减小字体
增大字体- ·上一篇文章：对多联式空调机组的研究
- ·下一篇文章：对城市快速轨道交通线网规划与发展的分析
对组件的三维CAD系统开发的关键技术分析
系统的配置，而且将系统的用户接口与功能的具体实现分开，便于针对不同语种、不同操作系统平台、不同使用习惯开发丰富多彩的界面，也从技术角度实现了与ACIS几何引擎的无缝集成。
4. 关键技术实现
采用软件组件技术建立组件依赖关系为三维CAD系统架设了总体结构，但具体实现还需解决许多关键性技术，以下主要以特征造型技术为例说明系统的设计思路。
由于ACIS本质上一个几何实体造型的平台，通过B-rep表示提供实体几何、拓扑结构的完整描述，但它并不直接支持特征造型。因此，如图三所示系统在实体模型和特征模型之间通过引入构造点、边、面的机制建立一种映射关系。每个特征中不仅包含工艺制造信息还包含其具体构造点、边、面信息，这些构造元素再与实体模型中的点、边、面建立联系。
其中LmFeature最终派生于ACIS的ENTITY，以便于进行内存管理、文件存储和模型操作管理。m_Construction属性记录该特征的所有构造点LmSuperPoint、边LmSuperEdge、面LmSuperFace（三者均派生于LmSuperElement)，它们又分别记录ACIS的VERTEX，EDGE，FACE和部分几何参数以及特定的语义信息；同时在每个ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）中通过属性ATTRIB机制又嵌入其对应的LmSuperElement。这种双向链表结构方式不仅便于实现特征造型和实体造型间的无缝链接和快速查找，而且也为系统重建时维护拓扑关系奠定了基础。因为仅记录ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）是不可能保证拓扑关系一致的。m_OtherInfo属性主要用于存放特征语义、工艺信息等，另外还为用户提供了手工添加特征语义的接口， 为真正支持CIMS环境下信息集成奠定了基础。
在特征创建删除修改或模型重建过程中，为维护设计者的设计意图关键在于维护模型修改前后拓扑结构的对应关系即：拓扑一致性，因此必须考虑拓扑编码的问题。系统通过为每个从ENTITY派生的实体引入索引标志的方法解决，该索引标志不仅记录全局唯一标志符，而且通过充分利用ACIS ENTITY中的ATTRIB 和ANNOTATION 类对模型操作的具体变化做了详细的记录：操作前有那些面、边、点，操作后又产生了那些新的面、边、点等等。操作后系统自动重新整理，保证了拓扑结构的对应关系。
要支持特征造型，还必需维护特征之间的依赖关系，以便修改特征参数后重建所有依赖特征，这些关系一般形成树形结构，又称特征树。 特征树方便了对特征的管理，但这种关系往往也限制了设计人员的设计思路，并且还可能出现：父特征的删除导致所有子特征的删除，如果某特证的参数依赖于其后续特征的参数导致系统重建时的崩溃等现象。于是系统采用双重坐标方法： 即对每个特征既记录其相对父特征的坐标，也记录其在全局坐标系下的坐标。这样，当父特征不存在时，子特征可在全局坐标系下"生存"；另外， 采用VGX技术，将约束关系从几何关系中独立出来，建立全局约束链，相对独立的约束求解器， 结合代数方法和数值求解方法对约束整体联立求解，既增加了系统的动态导航、动态约束添加和动态修改机制又保证了模型的修改可以超越设计历史树的限制，使得设计人员随时、随地、随意修改成为现实。
5. 结论
软件组件技术的发展为大型复杂的三维CAD/CAM系统的开发提供了极好的解决之道，它完全改变了传统CAD/CAD系统开发的低效率模式，使得该类复杂系统也可以“搭积式”的快速构建。本文深入研究了基于组件技术开发三维CAD系统的相关技术，介绍了具体实现方法，同时给出了系统组件层次结构，可为开发该类系统提供一定的参考。
参 考 文 献
1 CFACA:Component framework for feature-based design and process planning。 Computer-Aided Design 32(2000) 397-408。
2 王刚。 "金银花"系统中曲面特征造型模块的研究与实现。 北京航空航天大学硕士论文。1998.3
3 Online Help for ACIS Version 6.0。 http：//www. spatial. com。
4 J.C.H. Chung et al. Framework for integrated mechanical design automation。 Computer-Aided Design 32(2000) 355-365。
5 R.Bidarra，W.F.Bronsvoort。 Semantic feature modelling。 Computer-Aided Design 32(2000) 201-225。
4. 关键技术实现
采用软件组件技术建立组件依赖关系为三维CAD系统架设了总体结构，但具体实现还需解决许多关键性技术，以下主要以特征造型技术为例说明系统的设计思路。
由于ACIS本质上一个几何实体造型的平台，通过B-rep表示提供实体几何、拓扑结构的完整描述，但它并不直接支持特征造型。因此，如图三所示系统在实体模型和特征模型之间通过引入构造点、边、面的机制建立一种映射关系。每个特征中不仅包含工艺制造信息还包含其具体构造点、边、面信息，这些构造元素再与实体模型中的点、边、面建立联系。
其中LmFeature最终派生于ACIS的ENTITY，以便于进行内存管理、文件存储和模型操作管理。m_Construction属性记录该特征的所有构造点LmSuperPoint、边LmSuperEdge、面LmSuperFace（三者均派生于LmSuperElement)，它们又分别记录ACIS的VERTEX，EDGE，FACE和部分几何参数以及特定的语义信息；同时在每个ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）中通过属性ATTRIB机制又嵌入其对应的LmSuperElement。这种双向链表结构方式不仅便于实现特征造型和实体造型间的无缝链接和快速查找，而且也为系统重建时维护拓扑关系奠定了基础。因为仅记录ACIS拓扑元素（FACE，EDGE，VERTEX）是不可能保证拓扑关系一致的。m_OtherInfo属性主要用于存放特征语义、工艺信息等，另外还为用户提供了手工添加特征语义的接口， 为真正支持CIMS环境下信息集成奠定了基础。
在特征创建删除修改或模型重建过程中，为维护设计者的设计意图关键在于维护模型修改前后拓扑结构的对应关系即：拓扑一致性，因此必须考虑拓扑编码的问题。系统通过为每个从ENTITY派生的实体引入索引标志的方法解决，该索引标志不仅记录全局唯一标志符，而且通过充分利用ACIS ENTITY中的ATTRIB 和ANNOTATION 类对模型操作的具体变化做了详细的记录：操作前有那些面、边、点，操作后又产生了那些新的面、边、点等等。操作后系统自动重新整理，保证了拓扑结构的对应关系。
要支持特征造型，还必需维护特征之间的依赖关系，以便修改特征参数后重建所有依赖特征，这些关系一般形成树形结构，又称特征树。 特征树方便了对特征的管理，但这种关系往往也限制了设计人员的设计思路，并且还可能出现：父特征的删除导致所有子特征的删除，如果某特证的参数依赖于其后续特征的参数导致系统重建时的崩溃等现象。于是系统采用双重坐标方法： 即对每个特征既记录其相对父特征的坐标，也记录其在全局坐标系下的坐标。这样，当父特征不存在时，子特征可在全局坐标系下"生存"；另外， 采用VGX技术，将约束关系从几何关系中独立出来，建立全局约束链，相对独立的约束求解器， 结合代数方法和数值求解方法对约束整体联立求解，既增加了系统的动态导航、动态约束添加和动态修改机制又保证了模型的修改可以超越设计历史树的限制，使得设计人员随时、随地、随意修改成为现实。
5. 结论
软件组件技术的发展为大型复杂的三维CAD/CAM系统的开发提供了极好的解决之道，它完全改变了传统CAD/CAD系统开发的低效率模式，使得该类复杂系统也可以“搭积式”的快速构建。本文深入研究了基于组件技术开发三维CAD系统的相关技术，介绍了具体实现方法，同时给出了系统组件层次结构，可为开发该类系统提供一定的参考。
参 考 文 献
1 CFACA:Component framework for feature-based design and process planning。 Computer-Aided Design 32(2000) 397-408。
2 王刚。 "金银花"系统中曲面特征造型模块的研究与实现。 北京航空航天大学硕士论文。1998.3
3 Online Help for ACIS Version 6.0。 http：//www. spatial. com。
4 J.C.H. Chung et al. Framework for integrated mechanical design automation。 Computer-Aided Design 32(2000) 355-365。
5 R.Bidarra，W.F.Bronsvoort。 Semantic feature modelling。 Computer-Aided Design 32(2000) 201-225。
