（机械设计及理论专业论文）基于iso13584标准的螺纹、弹簧、组合件及组合件管理系统的开发研究.pdf

摘要 摘要 由于各c a d 软件厂商没有遵循统一的标准，造成各不同的c a d 软件所产生的数据 资源无法共享，因此迫切需要遵循一个统一的标准。i s 0 1 3 5 8 4 正是这样一个国际标准。 根据i s 0 1 3 5 8 4 标准，建立一个标准零件库，此标准零件库便可实现为各c a d 系统所共 享。 建立这种符合i s 0 1 3 5 8 4 标准的数据库，最主要的工作就是依据i s 0 1 3 5 8 4 标准，采 用e x p r e s s 语言与f o r t r a n 语言联编生成中性程序来描述、建立零部件模型。由于中性 程序是不可执行程序，零件库要在不同c a d 系统中得以应用，就要针对具体的c a d 系统 编写接口程序，通过接口程序的“编译 ，把中性程序转换成各c a d 系统识别的程序。 圆柱螺旋压缩弹簧、普通三角形螺纹、和组合件中的管接头实体模型的实现是开发 标准件库的一部分。因普通螺纹的造型还不够完善，故继续采用先生成四条圆柱螺旋线， 然后分别以其中的两条作为引导线，生成四个直纹曲面，再把这四个空间曲面和螺纹两 端部的梯形截面缝合的方法编写中性程序来生成螺纹螺尾，只是四条空间曲线必须重新 设计。采用圆截面沿空间曲线扫描的方法来编写生成圆柱螺旋弹簧的中性程序。因原来 的几何编程接口中并没有囊括所有i s 0 1 3 5 8 4 函数的转换程序，故需要在几何编程接口 中编写新的函数转换语句，才能把圆柱螺旋弹簧的中性程序转换为可在u g 系统中执行 的g r i p 程序。组合件是由多个标准零件所组成的，管接头就是组合件的一种。采用在 同一坐标系中，根据装配尺寸关系分别生成各个标准零部件中性程序的方法来得到管接 头实体模型。 要实现标准零件库为u g 系统所共享，最好建立一个信息库管理系统来管理转换得 到的零件g r i p 程序。但已有的信息库管理系统只能实现对单个标准件的管理。通过修 改信息库管理系统的数据库模块和查询模块，成功的实现了对组合件的查询和维护。 本文依据i s 0 1 3 5 8 4 标准，编写了圆柱螺旋弹簧和螺纹螺尾以及管接头实体的中性 程序，以u g 为c a d 平台，开发了由中性程序转换成g r i p 程序的部分编译接口，成功实 现了在检验平台u g 系统中的对组合件实体模型的参数化建模和界面管理。完善了符合 i s 0 1 3 5 8 4 标准的数据库。 关键词：i s 0 1 3 5 8 4 ；标准件库；弹簧；螺纹螺尾；组合件 大连交通大学t 学硕士学位论文 a b s t r a c t b e c a u s et l l ev a r i e n t so fc a ds o f t w a r em a n u f a c t u r e rd i dn o tc o n f o r mt oas a n l es t a n d a r d ， t h ed a t ar e s o u r c eg e n e r a t e db yd i f f e r e n tc a ds o f t w a r ec a l ln o tb es h a r e d ，s oac o m m o n s t a n d a r di s r e q u i r e d i s o 13 58 4i ss u c ha ni n t e r n a t i o n a ls t a n d a r d ad a t a b a s eb u i l d e d a c c o r d i n gt ot h ei s o 13 58 4s t a n d a r dc a l lb es h a r e db yv a r i e n t so fc a d s y s t e m s b u i l d i n go fs u c had a t a b a s e ，t h em o s ti m p o r t a n tw o r ki su s i n ge x p r e s sc o m b i n e d 谢t h f o r t r a nw h i c hw ec a l ln e u t r a ll a n g u a g et od e p i c tt h em o d e lp a r t s b e c a u s et h en e u t r a l p r o g r a mc a n n o tb u i l dm o d e lp a r ti t s e l f , i fw ew a n tt ou s ei ti nv a r i e n t so fc a d s y s t e m s ，w e s h o u l dw r i t eap r o g r a mw h i c hc a nt r a n s l a t en e u t r a lp r o g r a mt ot h es p e c i f i cl a n g u a g et h a tc a n b er e c o g n i z e db yt h es p e c i f i cc a ds y s t e m n l ec y l i n d r i c a l l yc o i l e ds p r i n g 、t h et r i a n g l et h r e a da n dt h ec o n s t r u c t i o n a le n t i t ya r et h e r e p r e s e n t a t i v ep a r t s b e c a u s et h et r i a n g l et h r e a dt h a tw eh a v ei sn o ts op e r f e c t ，w ec o n t i u n et o u s et h ef o r m e rm e t h o dt ow r i t et h ew a s h o u tt h r e a dn e u t r a lp r o g r a m i tf i r s tg e n e r a t e st h r e e s p i r a lc u r v e s ，l e tt h e mc o n s t i t u t et h r e es p a t i a ls u r f a c e s ，t h a ns e wt h es p a t i a ls u r f a c e sa n dt h e c r o s ss e c t i o n si n t ot h ew a s h o u tt h r e a de n t i t y ，b u tt h et h r e es p a c ec u r v e sh a v et or e d e s i g n w e l e tac i r c u l a rc r o s ss e c t i o ns c a na l o n gas p a c ec u r v et og e n e r a t et h ec y l i n d e rs p i r a ls p r i n g c o i l b e c a u s et h ef o r m e rc o n v e r t i n gp r o g r a mc a nn o tt r a n s l a t ea l lo f t h ei s 0 1 3 5 8 4f u n c t i o nt o t h eg pf u n c t i o n ，w es h o u l dw r i t en e ws e n t e n c et ot r a n s l a t et h ei s o l 3 5 8 4f u n c t i o nw h i c h u s e ds u b s e q u e n t l y ，f i n a l l yw ec a nt r a n s l a t et h ec y l i n d r i c a l l yc o i l e ds p r i n gn e u t r a lp r o g r a mt o g r i pp r o g r a m m a n ys t a n d a r dp a r t sc o n s t i t u t eac o n s t r u c t i o n a le n t i t y ，w eg e n e r a t et h e s t a n d a r dp a r t ss e p a r a t e l yi nt h es a m er e f e r e n c ef r a m e ，b u ta l lt h es t a n d a r dp a r t sn e u t r a l p r o g r a m sa r et i g h t l yc o n n e c t 、析t l le a c ho t h e rt h r o u g ht h ea s s e m b l ep a r a m e t e r i fw ew a n tt ou s et h es t a n d a r dp a r t sl i b r a r yi nu gs y s t e m ，w eh a db e t t e re s t a b l i s ham i b t om a n a g ea l lt h es t a n d a r dp a r t sg r i pp r o g r a m b u tt h ef o r m e rm i bc a no n l yd e a l 、撕t l lt h e s i n g a ls t a n d a r dp a r t b yi m p r o v i n gt h eq u e r ym o d u l ea n dt h ed a t a b a s em o d u l eo fm i b ，w e c a nm a n a g et h ec o n s t r u c t i o n a le n t i t ys u c c e s s f u l l y t h i st e x tc o n s t r u c t st h en e u t r a lp r o g r a mo ft h ec y l i n d r i c a l l yc o i l e ds p r i n g 、t h ew a s h o u tt h r e a da n dt h ec o n s t r u c t i o n a le n t i t ya c c o r d i n gt ot h ei s o 13 5 8 4s t a n d a r d s ，诵t 1 1u ga sa c o n c r e t ec a dp l a t f o r m ，d e v e l o p sp a r to ft h ec o n v e r t i n gp r o g r a mw h i c ht r a n s l a t et h en e u t r a l p r o g r a m t ot h eg r i pp r o g r a m ，i m p r o v e st h ei s o13 58 4s t a n d a r dp a r t sl i b r a r y k e yw o r d s ：i s 0 1 3 5 8 4 ；s t a n d a r dp a r t sl i b r a r y ；s p r i n g ；w a s h o u tt h r e a d ；c o n s t r u c t i o n a l e n t i t y 大连交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解太整塞通太堂有关保护知识产权及保 留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属：太整塞通太堂，本人保证毕业离校后，发表或使用 论文工作成果时署名单位仍然为太董交通太堂。学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查 阅和借阅。 本人授权太蔓銮通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名： 蕈轰簿导师签名：幺u 乞吃 日期：，喀年，二月晕日 二日期：。叼年! 二月巧日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：砌溶词c 逝穷谰) 电话： 通讯地址：邮编： 申子信箱： 大连交通大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考 文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得太蔓塞通太堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不 实之处，由本人承担一切相关责任： 学位论文作者签名：墨曩球 日期：汐中年1 2 - 月冲日 绪论 绪论 根据i s 0 1 3 5 8 4 标准，建立标准零件信息库是国家高技术发展项目“符合国际标准 的零件信息库研制和国家科技部十五专项资金项目“制造业信息化标准规范及数据 库 中的子课题。 其研究内容主要是要建立一个标准零件库，就是要把所有的机械标准件以及常用 件，根据i s 0 1 3 5 8 4 标准中的相关规定，采用e x p r e s s 语言与f o r t r e m 语言联编生成几 何图形程序来建立参数化模型。其次要编写一个编译接口，此接口能够把几何图形程序 转换成u g 能够识别的g r i p 程序。如转换成的g r i p 程序能在u g 环境中成功的建立 模型的话，就验证了我们所建立的标准零件库的共享性。再次需要建立一个数据库对类 型繁多的标准件进行有效的管理。而要实现标准零件库为u g 系统所共享。则需要在 u g 界面上开发菜单，利用v i s u a lc h 开发动态链接程序，实现对标准零件库的查询和 维护。 针对上述子课题，绝大多数标准件的参数化模型已经建立，采用c 语言编写的编译 接口构架也已初步完成，并且在u g 系统中，已经用v i s u a lc + + 开发出了动态链接程序， 目前可实现对单个标准零件的查询和维护。余下轴承类零件，管接头等组合件，以及弹 簧类常用件，齿轮类零件尚未完成。编译接口也有待完善。动态链接程序也需要修改， 以实现对组合件的查询和维护。 本论文根据具体课题项目的需要，在结合前人研究成果的优点和长处上，研究了圆 柱螺旋弹簧标准件的实体模型建模技术，基于i s 0 1 3 5 8 4 标准编写了它的中性程序，还 研究了螺纹螺尾的实体造型方法，通过编写生成螺尾的中性程序，完善了标准件库中的 螺纹标准件。并通过修改编译接口的主程序，增加新的函数处理程序语句等，进一步完 善了编译接口。通过编译接口把中性程序转换成g r i p 程序之后，成功的在u g 系统中 实现了两标准件的建模，验证了两标准件的共享性。 因前人所做的都是单个件的实体建模，本文初步研究了组合件如管接头的三维实体 建模，采用在同一坐标系中，根据装配尺寸关系分别生成各个标准零部件中性程序的方 法来得到管接头实体模型。编写了卡套式铰接管接头和卡套式压力表管接头的几何图形 程序，根据它所产生的新情况，修改了基于u g 的零件信息库管理系统，成功的实现了 对组合件的管理。 大连交通大学丁学硕十学位论文 第一章零件库标准l s 0 1 3 5 8 4 1 1s t e p 标准与e x p r e s s 语言 由于c a d c a m 技术在工业的大量推广应用，产品数据迅速膨胀，不同c a d 系统之 间、c a d 系统与c a m 系统之间的数据交换是当前最严重的问题。 国际标准化组织( i s o ) 工业自动化与集成技术委员会( t c l 8 4 ) 下属的第四分委会 ( s c 4 ) 开发了s t e p ( s t a n d a r df o rt h ee x c h a n g eo fp r o d u c tm o d e ld a t a ) 一产品数据 的表达与交换，又称产品模型数据交换标准，来适应这种要求。s c 4 的工作还包括制订 零件库标准i s o1 3 5 8 4 ，非正式地称为p a r t - l i b 。这一标准与s t e p 有着紧密的关系。 目的是为零部件数据的表达与库的共享建立一种机制n 1 。 s t e p 提供了一种独立于任何一个c a x 系统的中性机制来描述经历整个产品生命周 期的产品数据。它把对产品信息的描述从数据交换实现方法中分离出来，虽然这种描述 最终要在计算机环境下实现，但它是独立于任何具体实现系统的，而且是可由计算机解 释的。s t e p 的中性机制不同于以往的中性文件交换格式。更强调形式化描述，这种描述 可映射到中性文件但不等于中性文件，其核心是1 0 3 0 3 1 1 - - e x p r e s s 语言。 开发s t e p 的另一个目的是实现数据共享和长期存档。由于使用、维护和系列化设 计产品的需要，产品数据的生命周期不但长于计算机硬件，往往也长于计算机软件系统。 怎样使这些宝贵的数据能保存下来，加以利用，也同样需要一种独立的中性机制。 e x p r e s s 语言又称信息建模语言，它是一种形式化描述语言，但不是计算机编程语 言。它综合吸收了c 、f o r t r a n 、a d a 、p l i 等计算机程序语言的优点，它既能让人看懂， 也能让计算机进行处理。运用e x p r e s s 语言可以建立产品的数据模型，对产品的几何、 拓扑、材料、管理信息等进行描述。 用e x p r e s s 进行信息建模的时候，要在分析客观原型的基础上确定实体和实体之间 的关系，根据具体情况确定实体的属性和约束条件。e x p r e s s 语言为了能够描述客观事 物、客观事物的特性、事物之间的关系，它引入了实体( e n t i t y ) 和模式( s c h e m a ) 的 概念。在e x p r e s s 语言中把一般的事物( 或概念) 抽象为实体，若干实体的集合组成模 式。不同模式中的实体可以互相引用，等等。这意味着小的概念可组成大的概念。事物 的特性在e x p r e s s 语言中用实体的属性( a t t r i b u t e ) 表示。实体的属性可以是简单数 据类型，如实数。数据类型可描述实体与数字有关或与几何有关的特性，字符串数据类 型可描述实体或属性的名称或需要用文字说明的特性。当然属性还可以是聚合数据类型 或布尔数据类型用以描述相对复杂的产品特性。 2 第一章零件库标准i s 0 13 5 8 4 1 2 零件库标准i s 0 1 3 5 8 4 零件库( p l i b ) 标准主要目的是要建立一个机制，使企业能够很容易建立自己的 零件信息库，使制造业的供应链之间的企业能够很容易的交换零件信息船1 。它对零件库 信息的表达规定了统一的机制和定义，以便于标准在实现不同的环境和系统间进行交 换，并便于使用和修改乜，。 s c 4 工作组所制定的p l i b 标准主要是i s 0 1 3 5 8 4 标准1 。i s 0 1 3 5 8 4 的总标题为“工 业自动化系统与集成零件库。它是关于零件库数据的、计算机可以理解的表达与交 换的系列国际标准，其目的是提供一种能传递零件库数据的，独立于使用零件库数据 系统的任何应用程序的中性机制。p l i b 针对零件族或类进行描述，与具体应用系统无 关。该标准不仅适合零件库数据文件的交换，也是实现和共享零件库数据的数据库基 础。 i s 0 1 3 5 8 4 完整的零件库由零件信息、零件几何图形程序、几何编程接口( 零件信息 传输接口) 三部分组成。零件库的建立是为了实现供应商和企业之间的信息交换及设计 资源的重用，因此，其中的零件对象应该是对已有设计资源充分优化的结果，而绝不只是 设计结果的积累。 几何编程接口可允许用于开发独立于目标c a d 系统的应用程序，几何编程接口标准 则是为了使c a d 标准件库与c a d 系统之间的接口标准化。参照国际标准i s o1 3 5 8 4 3 1 制定了c a d 标准件库几何编程接口标准g b t1 7 6 4 5 3 1 。i s o1 3 5 9 8 4 - 3 1 在很大程度上 吸收了德国标准d i n 6 6 3 0 4 的技术内容，但是还应用s t e p 标准的e x p r e s s 描述方法。i s o 1 3 5 9 8 4 3 1 提供参数化形状描述的机制，按照i s o1 3 5 9 8 4 - 3 1 接口函数编写的视图程序 可以实现用户库内存储的逻辑模型中的通用模型信息和功能模型信息到通用视图和功 能视图生成程序的转换。 1 3 课题研究的具体内容 本论文根据具体课题项目的需要，在前人研究成果的基础上，予以集成和创新，主 要做了以下工作： ( 1 ) 完善几何编程接口，修改完善其主程序，新增函数转换程序。 ( 2 ) 基于i s 0 1 3 5 8 4 标准研究了圆柱螺旋弹簧的实体模型建模技术，完善了螺纹实 体模型。此过程需要分析研究实体模型的构造方法与原理，得出它的参数化绘图数学模 型，根据参数方程和选定的合适的i s 0 1 3 5 8 4 函数，编写基于i s 0 1 3 5 8 4 标准的几何图形 程序；根据i s 0 1 3 5 8 4 函数和g r i p 函数之间的映射关系，新增函数转换程序，修改几何 大连交通大学工学硕士学位论文 编程接口，实现新编的几何图形程序到g r i p 程序的转换；编写用以检验几何图形程序 正确性和可靠性的g r i p 程序。 ( 3 ) 研究组合件实体的建模，重点研究管接头实体的建模方法，并修改完善界面 管理系统，以达到成功管理组合件的要求。 本章小结 本章简要地介绍了s t e p 标准及其核心e x p r e s s 语言、零件库标准i s 0 1 3 5 8 4 及其包含的 i s 0 1 3 5 8 4 3 1 几何编程接口标准。简述了课题研究的具体内容。 4 第二章基于i s 0 13 5 8 4 标准的标准零件库 第二章基于is 0 13 5 8 4 标准的标准零件库 2 1 概述 依据i s 0 1 3 5 8 4 标准建立标准件库，就是要把所有的机械标准件以及常用件，根据 i s 0 1 3 5 8 4 标准中的相关规定，采用e x p r e s s 语言与f o r t r a n 语言联编生成几何图形程序 来建立参数化模型h 1 。 开发符合i s 0 1 3 5 8 4 标准的零部件库，其目的是要实现在具体c a d 平台上的共享， 并且能够进行参数化建模。这就需要通过一个具体的c a d 平台来检验。 由于具体c a d 平台的内部识别绘图语言的不同，所以在数据库共享的道路上，还需 要完成有针对性的编译程序。它的目的是把几何图形程序所表达的信息，转换成具体c a d 系统所识别的绘图语言，这样就实现了共享数据库。而几何图形程序要在不同的系统之 间进行转换，则需要有相应的传输接口。 我们选用u g 为具体的c a d 平台来检验标准件库的共享性。并通过修改完善一个用c 语言开发的数据接口，来实现几何图形程序到u g 环境所识别的g r i p 程序的转换。 要实现参数化造型，还要在具体的c a d 平台上开发人机交互界面，通过这个界面来 输入标准参数，最终得到我们所需要的标准件的三维实体模型。 可见要实现从开发符合i s 0 1 3 5 8 4 标准的标准件库，到最后的共享参数化造型，要 由以上3 大部分组成。具体工作原理如图2 - 1 所示晦1 ： ，、 e x p r e s s 语言与 f o r t r a n 语言联编 所得到的中性程序 图2 - 1 标准件库工作原理简图 f i g 2 1w o r k i n gp r i n c i p l ed i a g r a mo f s t a n d a r dp a r t sl i b r a r ys y s t e m 2 2 标准件库的建立 标准件库中的标准件是依据i s 0 1 3 5 8 4 标准，采用e x p r e s s 语言与f o r t r a n 语言联 编生成几何图形程序来建立参数化模型。 零件几何图形程序用以描述零件的几何形状，零件几何图形程序采用i s o1 3 5 8 4 - 3 1 附录a 中的几何编程接口函数对零件进行描述、开发。这些接口函数不提供具体的实 现方式，只提供参数名称和参数顺序璐】。如一轴定位函数，其函数形式为 大连交通大学工学硕士学位论文 n a m e = a i p _ g e n ( p n t n a m ，d i r n a m ，k f i x ) ，其中n a m e 为生成的一轴定位的名称，参数p n t n a m 为点的名称，参数d i r n a m 为方向名称，参数k f i x 为存储位置。再比如生成长方体的函 数，其函数形式为n a m e = b l k _ g e n ( l e n x ，l e n y ，l e n z ，a 2 p n a m e ，k f i x ) ，其中n a m e 为生成的 长方体的名称，参数l e n x ，l e n y ，l e n z 分别为长方体在x ，y ，z 轴上的长度，参数a 2 p n a m e 为二轴定位的名称，参数k f i x 为存储位置。上述两个函数都提供了参数名称和参数顺 序。但只有通过转换成具体的c a d 系统所识别的函数，才能在c a d 平台中实现一轴定位 和生成长方体实体。 i s 0 1 3 5 8 4 3 1 描述实体的生成时，几何功能等级为3 的立体生成过程中，要用到功 能等级为2 的平面或功能等级为1 的数学实体、点实体以及曲线实体等。即立体的生成 必将用到三维平面实体或二维实体，二维实体是立体生成的基础。这样由点到线到面到 体，层层引用，最后生成所需的实体口1 。 按照标准所描述的实体构造原理对每一个标准零件进行描述，每一个零件都采用标 准的f o r t r a n 语句和语法写成f o r t r a n 子程序s u b r o u t i n e 参数化模块陋1 ，其参数个数根 据标准件的参数确定。 下面以最简单的长方体的实体模型构造过程为例，来说明i s 0 1 3 5 8 4 3 1 规定的实体 模型构造原理一由点到线到面到体描述实体的过程： s u b r o u t i n e9 9 9 ( 1 _ l e n g t h ，p _ w i d t h ，f _ h e i g h t ) ：给长方体程序命名为子程序9 9 9 ， 它包含三个参数，它们分别是长方体的长l _ l e n g t h ，长方体的宽p j i d e t h ，长方体的高 f _ h e i g h t 。 1 生成点：最常用的生成点函数为生成绝对坐标点函数p n t c a r t e s i a n _ a b s o l u t e ( x ，y ，z ，k f i x ) 。此处生成了处于同一平面上的4 个点e n t l 、e n t 2 、e n t 3 和e n t 4 。 e n t l = p n t _ c a r t e s i a n _ a b s o l u t e ( 0 o d o ，p _ w i d t h 2 o d o ，l _ l e n g t h 2 o d o ，t d b ) ：前 三个参数分别为点的x ，y ，z 坐标，t d b 位存储位置，表示生成的实体是一虚拟实体，点 e n t 2 ，点e n t 3 ，点e n t 4 的生成方法同点1 。 2 由点生成线，由线生成实体轮廓线：最常用的生成线函数为两点间线段函数 l i n 一2 _ p n t ( s t r p n t ，e n d p n t ，k f i x ) ，此处由4 个绝对坐标点生成4 条直线。然后由这4 条直线组成实体轮廓线。 1 i n l = l i n _ 2 _ p n t ( e n t l ，e n t 2 ，t d b ) ：参数e n t l 为起点，e n t 2 为终点。直线1 i n 2 ， 1 i n 3 ，l i n 4 的生成方法同直线1 。 c a l la d d _ e n t g r p ( g r p l e n ，l i n l ) ：把4 条直线分别加到组里。 i s t e n t ( 1 ) = g r p l e n ，c a l lc l o s e _ g r p0 ：将组g r p l e n 赋给数组l s t e n t0 的第一个 元素，并关闭组 6 第二章基于i s 0 13 5 8 4 标准的标准零件库 n u m = 4 ，c t r l = c t r g e n ( h u m ，g r p l e n ，t d b ) ：生成实体的轮廓线，其中n u m 为组成轮 廓线的线的数量，此处由4 条直线组成平面轮廓，故n u m = 4 ：g r p l e n 为组，组中存储了 4 条直线，t d b 为存储位置。 3 由实体轮廓线生成面： n u m = o ，p n a m l = a p s g e n ( c t r l ，h u m ，t d b ) ：生成平面函数，其中n u m 为内边界线的数 目，因长方形平面没有内边界线，故此处n u m = o ，c t r l 为外边界线名，t d b 为存储位置。 因生成拉伸体时的延拓函数中有一参数为矢量，故此处先生成矢量。此处根据具体 情况采用了最常用的由分量定义声称矢量函数d i r c o m p o n e n t ( x ，y ，z ，k f i x ) 。 i d i r l = d i r _ c o m p o n e n t ( 1 o d o ，0 o d o ，0 o d o ，t d b ) ：函数d i r c o m p o n e n t 由分量定义 生成矢量，前三个参数分别为当前o v c 的o x 方向上的x 分量，0 y 向上的y 分量，0 z 方 向上的z 分量。 4 拉伸面成体：把上面生成的长方形平面沿着垂直于此长方形平面的矢量拉伸即成 了一长方体。在生成长方体的延拓函数中，用到了矢量实体( 数学实体) 和曲面实体。 e x s l d = s l d _ e x t r u s i o n ( p n a m l ，l d i r l ，f _ h e i g h t ，t d b ) ：生成拉伸体，其中p n a m l 为 拉伸面，l d i r l 为拉伸方向，f _ h e i g h t 为拉伸深度，t d b 为存储位置。 由以上描述可知，长方体的生成过程为生成4 个点一由4 个生成4 条直线一4 条直 线组成轮廓线一由轮廓线生成待拉伸的长方形面一由长方形面拉伸成长方体。此过程充 分说明了i s 0 1 3 5 8 4 3 1 规定的由点到线到面到体描述实体的过程。 2 3 几何编程接口的完善 2 3 1 几何编程接口 开发符合i s 0 1 3 5 8 4 标准的用中性语言构造的零部件库，其目的是要实现在不同c a d 平台上的共享，并且能够进行参数化建模。这就需要通过一个具体的c a d 平台来检验我 们依据i s 0 1 3 5 8 4 - 3 1 附录a 中的几何编程接口对零部件进行描述的程序是否正确，只有 这样最后才能收入到零部件库中以备使用。 零件几何图形程序是一种中性程序，它与具体的c a d 系统无关。要把它转换成具体 的c a d 系统能够识别的语言，则需要有相应的几何信息传输接口n 羽。 根据以上描述的零件信息传输接口的功能，已经开发出了两个应用接口程序。它们 都是用c 语言编写的，在v c + + 环境中编译链接生成的，他们都能实现从中性程序到 g p 程序的转换。其区别在于：一个用来检验调试g r i p 程序能否在u g 下运行；另一 个则可将调试成功的g r i p 程序转换成g r x 文件存入库中以备调用。下面便对实现此功 能区别的代码作如下说明： 7 大连交通大学工学硕士学位论文 1 用于检验的应用接口程序的源代码说明： 生成语句n u m b e r v ( n ) ，n = i t o a ( n + l ，c c ，1 0 ) 为参数个数，则v ( n ) 用于存储参 数的数组。 s t r c p y ( c a ll ，”n u m b e r ”) ；s t r c a t ( c a ll ，”v ( ”) ； s t r c a t ( c a l l ，i t o a ( n + l ，c c ，1 0 ) ) ；s t r c a t ( c a l l ，”) n ”) 生成语句s t r i n g s t ( 8 ，4 0 ) ，s t ( 8 ，4 0 ) 用于存储8 个视图方向。 s t r c a t ( c a l l ，”s t r i n g s t ( 8 ，4 0 ) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 1 ) = 1 t o p ( 顶) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 2 ) = 2 f r o n t ( 前) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，s t ( 3 ) = 3 r i g h t ( 右) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 4 ) = 4 l e f t ( 左) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 5 ) = 5 b o t t o m ( 底) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 6 ) = 6 b a c k ( 背) n ”) ； s t r c a t ( c a ll ，”s t ( 7 ) = 7 t f r i s o ( 顶前右等轴侧) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”s t ( 8 ) = 8 t f r t ( 顶前右斜轴侧) n ”) ； s t r c a t ( c a l l ，”l o ：n ”) ；f p u t s ( c a l l ，f p p ) ； s t r c a t ( p r o g ，”，v ( ”) ：s t r c a t ( p r o g ，it o a ( n + l ，c c ，1 0 ) ) ；s t r c a t ( p r o g ，”) ，r s p n ”) ； f p u t s ( p r o g ，f p p ) ； s t r c p y ( p r o g ，”j u m p l 0 ：，l 1 ：，r s p n l 2 ：n ”) ； 生成选择视图方向对话框，用户可以根据需要选择视图方向。 s t r c a t ( p r o g ，”c h o o s e s e l e c tv i e w ，s t ，r s p n ”) ； s t r c a t ( p r o g ，”j u m p l 2 ：，l 1 ：，l 3 ：，l 4 ：，l 5 ：，l 6 ：，l 7 ：，$ n l 8 ：，l 9 ：，l i o ：，r s p n ”) ； s t r c a t ( p r o g ，”l 3 ：n v i e w i n j u m p l 11 ：n l 4 ：n v i e w 2 n j u m p l 11 ：n l 5 ：n ”) ； s t r c a t ( p r o g ，”v i e w 3 n j u m p l 11 ：n l 6 ：n v i e w 4 n j u m p l 11 ：n l 7 ：n ”) ； s t r c a t ( p r o g ，”v i e w 5 n j u m p l 11 ：n l 8 ：n v i e w 6 n j u m p l 11 ：n l 9 ：n ”) ； ，s t r c a t ( p r o g ，”v i e w 7 n j 1 j m p l 11 ：n l l o ：n v i e w 8 n l ii ：n ”) ； 生成视图方向选择完毕对话框，点击“确定 后，主程序c a l l 调用子程序。 s t r c a t ( p r o g ，”m e s s g v i e wc h a n g e d n ”) ；f p u t s ( p r o g ，f p p ) ；f p u t s ( p r o g ，f p p ) ； 生成”c a l l f i l e ，其中f i l e 为子程序名。 s t r c p y ( c a l l ，”c a l l ”) ；s t r c a t ( c a l l ，f i l e ) ；s t r c a t ( c a l l ，”，”) ； 把各参数v ( i t o a ( i ，c a ，1 0 ) ) 依次拷贝到“c a l l f i l e ，”之后。子程序调用完毕。 f o r ( i = l ；i = n + 1 ；i + + ) 8 第二章基于i s 0 1 3 5 8 4 标准的标准零件库 s t r c a t ( c a l l ，”v ( ”) ；s t r c a t ( c a l l ，i t o a ( i ，c a ，1 0 ) ) ；s t r c a t ( c a l l ，”) ) ； i f ( i = 6 0 s t r l e n ( c a l l ) = 1 2 0 ) s t r c a t ( c a l l ，”$ n ) ；) s t r c a t ( c a l l ，n l l ：n h a l t ”) ；f p u t s ( c a l l ，f p p ) ； 由以上语句可知，由此应用接口程序所转换生成的g r i p 主程序，它先生成一个“输 入参数 对话框以供设计者输入参数，然后再生成“选择视图方向对话框以供设计者 选择视图的生成方向，最后才c a l l 调用子程序，生成实体。 2 用于生成入库文件的应用接口程序的源代码说明： 生成语句n u m b e r v ( 2 0 ) ，v ( 2 0 ) 最多可以存储2 0 个参数。 s t r c p y ( c a ll ，”n u m b e r ) ；s t r c a t ( c a ll ，”v ( 2 0 ) n ”) ； 生成语句u f a r g s v s t r c a t ( c a l l ，”u f a r g s v n ”) ；f p u t s ( c a l l ，f p p ) ； c a l l 调用子程序。 s t r c p y ( c a l l ，”c a l l ”) ；s t r c a t ( c a l l ，f i l e ) ；s t r c a t ( c a l l ，7 ，) ； f o r ( i = l ；i = n + l ；i + + ) s t r c a t ( c a l l ，”v ( ”) ；s t r c a t ( c a l l ，i t o a ( i ，c a ，l o ) ) ；s t r c a t ( c a l l ，”) ”) ； i f ( i = 6 0 8 s t r l e n ( c a l l ) = 1 2 0 ) s t r c a t ( c a l l ，”$ n ”) ；) s t r c a t ( c a l l ，”n l l ：n h a l t ”) ；f p u t s ( c a l l ，f p p ) ； 由以上语句可知，由此应用接口程序所转换生成的g r i p 主程序，它直接c a l l 调用 子程序，生成实体。而其标准参数值早已存储在数据库中，通过界面“查询”程序得到 其子程序名和标准参数值，并传回到u g 内部。 2 3 2 编译原理和编译过程 把用某一种程序设计语言写的源程序翻译成等价的另一种语言程序( 目标程序) 的 程序，称之为编译程序( 编译器c o m p l i e r ) 或翻译程序( 翻译器t r a n s l a t o r ) 。简单 地说，编译程序是一个翻译程序，它是程序设计语言的支持工具或环境。术语“编译 的内涵是实现从源语言表示的算法向目标语言表示的算法的等价变换n 1 1 。 用源语言编写的程序称为源程序( s o u r c ep r o g r a m ) 。源语言是用来编写源程序的 语言，一般是汇编语言或高级程序设计语言，源程序经过编译程序翻译后生成的程序称 之为目标程序( t a r g e tp r o g r o m ) 。目标程序可以用机器语言、汇编语言、甚至高级语 言或用户自定义的某类中间语言来描述n 。 9 大连交通大学工学硕士学位论文 在这里，源程序是根据i s 0 1 3 5 8 4 标准，用e x p r e s s 语言联编f o r t r a n 语言所 生成的，我们把它称之为中性程序；目标程序则是用u g 的内部开发语言g r i p 所编写 的程序，我们把它称之为g r i p 程序：而编译程序则是用c 语言编写的，在v i s u a lc + + 环境下编译链接成的程序。