第四章產品數據交換技術4.1概述4.2IGES產品模型4.3DXF產品模型4.4STEP產品模型4.1概述

產品數據：是指一個產品從設計到制造生命周期的全過程中對產品的全部描述，并需以計算機可以識別的形式來表示和存儲的信息。實現數據交換通常有兩種方法：

1、通過系統的專用接口，實現點對點的連接；

2、通過一個中性（即與系統無關）接口，實現星式連接。點對點模式星型模式

兩種方法的比較：

（l）接口數量。在N個系統間進行交換，點對點需開發N（N－l）個接口，星式需開發2N個接口，可見N＞3時，星式交換接口開發量較少，且系統越多越明顯。

（2）信息遺失。星式交換由于增加了中間環節（標準格式數據），一般會出現信息遺失。

（3）接口對系統的依賴性。當一系統發生變化時，點對點需改動與之相關的2（N－l）個接口，而星式僅改動2個接口。

在實際應用中，由于需交換的系統較多，采用中性接口星式交換的優點較多。星式交換的基本原理：在需交換的每一系統與標準數據格式（中性格式）之間開發雙向轉換接口，即前置處理器和后置處理器。前置處理器將本系統的模型數據轉換成中性格式數據。后置處理器將中性格式數據轉換成現有系統的模型數據。本節重點介紹IGES，DXF和STEP三種標準。4.2IGES產品模型

IGES是InitialGraphicsExchangestandard的縮寫，中文稱為初始圖形交換規范。lGES是國際上產生最早（1980年），目前應用最成熟，也是當今應用最廣泛的數據交換標準。目前幾乎所有的CAD/CAM系統均配有IGES接口。我國已批準采納它作為國家標準GB/T14213－930。

IGES產品模型：就是通過實體對產品的形狀、尺寸以及某些說明產品的特性的信息進行描述。

IGES文件結構IGES文件采用ASCll格式和二進制格式。IGES文件包括五個或六個段，它們必須依次出現，具體說明如下：

（1）標志段

表明IGES文件所采用的格式。對于傳統的ASCll格式不設標志段，二進制格式用字母B標識，壓縮ASCll格式用C標識。

（2）開始段

用字母S標識，為人們提供可讀的文件序言，至少必須有一個記錄。

（3）全局參數段

用字母G標識，該段合描述處理器的信息以及處理該文件的后處理器所需要的信息。

（4）目錄條目段

用字母D標識。對于IGES文件中的每個實體在目錄條目段中都有一個目標條目，為文件提供一個索引，并含有每個實體的屬性信息。

（5）參數數據段

用字母P標識。該段包含與實體相聯的參數數據，參數數據以自由格式存放，其第一個域存放實體類型號。

（6）結束段

是文件的最后一行，并用字母T識別。結束段的各域合有前述各段的標識字母（S、G、D、P）及其最末一行的序號。總結：IGES的目的只是傳輸幾何圖形及相應的尺寸標注、說明，即只是在屏幕上顯示或在繪圖儀上繪制工程圖。無法描述工業環境所需的產品定義數據的全部信息，數據格式過于復雜數據交換不穩定，經常會出現錯誤或丟失信息的現象。4.3DXF產產品模模型4.3.1DXF文件件格式式DXF文件件采用用ASCII碼碼格式式，可可通過過AUTOCAD的命命令，，DXFIN和和DXFOUT來讀讀、寫寫。文件格格式由由五個個部分分組成成，它它們是是：（l））HEADERSECTION（（頭部部區））記錄AutoCAD作作圖時時所用用到的的系統統變量量，這這些變變量可可由AutoCAD中的的STATUS在屏屏幕上上顯示示的各各種命命令來來設置置。（（2）TABLESECTION（列列表區區）包含了了八個個表，，具體體如下下：APPID———圖圖名；；DIMSTYLE———尺尺寸標標注的的種類類；LTYPE———型型名及及其間間隔；；LAYER———層名名及其其設定定狀態態；STYLE———文字字的種種類及及其應應用名名；UCS———用戶戶設定定的局局部坐坐標系系；VlEW———觀觀察對對象的的視點點、視視線；；VPORT———顯顯示區區上每每個視視區的的表示示方法法。（3））ENTITIESSECTION（（實體體區））用于定定義AutoCAD所所支持持的圖圖形元元素。。（（4））BLOCKSSECTION（（復合合圖形形區））用于定定義所所有的的復合合圖形形及其其所構構成的的實體體，此此實體體的含含義與與上述述實體體區中中所列列出的的圖形形元素素相同同。用用BLOCK表表示復復合圖圖形的的開始始和ENDBLK表表示復復合圖圖形的的終止止。（（5）ENDOFFile（文文件結結束））圖形元素圖形元素LINE直線DIMENSION尺寸標注POINT點INSERT插入圖形CIRCLE圓VIEWPORT視區ARC圓弧ATTDEF屬性定義TRACE粗實線ATTRIB屬性值SOLID實體VERTEX頂點TEXT文字SEQEND折線終止SHAPE形體3DFACE三維面PLINE折線DXF文件件所定定義的的圖形形元素素4.3.2DXF文件件的組組碼DXF文件件格式式中最最小的的組成成單位位是組組，兩兩行為為一組組。第第一行行為整整數稱稱組碼碼，第第二行行為相相應的的組值值，組組值可可以是是字符符串，，也可可以為為浮點點數。。同同樣樣DXF只能能轉換換幾何何信息息。此此外，，隨著著AutoCAD版版本的的升級級，DXF格式式也作作了相相應的的修改改和擴擴充。。因此此，AutoCAD不不同版版本之之間進進行圖圖形信信息轉轉換時時，也也可能能出現現部分分信息息的丟丟失。。4.4STEP產品品模型型的的構成成STEP旨旨在產產品生生命周周期內內實現現產品品模型型的數數據交交換。。STEP標標準由由五大大部分分組成成，即即標準準的描描述方方法、、集成成資源源、應應用協協議、、實現現形式式、一一致性性測試試。（l））標準的的描述述方法法STEP標標準是是三層層組織織結構構，即即應用用層、、邏輯輯層和和物理理層，，并且且采用用參考考模型型和形形式定定義語語言。。應用層層：描述述應用用領域域的需需求，，建立立需求求模型型。邏輯層層：根據據需求求模型型進行行分析析、歸歸類，，找出出共同同點，，協調調沖突突，形形成統統一的的、不不矛盾盾的集集成的的信息息模型型（IPIM））或稱稱集成成資源源。物理層層：完成成數據據交換換的中中性文文件結結構（（STEP文件件）。。參考模模型：用來來構造造其它它的模模型，，不論論是應應用層層還是是邏輯輯層均均由許許多參參考模模型組組成。。（2））集成資資源又稱為為集成成的產產品信信息模模型IPIM。。是STEP標標準的的主要要部分分，采采用EXPRESS語言言描述述。集集成資資源又又分成成兩大大部分分：通通用集集成資資源與與應用用集成成資源源；通通用資資源在在應用用上具具有通通用性性；應應用資資源描描述某某一應應用領領域的的數據據并依依賴于于通用用資源源的支支持。。（3））應用協協議應用協協議是是一份份文件件，用用以說說明如如何用用標準準的STEP集集成資資源來來解釋釋產品品數據據模型型文本本以滿滿足工工業的的需求求。（4））實現形形式實現形形式或或應用用方式式系指指用什什么方方法或或格式式在具具體領領域里里實現現信息息交換換。實實現形形式大大致分分為四四級：：第一一級文文件交交換，，第二二級工工作格格式，，第三三級數數據庫庫交換換，第第四級級知識識庫交交換。。1、文文件交交換是是最低低一級級。2、、工作作格式式交換換是產產品數數據結結構在在內存存的表表現形形式，，以實實現數數據處處理能能達到到“實實時””的效效果。。3、、數據據庫交交換適適應數數據共共享的的要求求。4、、知識識庫對對數據據庫進進行約約束檢檢查。。的的應用用STEP的的適用用領域域很廣廣，它它可應應用于于機械械、電電子、、航空空航天天、汽汽車、、船舶舶等各各工程程領域域。它它的應應用是是為了了滿足足市場場競爭爭機制制下工工業發發展的的需求求，具具體的的應用用場合合可分分為兩兩大類類：（（l）來來自產產品開開發和和發放放部門門的需需求，，包括括設計計部門門內群群體的的合作作、多多學科科交叉叉、產產品全全生命命期設設計、、集成成化產產品開開發、、分布布及并并行作作業、、產品品的數數據的的長期期存檔檔。（（2）來來自CAX應應用系系統供供應商商和DBMS（數數據庫庫管理理系統統）供供應商商的需需求，，包括括：接接口標標