t;　　30 （圓心的Z坐標）</p><p>　　49.0 （圓心的Z坐標值）</p><p>　　40 （圓弧的半徑）</p><p>　　16.0 （圓弧的半徑值）&

81、lt;/p><p><b>　　100</b></p><p><b>　　AcDbArc</b></p><p>　　50 （圓弧起始角）</p><p>　　90.0 （起始角為90°）<

82、;/p><p>　　51 （圓弧的終止角）</p><p>　　270.0 （終止角為270°） </p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p>

83、;<p>　　ENDSEC （實體段結(jié)束）</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　0</b></p><p>　　EOF （DXF文件結(jié)束）</p><p>　

84、　在上述DXF文件中，僅列出了圖中一條直線和一段圓弧的信息，還有大量的其它的信息未列出來。所以，這只是一部分UG所生成的DXF文件的最后部分，即幾何實體段。</p><p>　　2.5 DXF中性文件的讀取</p><p>　　2.5.1 VB6.0的簡單介紹</p><p>　　VB是一個32位的面向?qū)ο蟮膽贸绦蜷_發(fā)工具。其主要優(yōu)點在于：所見即所得的界面設(shè)計；基

85、于對象的設(shè)計方法；極短的軟件開發(fā)周期；生成的代碼較易維護。</p><p>　　1）VB的主要特點[9]：</p><p>　　(a) 可視化設(shè)計：VB為用戶提供大量的界面元素（在VB中稱為控件對象），用戶只要利用鼠標、鍵盤把這些控件對象拖動到適當?shù)奈恢?，設(shè)置它們的大小、形狀、屬性等，就可以設(shè)計出所需的應用程序界面。而不是要編制大量的代碼然后再編譯生成。</p><p&

86、gt;　　(b) 事件驅(qū)動編程：在傳統(tǒng)的或“過程化”的應用程序中，應用程序自身控制了執(zhí)行哪一部分代碼和按何種順序執(zhí)行代碼。在VB應用程序中，代碼不是按照預定的路徑執(zhí)行，而是在響應不同的事件時執(zhí)行不同的代碼片段。事件可以由用戶操作觸發(fā)，也可以由來自操作系統(tǒng)或其他應用程序的消息觸發(fā)，甚至由應用程序本身的消息觸發(fā)。這些事件的順序決定了代碼執(zhí)行的順序。</p><p>　　2）VB與其他可視化程序的區(qū)別：</p&g

87、t;<p>　　編程領(lǐng)域各有側(cè)重，Visual Foxpro是針對數(shù)據(jù)庫編程的開發(fā)工具，Visual c++是為專業(yè)程序設(shè)計員提供的開發(fā)工具，相對而言，VB簡單易學，變量定義不太嚴密，對于非專業(yè)程序員而言功能足夠強大，同Visual c++一樣，也支持網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)據(jù)庫編程。 </p><p>　　2.5.2 算法和流程圖的設(shè)計</p><p>　　如果我們只關(guān)心圖形中某些幾何

88、實體的數(shù)據(jù)，就可以在生成DXF文件時利用選擇集，生成只含有這些實體DXF文件，如上例所示。也可以利用圖層的名字、狀態(tài)、顏色、線型等作為提取實體數(shù)據(jù)的附加條件。</p><p>　　假如需要從DXF文件中提取LINE的兩個端點的坐標、CIRCLE的圓心坐標和半徑、ARC的圓心坐標、半徑、起始角和終止角，忽略圖層顏色、線型等對實體的影響，不提取作為塊成員的LINE，CIRCLE和ARC，其算法框如圖2-10和2-11

89、所示。</p><p>　　2-10為總流程圖，2-11為處理直線部分。</p><p>　　2.5.3 讀取DXF中性文件</p><p>　　1．運行VB6.0，添加一新工程，在窗體上添加兩個“commamd”控件，兩個文本框text1和text2，三個“l(fā)abel”控件、一個“CommonDialog”控件。控件屬性設(shè)置如下：</p><p

90、>　　Form1.Cation=讀取DXF文件信息</p><p>　　Text1.Font=華文行楷 Text 1.MultiLine=Ture</p><p>　　Text2.Font=宋體 Text 2.MultiLine=Ture</p><p>　

91、　Label1.Cation=DXF文件路徑： Label1. Font=楷體</p><p>　　Label2.Cation=設(shè)計人：張偉 Label1. Font=楷體</p><p>　　Label2.Cation=DXF中性文件零件特征信息的提取 Label1. Font=隸書</p><

92、p>　　Command1.Caption=讀取零件信息 Command1.Font=楷體</p><p>　　Command2.Caption=打開DXF文件 Command2.Font=楷體</p><p><b>　　窗體如圖2-12</b></p><p>　　圖2-12 窗

93、體外觀 </p><p>　　2．以下是讀取圓柱體的一段程序（完整的程序見附件1）：</p><p>　　Text1.Text = "" ’ 清空文本框</p><p>　　Dim s1 As String, s2 As String, a As String</p>

94、<p>　　Dim x11 As String, y11 As String, x12 As String, y12 As String</p><p>　　Dim x21 As String, y21 As String, x22 As String, y22 As String</p><p>　　Dim L1 As String</p><p>

95、　　Dim d1 As String, d2 As String, H As String, R As String</p><p>　　Dim Line As String</p><p>　　Dim Lwyz(1 To 20) As Integer, Dwyz(1 To 20) As Integer ’ 定義變量</p><p>　　i = 1

96、 ’ 賦予i初值</p><p>　　j = 1 ’ 賦予j初值</p><p>　　Open Text2.Text For Input As #1 ’ 打開文件供輸入</p><p>

97、;　　Do </p><p>　　Line Input #1, s1 ’ 讀取文件第一行字符串</p><p>　　Line Input #1, s2 ’ 讀取文件第二行字符</p><p>　　Loop While s2 <> "ENTIT

98、IES" ’ 循環(huán)讀取直到ENTITIES停止讀取</p><p>　　Do </p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, s2</p><p>　　Loop While s2 <> "2A&

99、quot; ’ 繼續(xù)讀取每行字符串，當為2A時停止</p><p><b>　　re1: Do</b></p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, s2</p><p>　　Loop While s2 <> "

100、AcDbLine" ’ 繼續(xù)讀取字符串行直到AcDbLine時停止</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, x11</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, y11</p>&l

101、t;p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, z1</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, x12</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input

102、 #1, y12 ’ 連續(xù)讀取10行，這里讀取了圓柱第一條直線的起始點</p><p><b>　　Do</b></p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, s2</p><p>　　Loop While s2 <> &

103、quot;AcDbLine" ’ 繼續(xù)讀取字符串行直到AcDbLine時停止</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, x21</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, y21</p&

104、gt;<p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, z1</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, x22</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Lin

105、e Input #1, y22 ’連續(xù)讀取10行，這里讀取了圓柱第二條直線的起始點</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, z1</p><p>　　Line Input #1, s1</p><p>　　Line Input #1, Line

106、 </p><p>　　L1 = Abs(x11 - x12) ’ 外圓柱的高度</p><p>　　Dwyz(i) = Abs(y11 - y21) ’ 外圓柱的直徑 </p><p>　　If L1 < 5 Then</p><p><b>　　a = L1<

107、;/b></p><p>　　Lwyz(i - 1) = Lwyz(i - 1) + L1</p><p>　　ElseIf Line <> "LINE" Then</p><p>　　Lwyz(i - 1) = Lwyz(i - 1) - a</p><p>　　Lwyz(i) = Abs(x11 -

108、x12) + a ’ 處理倒角，將倒角部分計入圓柱</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Lwyz(i) = L1</p><p><b>　　i = i + 1</b></p><p><b>　　End If</b></p&g

109、t;<p>　　If Line = "LINE" Then GoTo re1 ’ 繼續(xù)讀取外圓柱信息</p><p>　　Open App.Path & "\外圓柱的信息.txt" For Output As #2 ’新建并打開一文本文件</p><p>　　Print #2, "特征名&q

110、uot;; Spc(6); "標識符"; Spc(6); "外 徑 d "; Spc(6); "長 度 L " </p><p><b>　　’ 輸出字符串</b></p><p>　　For j = 1 To i</p><p>　　Print #2, "外圓柱"

111、;; Spc(6); "wyz "; j; Spc(4); Dwyz(j); " mm"; Spc(6); _</p><p>　　Lwyz(j); " mm" ’ 輸出字符串</p><p>　　Next j ’ 循環(huán)輸出字符串</

112、p><p>　　Close #2 ’ 關(guān)閉文件</p><p>　　以上程序段完整地讀取了圓柱體的幾何信息，是根據(jù)圖2-10、圖2-11的算法編譯的，每個程序語句功能均已基本注明，這段代碼實現(xiàn)了讀取圓柱體的幾何信息。其基本原理是：</p><p>　　從DXF文件的第一行開始，逐漸地向后面讀取每組的內(nèi)容，當遇到組

113、碼是“0”，組值是“ENTITIES”時，說明程序已經(jīng)找到了DXF文件的實體（ENTITIES）段，上文已經(jīng)介紹過，實體段包含了CAD圖形的所有實體信息。在實體段繼續(xù)讀取每組的內(nèi)容，由于軸類零件在DXF文件中的信息描述是按照從大圓柱體（直徑最大）到小圓柱體（直徑最?。淖笾劣业捻樞?，然后才是軸上的其他特征，如鍵槽、孔等。在DXF文件中圓柱體的描述是由兩個在同一平面的母線和兩個端面的圓平面組成的，所以當組碼是“0”，組值是“LINE”時

114、，標志著DXF文件中大圓柱體一條母線的描述開始。接著便讀取這條母線的首尾端點的三維坐標值，附給相應的變量，然后繼續(xù)獲取第二條母線的首尾端點的三維坐標值，由這兩條直線的信息，便可以算出圓柱的幾何尺寸：圓柱的長度等于任意一條母線的首尾端點X坐標值的絕對值差，圓柱的直徑則是兩母線的任意一端點的Y坐標值的絕對值差，這樣就把這一圓柱的幾何尺寸給讀取出來了。按照同一原理循環(huán)讀取其他的圓柱體，按照讀取的先后順序給圓柱體命名：WYZ1，WYZ2，WYA

115、3，……</p><p>　　另外軸類零件上還有其他特征如倒角、鍵槽、孔等，讀取這些特征的方法與讀取圓柱體大同小異，就不在這里詳細介紹了，值得注意的是倒角有的在圓柱的左端，而有的在右端，在編寫代碼時要特殊處理一下。在讀取鍵槽的深度時，我們可以直接在二維圖上獲得，不需要另做截面圖，因為UG具有基于特征的建模功能，在三維特征模型轉(zhuǎn)換成二維圖形時，這些特征也帶到了二維圖形上。所以UG基于特征的建模給讀取工作帶來了方便。

116、</p><p>　　運行程序后所讀出的零件特征信息如圖2-13、圖2-14、圖2-15所示。</p><p>　　圖 2-13 外圓柱的信息 圖 2-14 倒角的信息</p><p>　　圖 2-15 鍵槽的信息</p><p>　　3.DXF文件中是不包含工藝信息的，但是工藝信

117、息的讀取非常重要，在實際生產(chǎn)中有著重大的意義，所以研究如何在DXF文件中讀取賦予零件的工藝信息具有重要發(fā)展前景。</p><p>　　我們可以在二維圖形中，給圖形的元素賦予不同屬性，以此來代表不同的工藝信息，比如：利用不同的線型來區(qū)分不同的表面粗糙度。具體方法如下：將某一圓柱體的四條邊按照表面粗糙讀的不同，修改其線型。用點線（DOT）來表示粗糙度1.6；用虛線（DASHED）表示粗糙度6.3；用雙點劃線（PHAN