1 系统框架

1. 跨平台能力 系统应该具备能够连接工作在不同系统之上的工作站，并提供跨平台数据信息交换的统一工具。
2. 数据浏览与检索能力 系统应该提供异地数据的检索与浏览工具，使不同下作站上的数据可以方便地实现交换与共享。
3. 数据格式转换能力 系统应该提供异构数据的识别与转换机制，并将所得信息进一步合成标准的格式为数据集成奠定基础。
4. 有效的权限管理能力 数据信息的安全传递依赖于用户权限的有效管理，因此系统必须能够保证“适当的人在适当的时间和情况下得到适当的信息”。

图1 网络化CAD/CAM集成环境的总体框架

2 产品数据解析与转换

图2 CADD数据解析与转换模块的功能框架

1. 模块的功能框架 图2所示该模块的功能框架，其中各部分的功能详细描述如下：
   1. 输入部分 各种二维CADD数据文件均可作为模块输入信息，数据格式与特征的提取无关任何由CADD系统生成的图形文件都可被系统自动识别，但是图中必须包含完整的零件正投影视图信息，视图组织、图形结构和文字标注等必须符合有关的国家标准和各种画法几何原则的规定，否则系统将报错。
   2. 图形数据的组织与解析 能够被系统识别的合法的CADD文件中的零件信息数据将被系统读出并按照一定的结构进行存储，分为几何信息(各种图形元素或实体，如直线、弧线、圆等)和非儿何信息(各种字符元素和实体。如文字标注、尺寸标注和公差标注等)两类，以便后续环节的处理其中，根据几何信息中各分立实体元素的坐标位置和相互连接关系，将它们组合成各种“线框”这些“线框“分为两类：封闭线框和开放线框，分别如图2中所示。
   
   

   
   图3 几何信息提取的算法流程

   表 特征字符串中的语义元素字符语义元素分类V纵向直线实体名称H水平直线实体名称I斜直线实体名称A弧线实体名称C圆实体名称R矩形实体名称F正视图视图名称T俯视图视图名称L左视图视图名称l长度数据名称r半径数据名称d直径数据名称a角度数据名称{,}实体分割标记标记[,]数据分割标记标记:数据值引导标记标记+附加标记标记
   3. 几何特征识别 属于同一视图的所有几何实体必然可以被封闭在一个完整的封闭线框中。因此可以根据儿何信息来划分视图，非几何信息的视图关系也可以得到明确的标识。根据画法几何原则，分属于不同的视图的线框几何可以组合成一个完整的几何特征信息，图2中给出了一个孔的几何特征组合。
   4. 非几何特征识别 对图中各种标注信息的语义识别，包括文字标注、尺寸标注和公差标注等。
2. 几何信息提取 由标准的CADD系统生成的图样是由各种实体组成的，识别系统按照数据文件中的记录顺序读出各实体信息，并生成相应的有向图。通过简化有向图，可以获取各实体间的连接关系和连接次序，以生成各种(封闭/开放)线框。根据有向图节点的关联关系，确定线框的封闭性。这些线框显式地表达了图样中各类实体的位置关系和几何属性，图样中所隐含的“视图”信息也应被识别并提取出来。
   任何符合CADD标准的图样，每个视图中都将具有封闭的线框可包容视图中其它所有的线框依据这一前提，可对图样中的线框进行“视图”划分。

   1. 制造特征集成 将识别所得的零件特征的几何与非几何信息相匹配，便可得到零件某一制造特征的所有数据，进而构造零件的信息模型。这些数据可以满足CAD(CAM集成环境对产品数据信息的要求。数据解析与转换模块的主要功能是信息识别与提取，下面将介绍几何和非几何信息的提取方法
   2. 按照包容关系，将线框数据记录于不同的集合，最终形成的集合数量即为视图的数量，而集合中的最大线框的坐标范围即为视图的坐标范围。
   3. 根据各种标注信息的定义点的坐标确定其所属的视图。
   4. 按照标准规定的视图结构对视图进行标识，每个视图中的坐标自成体系，方便投影关系的确定。
   现在，彼此无关的封闭和开放线框已经按照视图关系进行了重组，下一步就是将这些线框数据转化为简单地可供系统进行识别的字符串，称为几何特征字符串，该字符串由语义元素和数据组成。右表列出了系统支持的部分语义元素。
   完整的特征字符申按照如下的结构组成：
   <视图名称><实休起始标记><实体名称><数据起始标记><数据名称><数据值><数据结束标记><实体结束标志>
   图4中记录了比例为1:1的图样中，一个直径为12mm,深为24mm的盲孔的几何特征字符串。
   

   
   图4 几何特征字符串

   系统先选定某一视图中一个线框，生成该线框的几何特征子字符申。再利用各个视图中坐标系和图形实体的对应关系，确定该线框在其它视图中的投影线框，并生成相应的特征子字符串。最后将所有视图中的特征字符串合并得到完整的特征字符串。
3. 非几何信怠的提取 在按照视图关系对图样中的实体进行重组的过程中，各种标注信息也被归入相应的视图，可以根据标注文字的定义点位置判断其与几何特征的对应关系。
   非几何信息提取模块的主要功能是识别图样中的各种标注信息，并分析其语义，将其中的尺寸、公差等数据与几何特征相关联，得到零件的制造特征。
   CADD图样中的各种标注可以从实体组成角度划分为两类：

   1. 标注中的所有成份(以尺寸标注VHIACRFTLlrda为例.包括尺寸界线、箭头、尺寸线和尺寸数字等)被作为一个整体，各成份均被作为实体的一个属性予以考虑。
   2. 标注中的所有成份均被作为图样中的独立实体，且彼此之间没有显式的联系。
      对第一类标注信息的处理较为简单，第二类标注的识别需采用“启发式搜索”方法，利用实体间的隐性关系和可能组合逐步找出组成完整标注的所有实体。
   图5中以尺寸标注为例，说明了标注信息的启发式算法。所得的标注信息与几何信息集成得到可被CAPP和CAM系统处理的制造特征信息。
4. 特征信息的表达 考虑到信息描述的可扩展性，采用面向对象的方法来描述制造特征信息，并作为零件信息对象的一部分，与零件批号、材料等信息一起构成基于特征的零件信息模型。特征信息被抽象为具有层级关系的类。类中不仅包含特征的各种属性，还提供了对相关属性进行处理的方法。图6描述了零件的信息模型。依据这一信息模型定义的零件信息作为数据解析与转换模块的输出，以统一的格式进行描述。

图5 尺寸标注信息识别的算法流程

图6 基于特征的零件信息类型

5 结论