CN103493052B - Cad对象中的切口再混成 - Google Patents

Abstract

在许多常见情况中，混成的创建通过如下方式来消耗混成基层的部分或全部：基层不再属于修改的B‑Rep模型的B‑Rep定义的一部分。这可能使其它后续处理难于进行，因为这些处理可以被基层数据最有效地驱动或约束。本发明公开一种保持或重建用于混成的基层数据以用于其它处理的方法，其通过：将包括多个特征的对象模型（200）接收（305）到CAD系统中；使用特征中的至少一个创建（310）混成（206）作为对象模型（200）的一部分，以及移除所使用的特征；创建（315）对应于对象模型（200）的构建体；将所移除的特征存储（320）在构建体中；并且使用存储在构建体中的特征对对象模型（200）执行（325）CAD操作。

Description

CAD对象中的切口再混成

技术领域

本发明涉及用于对象模型中的切口再混成(notch re-blend)的方法、产品数据管理数据处理系统以及计算机可读介质。

背景技术

常规情况下，本发明涉及计算机辅助设计、计算机辅助可视化、计算机辅助制造系统，产品生命周期管理(“PLM”)系统以及类似系统，其在本文中独立称为或统称为“CAD系统”。该CAD系统中的许多对象模型在如何管理模型数据方面存在局限性。期望对系统进行改进。

发明内容

各种实施例包括用于CAD系统的方法，CAD系统以及用于CAD系统的指令。

在一些实施例中，一种方法包括接收包含多个特征的对象模型。该方法包括使用特征中的至少一个来创建混成，作为对象模型的一部分，并且移除所使用的特征。该方法包括创建与对象模型相关联的构建体，并且将所移除的特征存储在构建体中。该方法包括使用存储在构建体中的特征对对象模型或者构建体执行CAD操作。

在一些实施例中，一种方法包括在CAD系统中接收对象模型，该对象模型包括混成，并且不包括用于定义该混成并且根据其能够重新创建混成的基层特征。如果没有基层特征，对象模型中包含的几何形状不足以定义这些混成的几何形状。该方法包括确定基层特征。该方法包括创建对应于对象模型的构建体，并且将基层特征存储在构建体中。该方法包括使用存储在构建体中的特征对对象模型执行CAD操作。

在一些实施例中，一种方法包括在CAD系统中接收对象模型，该对象模型包括混成，并且不包括用于定义该混成并且根据其能够重新创建混成的基层特征。如果没有基层特征，对象模型中包含的几何形状不足以定义这些混成的几何形状。该方法包括确定基层特征。该方法包括创建对应于对象模型的构建体，并且将基层信息存储在构建体中。该方法包括对存储在构建体中的特征执行CAD操作，以及使用存储在构建体中的特征对对象模型执行第二CAD操作。

在一些实施例中，一种方法包括对包括多个特征的对象模型执行CAD操作。该方法包括对特征子集表示混成以及CAD操作已将定义这些混成的几何形状所需的几何形状移除进行识别。该方法包括创建与对象模型相关的构建体，并且将所移除的特征或几何形状存储在该构建体中。该方法包括使用存储在构建体中的特征对对象模型执行CAD操作。

前面已经相当广泛地概述了本公开的方面和技术优点，从而使得本领域技术人员可以更好地理解下面的详细描述。其它方面和优点将在下文进行描述。本领域技术人员将理解，可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为修改或设计用于实现本公开相同目的的其它结构的基础。本领域技术人员还将认识到，这种等同构造并不脱离本公开在其最广泛的形式下的精神和范围。

在进行以下的具体实施方式之前，阐述本专利文件通篇中使用的特定词语或短语的定义是有帮助的：术语“包括”和“包含”以及其派生词指代没有限制的包括；术语“或”是包容性的，指代和/或；短语“有关”和“与其关联”以及它们的派生词可指代包括、被包括在内、与…互连、包含、被包含在内、连接到或与…连接、耦合于或与…耦合、与…通信、与…合作、交织、并列、接近、绑定到或与…绑定、具有、具有...的特性等；以及术语“控制器”指代控制至少一个操作的任何装置、系统或其部分，不论这样的设备是通过硬件、固件、软件或上述中至少两者的组合来实现。应该指出，与任何特定控制器相关联的功能，无论本地或远程，均可以是集中式或分布式的。本专利文件通篇中提供对特定词语和短语的定义，并且本领域技术人员将理解，这样的定义适用于现有的许多(即使不是大多数)实例中，以及如此定义的词语和短语的将来用法中。尽管有些术语可能包括各种各样的实施例，但是所附权利要求书可以明确地将这些术语限制在特定实施例中。

附图说明

为了更全面地理解本公开及其优点，现在结合附图参阅如下描述，其中相同的附图标记指代相同的对象，其中：

图1示出能够实施实施例的数据处理系统的框图；

图2A示出具有带垂直壁的浅腔的示例对象模型；图2B示出已将混成添加到腔之后的对象模型；以及

图3示出根据公开的实施例的处理的流程图。

具体实施方式

在本专利文件中，下面讨论的图1至3以及用于描述本公开原理的各种实施例仅是示例性的，而不应当以任何方式解释为对本公开的范围的限制。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以通过任何经适当配置的设备来实现。参考示例性且非限制性实施例，将对本申请的诸多创新性教示进行描述。

边界表示(Boundary Representation)，或者说是B-Rep，是用于现代CAD软件包中的3D几何表示的实际行业标准。B-Rep允许通常以NURBS(非均匀有理B样条)的形式表示自由形式的曲线和曲面，并且B-Rep能够用于精确地表示3D几何设计信息。

在线性历史模型中，CAD系统的对象模型是通过有助于对模型的标称状态(nominal state)进行尺寸标注的惯例(practice)来构建。形状特征早先被构建在历史中，并且通常包括用于定义每个面的精确的边。凸台(pad)或者腔(pocket)根据具有尖锐角的轮廓以标称尺寸来构建。诸如混成曲面(下文称为混成(blends))等详细特征后来被添加，并且修改了该模型的几何形状。混成代替了标称的尖锐边。历史特性保持有序，使得标称尺寸继续驱动混成之前的模型，并且历史特性可以作为后续操作的参考。

B-Rep模型中的混成被定义为基于模型中的其它几何形状与拓扑的参数特征。这里，“其它几何形状与拓扑”被称为“基层数据”或“基层(unders)”。用于混成的基层通常包括面实体和边实体，以及关于面实体和边实体之间的连接性的拓扑数据。混成在行业内也被称为“圆角(fillet)”或“弄圆(round)”，如本文中使用的混成还可以包括倒角(chamfers)。混成可以具有多种定义：滚球截面、盘(扫掠(swept))截面或者其它，并且混成可以是圆形、圆锥形、连续曲率的形状或其它。

在许多常见的情况下，混成的创建通过如下方式消耗混成的基层的部分或全部：基层不再属于经修改的B-Rep模型的B-Rep定义的一部分。这可能使其它后续处理难于进行，因为这些处理可以由基层数据最有效地驱动或约束。

本发明下面所详细描述的实施例包括用于保持或重建供其它处理使用的针对混成的基层数据的系统和方法。

图1示出数据处理系统的框图，其中实施例可以实施为例如由软件进行特定配置的CAD系统或者可以执行如本文所述的处理。所示出的数据处理系统包括与二级高速缓存器/桥接器104连接的处理器102，所述二级高速缓存器/桥接器104则连接到本地系统总线106。本地系统总线106可以例如是外围组件互连(PCI)的体系结构总线。在所示出的示例中，与本地系统总线相连的还有主存储器108和图形适配器110。图形适配器110可以与显示器111连接。

诸如局域网(LAN)/广域网/无线(例如，WiFi)适配器112等其它外围设备也可以与本地系统总线106连接。扩展总线接口114将本地系统总线106与输入/输出(I/O)总线116连接。I/O总线116与键盘/鼠标适配器118、磁盘控制器120和I/O适配器122连接。磁盘控制器120可以与存储器126连接，所述存储器126可以是任何合适的机器可用或机器可读存储介质，包括但不限于，非易失性、硬编码(hard-coded)型介质(诸如只读存储器(ROM)或者可擦除的、电可编程只读存储器(EEPROM))、磁带存储器和用户可录制型介质(诸如软盘、硬盘驱动器及光盘只读存储器(CD-ROM)或者数字通用盘(DVD))以及其它已知的光、电或磁存储设备。

在所示出的示例中，与I/O总线116相连的还有音频适配器124，扬声器(未显示)可连接到所述音频适配器124用于播放声音。键盘/鼠标适配器118提供与诸如鼠标、跟踪球、轨迹指示器(trackpointer)等定点设备(未示出)的连接。

本领域普通技术人员将理解，图1所示的硬件可以根据特定实现而改变。例如，除所示硬件以外，代替所示硬件，也可以使用诸如光盘驱动器等其它外围设备。提供所示出的示例仅用于说明的目的，并非意在暗示对本公开作出体系结构的限制。

根据本公开实施例的数据处理系统包括采用图形用户界面的操作系统。操作系统允许多个显示窗口同时显示在图形用户界面中，并且每个显示窗口针对不同的应用程序或者针对同一应用程序的不同实例而提供接口。用户可以通过定点设备来操纵图形用户界面中的游标。可以改变游标的位置，并且/或者生成例如点击鼠标按钮等事件，从而驱动所期望的响应。

可以采用经适当修改的各种商业的操作系统中的一种系统，诸如位于华盛顿州雷德蒙的Microsoft公司的产品Microsoft Windows^TM版本。根据所描述的本公开对操作系统进行修改或创建。

LAN/WAN/无线适配器112可以与网络130(不属于数据处理系统100的一部分)连接，所述网络130可以是本领域技术人员所知的任何公共或私用数据处理系统网络或者网络的组合，其包括Internet。数据处理系统100可以经由网络130与服务器系统140通信，所述服务器系统140也不属于数据处理系统100的一部分，但是可以实施为，例如，独立的数据处理系统100。

图2A示出具有带垂直壁204的浅腔202的示例对象模型200。图2B示出已将混成206添加到腔202之后的对象模型200。注意，在图2B中，垂直壁204在腔的底边环上完全被混成206所取代。混成206具有大于腔深度的半径。

由于管理B-Rep模型的数据结构的严厉规则，使得与删除的基层有关的数据不能保留在对象模型200的B-Rep模型中。在各种实施方式中，B-Rep模型是主体并且是混成施加的对象，由此B-Rep模型的特征被移除。

在传统系统中，一旦从B-Rep模型上将特征移除，就无法再恢复特征或使特征与主体的后续变化保持同步。如本文所述，公开的实施例能够在构建体中保存、存储和/或重新创建这些基层特征。在一些实施例中，构建体本身可以是有效的B-Rep模型，但是从主体的边界表示定义不包含构建体这层含义上说，构建体不同于主体，反之亦然。

主体和构建体可以通过各种数据结构和关联进行连接。这可以包括，例如，WO2012/006336 A2[1]所披露的属性机制。这包括在后续的CAD操作过程中能够实现基层的智能行为的信息，诸如相符关系(coincidence relation)和片状边(laminar edges)关系。

同样常见的是，可以在后续阶段通过不直接参考混成的那些操作将混成的基层删除。例如，深腔具有围绕底部面的边的混成。如果移动底部面以使得腔的深度减小至小于混成的半径，那么作为混成的基层的腔侧壁会被删除。

各种公开的实施例均包括在创建混成时用于识别混成的基层的处理，以及将基层存储在并列于B-Rep模型的替代表示中的处理，从而一旦混成被修改或删除，后续也可以访问基层，以准确且高效地重新引入基层。这种处理确保混成的创建、修改和删除操作是完全可逆的，以便给出可预见且直观的结果。

同样地，各种公开的实施例还包括用于重建现有混成的基层的处理，以及将基层存储在并列于B-Rep模型的替代表示中的处理，从而一旦混成被修改或删除，后续也可以访问基层，以准确且高效地重新引入基层。即使当混成的基层初始不存在时，此过程也有助于确保混成的创建、修改和删除操作是完全可逆的，以便给出可预见且直观的结果。在初始地接收或引入几何形状并且混成已不具有其基层的情况下，这尤其有用。

各种实施例中还包括在混成的交互式修改过程中显示所存储的基层的处理，以帮助最终用户可视化操作动态。例如，删除的混成基层可以从替代表示中提取出来并且利用手柄进行显示，由此最终用户可以操纵手柄来修改混成。

各种实施例还包括，即使当混成基层不再构成B-Rep模型的一部分时，通过操纵混成的基层来修改混成的处理。例如，删除的混成基层可以从替代表示中提取出来并被修改。然后，可以基于修改的基层来重新创建混成，以获得修改的混成。

可以实现这些特定技术优点，在各种实施例中，使用“构建体”作为替代表示来存储基层和有关主体几何形状及拓扑的其它非B-Rep信息(特别是无法存储在标准B-Rep模型说明的结构内的信息)。在各种实施方式中，构建体可以如WO2012/006336 A2[1]所描述的那样来实施。

构建体可以存储关于基层与主模型之间的关系的信息，诸如指定相符关系。构建体可以存储关于片状边与模型之间的关系的信息，诸如如下所述地通过指定片状边关系的方式。构建体可以存储关于切口混成(notch blend)及其基层之间的关系的信息。

在某些情况下，系统也可以在模型改变时计算边的新位置，同时改变多个主体，并且对切口混成或其它特征进行再混成(reblend)或删除，上述任何情况中均潜在地将基层或者基层的修改(诸如变形或偏移)重新引入到主模型中。

如本文所使用的，切口混成是当基层中的一个(或两个)已从B-Rep主体中移除或者至少不再相邻的情况下的混成。

系统可以识别切口混成和其它混成，并且也可以对丢失的基层进行重建。系统存储该信息，并且必要时使得本地及远程处理可访问该信息，并且必要时将合适的再混成信息传递到系统或其它处理中以用于建模操作。

系统可以管理切口混成的标识、查询、保持以及再混成。如本文所述，可以存储丢失面。切口混成和其它相关特征用作持久性“用户标记混成”，所述用户标记混成的基层存储在独立的构建体中。

系统将“构建体”与主体相关联，并且根据主体中的实体引用构建体中的实体。为做到这一点，系统定义主体上的实体与一个或多个独立“构建”体的关联性(称为“构建参考”)。在一些实施例中，实体可以包括区域、壳、面、环、边和顶点。主体可以具有任意数量的“构建”体。优选地，构建体不具有自己的构建体，并且构建体只属于B-Rep主体。

构建体与主体之间的关联性可以通过发送及接收处理来保留。

在各种实施方式中，系统可以定义至少两个面之间的“相符关系”。这些面应该是在同一个主体或相关的构建体中，并且他们应当具有包含平行的面法线的相符曲面。可以自动创建相符关系；例如，如果系统从丢失基层中重新引入面，那么通常能够在构建体中自动创建新基层与指定基层之间的相符关系。

如果系统针对已具有相符关系的面定义相符关系，那么相关的相符关系可以合并成一个关系。例如，在用户请求或者另一处理请求下，系统可以确定哪些面与给定面具有相符关系。系统可以从一组指定的面中移除相符关系。

在一些实施例中，系统还可以保持针对类似相符但相反的面(coincident-but-opposed faces)的关系。

如上所述，系统还可以保持描述片状边与模型之间关系的片状边关系。系统可以使用这些来控制构建体(所述构建体支持切口混成)的任意片状边，从而通过对主体的编辑/变形来适当移动构建体。片状边是仅具有一个共同边(coedge)的边，诸如位于敞开的薄片体的边界上的边。

在一些实施例中，边被定义为构建面的交点以及相反基层面(opposite underface)的偏移。片状边关系(也称为“边偏移关系”)可以将每个边与其定义的其它面以及偏移距离联系在一起，从而面的移动会将导致边的移动。这提供的优点在于，允许片状边与定义其几何形状(例如，圆筒状切口)的面或表面相关联。

系统可以给定偏移量来定义边与和实体之间的边偏移关系。该边与该实体应当位于同一主体或相关的构建体中，并且他们不应该已经存在于有效的边偏移关系中。在多数情况下，面被用作参考实体，并且边偏移关系只包含一个边。边偏移关系可以包含多个实体。如果边被分割，那么将为所派生的边创建新的边偏移关系；如果实体被分割，那么将所派生的实体添加到所述关系中。

例如在用户请求或者另一处理请求下，系统可确定给定边的边偏移关系和包含给定实体的边偏移关系。

各种实施例能够基于在构建体中建立的而不再存在于主体中的基层或其它特征来应用再混成操作。一般情况下，为了将面作为混成进行再应用，所述面必须可被识别为混成或者具有由用户提供的或由系统保持的基层面。在传统系统中，当面作为混成再应用时，所提供的任何基层面必须属于同一主体。这种限制意味着，如果已执行了会导致混成的基层面中的一个或两个消失的操作，那么这个面不可能再应用为混成，因此导致一些操作无法“撤消”。

根据各种实施例，当与再应用为混成的面对应的一个或多个基层面不存在于主体中却保持在构建体中时，可以再应用或撤消混成操作。这针对基层面中的一个从主体中消失的情况是有帮助的。

例如，当丢失的基层用于顶点混成(vertex blend)时，可以使用这种方法。在这种情况下，丢失的基层作为边混成保持在构建体中。

图3示出了根据公开的实施例的处理的流程图。

系统接收三维对象模型(步骤305)。系统可以实现为，例如，数据处理系统100，并且系统可以是CAD系统、PLM系统或者允许用户操纵三维对象模型的其它系统。对象模型可以是二进制表示模型，所述二进制表示模型可以以3D表示的方式向用户显示或者不向用户显示。如本文所使用的“接收”可以包括从存储器加载，从另一个系统或处理接收(包括经由网络)，或者通过与用户交互的方式接收或交互地建立。对象模型包括至少一个接合两个面的边。

系统使用对象模型的一个或多个特征来创建混成，作为对象模型的一部分(步骤310)。在本示例中，将所使用的特征从B-Rep对象模型中移除。创建混成可以包括将边转换为混成。这可以通过响应于用户输入或者来自另一个系统或处理的请求来完成。在某些情况下，混成具有比在与边垂直的方向上的一个或两个面的长度要大的半径。转换可以例如将边和一个或两个面从对象模型中移除。

系统创建对应于对象模型的构建体(步骤315)。作为此步骤的一部分，系统可以定义在存储在构建体中的任何实体与对象模型之间的构建参考。作为此步骤的一部分，系统可以创建出对象模型与构建体之间的参考。

系统将所移除的特征(诸如边和一个或两个面)存储在构建体中(步骤320)。这些移除的特征包括混成的基层。系统还可以存储混成的任何其它基层或者对象模型的其它特征，以及与B-Rep对象模型的几何形状及拓扑有关的任何其它非B-Rep式信息。系统还可以在构建体中存储任何相符关系、片状边关系以及有关切口混成的信息。在必要的情况下，系统可以针对对象模型的特征构建任何丢失的基层。存储所移除的特征可以包括缩小构建体并且将该构建体存储为与对象模型相关联(包括对象模型的属性)。

系统使用存储在构建体中的特征对对象模型执行CAD操作(步骤325)。这可以包括，例如，使用存储在构建体中的特征执行再混成操作、执行尺寸标注操作、操纵切口混成或者执行其它操作。作为此步骤的一部分，系统也可以在模型改变时计算边的新位置，同时改变多个主体，并且对切口混成或其它特征进行再混成或删除。

当然，本领域技术人员将认识到，除非特别说明或者根据操作顺序的需要，如上所述的处理中的某些步骤可以省略、同时执行或者以不同的顺序执行。

本领域技术人员将认识到，为简单和清楚起见，本文没有描绘或描述适于与本公开一起使用的所有数据处理系统的完整结构和操作。替代地，仅仅描绘和描述了数据处理系统中作为本公开独创性的那些部分或者用于理解本公开所必须的那部分。关于数据处理系统100的构建和操作的其余部分可以遵照本领域中已知的各种当前实现和实践。

重要的是应当注意，尽管本公开包括在全面功能系统的情形下的描述，但是本领域技术人员应当理解，本公开的至少部分机制能够以各种形式，以包含在机器可用、计算机可用或者计算机可读介质中的指令的形式来分配，并且，无论为实际执行分配所采用的指令或信号承载介质或者存储介质的特定类型如何，本公开均同样适用。机器可用/可读或计算机可用/可读介质的示例包括：非易失性、硬编码型媒介(诸如只读存储器(ROM)或者可擦除、电可编程只读存储器(EEPROM))、以及用户可录制型介质(诸如软盘、硬盘驱动器及光盘只读存储器(CD-ROM)或者数字通用盘(DVD))。

参考文献列表

[1]WO 2012/006336A2

《Data processing system with construction geometry》

SIEMENS PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT SOFTWARE INC.(西门子产品生命周期管理软件公司)[US/US]；5800 Granite Parkway,Suite 600,Piano,Texas 75024(US)。

附图标记列表，词汇表

100 数据处理系统

102 处理器

104 缓存器/桥接器

106 本地系统总线

108 主存储器

110 图形适配器

111 显示器

112 局域网/广域网/无线适配器

114 扩展总线接口

116 输入/输出总线

118 键盘/鼠标适配器

120 磁盘控制器

122 I/O适配器

124 音频适配器

130 网络

140 服务器系统

200 对象模型

202 浅腔，腔

204 垂直壁

206 混成

305 接收三维对象模型

310 创建作为对象模型的一部分的混成，识别混成面

315 创建构建体

320 存储所移除的特征，将基层存储在构建体中

325 执行CAD操作；使用构建体编辑模型

ASIC 专用集成电路

CAD 计算机辅助设计

I/O 输入/输出

LAN 局域网

PCI 外围组件互连

PLM 产品生命周期管理

Claims (6)

1.一种通过CAD数据处理系统(100)执行的方法，包括：

-将包括多个特征的对象模型(200)接收(305)到CAD系统中；

-使用所述特征中的至少一个来创建(310)混成(206)作为所述对象模型(200)的一部分，并且移除所使用的特征；

-创建(315)对应于所述对象模型(200)的构建体；

-将所移除的特征存储(320)在所述构建体中，其中所移除的特征包括所述混成的基层；

-修改存储在所述构建体中的所述混成的基层中的至少一个基层；

-在没有重新创建所述对象模型中的混成的基层的情形下，使用所修改的基层中的至少一个基层来创建作为所述对象模型的一部分的修改后的混成；

-使用存储在所述构建体中的特征对所述对象模型(200)执行(325)CAD操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象模型为边界表示模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，创建所述构建体包括创建所述对象模型与所述构建体之间的参考，其中所述参考包括边偏移关系。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述CAD操作包括使用存储在所述构建体中的特征进行的再混成操作。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述CAD操作包括使用存储在所述构建体中的特征进行的删除操作。

6.一种CAD系统(100)，包括处理器(102)和可存取存储器(108,126)，所述CAD系统配置成执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法中的所有步骤。