機械產品CAD建模標準化檢測軟件的開發(fā)
【摘 要】由于種種原因，生產實際中應用CAD/CAM技術時往往容易產生CAD數據不一致、不精確和不完備的問題，這很可能給企業(yè)造成一定的甚至重大的經濟損失。本文討論了如何利用計算機軟件技術自動實現CAD模型數據的實時化、標準化和規(guī)范化審查。
【關鍵詞】標準化;CAD數據;軟件;檢測
應用CAD/CAM技術時，企業(yè)技術部門首先要根據CAD/CAM的特點，對企業(yè)已有的CAD設計規(guī)范進行修訂或制定新的標準。只有統(tǒng)一標準，并依照標準要求進行設計，才會使企業(yè)的CAD模型數據及文件符合有關的標準化、規(guī)范化的要求。但在實際應用過程中，即使企業(yè)完善了CAD技術應用的相關標準，但由于種種原因，例如設計人員的疏忽、設計人員對CAD軟件使用能力方面的差異、在不同CAD軟件系統(tǒng)中進行數據轉換等等，都會引發(fā)CAD數據不一致、不精確、不完備的問題，而CAD數據的不規(guī)范又往往導致諸如產品的缺陷在制造甚至使用階段才被發(fā)現(這種情況一旦發(fā)生，很可能給企業(yè)造成一定的甚至重大的經濟損失)、設計人員不同的操作習慣使團隊協(xié)作受阻、給PDM/PLM等系統(tǒng)對數據的管理帶來麻煩、上下游企業(yè)之間往往因標準不統(tǒng)一而造成產品的.報廢等嚴重后果。因此，如何檢測CAD模型數據及文件是否符合有關的標準化、規(guī)范化要求，在CAD/CAM的應用過程中有著十分重要的意義。
目前工業(yè)企業(yè)中對CAD模型數據及文件的標準化、規(guī)范化審查，主要還是采用人工方式進行事后審查。針對三維CAD模型和二維CAD圖形，無論是傳統(tǒng)的標準化審查內容還是由于新環(huán)境下導致的新的標準化審查內容，人工審查方式都存在相當大的缺陷，在數字化設計與制造環(huán)境下，需要及早發(fā)現產品定義和建模過程中的問題，才能避免不必要的返工和大量的后續(xù)問題，標準化審查需要由目前的“事后檢查型”轉變?yōu)?ldquo;實時監(jiān)測型”，一旦不符合標準要求就應第一時間審查出來并通告設計者，及時進行更改。此外，傳統(tǒng)審查方式不但成本高、效率低，而且有些模型幾何方面的錯誤采用人工方式是極難審查到的。因此，傳統(tǒng)檢測方式已經不能適應當今數字化設計與制造的要求，如何依據相關標準，對CAD模型數據的標準化、規(guī)范化進行自動化審查，是數字化設計與制造環(huán)境下企業(yè)亟待解決的重要課題。
2012年以來，我們對如何利用計算機技術自動實現CAD模型數據的標準化、規(guī)范化審查進行了一定的研究，并對相應的軟件系統(tǒng)進行了開發(fā)，取得了初步的成果。下面就該軟件系統(tǒng)的開發(fā)進行概要的介紹。
一、需求分析
本軟件系統(tǒng)依托CAD應用相關的國家標準、行業(yè)標準及企業(yè)標準的內容，把相關的標準要求設計成企業(yè)標準化審查的準則，開發(fā)審查工具集，通過計算機軟件技術來實現對CAD模型數據的實時與事后的質量審查。
目前最常用的CAD軟件系統(tǒng)是UG和Pro/E兩種系統(tǒng)，綜合各方面因素考慮，本軟件暫時僅支持這兩個系統(tǒng)。UG和Pro/E有自己的二次開發(fā)接口，本系統(tǒng)將支持這些接口，并能夠方便、快捷、準確地在這兩個系統(tǒng)中運行。為應用方便起見，本軟件以獨立的工具包形式來運行。
根據本軟件的用途，軟件的主要功能應包括三個方面----檢測功能、提醒功能和更新升級功能。
1、檢測功能
該系統(tǒng)是一個驗證應用程序，它應能根據國家、行業(yè)、企業(yè)標準檢查CAD文檔和模型是否符合公司、行業(yè)或客戶的標準，從而發(fā)現問題。
2、提醒功能
系統(tǒng)應能對檢測過程中發(fā)現的問題以特別醒目的方式顯示出來(這里采用的是在模型文件上以高亮顯示的形式提示檢測中發(fā)現的錯誤，并將檢查結果以文本形式輸出。)，以提醒相關人員能關注到所檢測到的問題，并能使問題能在第一時間得到糾正，避免企業(yè)在后續(xù)的生產制造上發(fā)生延誤。
3、更新升級功能
該系統(tǒng)應該易于實現設計標準的擴充，從而滿足產品及標準不斷發(fā)展變化的要求。
二、軟件結構設計
根據軟件的功能需求，該軟件系統(tǒng)主要由如下功能模塊(或子程序)組成：檢測集管理程序、單個文件交互檢查模塊、多個文件批量檢查模塊、檢測集執(zhí)行模塊、檢測結果統(tǒng)計和分析模塊。
軟件系統(tǒng)體系結構圖如下：
軟件系統(tǒng)采用C/S結構，服務器端主要是部署檢測集、檢測項、檢測值的存儲介質--數據庫，供各客戶端訪問，并部署組件服務，以支持客戶端的功能應用;客戶端是功能應用端，利用企業(yè)標準管理器來管理檢測集、檢測項、檢測值數據庫，通過檢測器組件、CAD訪問組件、CAD二次開發(fā)接口與CAD平臺進行交互，并對結果進行處理。
軟件開發(fā)接口圖如下所示：
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