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本文首先回顾了几何造型技术的发展历史,指出基于特征、历史造型的建模技术是过去CAD技术研究的成果结晶,在业界得到了广泛应用。接着考察了产品数据交换技术的发展历史,并详细分析了现有产品数据交换方法的基本特点,指出数据交换的层次偏低,丢失高层语义信息是现有方法的主要不足之处,为此本文提出了一种基于特征的CAD数据交换方法。在新方法中,产品的数据交换发生在特征模型层,交换的数据不是边界或网格等低层语义,而是数据量少的特征,历史造型等高层语义,参与交换的CAD系统可利用这些数据在本地机器上通过求值算法重建模型,有效地保存了模型的高层设计意图。 实现基于特征的CAD数据交换方法的关键是解决不同CAD系统实现的不一致问题。本文方法以定义造型功能映射集合为基础,通过数据转换插件调用CAD系统自身建模API,有效地解决了不一致问题。造型功能映射集合是现有CAD系统支持的造型功能全集,各个CAD系统的造型功能是这个全集的子集。因为CAD系统的特征实现的不一致性,本文将造型功能和实现方法分开。造型功能和实现方法不是一对一关系。一种功能可能包括多种实现方法。针对数据交换过程中出现的其他几个关键问题,比如不同系统坐标系的处理,交换过程中中间信息的存储,特征的定位等,本文也做了深入讨论。 为验证基于特征数据交换方法的可行性,本文使用VC开发平台,采用基于COM的CAD二次开发技术,在SolidWorks 2005和Inventor v8.0上制作了数据转换插件。利用此插件,可实现拉伸、旋转、扫描、圆角、倒角、阵列等几种特征的数据交换。从运行结果看,方法是可行的,转换后的模型可以在另一系统中修改、编辑,有效地保留了特征和历史造型等高层设计意图,同时该方法还具有数据转换效率较高,产生的中间数据文件很小等优点。