如何于CAD图形中获取工艺信息？

　　1　引言

　　CAD技术的不断和完善，使其对产品及零件的描述越来越接近于现实，二维CAD对产品及零件的描述已达到和超过了人工设计的水平。80年代末以来，我国进口了不少世界一流的CAD/CAM软件，这些软件在国民建设中、在跟踪国际先进技术发展趋势促进我国科技进步的工作中，起到了突出的作用。但我国绝大部分中小还没有能力使用几十万元甚至上百万元一套的CAD软件，大部分工程技术人员主要使用的还是AutoCAD这类价格便宜的软件，大部分积累下来的工程技术资料是二维形式的。即使在拥有先进的CAD/CAM软件的厂家，由于台套数不足，也仍然采用“两条腿”走路的方法。本文将从一般的CAD软件出发，研究从CAD图形数据中获取加工工艺信息的方法，并选择其中一种进行较详细的实验性研究。对中小企业实现CAPP、机生产管理提供。

　　2　CAD中工艺信息的表示方法

　　由于加工生产的需要，希望CAD的数据中能包含足够的加工工艺信息，如尺寸及其精度、形位公差、表面粗糙度等几何精度要求，材料、热处理、装配等技术要求。为达到CAD信息集成的目的，一种流行的方法是，在构造特征时就加入相应的工艺信息，并用一个标准的中性格式如STEP标准来描述[1]。我国大多数中小企业的计算机工程设计，就是用AutoCAD软件设计完成的。

　　在AutoCAD中记录或描述加工工艺信息，是以三种形式来实现的，即“TEXT”或“MTEXT”(文本标注形式)、“DIMENSION”(尺寸标注形式)以及“ATTRIB”(属性形式)，其中“TEXT”或“MTEXT”形式较为简单，“DIMENSION”形式较为复杂，下面就其数据格式进行分析[2，3]。

　　假设在CAD的设计图纸上有一个线性水平标注的尺寸及其公差，如图所示，其基本尺寸为：15mm，下偏差为：-0.011mm，上偏差为：-0.006mm。表1及表2分别表示了该尺寸的DXF表示形式及IGES表示形式。

图　水平标注尺寸

　　对于用DXF文件表示的尺寸，表1仅列出了关键的部分。组码0表示图元的类型，组值“TEXT”表示为文本;组码8表示图层名为“0”层;组码1表示标注的尺寸等。其中对于获取加工工艺信息而言，最重要的组码是“0”和“1”。首先要找到组码0的组值为“TEXT”的图元，然后再从组码1中获取基本尺寸、下偏差或上偏差(如表1中加黑的斜体字)。

表1　DXF文件格式

　　对于用IGES文件表示的尺寸，表2仅列出了我们感兴趣的部分，其中加黑的斜体字分别为基本尺寸、下偏差或上偏差。

表2　IGES文件格式

　　另外，还有一种常用的数据表示形式，即AutoCAD数据库对象存储形式，其格式上接近于DXF格式，是以表的形式储存的。上一例子的AutoCAD数据库存储格式为：(-1.<>图元名;(0.“DIMENSION”)图元类型;(2.“*D0”)无名块名称;(1.“”)由用户键入的尺寸标注文本值等。该组数据中，最重要的是组码0和组码1的组值。由组码0的组值“DIMENSION”，可以确定是否找到了尺寸标注图元，由组码1可以直接读出标注的基本尺寸值。在本例中，标注时的基本尺寸值选用了AutoCAD的自动测量值，因此组码1的组值为空。

　　对于用“TEXT”、“MTEXT”(文本标注形式)或“ATTRIB”(属性形式)记录或描述加工工艺信息的情况，其AutoCAD数据库存储格式较为简单，它们有一个共同的特点，就是在组码1后直接跟着相应的信息。

　　3　从CAD中获取工艺信息的方法

　　3.1　方法的选择

　　由以上分析可知，从CAD的图形中获取加工工艺信息，可以用两种方法来实现。第一种为离线的获取方式，即可以通过对STEP、DXF或IGES格式文件的处理，获取有关的加工工艺信息。虽然这三种标准的格式差别很大，但是都独立于CAD，可以在别的环境中处理信息。第二种为在线的获取方式，即不退出AutoCAD，直接从其数据库对象存储中获取有关的加工工艺信息。第一种方式有赖于STEP、DXF及IGES的不失真转换，否则会丢失信息;另外获取信息时较为盲目，只能全部获取，不能有选择地获取;操作实时直观性差。第二种方式能在AutoCAD下直观实时地获取数据;从理论上讲，凡是设计图上标注的信息都能获取;另外还可以进行有目的、有选择的信息获取。

　　3.2　方案的实施研究

　　AutoCAD本身带有AutoLISP用户开发工具，LISP语言具有很强的符号处理和表处理功能，是建立专家系统的有力工具。

　　(1)获取“TEXT”、“MTEXT”或“ATTRIB”图元中的数值

　　获取“TEXT”、“MTEXT”(文本标注形式)或“ATTRIB”(属性形式)记录或描述的加工工艺信息的程序设计，其中设namet为实体名。

　　(setq ent (entget namet));获取图元数据

　　(if (equal (cdr (assco 0 ent))“TEXT”);判别是否为文本

　　(setq datum (cdr (assco 1 ent))));是文本则提取数据

　　若为“MTEX”或“ATTRIB”，则用其图元类型名代替程序中的“TEXT”即可。

　　(2)获取“DIMENSION”图元中的数值

　　对于“DIMENSION”形式的标注一种情况是，在尺寸标注时用户键入了尺寸值，其数据值就是跟在组码1后面的组值;另一种情况是，在尺寸标注时用户确认了尺寸测量值，则组码1后面的组值为空(“”)，其数据值以“无名块”的形式隐含在“DIMENSION”图元中。无名块的结构与一般的块结构不同，不能用查找“INSERT”图元的方法访问。

　　获取用“DIMENSION”形式标注尺寸数据的方法有三种：直接提取法，其标注的尺寸是由用户键入的，可采用直接获取组码1后面的组值获得数据;“炸开”提取法，先用“EXPLODE”命令，使“DIMENSION”形式标注的尺寸图元“炸开”，分裂成单个的图元，这时基本尺寸、下偏差及上偏差的数据都变成“TEXT”形式的图元，然后再获取“TEXT”图元组码1后面的组值而获得数据;访问无名块提取法，利用tlbserach函数获取进入无名块的通道，再利用entnext函数获取无名块中的各个子图元，从“TEXT”的子图元获取组码1后面的组值而获得数据。 内容来自"岁月联盟"

　　第一种方法是有条件的提取法，有较大的局限性。第二种方法比较简便，可以与“TEXT”的标注方式统一处理;其缺点是破坏了原“DIMENSION”标注的结构，而且“无名块”的“炸开”将增大零件图的存储量，特别是会给以后的图形修改带来很大的麻烦。例如，对一项普通的尺寸标注而言，“炸开”后，尺寸线、尺寸界线、箭头等都将成为独立的图元实体。第三种方法编程较复杂，但保护了原“DIMENSION”标注的结构，尺寸数据仍然按无名块的结构方式储存，既获取了数据信息，又未增加存储量，是一个较好的方法。用第三种方法(利用tlbserach函数)编制的获取工艺信息的程序如下：

　　(setq ent (car(entsel)))

　　;选择尺寸标注图元，并获得图元名

　　(setq entt (entget ent ’(“ACAD”)))

　　;获得图元定义表

　　(setq named (cdr (assoc 2 entt)))

　　;获取无名块的块名

　　(setq head (tblsearch “BLOCK” named))

　　;取出块头信息

　　(setq entname (cdr (assoc-2 head)))

　　;取出块中第一个子图元名

　　(while (/=entname nil)　;若有子图元则继续

　　(setq ent (entget entname))

　　;取出块中子图元的定义表

　　(if (equal(cdr (assco 0 ent )) “TEXT”)

　　;判别是否为文本子图元

　　(progn　;若为文本子图元则继续

　　(setq datuml(cdr(assco 1 ent)))

　　;提取文本数值(尺寸数值)

　　(setq entname(entnext entname))

　　;取出下一个子图元名

　　(setq ent (entget entname))

　　;取出子图元的定义表

　　(if (equal(cdr(assco 0 ent))“TEXT”)

　　;判别是否为文本子图元

　　(progn　;若为文本子图元则继续

　　(setq datum2(cdr(assco 1 ent)))

　　;提取文本数值(下偏差)

　　(setq entname(entnext entname))

　　;再取出下一个子图元名

　　(setq ent (entget entname))

　　;取出子图元的定义表

　　(if(equal(cdr(assco 0 ent))“TEXT”)

　　;是否为文本子图元

　　(setq datum3(cdr(assco 1 ent)))

　　;是，则提取文本数值(上偏差)

　　)　;提取上偏差结束

　　)

　　)　;提取下偏差结束

　　)

　　)　;提取尺寸数值结束

　　(setq entname(entnext entname)))

　　;取出下一个子图元名

　　(3)尺寸精度的自动转化功能

　　本研究中建立了尺寸精度的自动转化功能。在进行CAP时，人们更关心的是尺寸的精度等级而不是具体的数值。根据我国的标准公差规定，我们建立了尺寸精度的自动转化功能模块。该模块用AutoLISP语言设计，能在AutoCAD环境下运行，为实现CAPP提供了方便。

　　4　结束语

　　本文研究解决了在原CAD图形数据的基础上，获取加工工艺信息的方法，从中选择了在线的获取方式进行研究。在AutoCAD软件上进行了具体的实施实验，找出了实施中需要解决问题的关键点，为工厂在现有CAD技术资料中获取加工工艺信息、使现有技术资料得到充分的利用、实现CAPP提供了很好的。