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1、基于STEP标准的数据研究,主要内容,研究背景STEP标准的发展 STEP的体系结构 基于STEP中性文件的模型重构内容STEP中性文件STEP中性文件与EXPRESS的映射 EXPRESS到C+的映射,数据格式？自己开发IGESSTEP,研究背景,虚拟装配过程中，CAD软件生成模型到虚拟平台WTK的数据转换。,STEP与IGES的比较,STEP标准的发展,STEP：产品模型数据的表达和交换标准（Standard for exchange and presentation of product model data）1983 年12 月在负责工业自动化系统技术委员会TC184 内部成立了产品数
2、据的外部表示分会SC4,其任务是制定一个统一的国际标准,定名为产品模型数据的表达和交换标准STEP从1993年2月起,ISO 将STEP 中较成熟部分陆续发表。编号为ISO 10303,STEP标准的特点,针对不同的CAx系统进行一致性的数据交换与资源共享。在CAx系统信息集成基础上进行的产品全生命周期数据共享。基于沃尔斯WSN(Wirth Syntax Notation)语法的描述。无二义性，与上下文无关，便于计算机识别。具有可扩充性。用户可增加数据、语法、实体的定义。多种实现方式。支持不同的应用领域。,STEP的体系结构I,STEP核心部分:描述方法（形式化建模语言EXPRESS）STEP
3、实现方法一致性测试集成资源应用协议,STEP的体系结构,从内容分成7个系列:0，10，20，30，40，100和200系列。10系列为描述方法，20系列为实现方法，30系列为一致性测试方法，40系列为通用产品模型，100系列为应用资源，200系列为应用协议。描述方法：Part 11Part19实现方法：Part 21Part29一致性测试方法论和框架：Part 31Part39集成资源：通用资源，Part41Part99集成资源：应用资源，Part 101Part199应用协议：Part 201Part1199抽象测试集：Part 1201Part2199,STEP的体系结构,体系结构分3个层
4、次：应用层、逻辑层和物理层。,应用层用术语描述的某种应用，包括系统功能活动及其联系，建立应用的信息模型等。例如：用 公差类型、几何元素和位置路径描述应用的信息结构,逻辑层把上述用专门术语描述的信息结构，变换成通用的形式化语言EXPRESS描述的产品数据结构。,物理层通过规则把EXPRESS语言的描述变换成易懂的正文编码(Clear text encoding)标准,该部分内容由ISO 10303-11 EXPRESS语言规范给出。语言特点：面向对象，形式化描述。采用模式、实体、属性、关系来定义数据。可以自定义数据类型（type）、实体（entity）,STEP核心部分I-描述部分（expres
5、s语言）,ENTITY curve SUPERTYPE OF(ONEOF(line,conic,pcurve,surface_curve,offset_curve_3d,curve_replica)SUBTYPE OF(geometric_representation_item);END_ENTITY;-curve,STEP核心部分-集成资源,集成资源又包括通用资源（Part41Part99）和应用资源（Part 101Part199）STEP标准中把不同领域中有共性的信息模型抽取出来，制成标准的集成资源供制定应用协议时引用。,part42：几何与拓扑表示（Geometric and Topo
6、logical Representation）1.几何模型。包括定义点、曲线和曲面ENTITY等几何实体所需的函数与数据类型。2.拓扑模型。拓扑主要指物体之间的连接关系。基本的拓扑实体为顶点vertex、边 edge、路径Path、环loop、面face及壳shell。3.几何形状模型。几何形状模型表示一个产品数据的任何几何元素的形状，包括框架模型、曲面模型、实体模型。,STEP核心部分-应用协议,应用协议(AP)指定了某个应用领域的内容，包括范围、信息需求以及用来满足这些要求的集成资源，应用协议的出现使产品数据的表达更加准确。,ISO 10303-203(AP203)：config_cont
7、rol_design（配置控制设计）SCHEMA config_control_design;CONSTANT;TYPE ahead_or_behind;TYPE approved_item;ENTITY action;ENTITY action_assignment;RULE acu_requires_security_classification;FUNCTION acyclic_curve_replica;END_SCHEMA;-config_control_design,Express语言中“模式”的描述,标准的实现方法是一种数据换的方法，是指用什么方法或格式在具体领域实现数据交换。S
8、TEP至少有以下三种实现方法:中性文件交换（file exchange）文件交换是为应用协议中的产品数据提供一种可读写的描述，清楚易懂的正文编码形式。(part21)应用编程接口（application programming interfaces）应用编程接口允许用户的各种应用，通过接口存取产品数据，接口可用多种程序语言设计。(part22)数据库实现（data base implementations）数据库实现方法是可读、写或修改的数据库。数据库中的内部与应用解释模型的格式一致。,STEP核心部分-实现方式,基于中性文件的实现,STEP中性文件格式,HEADER;FILE_DESCRIP
9、TION(),2;1);FILE_NAME(RECTANGLE,2007-10-11T,(Administrator),(),2005290,);FILE_SCHEMA(CONFIG_CONTROL_DESIGN);ENDSEC;,DATA;#1=DIRECTION(,(1.E0,0.E0,0.E0);#2=VECTOR(,#1,4.E1);#3=CARTESIAN_POINT(,(0.E0,0.E0,0.E0);#109=SHAPE_DEFINITION_REPRESENTATION(#108,#100);ENDSEC;,STEP中性文件与EXPRESS的映射,STEP中性文件的每一部分以及
10、每一部分中的实体和类型都可以与EXPRESS语言进行一对一的映射。,ENTITY file_description;discription:LIST1:?OF STRING(256);implementation_level:STRING(256);/一致性标识 END_ENTITY;,EXPRESS到C+的映射,把STEP 标准中利用EXPRESS描述的实体用C+类描述，映射为C+类的内存信息模式。在输入STEP 中性交换文件时，如果遇到这样的实体实例，将在内存中产生一个对应的C+类对象,特征识别过程,NFF文件格式,nffversion 2.10block825.000000 20.000
11、000 20.00000025.000000 20.000000-20.00000025.000000-20.000000 20.00000025.000000-20.000000-20.000000-25.000000 20.000000 20.000000-25.000000 20.000000-20.000000-25.000000-20.000000 20.000000-25.000000-20.000000-20.00000064 6 2 0 4 0 xff00004 2 3 1 0 0 x00ff004 3 7 5 1 0 x00ffff 4 7 6 4 5 0 xff00004 0 1 5 4 0 x0000ff4 6 7 3 2 0 x0000ff,头部分,顶点列表,面列表,三角剖分算法,STEP文件采用B_rep 方法表达零件,是由若干平面或曲面拼接而成的封闭的壳,对零件中每个面按其类型分别采用相应的三角剖分算法进行剖分。如:针对平面三角剖分算法、针对二次机加曲面的三角剖分算法、针对自由曲面的三角剖分算法等;,谢 谢！,
