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機械產品CAD建模標準化檢測軟件的開發
【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，企業技術部門首先要根據CAD/CAM的特點，對企業已有的CAD設計規范進行修訂或制定新的標準。只有統一標準，并依照標準要求進行設計，才會使企業的CAD模型數據及文件符合有關的標準化、規范化的要求。但在實際應用過程中，即使企業完善了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軟件系統中進行數據轉換等等，都會引發CAD數據不一致、不精確、不完備的問題，而CAD數據的不規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現(這種情況一旦發生，很可能給企業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作受阻、給PDM/PLM等系統對數據的管理帶來麻煩、上下游企業之間往往因標準不統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。
目前工業企業中對CAD模型數據及文件的標準化、規范化審查，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，無論是傳統的標準化審查內容還是由于新環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境下，需要及早發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問題，標準化審查需要由目前的“事后檢查型”轉變為“實時監測型”，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、規范化進行自動化審查，是數字化設計與制造環境下企業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、規范化審查進行了一定的研究，并對相應的軟件系統進行了開發，取得了初步的成果。下面就該軟件系統的開發進行概要的介紹。
一、需求分析
本軟件系統依托CAD應用相關的國家標準、行業標準及企業標準的內容，把相關的標準要求設計成企業標準化審查的準則，開發審查工具集，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軟件系統是UG和Pro/E兩種系統，綜合各方面因素考慮，本軟件暫時僅支持這兩個系統。UG和Pro/E有自己的二次開發接口，本系統將支持這些接口，并能夠方便、快捷、準確地在這兩個系統中運行。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
該系統是一個驗證應用程序，它應能根據國家、行業、企業標準檢查CAD文檔和模型是否符合公司、行業或客戶的標準，從而發現問題。
2、提醒功能
系統應能對檢測過程中發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，避免企業在后續的生產制造上發生延誤。
3、更新升級功能
該系統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、檢測集執行模塊、檢測結果統計和分析模塊。
軟件系統體系結構圖如下：
軟件系統采用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二次開發接口與CAD平臺進行交互，并對結果進行處理。
軟件開發接口圖如下所示：
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