SolidWorks與ProEngineer之間圖形數據交換方式

2013-08-12 by:廣州ProE/Creo培訓中心來源:仿真在線

1 SolidWorks與proe圖形數據交換標準
1.1 數據交換流程
不同的CAD圖形數據在不同的應用系統間進行交換,必須有數據接口作為交換的橋梁,所謂數據交換接口,實際上是一種能夠實現兩個以上系統問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

    常用數據交換形式有:
    (1)利用軟件本身自帶的二次開發工具,并通過一些高級語言(如Java、C語言、c++)等,設計一種數據交換接口程序,完成系統間的信息交換與共享。例如通過proe軟件中自帶的二次開發Pro/TOOLKIT程序,結合C++語言及proe的接口函數,設計一種模型接口程序,可以將在proe中所建立的部分復雜實體模型通過文件形式輸入到數據庫中,從而實現proe軟件與數據庫之間數據的傳送,同時這種方法也解決了通過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絡劃分等問題,當然,這種接口有其局限性,而且設計難度大。
    (2)標準文件,即通過標準格式文件進行數據交換如IGES、STEP、STL、Parasolid等,根據功能的不同又可以分為實體(包括線框與表面)格式和有限元(FEM)格式.
    1.2 標準數據交換格式
    對比proe與Solidworks這兩款軟件,它們都提供了目前最流行的STEP與IGES數據交換標準,從使用效果來看,都能比較好地擔當起數據交換的橋梁。
    1)國際圖形交換標準(IGES)
    IGES是由美國國家標準局與企業共同制定,IGES為了解決數據在不同的CAD/CAM間進行傳遞的問題,定義了一套表示CAD/CAM系統中常用的幾何和非幾何數據格式,以及相應的文件結構,其內部圖樣數據貯存即使各不相同,但只要遵循IGEs標準的規定,數據就可以通過多種物理介質進行交換。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以及兩者之間轉換的數據類型,但IGES不能增加諸如工藝等非幾何信息,且轉換數據量大。
    2)STEP標準
    STEP是國際標準化組織(ISO)所屬技術委員會統一制定的數據標準,其目的是在產品生存期內能夠為產品數據的描述與通信提供一種中性數據標準.這種數據標準能完整地表達產品信息,并能獨立于應用軟件。STEP標準主要由應用層(Application Layer)、邏輯層(Logical Layer)和物理層(Physical Layer)三層結構組成,它能描述產品數據模型的各個方面,如幾何形狀、拓撲信息、形位公差、表面粗糙度、材料特性、工藝特性、設計特性、功能特性等,滿足協同設計中的產品數據交換并滿足各領域并行設計的需要,成為工程上常用的交換標準。
    3)Parasolid格式
    Parasolid格式是一個可開發的公開的數據格式,其本質是一個函數庫,它的文件擴展名有“.x_b”,“x_t”,“xmt_t”。Parasolid格式不僅提供了精確的幾何邊表達功能,而且通過其容錯造型技術,可以實現多種軟件數據的無縫交換,只要軟件是以Parasolid為核心的CAD/CAE系統,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格式交換復雜數據容易丟失和可靠性差等問題。但由于proeNGINEER軟件不屬于以Parasolid為核心的三維軟件范疇,因而數據還不能直接通過Parasolid格式進行交換,必須通過專用的轉換軟件才能實現。

2 proe至SolidWorks的模型交換格式
    把proe模型導入Solidworks系統中,其數據的轉換方式可以采用兩種途徑:一種是直接對三維實體模型進行轉換方式;另一種是通過三維實體特征的轉換方式,這種轉換方式是Solidworks軟件本身特有的。二者的區別在于前者在三維界面下不能對其特征進行編輯,而后者可以對其特征進行修改,這樣就能充分利用原有的設計數據,加快數據向Solidworks系統過渡,且數據的完整性能得到有效的保障。如果選擇實體特征轉換方式進行交換,就必需要在solidworks界面上顯示屬性管理器中的特征樹,同時在Solidworks“工具”菜單中的“插件”下選中Featureworks特征識別管理器,這樣就可以對導人的三維實體模型進行數據再處理。
    在Solidworks軟件中特征識別類型有三種:
    (1)交互特征識別
    選擇特征類型和構成所要識別特征的實體。這種方法的好處是可以控制所識別的特征,例如,可以決定要將圓柱切除識別為拉伸、旋轉或孔。此外,可以借助所選的面及邊線來決定特征草圖的位置及復雜程度。
    (2)逐步識別
    可以識別零件的某些輸入實體特征,保存該零件,稍后再識別同一輸入實體的其它特征,也可以識別部分識別零件(包含輸入實體和識別特征)的特征,可以保存部分識別的文檔,以便保留各個識別階段。
    (3)選擇交互特征識別
    選擇交互識別模式時,Featureworks在實體選擇過程中會激活solidworks的“選擇過濾器”。當指針移動到圖形區域中時會變成過慮器圖標,可根據選擇的特征類型選擇實體。

2.1 采用Solidworks直接轉換方式
    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Solidworks軟件自帶的轉換器進行轉換,如圖3所示。選擇“確定”,特征轉換完成,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,就單擊”特征”,就可以實現三維實體特征的顯示,否則只顯示三維實體的界面,如圖5所示。同時打開一個轉化報告對話框,提示特征識別狀態,在轉化報告中,我們可以看出有的特征能夠識別,有的特征不能識別,也就是CAD實體模型的數據交換時還存在幾何缺陷和拓撲缺陷,如圖6所示,曲面旋轉特征沒有識別,而且幾何缺陷不能在Solidworks軟件中重構。

圖2 proe三維實體零件圖

圖3 轉換器

圖4 轉換結果

圖5 轉換后三維實體模型

圖6 轉換報告

    2.2 采用特征方式進行交換過程

通過proe完成此零件設計過程中,零件具有曲面造型特征,而且還應用到了proe內部獨有的對齊、相切等約束算法和曲面相交自動生成曲線方法,這樣在數據交換過程中會導敏部分曲線在EXPRESS不能找到相應的實體描述,中性文件中無法映射和表達,所以在數據交換過程中,可以明顯地看到有部分曲線的丟失和退化,于是出現如圖5中三維實體模型特征的丟失現象。
    要解決這個問題,就必須采用實體特征識別方式進行交換,這樣即使數據有丟失和退化,也可以在Solidworks軟件中通過特征重構得到完整的幾何造型。只不過這些功能應首先在Solidworks軟件中啟動插件Featureworks“特征識別管理器”,使Solidworks軟件具有實體特征識別功能。Featureworks可以識別Solidworks文件中輸入實體的特征.識別的特征與使用SolidWorks軟件生成的特征相同,因而可以編輯所識別特征,也可以在草圖狀態,通過重新定義其參數,修改參數、新建編輯草圖束改變特征的幾何形狀。Featureworks對靜態的轉換文件能進行智能化處理,獲得有用的信息,減少了重建模型所花費的時間。
    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軟件中通過相同的圖形標準打開這個文件,文件打開后,就會出現如圖7所示的對話框,提示是否對零件需要輸入診斷。

圖7 輸入診斷提示框

    點擊“是”,打開如圖8(a)所示對話框,就會得到診斷結果,通過診斷該零件,在對話框里會顯示該零件“面”需要修復,單擊右鍵“項目”,然后選擇“修復”操作,如果對話框中沒有錯誤內容,表明修復成功,如果對話框中還硅示錯誤內容,表明修復沒成功,表明“面”的這些數據通過中性文件中無法映射,這樣只能通過繪圖命令,重新完成的幾何造型,如圖8(b)所示。
    參數化設計軟件還需要對模刑特征進行識別,如圖8(c)所示,啟動插件Featureworks,會對零件所選取的特征進行識別,單擊“是”,就開始對零件進行識別,如圖9所示。
    單擊識別后,出現如圖10所示的對話框,并且在FeatureManager特征管理器中預覽顯示圖形的特征樹。單擊“映射特征”直接進入顯示特征樹的三維實體特征模型的界面,如果想繼續顯示其它特征,單擊“繼續”,再根據相應的提示進行相應的操作,如果特征設有錯誤,零件轉換就完成,如圖11所示。如果零件有錯誤,則可以通過特征樹進行修改。

圖8 輸入診斷操作提示

圖8 輸入診斷操作提示

圖9 特診識別提示框

圖10 映射特征提示

圖11 特征轉化結果

3 SolidWorks至proe的圖形轉換
    本設計也探討了由SolidWorks圖形轉換成proe圖形的方法,轉換方式也同樣采用中性文件,實踐操作證明數據交換能夠基本實現,但數據交換過程沒有由proe向Solidworks轉換那樣流暢,而且轉換過程中還存在以下一些問題。
    (1)在轉換過程中只能以三維實體的模型進行轉換,不能對其特征進行修改。
    (2)轉換后的文件存在尺寸不準的問題,存在數據易丟失的現象,如尺寸偏大或偏小。
    (3)solidworks圖形下的基準平面、基準軸不能轉換。

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