论文研究-基于中性文件的三维CAD零件模型异地传输特性研究.pdf
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收 稿日期 : 2007-06-24; 修 回日期 : 2007-09-18 基 金项 目: 总 装备 部“十一 五”预研 资助项 目( 51318010410)
作 者简介 : 刘学术 ( 1977-) , 男, 博士 研究生 , 主要研 究方向 为 CAD/ CAM、快 速设计 与制 造技术 ( liuxueshu@ sina. com) ; 高 航 ( 1962- ) , 男 , 教授 ,
博士, 主要 研究 方向为 特种 加工、CAD/CAM; 郭 东明( 1959- ) , 男 , 教授, 博士 , 主要研 究方向 为特 种加工 、CAD/CAM.
基 于 中 性 文 件 的 三 维 CAD
零 件 模 型 异 地 传 输 特 性 研 究
*
刘学术, 高 航, 郭东明
( 大 连理 工大 学 精密与 特种 加工 教育 部重 点实 验室 , 辽宁 大 连 116023)
摘 要: 为 实现 三维 CAD 零 件模 型的 异地快 速传 输, 提 出了一 种以 记事 本为 数据 文 件载 体 , 在获 得 模 型中 所 包
含的 特征 信息 后构建 中性 文件 , 通过 网络 传 输 该 中 性 文件 并在 异 地 通 过 对 模 型 的自 动 重构 实 现 大 型 三 维 CAD
模型 的异 地快 速精确 传输 的方 法。 对该 方法 的传输 性能 进行 了测 试, 结果 表明 该方 法可 使传 输的 数 据 文件 缩 小
50 倍以上 , 传 输速 率达 50 kbps 以上 。
关键 词: 三 维计 算机 辅助 设计 ; 网络 传输 ; 数据 交换 ; 中性 文件 ; 重构
中图 分类 号: TH122; TP391.7 文献标 志码 : A 文章 编号 : 1001-3695( 2008) 07-2110-02
Study on rapid transition of 3D CAD model based on neutral file
LIU Xue-shu, GAO Hang, GUO Dong-ming
( Key Laboratory for Precision & Non-traditional Machining Technology of Ministry of Education, Dalian University of Technology, Dalian
Liaoning 116023, China)
Abstract: This paper presented a rapid transmission method for big3D CAD model on Internet, which chosed the notepad as
the carrier of the data, created neutral file after getting the data of the parts’model and realized the accurate transmission by
automatic rebuilding the model with the neutral file. The application shows that the method can realize the rapid transmission
with 50 kbps and the size of the model is50 times that of the neutral file.
Key words: three dimension CAD; network transmission; data exchange; neutral file; rebuild
随着计算机技术的 不断发 展, 三 维 CAD技术 为机 械产 品
的高效、智能化设计提 供了 新的技 术手 段。三维 CAD 具有 在
设计过程中更加直观、更 便于实 时编辑 处理、设计的 图样更 容
易修改等优点, 但由于其 文件本 身包含 的大量 信息, 致使模 型
文件所占空间成倍增加, 尤其对 于大型 的复杂 装备产 品, 其 产
品三维 CAD 模型所占空间甚至达到几百兆。在基于网络 的异
地协同设计。过程中, 对几 十兆 至几 百兆 的三维 CAD 模型 文
件的网络直接传输, 往往 需要数 分钟至 几十分 钟的时 间, 甚至
导致网络无法传输, 由此成为制约网络异地协同设计交流的瓶
颈问题之一。另外, 由于 CAD 模型的复杂性, 在同步协同 CAD
系统中, 三维 CAD模型能 否通过 网络进 行快 速传 输对 协同 设
计的同步效果起着十分重要的作用。其中三维 CAD网格 模型
快速传输技术相对容易。然 而作 为 CAD 模型 的逼 近表 示, 网
格模型虽然能支持产品的浏览和标注, 但它无法用于产品的精
确设计和修改
[ 1 ～3]
。因此找到一个能实现三 维 CAD模型 异地
精确快速传输的方法是实现同步网络异地协同设计的基础。
对三维 CAD 模型的异地传输方法的研究是随着协同 设计
的发展而逐渐深入的。为了实 现真正 意义上 的异地 实时协 同
设计, 必须实现模型文件的异地实时快速传输。对于传输方法
的研究概括起来可以分 为两大 类: a) 非精确 三维 CAD 模型 的
传输方法, 如李公立等人提出的三维模型的渐进式编码与流式
传输技术
[ 4]
, 蔡鸿明 等人 提出 的扩展 CSG 方法 等
[ 5]
。它们 都
是通过对三维几何模型进行 适当的 压缩、简化, 进而 减小所 要
传输的文件中所包含的信息量, 并采用多媒体的流式传输方法
实现异地的快速传输; 不足之处是所传输的模型是非精确的几
何模型, 该模型不能 用于再 编辑。b) 精确的 CAD 模型 传输 方
法, 如王琪等人提出的 基于变 动基元 集的 精确 CAD 模 型的 增
量传输思想
[ 6]
, 刘伟伟等人提出的 基于 C/P( 命令 /参数) 消 息
的数据传输方式等
[ 7]
。其共性 为通过 提取建 模过程 中操作 命
令的相关信息并将该信息传给目的地, 通过对命令的再现实现
你见即我见的实时协同。设计 不足之 处是前 者仅仅 为提出 的
一种设想, 没有给出具体的 方法和 方法的 有效性; 后 者并未 考
虑零件的传输方法及操作命令的再现过程, 也未对该方法的优
越性加以验证。
本文采用中性 文件 的 方式, 以 记 事本 作为 中 性文 件 的 载
体, 通过异地重构实现三维 CAD 零件模型的异地快 速传输, 并
对此方法的传输特性进行了测试。结果表明, 该方法可实现零
件三维 CAD 模型的异地精确传输。
1 基于特征的模型信息表达及分析
一般来说, 特征是对特定的活动或应用有意义的对象。特
征对于不同的人员具有不同的含义, 对于设计人员来说特征信
息应包括两方面信 息: a) 特征 的类 型, 即 形状、确定 形状 的 尺
寸和特征所包含的面的信息; b) 特征的 定位关 系, 即 定位的 方
式、方位及尺寸约束
[ 8]
。
第 25 卷第 7 期
2008 年 7 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol. 25 No. 7
Jul. 2008
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