研究生课程CADCAM讲稿ChCADCAM系统的支撑技术S课件.ppt

1、第第2 2章章 CAD/CAMCAD/CAM系统的支撑技术系统的支撑技术2.2 数据库技术数据库技术 2.3 产品数据交换标准产品数据交换标准 2.4 网络技术网络技术2.1 数据结构数据结构内容安排内容安排2.3.2 初始图形数据交换初始图形数据交换 标准标准IGES2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEP2.3.4 其它专用数据交换格式其它专用数据交换格式2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式2.3 2.3 产品数据交换标准产品数据交换标准为实现为实现CAD/CAMCAD/CAM技术的集成，以达到产品设计与制造的无纸化管理，技术的集成，以达到产品设计与制造的无纸化管理，必

2、须满足以下两个需求：必须满足以下两个需求：目前主要存在四种常用的数据交换方式：目前主要存在四种常用的数据交换方式：产品模型数字化：产品模型数字化：实现在异地或同地的设计、工艺、加工部门间，实现在异地或同地的设计、工艺、加工部门间，在制造商和供应商间，在不同在制造商和供应商间，在不同CAXCAX系统间的产品数据交换和共享系统间的产品数据交换和共享 开发和采用合适的数据交换方式开发和采用合适的数据交换方式 专用数据格式的交换（点对点交换）专用数据格式的交换（点对点交换）标准数据格式的中性文件的交换（星式交换）标准数据格式的中性文件的交换（星式交换）统一的产品数据模型交换统一的产品数据模型交换 基于

3、基于PDMPDM的系统集成的系统集成2.3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式优点：优点：运行效率高，易于实现运行效率高，易于实现缺点：缺点：当系统数增大时，接口数量急剧增加；当某一系统数据结构当系统数增大时，接口数量急剧增加；当某一系统数据结构发生变化时，与之相关的接口必须发生改变发生变化时，与之相关的接口必须发生改变2.3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式缺点：缺点：2.3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式中间模型中间模型内部模型内部模型前置前置处理器处理器A前置前置处理器处理器B后置后置处理器处理器A后置后置处理器处理器B内部模型内部模型2.

4、3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式优点：优点：无需接口，集成性高，运行效率高无需接口，集成性高，运行效率高缺点：缺点：实现难度较大实现难度较大将将CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM作为一个整体规划作为一个整体规划和开发，实现从系统的高度集成和共和开发，实现从系统的高度集成和共享。集成产品模型为其核心，统一工享。集成产品模型为其核心，统一工程数据库是实现集成的基础。各功能程数据库是实现集成的基础。各功能模块通过公共数据库及统一的数据库模块通过公共数据库及统一的数据库管理系统实现数据交换与共享，避免管理系统实现数据交换与共享，避免了数据文件格式的转化，消除了冗余，了数据

5、文件格式的转化，消除了冗余，保证了数据一致性、安全性和可靠性保证了数据一致性、安全性和可靠性2.3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式优点：优点：实现企业级产品相关信息的全集成实现企业级产品相关信息的全集成缺点：缺点：开发与实施难度（企业的软硬件平台）开发与实施难度（企业的软硬件平台）统一用户界面统一用户界面CADCADCAPPCAPPCAMCAM异构硬件异构硬件平台网络平台网络用户层用户层应用系统层应用系统层PDM系统系统集成层集成层异构环境异构环境处理层处理层权限权限控制控制用户管理用户管理 项目管理项目管理工作流程工作流程管理管理应用工具应用工具集成集成分布异构分布异构数据

6、库数据库应用工具应用工具网络通信网络通信服务服务用户用户1用户用户2用户用户n2.3.1 2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGES2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEP2.3.4 其它专用数据交换格式其它专用数据交换格式2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式2.3 2.3 产品数据交换标准产品数据交换标准初始图形交换规范初始图形交换规范IGESIGES（Initial Graphics Exchange Initial Graphics Exchange SpecificationSpecification）由

7、美国国家标准局（由美国国家标准局（NBSNBS）主持开发的最）主持开发的最早的数据交换规范早的数据交换规范 1980 1980年年1 1月，月，NBSNBS公布了公布了IGES1.0IGES1.0版本，用于描述工程图纸的版本，用于描述工程图纸的几何图形和注释实体几何图形和注释实体 1983 1983年年2 2月，月，公布了公布了IGES2.0IGES2.0版本，实现了对图形描述的进一版本，实现了对图形描述的进一步扩充步扩充 1986 1986年年4 4月，月，公布了公布了IGES3.0IGES3.0版本，包含了工厂设计和建筑方版本，包含了工厂设计和建筑方面的内容面的内容2.3.2 2.3.2

8、初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESIGESIGES主要支持二维线框模型、三维线框模型、三维表面模主要支持二维线框模型、三维线框模型、三维表面模型、三维实体模型、技术图样模型型、三维实体模型、技术图样模型 1988 1988年年6 6月，月，公布了公布了IGES4.0IGES4.0版本，包含构造实体几何、版本，包含构造实体几何、CSGCSG模模 型、装配模型、新的图形表示法、三维管道模型以及对有限型、装配模型、新的图形表示法、三维管道模型以及对有限元模型的功能改进等内容元模型的功能改进等内容 1992 1992年，年，公布了公布了IGES5.1IGES5.1版本，包含实体造

9、型中采用的边界版本，包含实体造型中采用的边界表示（表示（B-repB-rep）描述法则的内容）描述法则的内容2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESABA A前置处理器前置处理器A A后置处理器后置处理器B B前置处理器前置处理器B B后置处理器后置处理器基于基于IGESIGES规范将系统规范将系统A A中的数据传送至系统中的数据传送至系统B B的具体处理流程为：的具体处理流程为：利用利用IGESIGES进行产品数据交换通过中性文件格式实现进行产品数据交换通过中性文件格式实现 首先由系统首先由系统A A的的IGESIGES前置处理器将待传递的数据格式转换

10、为前置处理器将待传递的数据格式转换为 IGESIGES中性文件格式中性文件格式 系统系统B B在接收到在接收到IGESIGES的实体数据后，由系统的实体数据后，由系统B B中的中的IGESIGES后置处后置处理器进行处理，以生成系统理器进行处理，以生成系统B B的内部数据格式的内部数据格式2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESIGESIGES数据交换文件按文件编码方式可分为数据交换文件按文件编码方式可分为ASCIIASCII固定编码方式和固定编码方式和压缩编码方式。通常采用压缩编码方式。通常采用固定编码方式固定编码方式 标志（标志（FLAGFLAG）段

11、：仅出现在二进制或压缩的）段：仅出现在二进制或压缩的ASCIIASCII文件格式中文件格式中 开始（开始（STARTSTART）段）段 全局（全局（GLOBALGLOBAL）段）段 元素索引（元素索引（DIRECTORY ENTRYDIRECTORY ENTRY）段）段 参数数据（参数数据（PARAMTER DATAPARAMTER DATA）段）段 结束（结束（TERMINATETERMINATE）段）段2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES起始段 可阅读的文件序言该段使用一行或多行文字描述文件序言每行由72个ASCII编码字符组成全局段 传递系统和

12、文件信息每行72个ASCII字符，包含所有由参数分隔符分隔开的全局参数信息域参数数据段 参数和参数分隔符占用1-64个字符，每段参数都以一个记录分隔符结束，该段第65列没有使用 回指向元素索引段的指针结束段 只有一行，用来记录每一段所占的行数，该段33-72列没有使用 元素索引段 每个元素占两行1-9个参数域，每个参数域占8列10-18个参数域，每个参数域8列2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESIGESIGES标准规定文件每行标准规定文件每行8080个字符。每段若干行，每行的第个字符。每段若干行，每行的第172172个个字符为该段的内容；第字符为该段

13、的内容；第7373个字符为该段的段码；第个字符为该段的段码；第74807480个字符个字符为该段每行的序号为该段每行的序号 字符字符“B B”或或“C C”表示标志段表示标志段 “S S”表示开始段表示开始段IGESIGES的段码规定：的段码规定：“G G”表示全局段表示全局段 “D D”表示元素索引段表示元素索引段 “P P”表示参数数据段表示参数数据段 “T T”表示结束段表示结束段2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES提供可供人阅读的有关该文件的一些前言性质的说明。在第提供可供人阅读的有关该文件的一些前言性质的说明。在第172172列上可以写入任

14、何的内容的列上可以写入任何的内容的ASCIIASCII码字符码字符 开始段（开始段（Start Section）IGESIGES文件物理结构文件物理结构本节内容本节内容顺序编号顺序编号S/G/D/P/T7273 7480S开始段；开始段；G全局段；全局段；D索引段；索引段；P参数段；参数段；T结束段结束段2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES包含由前置处理器写入、后置处理器处理该文件所需的信息。它包含由前置处理器写入、后置处理器处理该文件所需的信息。它描述了描述了IGESIGES文件在使用的参数分隔符、记录分隔符、文件名、文件在使用的参数分隔符、记录分

15、隔符、文件名、IGESIGES版本、直线颜色、单位、建立该文件的时间、作者等信息版本、直线颜色、单位、建立该文件的时间、作者等信息 全局段（全局段（Global Section）11H112C87091.5 11HIGES SAMP,6HME1.00,1H1,ANSI,16,8,24,8,56,11H112 C87901.5G0000001112C87091.5112C87091.5：发送产品图号发送产品图号IGES SAMPIGES SAMP：文件名称文件名称ME1.00ME1.00：系统标记，即软件版本号系统标记，即软件版本号1 1：ANSIANSI标准翻译版本号标准翻译版本号16：单精度

16、指数的二进制位数：单精度指数的二进制位数2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 全局段（全局段（Global Section）（续）（续1）11H112C87091.5 11HIGES SAMP,6HME1.00,1H1,ANSI,16,8,24,8,56,11H112C87901.5G00000012424：单精度数尾数的二进制位数单精度数尾数的二进制位数8 8：双精度数指数的二进制位数双精度数指数的二进制位数5656：双精度数尾数的二进制位数双精度数尾数的二进制位数112C8791.5112C8791.5：接收产品图号接收产品图号2.3.2 2.3

17、.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 全局段（全局段（Global Section）（续）（续2）1.0,14H1NCH,1,.01,13H030225.093243,.1345,800,5HZHANG,8HCADG00000021.01.0：模型空间与实际空间比例（绘图比例）模型空间与实际空间比例（绘图比例）1 1：单位代码（单位代码（1 11NCH1NCH，2 2mmmm）1 1：线条深浅程度线条深浅程度.01.01：线条宽度线条宽度030225.093243030225.093243：文件生成日期和时间文件生成日期和时间03.02.25;09:32:4303.0

18、2.25;09:32:430.13450.1345：最小网格尺寸最小网格尺寸800800：最大坐标值最大坐标值ZHANGZHANG：作者新名作者新名CADCAD：组织名称组织名称2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）每一种元素对应一个索引，每个索引记录含有每一种元素对应一个索引，每个索引记录含有2020个域，每一个个域，每一个域占域占8 8个字符，每个索引在元素索引段中占两行个字符，每个索引在元素索引段中占两行元素类型号参数指针结构线形显示级别视图变换矩阵标号显示状态号序号元素类

19、型号线权号颜色号参数行数格式码保留字段保留域元素标识元素标识序号元素类型号参数指针结构线形显示级别视图变换矩阵标号显示状态号序号元素类型号线权号颜色号参数行数格式码保留字段保留域元素标识元素标识序号(n)：域号：域号n；#：整数；：整数；：指针；：指针；#，：整数或指针；：整数或指针；0，：零或指针：零或指针 2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）(续续1）索引段元素的索引段元素的2020个域的说明个域的说明:（1 1）：）：元素类型号元素类型号（2 2）：）：参数指针，说明该元

20、素的参数在参数数据段的开始行号参数指针，说明该元素的参数在参数数据段的开始行号（3 3）：）：版本，说明采用的版本，说明采用的IGESIGES版本号版本号（4 4）：）：线型，线型，IGESIGES文件中的线型用整数表示，所提供的线型有文件中的线型用整数表示，所提供的线型有1 1：SolidSolid（实线），（实线），2 2：DashedDashed（虚线），（虚线），3 3：PhantomPhantom（剖面线），（剖面线），4 4：CenterCenter（中心线），其它线型（需在文件中自行定义）（中心线），其它线型（需在文件中自行定义）（5 5）：）：图层，存放图层名或它的指针图层，存

21、放图层名或它的指针（6 6）：）：视图，存放视图指针视图，存放视图指针2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）(续续2）索引段元素的索引段元素的2020个域的说明个域的说明:（7 7）：）：变换矩阵，此项为块插入时变换矩阵的索引在索引段变换矩阵，此项为块插入时变换矩阵的索引在索引段的开始行号的开始行号（8 8）：）：标号显示标号显示（9 9）：）：状态号，从左到右，每两个字符含义为：第状态号，从左到右，每两个字符含义为：第1 1，2 2个字个字符表示存在的状态；第符表示存在的状态；

22、第3 3，4 4个字符表示相关性；第个字符表示相关性；第5 5，6 6个字符个字符表示形成特征；第表示形成特征；第7 7，8 8个字符表示体系特征个字符表示体系特征（1010）：）：段码和序号段码和序号（1111）：）：元素类型号，同第一项元素类型号，同第一项（1212）：）：直线的权号直线的权号2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）(续续3）索引段元素的索引段元素的2020个域的说明个域的说明:（1313）：）：颜色号，颜色号，IGESIGES文件中颜色号定义如下：文件中颜色号

23、定义如下：1 1：Black Black 黑；黑；2 2：Red Red 红；红；3 3：Green Green 绿；绿；4 4：Blue Blue 蓝；蓝；5 5：Yellow Yellow 黄；黄；6 6：Magenta Magenta 深红；深红；7 7：Cyan Cyan 青；青；8 8：White White 白白（1414）：）：参数记录数，元素的参数在参数数据段中的行数参数记录数，元素的参数在参数数据段中的行数（1515）：）：形式号，细分元素为不同的形式，不同元素其形式号形式号，细分元素为不同的形式，不同元素其形式号的含义也不同的含义也不同（1616）、（）、（1717）：）：

24、保留域保留域（1818）：）：元素标号元素标号（1919）：）：元素下标号元素下标号（2020）：）：段码和序号，序号等于第段码和序号，序号等于第1010项的序号加项的序号加1 12.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）(续续4）D00000003：索引入口的记录的前半部分索引入口的记录的前半部分00000002：参数指针，指到参数部分的第二个记录参数指针，指到参数部分的第二个记录11000000002 1 1 10 0 000000 D0000000311 0 1 1 10 0

25、L 1D00000004110：元素类型号，表示直线段元素类型号，表示直线段1：版本号版本号1：线段型号，线段型号，1 1表示实线表示实线10：层号层号0：定义矩阵指针，定义矩阵指针，0 0表示不变换表示不变换000000：状态数；可见、独立、几何状态数；可见、独立、几何2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 元素索引段（元素索引段（Direction Entry Section）(续续5）D00000004：索引入口的记录的后半部分索引入口的记录的后半部分0：线段深浅数，线段深浅数，0 0表示接收系统的缺省值表示接收系统的缺省值11000000002

26、 1 1 10 0 000000 D00000003110 0 1 1 10 0 L 1D00000004110：元素类型号元素类型号1：笔号笔号1：参数记录数参数记录数L：元素标号，表示直线段元素标号，表示直线段L1L11：元素子标号元素子标号2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 参数数据段（参数数据段（Parameter Data Section）该段记录了每个元素的几何数据，其格式不固定。其行数的多该段记录了每个元素的几何数据，其格式不固定。其行数的多少根据每个元素参数数据的多少确定少根据每个元素参数数据的多少确定格式为：元素编号+参数分隔符+

27、参数+参数+参数分隔符+记录分隔符格式为：元素编号+参数分隔符+参数+参数+参数分隔符+记录分隔符其中其中DEDE为该元素在元素索引段中的元素索引的开始行号为该元素在元素索引段中的元素索引的开始行号2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 结束段（结束段（Terminate Section）结束段只有一行，在前结束段只有一行，在前3232个字符里，分别用个字符里，分别用8 8个字符记录了开个字符记录了开始段、全局段、元素索引段和参数数据段的段码和每段的总行始段、全局段、元素索引段和参数数据段的段码和每段的总行数。第数。第33723372个字符没有用到。最

28、后个字符没有用到。最后8 8个字符为结束段的段码和个字符为结束段的段码和行数行数2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 曲线和曲面几何元素曲线和曲面几何元素在在IGESIGES标准中定义了标准中定义了五类五类元素：曲线和曲面几何元素、构造实体几元素：曲线和曲面几何元素、构造实体几何何CSGCSG元素、边界元素、边界B-RepB-Rep实体元素、标注元素和结构元素实体元素、标注元素和结构元素2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 构造实体几何元素构造实体几何元素构造实体几何元素用来支持构造实体几何元素用来支持CS

29、GCSG造型方法。造型方法。CSGCSG元素类型分为两类：元素类型分为两类：几何的几何的CSG类型元素类型元素包括从块到椭圆体的体素，一个体素模型的信息包括定义体素包括从块到椭圆体的体素，一个体素模型的信息包括定义体素形状的尺寸，定义体素局部坐标系的点和向量坐标和一个任选形状的尺寸，定义体素局部坐标系的点和向量坐标和一个任选的指向确定体素位置的变换矩阵的索引项指针。对于旋转体和的指向确定体素位置的变换矩阵的索引项指针。对于旋转体和线性拉伸体元素，其形状定义通过平面曲线间接地定义线性拉伸体元素，其形状定义通过平面曲线间接地定义2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGE

30、SIGES 构造实体几何元素（续构造实体几何元素（续1）结构的结构的CSG类型元素类型元素有布尔树、实体实例和实体装配元素，通过使用该类元素，有布尔树、实体实例和实体装配元素，通过使用该类元素，CSGCSG体素合并为更复杂的体素合并为更复杂的CSGCSG实体实体2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES B-Rep实体元素实体元素边界表示边界表示B-RepB-Rep实体模型元素包括拓扑元素集、曲面元素集和曲实体模型元素包括拓扑元素集、曲面元素集和曲线元素集，其中曲面元素集与曲线元素集在曲线曲面元素中已经线元素集，其中曲面元素集与曲线元素集在曲线曲面元素中已

31、经定义。拓扑元素集包括定义。拓扑元素集包括2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 标注图形元素标注图形元素2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES 结构元素结构元素对于以上对于以上5 5类元素，各种类元素，各种CADCAD系统根据需要对其进行支持。几个主流系统根据需要对其进行支持。几个主流CADCAD系统后置处理器支持的系统后置处理器支持的IGESIGES实体元素类型实体元素类型2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据

32、交换标准IGESIGES2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESAnsys中导入中导入的的IGES实体模型实体模型以以IGES格式存储的点云扫描数据导入格式存储的点云扫描数据导入2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESCATIA零件模型零件模型IGES导出导出2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESUG中导入的中导入的IGES零件模型零件模型 数据文件过大、数据转换处理时间过长数据文件过大、数据转

33、换处理时间过长 不能定义产品的全部信息，只能描述产品的几何图形信息并不能定义产品的全部信息，只能描述产品的几何图形信息并进行数据交换，如工程图的几何图形、尺寸标注、注释说明等进行数据交换，如工程图的几何图形、尺寸标注、注释说明等 IGES IGES的的“风味风味”问题：即不同问题：即不同CADCAD系统间采用系统间采用IGESIGES文件进行文件进行数据交换时，发生了图形失真现象。原因表现在：数据交换时，发生了图形失真现象。原因表现在：2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGESCATIA零件模型零件模型IGES导出导出UG导入导入由于精度信息的丢失由于精度

34、信息的丢失造成的曲面裁减错误造成的曲面裁减错误2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES解决办法：解决办法：增加中间调整器增加中间调整器 建立用户协议。通过在用户之间订立协议，统一实体子集和建立用户协议。通过在用户之间订立协议，统一实体子集和实体定义方式，以实现阻止失真现象的发生实体定义方式，以实现阻止失真现象的发生ABA前置处理器前置处理器A后置处理器后置处理器B前置处理器前置处理器B后置处理器后置处理器2.3.2 2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGESIGES2.3.2 初始图形数据交换标准初始图形数据交换标准IGES2.3.3

35、产品数据交换标准产品数据交换标准STEP2.3.4 其它专用数据交换格式其它专用数据交换格式2.3.1 产品数据交换方式产品数据交换方式2.3 2.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP标准由工业自动化系统技术委员会（标准由工业自动化系统技术委员会（TC184TC184）第四分委员）第四分委员会（会（SC4SC4）制定，）制定，19881988年公布为年公布为STEP1.0STEP1.0，标准号为，标准号为ISO 10303ISO 10303，我国的标准号为，我国的标准号为GB/T 16656GB/T 16656 统一产品的数据表示统一产品的数据表示 规范产品数据的交换规范产品数

36、据的交换建立一个包括产品整个生命周期的、完整的、语义一致的产品建立一个包括产品整个生命周期的、完整的、语义一致的产品数据模型，以满足产品生命周期内各阶段对产品信息的需求，数据模型，以满足产品生命周期内各阶段对产品信息的需求，保证对产品信息理解的一致性保证对产品信息理解的一致性建立一种独立于任何建立一种独立于任何CAD/CAMCAD/CAM系统，并具有多种形式的交换方法系统，并具有多种形式的交换方法2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP比较内容比较内容IGESSTEP标准级别标准级别目标目标支持面支持面定义手段定义手段存在形式存在形式美国美国重点为几何信息，面向

37、工程图重点为几何信息，面向工程图单一零件单一零件文本文件，无正式定义的产文本文件，无正式定义的产品模型品模型正文文件正文文件无标准的二进制格式文件无标准的二进制格式文件无标准程序界面无标准程序界面实施实施不严格（指需求定义、测试）不严格（指需求定义、测试）国际国际产品整个信息，面向生命周期产品整个信息，面向生命周期零件、装配件零件、装配件EXPRESS、为机器所理解、为机器所理解正文文件正文文件二进制文件二进制文件定义了标准的程序界面定义了标准的程序界面严格（指需求定义、一致性严格（指需求定义、一致性测试方法与工具）测试方法与工具）2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STE

38、PSTEPSTEPSTEP标准由一系列部分（标准由一系列部分（PartPart）组成。主要包括）组成。主要包括5 5个方面的内容个方面的内容：描述方法、集成信息资源、应用协议、一致性测试和实现方法描述方法、集成信息资源、应用协议、一致性测试和实现方法STEP描述方法描述方法集成信息集成信息资源资源应用协议应用协议一致性一致性测试测试实现方法实现方法集成通用资源集成通用资源集成应用资源集成应用资源应用解释构建应用解释构建2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP描述方法为描述方法为STEPSTEP标准的基础和建立产品模型的工具。标准号标准的基础和建立产品模型的工具。

39、标准号为为1 1到到1919。例如：。例如：Part 1：概述与基本原理（：概述与基本原理（ISO）Part 11：EXPRESS语言参考手册语言参考手册2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP汽车设计汽车设计钣金模具设计钣金模具设计绘图绘图船舶结构船舶结构集成信息资源（集成通用资源集成信息资源（集成通用资源+集成应用资源集成应用资源+应用解释构件）应用解释构件）Part41Part42Part49Part101Part501交换模式、存储模式交换模式、存储模式AP214AP207AP201AP218应用层应用层表达层表达层物理层物理层由针对不同应用领由针对不同

40、应用领域的应用协议及对域的应用协议及对应的抽象测试集组应的抽象测试集组成。采用成。采用IDEF0IDEF0、IDEF1XIDEF1X、EXPRESSEXPRESS等等模型或语言描述模型或语言描述根据各应用协议的需根据各应用协议的需求模型分析和归类，求模型分析和归类，形成各种资源构件，形成各种资源构件，称为集成信息资源，称为集成信息资源，包括集成通用资源、包括集成通用资源、集成应用资源和应用集成应用资源和应用解释构件解释构件用于提出数据用于提出数据交换和数据存交换和数据存储的方式储的方式2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEPEXPRESSEXPRESS为一种面向

41、对象的非编程语言，其用来描述应用协议为一种面向对象的非编程语言，其用来描述应用协议或集成资源中的产品数据，使描述规范化，为或集成资源中的产品数据，使描述规范化，为STEPSTEP中数据模中数据模型的形式化描述工具型的形式化描述工具EXPRESSEXPRESS采用模式作为描述数据模型的基础。标准当中的每个采用模式作为描述数据模型的基础。标准当中的每个应用协议、每种资源构件均由若干个模式构成应用协议、每种资源构件均由若干个模式构成模式的内容包括：类型（模式的内容包括：类型（typetype）说明、实体（）说明、实体（entityentity）定义）定义、规则（、规则（rulerule）、函数（）、

42、函数（functionfunction）、过程（）、过程（procedureprocedure）。）。其中，实体为重点，实体由数据（其中，实体为重点，实体由数据（datadata）和行为（）和行为（behaviorbehavior）定义，数据说明实体的性质，行为表示约束与操作）定义，数据说明实体的性质，行为表示约束与操作2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP EXPRESS EXPRESS定义的模式的内容包括：类型（定义的模式的内容包括：类型（typetype）说明、实体（）说明、实体（entityentity）定义、规则）定义、规则(rule(rule）、函

43、数（）、函数（functionfunction）、过程（）、过程（procedureprocedure）。其中，实体为重点，实体由数据（）。其中，实体为重点，实体由数据（datadata）和行为（）和行为（behaviorbehavior）定义，数据说明实体的性质，行为表示约束与操作。）定义，数据说明实体的性质，行为表示约束与操作。采用采用EXPRESSEXPRESS语言中实体的结构（下图）以及以一个圆为例说明语言中实体的结构（下图）以及以一个圆为例说明实体的描述方法。实体的描述方法。2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP1）标准的描述方法）标准的描述方法 E

44、XPRESS 例子：例子：Entity unit vector;a,b,c:Real;Where a*2+b*2+c*2=1.0;End entity;其中，其中，a a，b,cb,c为属性，即说明单位向量的分量。为属性，即说明单位向量的分量。WhereWhere后面是局后面是局部规则，即三分量平方之和必须等于部规则，即三分量平方之和必须等于1.01.0。Entity Product Id :Identifier;Name:string;Description:text;Frame:product types Type Product types=ENUMERATION OF(electric

45、al,Mechanical,construction)2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP转换成转换成 C+类定义如下：类定义如下：Class Product int:id;char:name20;char:description50;char:frame30;对唯一性规则规定的属性，其实例只能是唯一的。例如对唯一性规则规定的属性，其实例只能是唯一的。例如姓名的实例可以重复（同名同姓）但身份证的编码与姓名的姓名的实例可以重复（同名同姓）但身份证的编码与姓名的属性组合则应该用属性组合则应该用UniqueUnique声明。声明。2.3.3 2.3.3 产品数据交

46、换标准产品数据交换标准STEPSTEP包括包括集成通用资源、集成应用资源和应用解释构件集成通用资源、集成应用资源和应用解释构件。集成。集成通用资源在应用上具备通用性；集成应用资源和应用解释通用资源在应用上具备通用性；集成应用资源和应用解释构件则描述某一应用领域的数据，其依赖于集成通用资源构件则描述某一应用领域的数据，其依赖于集成通用资源的支持的支持 Part41Part41：产品描述与支持的基本原理。产品描述与支持的基本原理。包括通用产品包括通用产品描述资源、描述资源、通用管理资源和支持资源通用管理资源和支持资源，属于集成资源中，属于集成资源中高层次结构高层次结构2.3.3 2.3.3 产品数

47、据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP Part4Part42 2：几何与拓扑表达。包括几何和拓扑两大模式几何与拓扑表达。包括几何和拓扑两大模式几何模式几何模式一般几何模型（点、线、面等）一般几何模型（点、线、面等）线框模型线框模型表面模型表面模型实体模型实体模型半空间半空间B-repCSG扫成体扫成体拓扑模式拓扑模式通常的拓扑结构（点、边、环、面、体、壳）通常的拓扑结构（点、边、环、面、体、壳）扩展的拓扑结构扩展的拓扑结构2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP Part4Part43 3：表达结构：由几何表达模式和扫描区域实体表示表达结构：由几何表达模式

48、和扫描区域实体表示模式两种。内容包括基本概念，类型、函数、规则与实体的定模式两种。内容包括基本概念，类型、函数、规则与实体的定义，以及分类结构等义，以及分类结构等 Part4Part44 4：产品结构配置。有产品结构模式、产品模型模式产品结构配置。有产品结构模式、产品模型模式和配置管理模式三种和配置管理模式三种 Part4Part45 5：材料材料 Part4Part46 6：可视表示可视表示 Part4Part47 7：形状公差形状公差 Part4Part49 9：工艺结构与特性工艺结构与特性2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP PartPart10110

49、1：绘图。规定图样定义模式（定义图样、图纸等），绘图。规定图样定义模式（定义图样、图纸等），制图元素模式（定义尺寸线、界线、引线等），尺寸图模式制图元素模式（定义尺寸线、界线、引线等），尺寸图模式（定义角度、直径等尺寸）等（定义角度、直径等尺寸）等 PartPart102102：船舶结构船舶结构 PartPart104104：有限元分析有限元分析 PartPart105105：运动分析运动分析 PartPart106106：建筑核心模型建筑核心模型2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP PartPart501501：基于边的线框基于边的线框 PartPart5

50、03503：几何边界二维线框几何边界二维线框 PartPart504504：绘图标注绘图标注 PartPart505505：绘图结构和管理绘图结构和管理 PartPart515515：构造实体几何构造实体几何 PartPart502502：基于壳的线框基于壳的线框2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP2.3.3 2.3.3 产品数据交换标准产品数据交换标准STEPSTEP针对针对IGESIGES的的“风味风味”问题，为规范行业中所有问题，为规范行业中所有CAD/CAMCAD/CAM系统系统或其它系统在进行产品数据的交换、传输和存储时的操作而或其它系统在进行产品