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类型CAD图纸文件格式.docx

  • 上传人:scg750829
  • 文档编号:7655729
  • 上传时间:2019-05-23
  • 格式:DOCX
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    CAD图纸文件格式.docx
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    1、大话 CAD 图纸文件格式搞要: 经常会有 CAD 软件初学者,或者是相关人员提出,DWG 是什么格式,STEP 是什么格式等类似问题,刚好最近时间比较充裕,我就整理一些资料,大话 CAD 图纸文件格式。文件格式,指的是电子设备为存储文件信息而使用的特殊编码方式。我们都知道,无论是二维 CAD、三维 CAD,都包含着众多特殊的图形,如三维实体、曲面、路径、块、文字等,这些图形都需要转换为二进制编码后,电子设备才可以识别。每一种文件格式通常会有一种或多种扩展名可以用来识别,但也可能没有扩展名。扩展名可以帮助应用程序识别的文件格式。绝大多数的 CAD 软件都使用了自己开发的图纸格式来进行图纸存储,

    2、例如 Autocad 使用的DWG/DXF/DWF 文件格式等、Solidworks 使用的 Sldprt 文件格式、UG NX 使用的 prt 文件格式、中望 3D 软件使用的 Z3 文件格式等。为了更好的解决软件间图纸文件的交互,国际标准化组织 ISO 联合各国标准化组织制定了包括 IGES、STEP 等图纸交换规范,也包括由一些企业制定但广为使用的 Stl(由 3D Systems 公司于 1988 年发布并不断改进) 、X_T(UG 公司开发的 Parasolid 软件所使用的格式) 、SAT (Spatial 公司的 ACIS 软件所使用的格式)等图纸交换规范。同时,Transmag

    3、ic、Capvidia、Core Technologie 等公司开发了专业的 CAD 图纸格式转换软件,使得 CAD 软件间图纸的存储和编辑变得更加轻松和自如。当然,任何 CAD 图纸文件格式之间的转换都不可能是无损的,均有不同程度的图形和数据缺失,在实际的设计工程中,经常会涉及到图形修补等工作。但随着 CAD 软件功能的日渐完善,这些工作变得越来越简单。下面我们逐一介绍下常用的 CAD 图纸文件格式。一、DWG/DXF必须要明确的是,DWG 是 AutoCAD 以及基于 AutoCAD 的软件保存设计数据所用的一种专有文件格式。DWG 源自 Interact CAD 软件但 Autodesk

    4、 通过收购后拥有了该文件格式的版权并一直进行更新。随着 Autodesk 公司的快速发展和 Autocad 软件在全球范围内的广泛使用,DWG 文件交换格式成为了 Autodesk 公司阻碍与其他同类型 2D CAD 公司发展的有力工具。目前仅有Microstation 公司和 Autodesk ADN(Autodesk Developer Network)开发者网络成员可以获得 DWG 开发工具包。Autodesk 将 DWG 读写技术成为 RealDWG,通过 Tech Soft 3D 公司进行商业授权管理。RealDWG 是一个开发工具包,也是一个软件库,它允许程序员通过 C+和.NET

    5、 针对 DWG和 DXF 格式本身进行读写。它支持 AutoCADR14 及以上版本生成的 DWG 格式,并且在 32位系统下,所产生的应用程序即可以在 32 位的 Windows 系统内运行,也可以在 64 位系统下运行,所产生的应用程序完全可以脱离 AutoCAD 独立运行。DXF 是 AutoCAD DXF(Drawing Interchange Format 或者 Drawing Exchange Format)的简称,它是 Autodesk 公司开发的用于 AutoCAD 与其它软件之间进行 CAD 数据交换的 CAD数据文件格式。从 1988 年 10 月发布的 AutoCAD R

    6、elease 10 开始 DXF 同时支持 ASCII 与 二进制格式数据。早期的版本只支持 ASCII 格式。在此情况下,出现了以 ODA(Open Design Alliance)为首的技术联盟通过逆向编译的方式对 DWG/DXF 文件进行读写,经过多年的发展,该项技术已经非常成熟,并且在全球数十款 CAD 软件中得到广泛使用。Autodesk 曾在美国发起多起针对 ODA 的诉讼,但最终的结果是双方达成和解。ODA 可以继续进行 DWG/DXF 文件格式相关技术的开发和授权,产品命名为:Teigha for .DWG。二、IGESIGES (The Initial Graphics Ex

    7、change Specification,初始化图形交换规范)被定义基于CAD 设计中不同电脑系统之间的通用 ANSI 信息交换标准。用户使用了 IGES 格式特性后,你可以读取从不同平台来的 NURBS(非均匀有理样条,Non uniform rational B-spline)是在计算机图形学中常用的数学模型,用于产生和表示曲线及曲面。)数据。IGES 重点支持以下模型的交换: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。IGES 于二十世纪八十年代初,由美国国家标准局(ANSI)和工业界共同制定(NBSIR 80-1978)。它是一个中性数据文件交换的格式规范,目

    8、的是制定美国国内各种 CAD/CAM系统间交换几何信息的统一标准。但由于技术的局限性,IGES 中定义的主要是几何图形方面的信息,而不是产品定义的全面信息,并且 IGES 存在数据传输不可靠的问题,同时,IGES 文件占用空间较其他文件格式要大,影响着 存储和传输效率。但 IGES 作为最早的图形交换规范,直到现在,仍然被广泛的应用和获得绝大多数 CAD/CAM 软件的支持。使用 IGES 技术 形成的文件,后缀名均标以: .iges。三、STP事实上, STEP 标准是第一个被 ISO(国际化标准组织)认可的 CAD/CAM 图形交换规范。鉴于各国在 CAD/CAM 软件间交互规范各自为政的

    9、情况,国际标准组织(ISO)借鉴和参考了各种规范,最后形成了新的产品模型数据标准:STEP(standard for the exchange of product model data,产品模型数据交换标准 )。STEP 标准是国际标准化组织制定的描述整个产品生命周期内产品信息的标准,STEP 标准是一个正在完善中的“产品数据模型交换标准”。它是由国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TC184) 下属的第四分委会(SC4) 制订,ISO 正式代号为 ISO-10303。它提供了一种不依赖具体系统的中性机制,旨在实现产品数据的交换和共享。这种描述的性质使得它不仅适合于交换文件,

    10、也适合于作为执行和分享产品数据库和存档的基础。STEP 标准既是一种产品信息建模技术,又是一种基于面向对象思想方法的软件实施技术。它支持产品从设计到分析、制造、质量控制、测试、生产、使用、维护到废弃整个生命周期的信息交换与信息共享,目的在于提供一种独立于任何具体系统而又能完整描述产品数据信息的表示机制和实施的方法与技术。同时,给予 STEP 标准,也衍生出在 CAM 软件中使用的 STEP NC 标准。STEP NC是一个面向对象的新型 NC 编程数据接口国际标准(ISO 14649),它于 1996 开始制订,在2001 年底成为国际标准草案(Draft International Stan

    11、dard, DIS),由国际标准化组织ISO/TC184 工业数据技术委员会正式命名为 ISO14649,其目的旨在取代在数控机床中广泛使用的 ISO 6983 标准。STEP- NC 的基本原理是基于制造特征进行编程,它告诉 CNC 的是“加工什么”,而不是直接对刀具运动进行编程,以及告诉 CNC“如何加工”的具体动作.加工流程是以工作步骤(working step)作为基本单位,将特征与技术信息联系到一起,每个工作步骤只定义一种操作(“干什么,如何干等 ”,仅能用一种刀具和一种策略 ).STEP- NC 通过任务描述(钻中心孔、钻孔、粗加工、精加工)把工件的加工程序传到加工车间,在车间可以

    12、根据实际的需要对加工程序进行修改,修改后的加工过程信息可以保存并返回到设计部门,使经验和知识能更好地交换和保留,也实现了产品生命周期数据的共享。基于 STEP 标准创建的文件,后缀名均标以:.stp。四、X_TParasolid 是最早的三维建模软件和技术之一,经过多次转让,现在由西门子公司所有。基于 Parasolid 产品的用户能够快速、稳定地对行业最复杂的产品建模。由于基于高精度的边界表示技术,因此 Parasolid 支持在一个集成框架中进行实体建模、广义单元建模以及自由曲面建模/板建模。Parasolid 的完整功能涵盖 750 多种功能,包括丰富的模型创建与编辑实用程序,比如功能强

    13、大的布尔建模运算符、特征建模支持、先进表面处理、增厚与弧刮、倒圆、板建模等等。另外,Parasolid 还提供了广泛的直接建模工具,包括锥形、 偏置、几何体替换以及通过自动生成周围数据来去除特征细节。Parasolid 还提供 广泛的图形与着色支持,包括精确的隐藏线、线框和草图、多用途细分功能以及一套完整的模型数据查询。Parasolid 的功能性由可配置的机制支撑,这些机制有助于紧密、高效地把 Parasolid 集成到不同的应用软件中。Parasolid 不仅为计算机辅助设计、制造与工程分析(CAD/CAM/CAE)应用领域的数百个世界领先的应用软件 提供了建模基础,而且还是 Siemen

    14、s PLM Software 自己的市场领先的产品生命周期应用软件组合的公司标准,为 Siemens PLM Software 的 NX、Solid Edge、Femap和 Teamcenter解决方案提供了三维数字化表示功能。Parasolid 的力量已经在高端机械 CAD 应用中得到充分证明,而且 Parasolid 也被部署在很多领先的中端系统中,广泛应用于独立的 CAD、CAM、CAE 以及可视化市场。不少优秀的 CAD/CAM 软件以 Parasolid 内核进行开发,包括 Autodesk、Bentley Systems、Geometric Software Solutions、S

    15、olidWorks、ANSYS、Delcam、Missler Software 等公司的软件产品,正由于 Parasolid 技术的广发使用,Parasolid 生成的 X_T 格式也成为了不置可否的通用文件交换格式之一。五、SAT与 Parasolid 一样,ACIS 也是被广泛使用的三维建模软件和技术之一。1986 年美国创建了 ACIS 由 Spatial Technology 公司于 1989 年 12 月推出。 1993 年 6 月 Autodesk 与 Spatial公司签约,采用 ACIS 作为三维机械设计系统 Inventor 的开发平台,从此成为 ACIS 的最大用户。同时也

    16、推动了 ACIS 在三维建模软件行业的快速发展。 2000 年 7 月 5 日法国达索系统公司签约以 2,150 万美元现金收购 ACIS。3D ACIS Modeler 是几何造型的标准,众多优秀的 CAD/CAM 软件使用了 ACIS 的软件和技术,包括 CATIA、Inventor、AutoCAD 等,包括中望 CAD 等软件的三维功能也是基于 ACIS技术。3D ACIS Modeler 还包括可满足特定应用需求的扩展功能,如隐藏线去除、可变形造型、高级遮盖和特征去除等。ACIS 采用面向对象的开放 C+ 架构,拥有强大的 3D 造型能力。ACIS 集成了线框、曲面和实体造型的功能,支

    17、持流形和非流形拓扑,具备非常丰富的几何运算集,因此非常适用于构建具有混合造型功能的 3D 应用程序。ACIS 不仅具备非常完善的 3D 造型功能,而且灵活性强,可满足各种应用程序要求。此外,3D Modeling 的 ACIS 扩展功能还能满足特定的应用需求,其中包括隐藏线去除、可变形造型、高级遮盖和特征去除。以 ACIS 为核心的 CAD/CAM 软件均以.sat 为文件格式后缀名。六、STLSTL(STereo Lithograph)文件格式是由 3D Systems 公司于 1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义

    18、组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。三角形顶点的排列顺序遵循右手法则。 STL 文件有 2 种类型:ASC 域格式和二进制格式ASC 域格式。我们通常称 STL 为网格面文件。由于 STL 模型仅仅记录了物体表面的几何位置信息,没有任何表达几何体之间关系的拓扑信息,所以在重建实体模型中凭借位置信息重建拓扑信息是十分关键的步骤。STL 模型重建的过程如下:首先重建 STL 模型的三角形拓扑关系;其次从整体模型中分解出基本几何体素;重建规则几何体素;然后建立这些几何体素之间的拓扑关系;最后重建整个模型。 3D Systems 制定 STL 文件交换主要是在 3D 模型逆向工程和 3D 打印中,所以 STL 格式得到了绝大多数逆向工程软件的支持,包括:ProE、UG NX、CATIA 、solidworks、Imageware、Geomagic Studio、Copy CAD、RapidForm、中望 3D 等。以 3D Systems 公司为首的 3D 打印机厂商,已经成为了目前制造业最热门的技术和企业,相信 STL 文件格式会在 CAD/CAM 领域得到更广泛的应用。希望以上内容能对大家产生帮助,如有不正确之处,欢迎交流和指正。

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