SolidWorks與ProEngineer之間圖形數(shù)據(jù)交換方式

2013-08-12 by:廣州ProE/Creo培訓(xùn)中心來(lái)源:仿真在線

1 SolidWorks與proe圖形數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)
1.1 數(shù)據(jù)交換流程
不同的CAD圖形數(shù)據(jù)在不同的應(yīng)用系統(tǒng)間進(jìn)行交換,必須有數(shù)據(jù)接口作為交換的橋梁,所謂數(shù)據(jù)交換接口,實(shí)際上是一種能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)以上系統(tǒng)問(wèn)信息交換的程序或方法,如圖1所示。

圖l Solidworks與proe交換流程

圖l Solidworks與proe交換流程

    常用數(shù)據(jù)交換形式有:
    (1)利用軟件本身自帶的二次開(kāi)發(fā)工具,并通過(guò)一些高級(jí)語(yǔ)言(如Java、C語(yǔ)言、c++)等,設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)交換接口程序,完成系統(tǒng)間的信息交換與共享。例如通過(guò)proe軟件中自帶的二次開(kāi)發(fā)Pro/TOOLKIT程序,結(jié)合C++語(yǔ)言及proe的接口函數(shù),設(shè)計(jì)一種模型接口程序,可以將在proe中所建立的部分復(fù)雜實(shí)體模型通過(guò)文件形式輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中,從而實(shí)現(xiàn)proe軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)的傳送,同時(shí)這種方法也解決了通過(guò)PRT格式的文件輸人到CAD軟件中容易造成圖元丟失或者模型不適用網(wǎng)絡(luò)劃分等問(wèn)題,當(dāng)然,這種接口有其局限性,而且設(shè)計(jì)難度大。
    (2)標(biāo)準(zhǔn)文件,即通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)格式文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換如IGES、STEP、STL、Parasolid等,根據(jù)功能的不同又可以分為實(shí)體(包括線框與表面)格式和有限元(FEM)格式.
    1.2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式
    對(duì)比proe與Solidworks這兩款軟件,它們都提供了目前最流行的STEP與IGES數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),從使用效果來(lái)看,都能比較好地?fù)?dān)當(dāng)起數(shù)據(jù)交換的橋梁。
    1)國(guó)際圖形交換標(biāo)準(zhǔn)(IGES)
    IGES是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局與企業(yè)共同制定,IGES為了解決數(shù)據(jù)在不同的CAD/CAM間進(jìn)行傳遞的問(wèn)題,定義了一套表示CAD/CAM系統(tǒng)中常用的幾何和非幾何數(shù)據(jù)格式,以及相應(yīng)的文件結(jié)構(gòu),其內(nèi)部圖樣數(shù)據(jù)貯存即使各不相同,但只要遵循IGEs標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,數(shù)據(jù)就可以通過(guò)多種物理介質(zhì)進(jìn)行交換。IGES主要是為了解決二維圖紙的信息共享的再處理,盡管新版本增加了CGS、B-REP以及兩者之間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型,但I(xiàn)GES不能增加諸如工藝等非幾何信息,且轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)量大。
    2)STEP標(biāo)準(zhǔn)
    STEP是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所屬技術(shù)委員會(huì)統(tǒng)一制定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),其目的是在產(chǎn)品生存期內(nèi)能夠?yàn)楫a(chǎn)品數(shù)據(jù)的描述與通信提供一種中性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn).這種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)能完整地表達(dá)產(chǎn)品信息,并能獨(dú)立于應(yīng)用軟件。STEP標(biāo)準(zhǔn)主要由應(yīng)用層(Application Layer)、邏輯層(Logical Layer)和物理層(Physical Layer)三層結(jié)構(gòu)組成,它能描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的各個(gè)方面,如幾何形狀、拓?fù)湫畔?、形位公差、表面粗糙度、材料特性、工藝特性、設(shè)計(jì)特性、功能特性等,滿足協(xié)同設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換并滿足各領(lǐng)域并行設(shè)計(jì)的需要,成為工程上常用的交換標(biāo)準(zhǔn)。
    3)Parasolid格式
    Parasolid格式是一個(gè)可開(kāi)發(fā)的公開(kāi)的數(shù)據(jù)格式,其本質(zhì)是一個(gè)函數(shù)庫(kù),它的文件擴(kuò)展名有“.x_b”,“x_t”,“xmt_t”。Parasolid格式不僅提供了精確的幾何邊表達(dá)功能,而且通過(guò)其容錯(cuò)造型技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)多種軟件數(shù)據(jù)的無(wú)縫交換,只要軟件是以Parasolid為核心的CAD/CAE系統(tǒng),圖形就能夠在這些軟件之間可靠地傳遞幾何和拓樸信息,避免了IGES格式交換復(fù)雜數(shù)據(jù)容易丟失和可靠性差等問(wèn)題。但由于proeNGINEER軟件不屬于以Parasolid為核心的三維軟件范疇,因而數(shù)據(jù)還不能直接通過(guò)Parasolid格式進(jìn)行交換,必須通過(guò)專用的轉(zhuǎn)換軟件才能實(shí)現(xiàn)。

2 proe至SolidWorks的模型交換格式
    把proe模型導(dǎo)入Solidworks系統(tǒng)中,其數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方式可以采用兩種途徑:一種是直接對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換方式;另一種是通過(guò)三維實(shí)體特征的轉(zhuǎn)換方式,這種轉(zhuǎn)換方式是Solidworks軟件本身特有的。二者的區(qū)別在于前者在三維界面下不能對(duì)其特征進(jìn)行編輯,而后者可以對(duì)其特征進(jìn)行修改,這樣就能充分利用原有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),加快數(shù)據(jù)向Solidworks系統(tǒng)過(guò)渡,且數(shù)據(jù)的完整性能得到有效的保障。如果選擇實(shí)體特征轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行交換,就必需要在solidworks界面上顯示屬性管理器中的特征樹(shù),同時(shí)在Solidworks“工具”菜單中的“插件”下選中Featureworks特征識(shí)別管理器,這樣就可以對(duì)導(dǎo)人的三維實(shí)體模型進(jìn)行數(shù)據(jù)再處理。
    在Solidworks軟件中特征識(shí)別類型有三種:
    (1)交互特征識(shí)別
    選擇特征類型和構(gòu)成所要識(shí)別特征的實(shí)體。這種方法的好處是可以控制所識(shí)別的特征,例如,可以決定要將圓柱切除識(shí)別為拉伸、旋轉(zhuǎn)或孔。此外,可以借助所選的面及邊線來(lái)決定特征草圖的位置及復(fù)雜程度。
    (2)逐步識(shí)別
    可以識(shí)別零件的某些輸入實(shí)體特征,保存該零件,稍后再識(shí)別同一輸入實(shí)體的其它特征,也可以識(shí)別部分識(shí)別零件(包含輸入實(shí)體和識(shí)別特征)的特征,可以保存部分識(shí)別的文檔,以便保留各個(gè)識(shí)別階段。
    (3)選擇交互特征識(shí)別
    選擇交互識(shí)別模式時(shí),Featureworks在實(shí)體選擇過(guò)程中會(huì)激活solidworks的“選擇過(guò)濾器”。當(dāng)指針移動(dòng)到圖形區(qū)域中時(shí)會(huì)變成過(guò)慮器圖標(biāo),可根據(jù)選擇的特征類型選擇實(shí)體。

2.1 采用Solidworks直接轉(zhuǎn)換方式
    首先以圖2零件為例,在proe中完成零件的三維建模,然后以IGES和STEP格式輸出這些零件,再通過(guò)Solidworks軟件自帶的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,如圖3所示。選擇“確定”,特征轉(zhuǎn)換完成,如圖4所示。如果想在Solidworks軟件中的屬性管理器中顯示特征樹(shù),就單擊”特征”,就可以實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體特征的顯示,否則只顯示三維實(shí)體的界面,如圖5所示。同時(shí)打開(kāi)一個(gè)轉(zhuǎn)化報(bào)告對(duì)話框,提示特征識(shí)別狀態(tài),在轉(zhuǎn)化報(bào)告中,我們可以看出有的特征能夠識(shí)別,有的特征不能識(shí)別,也就是CAD實(shí)體模型的數(shù)據(jù)交換時(shí)還存在幾何缺陷和拓?fù)淙毕?如圖6所示,曲面旋轉(zhuǎn)特征沒(méi)有識(shí)別,而且?guī)缀稳毕莶荒茉赟olidworks軟件中重構(gòu)。

圖2 proe三維實(shí)體零件圖

圖3 轉(zhuǎn)換器

圖4 轉(zhuǎn)換結(jié)果

圖5 轉(zhuǎn)換后三維實(shí)體模型

圖6 轉(zhuǎn)換報(bào)告

    2.2 采用特征方式進(jìn)行交換過(guò)程

通過(guò)proe完成此零件設(shè)計(jì)過(guò)程中,零件具有曲面造型特征,而且還應(yīng)用到了proe內(nèi)部獨(dú)有的對(duì)齊、相切等約束算法和曲面相交自動(dòng)生成曲線方法,這樣在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中會(huì)導(dǎo)敏部分曲線在EXPRESS不能找到相應(yīng)的實(shí)體描述,中性文件中無(wú)法映射和表達(dá),所以在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中,可以明顯地看到有部分曲線的丟失和退化,于是出現(xiàn)如圖5中三維實(shí)體模型特征的丟失現(xiàn)象。
    要解決這個(gè)問(wèn)題,就必須采用實(shí)體特征識(shí)別方式進(jìn)行交換,這樣即使數(shù)據(jù)有丟失和退化,也可以在Solidworks軟件中通過(guò)特征重構(gòu)得到完整的幾何造型。只不過(guò)這些功能應(yīng)首先在Solidworks軟件中啟動(dòng)插件Featureworks“特征識(shí)別管理器”,使Solidworks軟件具有實(shí)體特征識(shí)別功能。Featureworks可以識(shí)別Solidworks文件中輸入實(shí)體的特征.識(shí)別的特征與使用SolidWorks軟件生成的特征相同,因而可以編輯所識(shí)別特征,也可以在草圖狀態(tài),通過(guò)重新定義其參數(shù),修改參數(shù)、新建編輯草圖束改變特征的幾何形狀。Featureworks對(duì)靜態(tài)的轉(zhuǎn)換文件能進(jìn)行智能化處理,獲得有用的信息,減少了重建模型所花費(fèi)的時(shí)間。
    1)首先把proe畫好的文件另存為IGES或者STEP的格式。
    2)然后在Solidworks軟件中通過(guò)相同的圖形標(biāo)準(zhǔn)打開(kāi)這個(gè)文件,文件打開(kāi)后,就會(huì)出現(xiàn)如圖7所示的對(duì)話框,提示是否對(duì)零件需要輸入診斷。

圖7 輸入診斷提示框

    點(diǎn)擊“是”,打開(kāi)如圖8(a)所示對(duì)話框,就會(huì)得到診斷結(jié)果,通過(guò)診斷該零件,在對(duì)話框里會(huì)顯示該零件“面”需要修復(fù),單擊右鍵“項(xiàng)目”,然后選擇“修復(fù)”操作,如果對(duì)話框中沒(méi)有錯(cuò)誤內(nèi)容,表明修復(fù)成功,如果對(duì)話框中還硅示錯(cuò)誤內(nèi)容,表明修復(fù)沒(méi)成功,表明“面”的這些數(shù)據(jù)通過(guò)中性文件中無(wú)法映射,這樣只能通過(guò)繪圖命令,重新完成的幾何造型,如圖8(b)所示。
    參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件還需要對(duì)模刑特征進(jìn)行識(shí)別,如圖8(c)所示,啟動(dòng)插件Featureworks,會(huì)對(duì)零件所選取的特征進(jìn)行識(shí)別,單擊“是”,就開(kāi)始對(duì)零件進(jìn)行識(shí)別,如圖9所示。
    單擊識(shí)別后,出現(xiàn)如圖10所示的對(duì)話框,并且在FeatureManager特征管理器中預(yù)覽顯示圖形的特征樹(shù)。單擊“映射特征”直接進(jìn)入顯示特征樹(shù)的三維實(shí)體特征模型的界面,如果想繼續(xù)顯示其它特征,單擊“繼續(xù)”,再根據(jù)相應(yīng)的提示進(jìn)行相應(yīng)的操作,如果特征設(shè)有錯(cuò)誤,零件轉(zhuǎn)換就完成,如圖11所示。如果零件有錯(cuò)誤,則可以通過(guò)特征樹(shù)進(jìn)行修改。

圖8 輸入診斷操作提示

圖8 輸入診斷操作提示

圖9 特診識(shí)別提示框

圖10 映射特征提示

圖11 特征轉(zhuǎn)化結(jié)果

3 SolidWorks至proe的圖形轉(zhuǎn)換
    本設(shè)計(jì)也探討了由SolidWorks圖形轉(zhuǎn)換成proe圖形的方法,轉(zhuǎn)換方式也同樣采用中性文件,實(shí)踐操作證明數(shù)據(jù)交換能夠基本實(shí)現(xiàn),但數(shù)據(jù)交換過(guò)程沒(méi)有由proe向Solidworks轉(zhuǎn)換那樣流暢,而且轉(zhuǎn)換過(guò)程中還存在以下一些問(wèn)題。
    (1)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中只能以三維實(shí)體的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,不能對(duì)其特征進(jìn)行修改。
    (2)轉(zhuǎn)換后的文件存在尺寸不準(zhǔn)的問(wèn)題,存在數(shù)據(jù)易丟失的現(xiàn)象,如尺寸偏大或偏小。
    (3)solidworks圖形下的基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸不能轉(zhuǎn)換。

開(kāi)放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才