机械设计软件

CAD/CAM软件之间的数据交换五月水整理随着CAD技术的不断发展和日益成熟以及各行业CAD应用的不断深入，CAD标准化 工作越来越显示出了它的重要性。CAD标准化工作作为高新技术标准化的一部分，在CAD 技术工作中占有很重要的位置，国家科委工业司和国家技术监督局标准司于八五期间共同 发布了CAD通用技术规范，规定了我国CAD技术各方面的标准，而其中CAD数据交 换问题是CAD广泛应用后各行业所面临的重要问题。由于CAD数据的急剧膨胀，而不同 的CAD系统产生的数据文件又采用不同的数据格式，甚至各个CAD系统中数据元素的类 型也不尽相同，这种状况潜在地阻碍了 CAD技术的进一步应用和发展。所以，如何能使企 业的CAD技术信息实现最大限度的共享并进行有效的管理是标准化所面临的非常重要的课 题。目前，在微机和工作站上用于数据交换的图形文件标准主要有： AutoCAD 系统的 DXF（DataExchangeFile）文件美国标准 IGES（InitialGraphicsExchangeSpecification 即初始 图形交换规范）及国际标准 STEP（StandardfortheExchangeofProductmodeldata）o 等其他一些较为重要的标准还有：在ESPRIT（欧洲信息技术研究与开发战略规划）资助下 的CAD-I标准（仅限于有限元和外形数据信息）；德国的VDA-FS标准（主要用于汽车工业）； 法国的SET标准（主要应用于航空航天工业）等等。一 几种格式的详细介绍1. DXFAutoCAD的DXF文件是具有专门格式的ASCII码文本文件，它比较好读，易于被其它 程序处理，主要用于实现高级语言编写的程序与AutoCAD系统的连接，或其他CAD系统 与AutoCAD之间的图形文件交换。由于AutoCAD在世界范围内的应用极为广泛，已经深 入到各行各业之中，所以它的数据文件格式已经成为一种事实上的工业标准。DXF图形数 据交换文件为推广应用CAD/CAM技术提供了很大的便利，但由于DXF文件开发较早，从 现在的目光来看，它当然存在很多的不足：它不能描述产品的完整几何模型，难以进一步发 展；其信息定义不完整，它仅保留了原有系统数据结构中的几何和部分属性信息，而大量的 拓扑信息已不复存在；其信息描述方面也有许多缺陷，致使一些信息量过分冗长；文件格式 比较复杂，而且也不尽合理。所以，Autodesk公司近来强调了用二进制的DWG和网络上的 DWF 格式作为它的数据传输标准，但二者的格式都不公开，因此很难再作为工业标准为其 他CAD系统所利用。2. IGES是最早的图像数据交换格式，也是目前使用范围最广泛的数据交换格式之一。可以转换 曲面、曲线等二维、三维图像文件。文件的扩展名是igs, igs文件是国际通用标准文件 international general standard ，方便在cad软件之间转换。可以支持不同机床的数控加工。IGS文件主要是曲面和曲线，到PROE里就是直接用了，不能在PROE里面改原来的参 数。PROE在生成IGS文件时是根据模型的表面生成曲面。生成时不是很严谨，会出现很多 破面。PROE在打开IGS文件时自动检测，如果检测封闭的曲面就生成实体，如果检测到破 面就不会生成实体，并且会出现提示。IGES标准最早是ANSI于80年代初制定的，是建筑在波音公司CAD/CAM集成信息网 络、通用电气公司的中心数据库和其他各种数据交换格式之上。其最初版本仅限于描述工程 图纸的几何图形和注释，随后又将电气、有限元、工厂设计和建筑设计纳入其中。1988年6 月公布的IGES4.0又吸收了 ESP中的CSG（ConstructiveSolidGeometry，意译为体素构造法） 和装配模型，后经扩充又收入了新的图形表示法、三维管道模型以及对FEM（有限元模型） 功能的改进。而B-rep（边界表示法）模型则在IGES5.0中定义。然而，IGES在文件结构中却 又不合理地定义了直接存取的指针系统。其在应用中暴露的主要问题有： 数据文件过大，数据转换处理时间过长； 某些几何类型转换不稳定； 只注意了图形数据转换而忽略了其他信息的转换。尽管如此， IGES 仍然是目前为各国广泛使用的事实上的国际标准数据交换格式，我国 于1993年9月起将IGES3.0作为国家推荐标准。3. STEP一种比较新的数据交换格式，由国际标准化组织ISO制定。可以很好的支持实体数据 转换。是目前数据转换的标准。文件的扩展名位stp。UG NX4.0中提供了两种STEP格式 -STEP203和STEP214,其中STEP203不转换图层和颜色等信息，STEP214转换图层和颜 色等信息。产品模型数据交换标准STEP是国际标准化组织（ISO）所属技术委员会TC184（工业自动 化系统技术委员刽下的“产品模型数据外部表示（ExternalRepresentationofProductModelData） 分委员会SC4所制订的国际统一 CAD数据交换标准。所谓产品模型数据是指为在覆盖产品 整个生命周期中的应用而全面定义的产品所有数据元素，它包括为进行设计、分析、制造、 测试、检验和产品支持而全面定义的零部件或构件所需的几何、拓扑、公差、关系、属性和 性能等数据，另外，还可能包含一些和处理有关的数据。产品模型对于下达生产任务、直接 质量控制、测试和进行产品支持功能可以提供全面的信息。STEP为产品在它的生命周期内规定了惟一的描述和计算机可处理的信息表达形式。这 种形式独立于任何特定的计算机系统，并能保证在多种应用和不同系统中的一致性。这一标 准还允许采用不同的实现技术，便于产品数据的存取、传输和归档。 STEP 标准是为 CAD/CAM系统提供中性产品数据而开发的公共资源和应用模型，它涉及到了建筑、工程、 结构、机械、电气、电子工程及船体结构等无所不包的所有产品领域。在产品数据共享方面， STEP标准提供四个层次的实现方法：ASCII码中性文件；访问内存结构数据的应用程序界 面；共享数据库以及共享知识库。无疑，这将会给商业和制造业带来一场大变革，而且 STEP 标准在下述几个方面有着明显的优越性：一是经济效益显著；二是数据范围广、精度高，通 过应用协议消除了产品数据的二义性；三是易于集成，便于扩充；四是技术先进、层次清楚， 分为通用资源（子标准40系列）、应用资源（子标准100系列）和应用协议（子标准200系列）三 部分。如今，STEP标准已经成为国际公认的CAD数据文件交换全球统一标准，许多国家 都依据STEP标准制订了相应的国家标准。我国STEP标准的制订工作由CSBTSTC159/SC4 完成，STEP标准在我国的对应标准号为GB16656。STEP标准存在的问题是整个体系极其 庞大，标准的制订过程进展缓慢，数据文件比IGES更大。目前商用CAD系统提供的STEP 应用协议还只有AP203 “配置控制设计”，内容包括产品的配置管理、曲面和线框模型、实 体模型的小平面边界表示和曲面边界表示等以及AP214汽车机械设计过程的核心数据”两 种。使用任何的主流三维设计软件Pro/E、UG、CATIA、Solidworks等等都可以直接打开。4. PARASOLID是 UG 公司开发的建模系统的一种格式标准。它是 UG NX4 实体建模的内核。 PARASOLID建模系统支持实体建模和通用的单元建模和自由形状建模。许多软件使用该系 统，包括MasterCAM。该格式文件的扩展名为x_t和xmt_txt。X_T是parasolid的几何核心CAD文件，是最新的三位CAD传输的文件标准！现在绝大部 分的三位CAD软件，如：solidworks proE以及CAE工程软件，如：ANSYS PATRAN等均 支持 parasolid 文件直接读入的接口 新建一个 UG 文件， import partsolid 就可以啦！加了 X-T后缀名的文件是UG输出的(一般是高版本输出的低版本)的一种UG文件， 用上面那位老兄的方法就可以打开。其实UG大家都以为它的零件名称是PRT,而真正的 UG 精髓所在是它的 parsolid 内核。而x_t正式parsolid的真正体现，如果有心的话，你会发现转出后的parsolid会比PRT小很 多，原因很多。包括参数了等等的，但是在不同版本之间转换还是用它来比较好，它可以存储到很早的 版本格式5. STL小平面模型的文件格式。用于快速成型。利用模型的测量点数可以直接转换生成小面模型，然后UG可以直接加工这个小面模型。UG NX4.0提供了对小面模型的修改和编辑功能。stl 格式的文件是小平面文件，相比较是最烂的档案类型，一般我们选择使用的标准是 udm、iges、step、x-t、stl 等， stl 是最后选择的档案格式！6. CGM是ANSI标准格式的二维图像文件，可以被许多绘图软件识别。CGM很容易在不用的 操作系统中迁移。因为是二维图像文件，不能应用于三维图像文件，故其应用范围也受到了 一点的限制。二 格式转换中常见的问题及其解决方法(1) .UG工程图转换成AutoCAD格式的文件是，常常出现部分图像信息丢失的现象。 解决方法：当出现图像丢失现象时，尽量不要直接不 UG 中的工程图文件直接另存为 AutoCAD的DXF格式文件，而是通过中间格式CGM进行转换，即先把UG工程图文件导 出为CGM格式文件，然后不CGM格式文件导入UG中的一个新建文件中，然后再把CGM 格式文件在UG中导出位DXF格式文件，这样一般情况下都可以实现UG文件无缝转换成 DXF文件。(2)格式转换后无法在新的CAD/CAM软件中打开。由于现在还没有一种所有 CAD/CAM 软件都通用的数据交换格式，所有当遇到转换格式后 无法打开的情况时，尽量选择一下比较通用的数据交换格式，如 IGES、STEP 等。在进行 数据格式转换时，我们可以遵循以下一些基本原则和方法： 尽量使用STEP格式转换实体和曲面，这样就基本上不会出现掉面，图像信息不齐全的 现象。 点和各类曲线尽量使用 IGES 格式进行转换。 在与MasterCAM这类以PARASOLID为内核的软件之间转换实体文件格式时，最好使 用PARASOLID格式，其扩展名为x_t。这样转换的效果最好。 如果有IGES格式的文件，直接转入UG时出现破面的情况、不能缝合曲面时，可以尝 试大缝合公差。如果大缝合公差都还是不行，则要先弄清楚文件到底是从哪个软件输出 来的，比如说是PRO/E，则在PRO/E中导入该文件，一般可以自动生成实体，否则就 自动修复一下，生成实体后再用STEP格式文件转换。也可以直接导入到需要在其中打 开的软件中。使用第三方软件帮助转换格式。比如可以使用 Transmagic 专业转换软件，在该软件中 导入需要转换的文件，可以自动修复一下，再另存为需要的文件格式。三 常用 CAD/CAM 软件间的格式转换方法举例（1）UG与其它CAD/CAM软件间的格式转换UG与3D设计软件（如PRO/E）间的转换：首要原则是在UG中把UG文件转换成IGES 或者STEP等格式。因为这些格式都是CAD/CAM数据交换中最常用、比较通用的格式。在 操作过程中首先要在ug中安装装换器（translators040）,否则将无法转换。例如将UG格式 的文件转换成可以在PRO/E中打开的格式，可以按照以下操作完成：在UG里面点击File 在弹出的菜单中单击Export再在弹出的菜单中选择要转换的格式:里面parasolid和Iges等， 如果在UG里是实体图形的想转到Pro/E也是实体的就选择parasolid。如果想把实体转后变 片体的就用Iges。当然如果你在UG里面保存了图档名又或者实体还在屏幕上的话，你可以 根据弹出的表格选择相应的步骤了。既可以用图档名也可以在屏幕上选择图形这样就可以把 图形转过去了。最后在Pro/E选择相应的格式把转入的图形打开。（2）UG与2D设计软件（如AutoCAD）间的转换：首要原则是在UG中只能把工程图文 件转换成AutoCAD中可以打开的文件。而三维信息是不转换到2D设计软件中去的。具体 的实现方法可以先把UG中的三维图像文件在UG中生成工程图文件，然后在UG里面点击 File在弹出的菜单中单击Export再在弹出的菜单中选择要转换的格式：DXF或者CGM。在 出现的对话框中输入DXF或CGM文件的名称，点击确定后就开始导出新格式的文件了。 后在ArtoCAD中选择相应的格式把转入的图形打开。