基于网络的CAD图形数据传输与管理.pdf

2 0 0 3 年 5 月农 业 机 械 学 报第 34 卷 第 3 期 基于网络的 CAD 图形数据传输与管理 卢章平 李志刚 许立波 摘要 采用客户机 服务器模式 利用HTT P FTP和AutoCAD的网络功能 研究了图形数据在网络环境下 的传输和更新 利用CGI 研究了图形数据共享和一致更新方案的实现过程 利用 HTT P 服务和 CGI 程序实现了图 形共享管理 利用 AutoLISP 和 AutoCAD 命令脚本实现了客户端的图形批上载和服务器端宿主图形的自动更新 在客户机 服务器网络环境下 将Internet标准服务 CGI等网络技术应用到机械CAD 解决了CAD图形的共享和 一致更新问题 为异地协同设计提供了有效的环境支持 关键词 计算机应用 计算机辅助设计 数据传输 数据管理 中图分类号 TP391文献标识码 A Transmission and Management of CAD Graphic Data Based on Web Lu Zhangping Li Zhigang Xu Libo Jiangsu University Abstract Adopting a client server model and utilizing network functions of HT TP FTP and Auto CAD we research transmission and updating of graphic data under Web environment The prop er method of graphic sharing and consistency were investigated by CGI and the management of graphic and group uploading at client end and auto updating of original graphics at server end by AutoLISP and AutoCAD command script were realized Under client server environment apply ing Internet standard service and CGI technology to mechanism CAD settles sharing and consis tent updating of CAD graphics provides an effective environment support for cooperative design Key words Computer application Computer aided design Data transmission Data man agement 收稿日期 20020128 卢章平 江苏大学图形技术研究所 教授 212013 镇江市 李志刚 江苏大学图形技术研究所 助教 许立波 江苏大学图形技术研究所 硕士 引言 自 20 世纪 80 年代中期以来 世界各发达国家 的先进制造技术 如 CIMS 并行工程 敏捷制造 以 及协同设计 虚拟设计 CSCW 等对传统设计模式 产生了深刻影响 提出了设计资源共享 信息服务 协同环境 网络通信平台及相关技术的解决方案 对农业机械设计而言 图样是最重要的技术资 料 体现了农业机械发展的历程 图形数据的网络传 输和共享是 CAD 网络化首先要解决的问题 随着 CAD 软件在国内的普及 越来越多的人 开始接触 CAD 的网络功能 并利用这些工具共享 设计数据 交流设计思想 近年来蓬勃发展的信息产 业及互联网技术为网络化设计与管理提供了必要的 环境支持 推动了 CAD 网络化技术的研究 特别是 将其应用于农业机械的设计和制造中 会极大地提 高设计效率 1 CAD图形数据的传输 对机械 CAD 而言 采用客户机 服务器模式可 以将设计图形数据存放在服务器上 而用户设计中 的中间图形存于客户端 各个设计主体通过客户机 和网络访问服务器 以实现设计信息的共享 客户机 和服务器间的图形传输可利用 HTT P FTP 以及 AutoCAD 的网络功能实现 1 1 DWF 图形文件的上载和下载 DWF 是 AutoCAD 的 网络 图形 格 式 使用 DWF 可以在 Web 上快速 直观地访问和存储 CAD 的数据 在缺省情况下 DWF 文件是以压缩二进制 格式输出的 通过 AutoCAD 的 ePlot 功能可以实 现 DWF 文件到服务器的上载 也可利用 AutoLISP 的 plot 命令和统一资源定位器 URL 将 DWF 图 形格式发送至服务器 客户端下载 DWF 时 可以用 浏览器打开 查看和打印 DWF 图 1 2 DWG图形文件的上载和下载 基于互联网技术的 AutoCAD 2000 文件输入 和输出命令可以识别指向图形文件的任何有效的 URL 路径 所指定的图形文件可以下载到本地并在 绘图区域中打开 可以编辑并保存图形 图形可以保 存在本地 若有足够的访问权限 也可保存在服务器 上 服务器端应具备 HT TP 服务和 FT P 服务 为 使文件保存到 FTP 服务器上 存储 AutoCAD 图形 文件的 FT P 目录应设置为 写 权限 禁用 FT P 服 务器中的匿名登录选项 在域用户管理器中设置用 户时按户名和密码登录 为使用户能读取 DWF 文 件 每个用户还必须具有对 HT TP 目录的 读 访问 权 为实现 CAD 图形的共享和更新 客户端编辑 过的 AutoCAD 图形可上载两份 一份为 DWG 文 件 用于更新旧图和保存数据 另一份为 DWF 文 件 用于查询和浏览 2 图形数据共享和更新的实现 客户机和服务器共同组成了一个支持分布式计 算的环境 当多个设计者进行协同设计时 各个设计 者的设计图纸之间往往存在着联系 可利用宿主图 形来反映这种联系 宿主图形是 AutoCAD 中包含 多个外部图形的机制 通常用来合并有关联的图形 外部图形以 参照 的形式插到宿主图形中 则宿主 图形可以反映出各个 参照 图之间的联系 将各设 计者的图形作为外部参照插到宿主图形中 各个参 照图形的内容及变化都可反映在宿主图形中 可反 映多个图形之间形状和尺寸上的联系 每一个 DWG 文件都可建立与之相对应的 DWF 文件 这样在 DWG 和 DWF 之间即建立了一 一对应的关系 对应的 DWG 和 DWF 文件代表的 是同一张设计图 但它们的作用不同 对于 DWF 图 各个设计者均能通过浏览器和 Web 服务器访问 和浏览 因而可用于共享设计图 但设计人员不能修 改 DWF 图 因而设计数据具有很高的安全性 对于 DWG 图 客户端使用 FT P 协议对其下载和上载 可设置FT P 服务器的登录权限 使各个设计者按照 用户名和密码登录 这样设计者只要有足够的权限 就可以下载 修改和上载 DWG 图 利用 CGI 在服务器上建立管理信息表 表中包 含与各个设计者相对应的 DWF DWG 图在服务器 上的存放位置 客户端请求访问 CGI 程序时 CGI 根据请求的内容 如设计者的序号或身份 查找管理 信息表 找到相应的 DWF 图和 DWG 图 并向客户 机返回一个HT ML 页面 页面中包含的DWF 图可 供用户查看共享数据 还包含指向 DWG 文件的链 接 可供拥有相应权限的设计者下载 编辑图形时使 用 其实现的过程如图 1 所示 用户需要修改 DWG 图时 可点击页面中指向 DWG 的链接 先进行 FTP 登录 确认身份后从 FTP 服务器下载 DWG 文件 并在客户端的 Auto CAD 绘图区中打开 编辑修改后 送回服务器 客户 端修改和更新 DWG 文件的过程如图 2 所示 客户端编辑过的 DWG 上载后将覆盖原来的文 件 以更新原图 这时 服务器端的参照图形发生了 变化 必须重新打开宿主图形或重载其中的参照才 能在宿主图形中反映出上述变化 为了在参照图形 更新后及时更新宿主图形 可以在服务器端的 Au toCAD 中用AutoLISP 及命令脚本监测各个参照图 形的更新 如果发生参照图的更新 则立即重载宿主 100 农 业 机 械 学 报2 0 0 3 年 图形中的参照 宿主图形和与之对应的 DWF 更新后 客户端 可以通过访问宿主图形的DWF 及时了解设计伙伴 所做的更新 图形更新过程如图 3 所示 3 应用 以图 4 所示的连杆和钻孔夹具为例 说明多设 计主体间共享设计图纸和编辑修改图纸后设计数据 一致更新的过程 图中所示是在钻床上加工连杆一 端的斜置通孔 钻孔夹具为 一面两孔 的定位方式 图 4 连杆斜置孔的加工和夹具 1 夹具体 2 7 压板 3 圆柱销 4 垫块 5 钻套 6 连杆 8 削边销 设连杆和夹具分别由甲 乙两个设计者负责设 计 连杆的形状 尺寸发生变化时夹具的结构 尺寸 也应作相应的变化 如连杆的长度因设计需要而增 加 因夹具为 一面两孔 定位 故夹具外形尺寸和定 位销的位置都需相应地变化 可将这张图设置为宿主图形 分别参照连杆设 计图 5a 和夹具设计图 5b 启动服务器端的 Auto CAD 自动加载并运行图形监测及更新程序 图 6 中的图形为宿主图形所对应的 DWF 图 用户可实现 全图 的 DWF 文件浏览 以查看自己 的或他人的设计数据 也可通过点击设计者的序号 所附的链接 进入相应设计者的页面 在 HT ML 文 档中 各设计者的序号所附的链接为指向各个参照 图页面的位置标记 例如用户点击甲设计者的序号 1 后 CGI 向客户端输出甲的页面 如图 7 所示 图形下载后 在客户端进行编辑和修改 例如 甲设计者因某种需要而加长了连杆的尺寸 甲执行 图 5 设计子任务 a 连杆 b 夹具 图 6 宿主图形页面 图 7 参照图页面 AutoLISP 批上载程序 就会更新服务器端甲的设 计图及 DWF 图 并包含更新标志 update happen dwf 文件 这时 服务器端的图形监测程序检测到 update happen dwf 文件的存在 因而认为发生了 一次参照图的更新 随后执行 srvupdate scr 命令脚 本重载宿主图形中的外部参照图形并更新 DWF 图 甲设计者所作的改动在宿主图形所对应的 DWF 中反映出来 从图 8 中可以看出 连杆加长后 其小端与原来的夹具体发生了干涉 原来的削边销 101 第 3 期卢章平 等 基于网络的CAD图形数据传输与管理 的位置必须加以调整才能和连杆的小端孔配合 可 以打开尺寸图层查看图形中各个部分之间的尺寸关 系 图 8 连杆加长后对宿主图形的浏览 乙设计者看到连杆尺寸发生变化后 为使夹具 适应连杆的变化 必须修改夹具尺寸 而相关的尺寸 数据可以从共享的 DWF 图形中获得 随后乙设计 者进入钻孔夹具页面并击 打开 如图 9所示 图 9 钻孔夹具页面 图形下载后 乙根据相关尺寸修改夹具的高度 长度 以及削边销和压板的位置 然后上载图形 服 务器端监测到夹具更新后的宿主图形 客户端浏览 刷新后 各设计者都可以看到更新后的结果 如图 10 所示 图 10 夹具更新后的宿主图形 4 结束语 对机械 CAD 而言 采用客户机 服务器模式 具有良好的开放性和可扩充性 能够通过合理的安 装和配置满足具体的不同设计模式的要求 适应 CAD 网络化对信息共享和处理的需要 利用 CGI 实现服务器端图形的管理 实现图形数据在网络环 境下的传输和更新 宿主图形可以合并设计者的工作 反映多个图 形之间的联系和变化 将各设计者的图形作为外部 参照插到宿主图形中 放在服务器端 客户端通过网 络浏览和更新服务器上的图形 客户端查看宿主图 形对应的 DWF 能及时了解其他设计者所做的修改 和更新 可查找相关的设计数据 这种高效的机制实 现了图形数据的共享和一致更新 在局域网环境下 对上述方案所做的实验验证 得到了预期的结果 证 实了方案的可行性 参考文献 1 童秉枢 现代 CAD 技术 北京 清华大学出版社 2000 2 薛安荣 协同商业CAD系统中的协同设计模型的研究与实现 计算机工程 2000 5 30 31 61 3 Stallings William Data and computer communications 5th edition NJ Prentice Hall 1997 4 Douglas E Comer Internet working with TCP IP vol I principles protocols and architecture T hird Edition NJ Prince Hall 1995 5 Douglas E Comer David L Stevens Internet working with TCP IP vol design implementation and internals Second Edition NJ Prince Hall 1994 6 Douglas E Comer David L Stevens Internet working with T CP IP vol client server programing and applica t