三维cad软件功能规范.pdf

i c s3 5 2 4 0 5 0 l6 7 a 雪 中华人民共和国国家标准 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 三维c a d 软件功能规范 f u n c t i o ns p e c i f i c a t i o nf o rt h r e e - d i m e n s i o n a lc a ds o f t w a r e 2 0 1 0 - 0 9 - 0 2 发布2 0 1 0 - 1 2 - 0 1 实施 宰瞀徽鬻瓣警糌瞥霎发布中国国家标准化管理委员会促1 9 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 目次 前言i 1 范围1 2 术语、定义和缩略语1 2 1 术语和定义1 2 2 缩略语2 3 基本功能2 3 1 系统综合功能2 3 2 三维造型及零件设计功能3 3 3 零件库功能4 3 4 装配功能5 3 5 工程图功能- 5 3 6 渲染- - 7 3 7 数据接口功能7 4 扩展功能7 4 1 复杂装配功能7 4 2 三维模型与图纸的双向关联7 4 3 渲染7 4 4 系统集成与数据共享功能7 4 5 协同设计与网络制造8 5 软件可扩展功能9 5 1 功能扩充9 5 2 二次开发接口- - 9 5 3 与其他程序的共享和数据交流9 参考文献- 1 0 刖吾 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会( s a c t c1 5 9 ) 归口。 本标准主要起草单位：中国标准化研究院、北京数码大方科技有限公司。 本标准主要起草人：李文武、詹俊峰、闫光荣、王志强、刘守华、陈卫东。 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 1 范围 三维c a d 软件功能规范 本标准规定了三维c a d 软件的基本功能、扩展功能等。 本标准适用于三维c a d 软件的开发、选型和测评。 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 2 术语、定义和缩略语 2 1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2 1 1 装配a s s e m b l i n g 把组成产品的所有零件和部件按一定顺序组装起来，构成一个满足特定功能要求的产品。 2 1 2 装配约束a s s e m b l i n gr e s t r i c t i o n 装配零件和部件之间的各种约束，通过对零件和部件之间添加装配约束，使设计好的零件方便地装 配在一起。 示例：配合、对准角度、相切、插人等。 2 1 3 布尔运算b o o l e a no p e r a t i o n 用于c a d 的代数或符号逻辑计算式，以扩充设计规则检查程序和简化几何图形的设计。 2 1 4 有界曲面b o u n d e ds u r f a c e 描述了一个物体的几何表面，包括表面上相应的孔、型腔、凸台或其他类似形状以及投影在表面上 的任何复杂边界曲线。 2 1 5 数据接口d a t ai n t e r f a c e 与另一系统进行数据交换或通信的部分。 2 1 6 标注d i m e n s i o n i n g 在二维图形和三维模型中按国家标准要求，标出形体各部分尺寸和其他属性。 2 1 7 特征造型f e a t u r em o d e l i n g 在实体造型的基础上，把特征作为产品零件定义的基本单元，将零件描述为特征的集合，包括形状 特征、精度特征、材料特征和其他相关特征。 2 1 8 物性分析m a s s - p r o p e r t i e sa n a l y s i s c a d 系统的一种功能，它能自动计算正被设计的三维零件的物理工程信息。 示例：周长、面积、重心和惯性矩等。 2 1 9 零件库p a r tl i b r a r y ， 能够生成所标识的零件信息的数据集以及与之相关的管理程序。 】 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 2 1 1 0 渲染r e n d e r i n g 在产品的几何模型上附加一定的材质、纹理、色彩及图案，并加上光源、风力和重力等，通过计算机 的计算生成具有真实感效果的图形。 2 1 1 1 参数化草图s k e t c h 用一组几何约束和一组参数来约束图形的几何元素之间的关系和尺寸，不同的参数值驱动产生不 同大小的、拓扑关系不变的几何图形，通过调整参数来修改和控制图形几何形状。 2 1 1 2 实体造型s o l i dm o d e l i n g 在曲面模型的基础上采用实体的方法表示形体。 2 1 1 3 曲面s u r f a c e 构成零件的基本面称作曲面，它可以伸出零件的实际轮廓之外。该面的边界通常由“简单的”解析 曲线构成，一般用作带有复杂边界曲线的有界曲面。 2 1 1 4 曲面造型s u r f a c em o d e l i n g 在线框造型的基础上增加面的信息，利用平面和曲面来表示形体。它为形体提供了更多的几何信 息，可以实现自动消除隐藏线和隐藏面以及数控加工程序计算。 2 1 1 5 三维c a dt h r e ed i m e n s i o nc o m p u t e ra i d e dd e s i g n ；3 d - c a d 以三维数据模型为基础的计算机辅助设计。 2 1 1 6 线框造型w i r e f r a m em o d e l i n g 由有限个空间点以及满足一定拓扑关系的成对点之间相连的线( 直线或曲线) 构成的三维几何模型。 2 2 缩略语 下列缩略语适用于本标准： c a d 计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ) c a e 计算机辅助工程( c o m p u t e ra i d e de n g i n e e r i n g ) c a m 计算机辅助制造( c o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ) c a p p 计算机辅助工艺规划( c o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp l a n i n g ) e r p 企业资源规划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n i n g ) p d m 产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) r p m快速原型制造( r a p i dp r o t o t y p i n gm a n u f a c t u r i n g ) 3 基本功能 3 1 系统综合功能 3 1 1 设备驱动功能 能驱动绘图机、打印设备等。 3 1 2 用户界面 用户界面应具备下列功能： a ) 文字或图符菜单、下拉式菜单、动态弹出式菜单、文字或圈符菜单面板、对话框、命令语言、数字 化仪、鼠标器、功能键、快捷键、提示信息、出错信息、帮助信息； g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 b ) 动态导航功能( 关键点提示、辅助线提示、导航模式选择) ； c ) 资源库窗口、元素操作手柄； d ) 用户界面定制。 3 1 3 图形显示功能 图形显示功能应包括： a ) 视像定义与修改、多视口显示、动态显示、视图的管理、透明命令、图形缩放( z o o m ) 、图形 曳移； b )曲面和线框图显示及轮廓图显示； c ) 实体及特征的真实图与简图显示( 简图用于二维及三维布置) ； d ) 正投影图、轴测图、透视图、剖切图； e )消隐图( 隐藏线用虚线、其他颜色或不显示) ； f ) 渲染图( 真实感图) ； g ) 动态显示； h ) 调色板； i ) 图像文件输出( g i f 等光栅文件格式、3 dp d f 等三维显示文件格式) 。 3 1 4 图形管理功能 图形管理功能应包括： a ) 视图投影1 ，3 角设置、二维视图布局、标准视图和自定义视图输出、剖视； b ) 图层控制功能。 3 1 5 绘图输出功能 绘图输出功能应包括： a ) 按比例输出图形及自动按图纸设定输出比例； b ) 输出图形预览及终止预览； c ) 对多张图纸进行编辑打印； d ) 绘图输出控制线型及粗细。 3 2 三维造型及零件设计功能 3 2 1 参数化草图功能 参数化草图功能应包括： a ) 基本绘图应包括3 5 2 规定的功能； b ) 图形编辑和操作应包括3 5 3 除j ) ，m ) ，p ) 款以外规定的功能； c ) 尺寸约束和结构约束：尺寸约束中的尺寸标注应包括3 5 4a ) 款规定的功能，其还应包括相关 几何元素的距离约束、角度约束，单个几何元素的半径约束、长度约束等。结构约束应包括相 关几何元素的相联约束、相切约束、平行约束、相等约束和对称约柬等，单个几何元素的水平约 束、竖直约束和固定约束等。 3 2 2 线框造型功能 线框造型功能应包括： a ) 基本几何元素定义； b ) 曲线插值和逼近； c ) n u r b s 曲线； d ) 曲线组合、曲线分解、曲线光顺、曲线延伸、曲线裁剪、曲线打断、曲线拼接、曲线求交、修改曲 线的控制顶点及权因子； e ) 过渡曲线、等距曲线和线性变距曲线； f ) 曲线变换( 平移、旋转、镜像、阵列等) ； 3 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 g ) 单曲线分析与计算( 切矢、曲率、坐标值反求参数值、样条曲线的控制顶点及其权因子、控制多 边形等) ； h ) 多曲线间的连续性分析； i ) 用已有的实体边、组合曲线剥离、二维草图生成曲线； j ) 求截面线。 3 2 3 曲面造型功能 衄面造型功能应包括： a ) 曲面求交、延伸； b ) 直纹面、旋转面； c ) 扫成点阵由给定边界定义曲面n u r b s 曲面； d ) 曲面等距和曲面变距； e )曲面过渡( 两曲面间或多曲面问、曲面和曲线过渡) 、拼接( 两曲面问或多曲面间、曲线和曲面边 拼接) 、光顺、剪裁、分割、修改曲面的控制顶点位置及权因子、裁剪面的恢复； f ) 单曲面分析与计算( 切矢、法矢、各种曲率、坐标值反求u 和v 参数值、控制网格及其权因子) ； g ) 多曲面问的连续性分析； h ) 取子曲面片、曲面的轮廓线、曲面的等参数线、曲线在曲面上的投影线； i ) 测量造型( 散乱点插值、数据预处理、特征点提取及光顺) ； j ) 用抽取实体表面、抽取益面( 组) 中的面片生成曲面。 3 2 4 实体造型功能 实体造型功能应包括： a ) 基本体素、用户定义体素、体素库( 体素库的建立、体素库的查询、体素库的删除和维护) ； b ) 实体生成方法 扫成法( s w e e p i n g ) 生成、旋转法生成、广义扫成法生成、非均匀有理b 样条法 ( n u r b s ) 、其他 ； c ) 几何体间的并交差布尔运算功能，雕塑曲面与实体间的布尔运算功能； d ) 局部操作( 剖切、拔模、圆角、倒角、局部拉伸、布尔运算后的实体的过渡圆角) ； e ) 实体的编辑( 拷贝、镜像、阵列、删除、回退( u n d o ) 与重作( r e d o ) 、平移、旋转、缩放、几何元素查 询、几何信息的修改、链接) ； f ) 实体抽壳、曲面模型转换为实体模型、多曲面加厚转换为实体； g )三维实体向二维的转换与数据传递( 生成轮廓图及消隐) ； h ) 实体加工信息的提取； i ) 实体表面的直接修改或替换； j ) 用封闭的曲面填充成实体。 3 2 5 特征造型功能 特征造型功能应包括： a ) 基本特征定义 基准、基本形状特征( 拉伸、旋转、扫成、放样特征) 、特征增料或减料、过渡、倒 角、拔模、抽壳 ； b ) 附加形状特征 孔特征( 通孔、盲孔) 、圆角特征、槽特征、加强筋特征( 旋转加强筋、平面加强 筋) 、壳体特征、管特征、斜角特征和用户自定义特征 。 3 3 零件库功能 零件库功能应包括： a )常用零件库的建立与维护； b ) 具有三维标准件库； c )布尔运算功能，即交并差运算、实体间精确定位； d g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 d ) 参数化草图功能，即图形生成、图形编辑、约束、图形绘制约束导航； e ) 物性分析功能，即体积、质量、重心、静惯性矩、惯性矩、惯性积等计算。 3 4 装配功能 装配功能应包括： a ) 基本规模装配( 满足零部件数量在3 0 1 0 0 种的装配要求) ； b ) 装配约束( 装配约束定义、装配约束求解) ； c ) 干涉检查； d ) 爆炸图； e ) 生成装配结构树、b o m 表； f ) 装配结构漫游； g ) 装配环境下的零件设计； h ) 物性分析功能，即体积、质量、重心、静惯性矩、惯性矩、惯性积等计算。 3 5 工程图功能 3 5 1 视图生成与编辑功能 视图生成与编辑功能应包括： a )三维模型与二维图形的关联功能； b ) 三维模型生成二维图形； c )三维模型改变时投影尺寸值和位置的自动更新； d )三维模型改变时标注尺寸值和尺寸位置的自动更新； e ) 剖视图随三维自动关联更新； f ) 视图的增、删、改； g ) 形位公差，粗糙度等工程标注随三维自动关联更新。 3 5 2 基本绘图功能 基本绘图功能应包括： a ) 建立坐标系统，如直角坐标系、极坐标系； b ) 点、中心标记( 点的绝对直角坐标输入法、点的相对直角坐标输入法、点的绝对极坐标输入法、 点的相对极坐标输入法) ； c ) 绘制线段、直线、折线 多段连线( 折线) 、两点连直线、水平线及垂直线、作直线与x 轴成定角、 向已知直线作垂直线、作已知线段的平行线、作直线与已知直线成定角、由圆外一点向圆或圆 弧作切线或法线、作两已知圆( 弧) 的公切线、作已知直线的垂直平分线、过圆心作圆的中心线、 由一点向曲线作切线、复杂大图形任意两点间连直线 ； d ) 绘制圆弧、圆( 给定圆心和半径作图、已知圆心和两点作圆弧、作同心圆、过已知三点作圆或圆 弧、过已知两点作圆与给定的直线相切、过一点按给定的半径作圆与直线相切、过两点作圆与 已知圆相切、作圆与已知三直线相切、给定圆心作圆与已知圆相切、给定圆心作圆与已知直线 相切) ； e ) 绘制椭圆、椭圆弧； f ) 绘制二次曲线； g ) 绘制样条曲线( 给定控制顶点生成样条曲线、给定插值点生成样条曲线) ； h ) 绘制组合曲线； i ) 绘制等距线( 平面和空间) 。 3 5 3 图形编辑和操作功能 图形编辑和操作功能应包括： a ) 两个图形元素求交并按交点分段( 两直线求交、直线与圆弧求交、两圆弧求交、直线与曲线求 5 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 交、圆与曲线求交、曲线与曲线求交) ； b ) 在两相交直线之间给定位置作倒角； c ) 相邻两图形元素之间给定位置作倒圆( 用给定半径在两直线之间作过渡圆角、用给定半径在直 线与圆弧之间作过渡圆角，用给定半径在两圆弧之间作过渡圆角、用给定半径在直线和衄线之 间作过渡圆角、用给定半径在圆与曲线之间作过渡圆角、用给定半径在两曲线之间作过渡圆 角) ； d ) 两个或多个闭合图形之间的逻辑操作( 布尔并运算、布尔差运算、布尔交运算) ； e ) 等分已知线段； f ) 等分已知圆( 弧) ； g ) 等分曲线； h ) 多义线编辑 i ) 修改图形元素的几何数据； j ) 修改图形元素的属性( 颜色、所属层、线型、可见性) ； k ) 平移复制、旋转复制、镜像复制、阵列复制； 1 ) 图形的平移、旋转、拉伸、图形缩放； 1 1 1 ) 图块之间消隐； n ) 选取图形方式( 全部选取、从当前选择集中屏蔽指定元素、只选择符合指定条件的元素、矩形 域窗口选择、矩形域交叉窗口选择、多边形域窗口选择、多边形域交叉窗口选择) ； o ) 剪裁指定域内或外的图形元素( 用逐个选取方式剪裁、矩形窗口剪裁、多边形窗口剪裁、封闭环 剪裁) ； p )选择集或选择过滤条件( 层、几何元素、颜色等) 。 3 5 4 标注功能 标注功能应包括： a ) 尺寸标注( 线性尺寸标注、圆或圆弧直径的标注、圆柱直径标注、圆或圆弧半径的标注、角度尺 寸标注、弧长尺寸标注、尺寸公差标注、修改尺寸数值及标注方式的命令与变量、智能尺寸 标注) ； b ) 粗糙度标注； c ) 形位公差标注( 形状公差、位置公差) ； d ) 公差符号标注( 定位基准符号、公差带、直径符号、配合与精度、箭头) ； e ) 剖面线( 选取目标的方式、提供剖面图案的种类、提供给用户开发新剖面符号的方法) ； ) 字符( 英文、数字、汉字) 标注( 设定字符型号、给定字符大小参数、颜色、文本字体倾斜角度、给 定文本字符位置、输入英文字符、输入汉字、字符串编辑) ； g ) 其他( 焊接、锥度) 。 3 5 5 图纸幅面定义功能 图纸幅面定义功能应包括定义图幅格式类型、图纸标题栏、明细表栏、其他表栏。 3 5 6 绘图辅助功能 绘图辅助功能应包括： a )目标捕捉( 圆及弧的圆心、切点、中点、端点、交点、垂足点、最近点) ； b ) 提供正交方式绘图； c ) 初始化功能( 图形屏幕范围的设定、光标捕捉精度、栅格显示精度) ； d ) 建立用户坐标系统( 在屏幕任意位置设定新原点、任设坐标轴方向、绕z 坐标轴旋转) ； e ) 图形的二维定位； f ) 线型、颜色设定； 6 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 g ) 专门窗口中滚行显示交互作图的有关信息； h ) 回退( u n d o ) 、重作( r e d o ) 操作； i ) 缺省值表操作； j ) 公制与英制的换算。 3 6 渲染 渲染应包括材质、纹理、图案、色彩、光源的处理。 3 7 数据接口功能 数据接口功能应包括： a ) 支持多种国家或国际标准接口，如i g e s 、s t e p ； b ) 支持多种工业或事实标准接口，如x t ，s a t ，s t l ，v r m l ，d x f 。 4 扩展功能 4 1 复杂装配功能 复杂装配功能应包括： a ) 运动仿真； b ) 平面副； c ) 圆柱副。 4 2 三维模型与图纸的双向关联 三维模型与图纸的双向关联应包括下列功能： a ) 投影尺寸值和位置改变时三维模型的自动更新； b ) 标注尺寸值和尺寸位置改变时三维模型的自动更新； c )图纸尺寸驱动三维数据更改； d ) 在二维图形中插入驱动尺寸实现三维模型更新； e ) 在二维图形中修改驱动尺寸实现三维模型更新。 4 3 渲染 渲染应包括反走样。 4 4 系统集成与数据共享功能 4 4 1 与p d m 集成 与p d m 集成应包括下列功能： a ) 提取产品装配结构及b o m 表信息的功能； b ) 提取产品型号、名称等信息的功能； c ) 提取零部件信息的功能，包括零部件代号、名称、材料、质量、体积、数量等； d ) 提取c a d 文件版本信息和设计、审批、标准化人员信息的功能； e ) 支持图号与材料编号等数据的共享与控制，实现数据一致性； f ) 支持标准件库的数据共享与控制，实现标准件库的一致性； g ) 支持在p d m 中修改零部件属性或装配结构信息，并互动到三维c a d 系统中的功能； h ) 支持在p d m 系统中增加系列件配置或修改尺寸参数，三维c a d 系统能按尺寸变化显示的 功能； i ) 提供从p d m 中激活本c a d 系统的方式，以实现对c a d 模型文件的浏览及编辑； j ) 提供在不启动c a d 系统的情况下浏览三维模型的功能； k ) 提供不同权限下三维c a d 文件的操作控制( 如只读方式、可编辑方式) 。 4 4 2 与c a p p c a m 集成 与c a p p c a m 集成应包括下列功能： 7 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 a ) 提取几何信息( 包括几何尺寸、坐标系等) 的功能； b ) 提取特征信息的功能； c ) 提取零件信息的功能，包括零件代号、名称、材料、质量、体积、数量等； d )提取技术要求信息的功能； e ) 提取几何精度信息的功能，包括尺寸公差、形位公差与表面粗糙度； f ) 支持在c a p p c a m 系统中浏览、处理c a d 三维模型和二维图形的功能。 4 4 3 与c a e 集成 与c a e 集成应包括下列功能： a ) 提取几何信息的功能； b ) 提取拓扑信息的功能； c ) 提取零件材料信息的功能； d ) 提取特征信息的功能； e ) 提取载荷信息的功能； f ) 提取约束条件的功能； g ) 提取装配关系的功能； h )具有针对c a e 系统的前处理模块。 4 4 4 与e r p 集成 与e r p 集成应包括下列功能： a )提取产品装配结构及b o m 表信息的功能； b ) 提取产品型号、名称等信息的功能； c ) 提取零部件信息的功能，包括零部件代号、名称、材料、质量、体积、数量等； d ) 支持图号与材料编号等数据的共享与控制，实现数据一致性； e ) 支持标准件与材料等数据的共享与控制，实现数据一致性； f ) 与其他c a d 软件的集成； g ) 可识别并读入其他c a d 系统文件。 4 4 5 与r p m 集成 与r p m 集成应包括下列功能： a )提供经过表面离散化处理的三维c a d 模型； b ) 提供材料信息的提取功能。 4 5 协同设计与网络制造 4 5 1 协同设计 协同设计应包括下列功能： a )支持多媒体网络会议提供即时通信功能； b ) 数据发布功能，用户可以基于w e b 方式浏览并进行视图操作( 缩放、拖动、旋转) c ) 基于w e b 的审阅和批注，多用户标注信息合并功能； d ) 基于w e b 的属性查询，几何测量及造型编辑修改功能； e ) 模型的压缩编码和渐进传输，网络环境下的快速传输 f ) 基于w e b 的分布式管理实现分层次用户、角色、权限的管理，提供访问控制。 4 5 2 协同制造 协同制造应包括下列功能： a ) 工艺数据和知识的共享管理； b ) 设备的共享与管理； ， c ) 制造任务的分配。 8 5 软件可扩展功能 g b t2 5 1 0 8 2 0 1 0 5 1 功能扩充 功能扩