专利名称：一种无失真的异构cad模型转换方法
技术领域：
本发明涉及计算机辅助产品设计软件应用技术领域，特别是一种无失真的异构 CAD模型转换方法。
背景技术：
随着各种计算机辅助设计(CAD)软件的大量应用，异构CAD模型转换问题正在变 得日益突出。一方面，随着CAD技术不断成熟，出现了为数众多的商品化CAD软件，如UG、 PR0/E和CATIA等。不同企业、甚至同一企业的不同部门会根据其需求和爱好选择不同的 CAD软件。另一方面，随着产品功能日益复杂以及社会分工日益明确，企业间交流与协作也 越来越密切。项目组成员往往来自于不同企业，采用不同的CAD软件工作，当成员之间需要 相互交换设计信息时，就必须对CAD模型进行格式转换。由于存在信息交换的迫切需求，商品化CAD软件普遍提供了模型转换功能。如UG 可将其模型导出为IGES、DFX和STEP等标准格式的中性文件，也可导入上述格式的文件形 成模型。ftx)/E、I-DEAS等其它软件也具有类似功能。一般情况下采用基于中性文件的模 型转换，CAD系统间采用将源系统的几何模型转换为中性文件，然后再将中性文件导入到目 标系统，转换为目标系统下的几何模型。中性文件的模型转换存在诸多问题首先是某些特 殊结构的几何信息容易丢失。例如将UG模型转换到PR0/E时，会导致原模型中的一部分信 息丢失。其次更重要的是，传统模型转换接口无法将特征信息转入到目标系统。转换后的 PR0/E模型保留了几何信息，但原模型的特征树、约束及尺寸等信息丢失。转换后的模型无 法用参数化方式进一步修改。大部分情况下，该模型没有应用价值。在其它CAD模型转换方面的技术研究。如杨洪君、宁汝新等比较了 Pro/E和UG间 的三维模型数据交换方法，做了数据交换实验，得出采用STEP实现模型转换具有一定优越 性的结论。骆轶姝等提出了一种DFX数据交换接口的实现方法。但是目前研究工作未能解 决模型转换时特征信息丢失这一关键问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种无失真的异构CAD模型转换方法，以便实现异构CAD模 型的数据格式转换中源系统和目标系统间模型的无失真转换，可将模型的几何形状、特征 树、尺寸和约束等信息由构建模型的源系统完全转换到目标系统，并可在目标系统中对转 换后模型进行基于特征的编辑修改。本发明的目的是这样实现的，一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是它 包括一个在计算机存贮器内安装的源CAD系统(或源系统用户操作环境)和目标CAD系统 (或目标系统用户操作环境)，包括源系统的API函数和目标系统的API函数，由源CAD系统 建立的源系统模型并形成的三维模型文件，计算机通过模型转换接口和计算机存贮的中间 文件及特征描述语言库，将由源CAD系统建立的源系统模型转换形成目标系统模型文件和 目标系统模型。
所述的由源CAD系统建立的源系统模型转换形成目标系统模型文件和目标系统 模型包括如下步骤
101步，由被转换模型文件的源CAD系统打开被转换的源模型文件；
102步，由一模型转换接口调用源CAD系统提供的API函数；
103步，通过API函数读取源模型的信息，将读取源模型的信息转换成MLFO描述；
104步，将MLFO描述的源模型的信息存储为特征描述文件；
105步，调用目标系统提供的API函数；
106步，根据API函数读取源模型的信息的特征描述文件；
107步，在目标CAD系统文件下重新生成目标CAD模型文档格式。所述的转换接口是基于CAD特征描述文件，用于解决基于特征操控的模型描述， 解决模型信息的读取和写入和模型信息的转换。所述的基于特征操控的模型描述是一种用来描述CAD模型的特征描述语言，特征 描述语言适用用所有的CAD软件。所述的模型信息的读取和写入通过调用CAD软件操作系统的API函数，API函数 是CAD系统自身提供的开发工具。所述的模型信息的转换分为简单特征转换和复杂特征转换。所述的简单特征转换是源CAD系统和目标CAD系统都有定义的拉伸、旋转、扫描、 倒角和倒圆角特征操作，拉伸、旋转、扫描、倒角和倒圆角参数可以直接对应。所述的复杂模型转换是源CAD系统和目标CAD系统间没有直接对应关系的特征操 作，复杂模型转换通过源CAD系统和目标CAD系统特征映射，在目标CAD系统下生成与源 CAD系统模型完全相同的几何体，并且能够完成与原模型同样的参数驱动操作。本发明的优点是与易变的数据结构相比，CAD软件提供的功能是相对稳定的。从 CAD技术产生至今，CAD新功能出现的周期一般在10年左右，其发展经历了二维绘图、三维 建模、参数化设计和特征设计等阶段，目前已趋于完善，今后新功能出现的周期会更长。虽 然CAD软件在不断升级，但是其主要的特征操作方式不会发生变化。显然，特征操作比琐碎 的数据结构更容易制定成标准。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是基于特征异构CAD模型转换系统框图2是图1基于特征异构CAD模型转换系统转换工作流程； 图3是CAD模型转换接口系统框图。图中，1、三维模型文件；2、源CAD系统；3、源系统模型；4、源系统的API函数；5、模 型转换接口 ；6、中间文件；7、特征描述语言库；8、目标系统的API函数；9、目标系统模型； 10、目标CAD系统；11、目标系统模型文件。
具体实施例方式如图1所示，本发明提出的模型转换方法是以特征操作的标准化为基础进行设 计，一个在计算机存贮器内安装的源CAD系统(或源系统用户操作环境)2和目标CAD系统(或目标系统用户操作环境)10，包括源系统的API函数4和目标系统的API函数8，由源CAD 系统2建立的源系统模型3并形成的三维模型文件1，计算机通过模型转换接口 5和计算机 存贮的中间文件6及特征描述语言库7，将由源CAD系统2建立的源系统模型3转换形成目 标系统模型文件11和目标系统模型9。由源CAD系统2建立的源系统模型3转换形成目标系统模型文件11和目标系统 模型9是通过如下步骤实现的
101步，由被转换模型文件的源CAD系统打开被转换的源模型文件；
102步，由一模型转换接口调用源CAD系统提供的API函数；
103步，通过API函数读取源模型的信息，将读取源模型的信息转换成MLFO描述；
104步，将MLFO描述的源模型的信息存储为特征描述文件；
105步，调用目标系统提供的API函数；
106步，根据API函数读取源模型的信息的特征描述文件；
107步，在目标CAD系统文件下重新生成目标CAD模型文档格式。本发明提供的模型转换方法以特征操作的标准化为基础进行设计，其基本思想是 建立与CAD系统无关的特征操作原语(MLFO，Meta Language of Feature Operation)描述 CAD模型信息。对于每个商品化CAD软件，则需提供其特征操作功能与MLFO的映射函数。 模型转换时，转换接口通过标准特征操作提取模型信息，实现异构CAD系统模型转换，而不 必关心模型的具体实现和存储格式。如图3所示，如图3所示，本发明中所述的模型转换接口 5是基于CAD特征的模型， 用于解决基于特征操控的模型描述，解决模型信息的读出和写入和模型信息的转换。基于特征操控的模型描述是一种用来描述CAD模型的中性语言，它与具体CAD软 件无关，如图 3 中 AutoCAD、Solidffork, I-Deas, UG、Pro/E、CATIA, AutoCAD、Solidffork, I-Deas、UG、Pro/E、CATIA都有各自的操作系统，对于每个商品化CAD软件，都有特征操作功 能与MLFO的映射函数。模型转换时，转换接口(接口应用层)通过中性的特征操作原语层提 取原CAD系统模型，通过各自的API函数，将读取源模型的信息转换成MLFO描述，将MLFO 描述的源模型的信息存储为，在调用目标系统提供的API函数，根据目标系统的API函数读 取源模型中中性的特征操作原语层能描述的模型文件或的源模型信息的特征描述文件，在 目标CAD系统文件下重新生成目标CAD模型文档格式。从表1可以看出，与一般接口采用的模型描述方法B-REP相比，MLFO不仅更加简 洁，而且可以完整地表达模型的特征信息和几何信息。表 权利要求
1.一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是它包括一个在计算机存贮器内 安装的源CAD系统(2)、目标CAD系统(10)、源系统的API函数(4)和目标系统的API函数(8)，由源CAD系统(2)建立的源系统模型(3)并形成的三维模型文件(1)，计算机通过模型 转换接口(5)和计算机存贮的中间文件(6)及特征描述语言库(7)，将由源CAD系统(2)建 立的源系统模型(3)转换形成目标系统模型文件(11)和目标系统模型(9)。
2.根据权利要求1所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的由 源CAD系统(2)建立的源系统模型(3)转换形成目标系统模型文件(11)和目标系统模型(9)包括如下步骤101步，由被转换模型文件的源CAD系统打开被转换的源模型文件；102步，由一模型转换接口调用源CAD系统提供的API函数；103步，通过API函数读取源模型的信息，将读取源模型的信息转换成MLFO描述；104步，将MLFO描述的源模型的信息存储为特征描述文件；105步，调用目标系统提供的API函数；106步，根据API函数读取源模型的信息的特征描述文件；107步，在目标CAD系统文件下重新生成目标CAD模型文档格式。
3.根据权利要求2所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的转 换接口是基于CAD特征描述文件，用于解决基于特征操控的模型描述，解决模型信息的读 取和写入和模型信息的转换。
4.根据权利要求3所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的基 于特征操控的模型描述是一种用来描述CAD模型的特征描述语言，特征描述语言适用用所 有的CAD软件。
5.根据权利要求3所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的模 型信息的读取和写入通过调用CAD软件操作系统的API函数，API函数是CAD系统自身提 供的开发工具。
6.根据权利要求3所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的模 型信息的转换分为简单特征转换和复杂特征转换。
7.根据权利要求6所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的简 单特征转换是源CAD系统和目标CAD系统都有定义的拉伸、旋转、扫描、倒角和倒圆角特征 操作，拉伸、旋转、扫描、倒角和倒圆角参数可以直接对应。
8.根据权利要求6所述的一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是所述的复 杂模型转换是源CAD系统和目标CAD系统间没有直接对应关系的特征操作，复杂模型转换 通过源CAD系统和目标CAD系统特征映射，在目标CAD系统下生成与源CAD系统模型完全 相同的几何体，并且能够完成与原模型同样的参数驱动操作。
全文摘要
本发明涉及计算机辅助产品设计软件应用技术领域，特别是一种无失真的异构CAD模型转换方法，其特征是它包括一个在计算机存贮器内安装的源CAD系统、目标CAD系统、源系统的API函数和目标系统的API函数，由源CAD系统建立的源系统模型并形成的三维模型文件，计算机通过模型转换接口和计算机存贮的中间文件及特征描述语言库，将由源CAD系统建立的源系统模型转换形成目标系统模型文件和目标系统模型。它以便实现异构CAD模型的数据格式转换中源系统和目标系统间模型的无失真转换，可将模型的几何形状、特征树、尺寸和约束等信息由构建模型的源系统完全转换到目标系统，并可在目标系统中对转换后模型进行基于特征的编辑修改。
文档编号G06T19/00GK102129718SQ201110062840
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者刘焕玲, 李申, 殷磊, 邵晓东 申请人:西安电子科技大学