基于成组技术的面向对象cad系统的研究

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1、基于成组技术的面向对象CAD系统的研究

2、第1摘　要：以某模具系列的顶料板设计为例，介绍了用成组技术的复合零件法构造虚拟件，在面向对象CAD系统中完成系列化模具设计的方法.较详尽地分析了虚拟件的构造方法与参数化，CAD的数据存储方式以及事件驱动机制.并由图形类、数据库类和信息类实现了CAD图形与非图形数据的集成.关键词　成组技术,参数化图库,面向对象CAD1、引言　　近年来，国际标准化组织(ISO)提出了把CAD的图形与非图形数据统一起来的STEP草案.因此，研制统一、集成、高性能的CAD系统已成为CAD领域的一个重要研究方向.面向对象O-O(Object-Oriented)技术在90年代初已成

3、熟地应用于数据库管理系统(DBMS)中，其强大的可视化特性、类库资源与事件驱动机制使程序员摆脱了手工编程时的高强度、低效率，而其友好美观的界面、全面的数据浏览与灵活的选择功能将操作员带入了真正的桌面时代.在参数化CAD系统中，成组技术GT(GroupTechnology)的复合零件法是构造虚拟件的有效方法，对虚拟件运用参数驱动技术，能够完成系列化模具零部件的设计.O-O技术在GT的基础上实现图形数据处理，如图形实体、结构与剖面类型、标注实体等的集成;同时完成存放于数据库中的非图形数据处理，如尺寸、加工精度、装配精度、材料类型等的系列化取值向图形数据的传递.2、基于GT的面向对象CAD系统的关键

4、技术2.1　虚拟件的生成　　GT赋予同类产品相应零部件间的相似性.但同一系列内各对应零部件构成的结构功能要素不会完全相同.由复合零件法生成的虚拟件集中了同类产品同族零部件的所有结构功能要素，因此它是同类零部件各种图形结构功能信息的组合，反映出相似图形的总体特征.虚拟件对应于GT中的复合零件，是可被重载的图形实体.　　如图1的(a)是定子落圆模模具系列的顶料板零件族的虚拟件，而图1(b)～(e)是其中4个具体的顶料板零件图.图1　虚拟件参数化示例2.2　参数驱动技术　　参数驱动的模具CAD系统将虚拟件上可能出现的标注体(Dimension/Note)分为8类：长度系列L、直径系列D、半径系列R、

5、角度系列A、孔系列H、锥度系列TA、公差系列TO和精度系列P.其中L、D、R、A、TA五大系列参数值的取值原则是从大到小；H是由多到少；TO和P分别按公差标准和加工精度要求取.图1的(a)是已经经过参数化描述的虚拟件.参数驱动技术在采用GT的虚拟件描述图形结构的基础上，依据各大系列变参数在进行外部加载时，所读入数据的不同，确定图形结构信息的取舍或变化，从而完成系列化产品的设计.例如：当图1中(a)的L4=0，D6=D7且R1=0时，(a)转化为(b)；而当(a)的L1=L2，L4=0，D6=D7，D4=D5且L3=0时，(a)转化为(e)；等等.2.3　数据存储方式　　由于面向对象的CAD系统

6、是图形数据与非图形数据的集成，因此从总体上可以把系统分为3个基本类：图形类CGraphClass、数据库类CDataClass和信息类CInfoClass.　　(1)图形类CGraphClass．图形类完成所有图形实体与标注实体的描述，是VisualC++［3］设备描述表对象类CDC的派生类.但其许多成员函数均被超越，如线输出函数中的画线、画圆、画弧、画多边形、画Bèzier曲线和文本函数中的文本输出等函数，均被重载为Virtual类型.图形类有与其相关的文档类CGraphDoc和视类CGraphVieent的派生类，文档通过可重载的虚函数Serialize来读写数据对象.视的基类是CVie－

7、pointArray;　//m－pointArray是点集的一个列表，该列表中的每一项都是CPoint类的一个对象.　　对于存在多条随机曲线的情形，则每一条曲线均保存在CRandomCurve类对象中，该类对象用MFC模板类CTypedPtrArray来生成：　　CTypedPtrList〈CObList,CRandomCurve　*　〉m－pCurveList;//m－pCurveList是随机曲线的列表，该列表中的每一项都是CRandomCurve类的一个对象.　　图形中随机曲线的数据存储结构如图2所示．图2　随机曲线的数据存储结构　　其它实体的数据存储结构可类似地定义.每一图形与标注实体

8、类对象除包含描述该实体的主体数据结构外，还包含一些相应的辅助数据类型，如线型、线宽、颜色、填充模式、绘图笔号、实体ID号、与ID号对应的数据表列名等.如同所有的随机曲线实体均保存在CRandomCurve模板类对象中一样，本文使用模板类来实现虚拟件中同种图形实体的存储，如图1(a)中的所有直线实体便保存在CLine模板类对象中.这种存储方式非常方便于某个具体实体的删除及修改，因为模板类中的类型指针