CN110291522A - 操作用于对待制造的制品进行建模的cad系统模型的方法 - Google Patents

Abstract

一种操作用于对待制造的制品进行建模的计算机辅助设计(CAD)系统模型的方法包括：接收(60)制品的表示，接收(61)针对制品的约束，确定(62)制品的一个或多个部分的最大允许曲率，在接收到的表示中测量(63)制品的一个或多个部分的最大曲率，以及将测量到的最大曲率与最大允许曲率相比较(64)。如果一个或多个部分中至少一个的测量到的最大曲率超过(67)所确定的最大允许曲率，提供(68)错误指示。如果所测量的一个或多个部分中每一个的测量到的最大曲率未超过(65)所确定的最大允许曲率，存储(66)接收到的针对制品的表示。

Description

操作用于对待制造的制品进行建模的CAD系统模型的方法

技术领域

本公开涉及以下一般领域：计算机辅助设计、绘图(“CAD”)、制造(“CAM”)和可视化系统(单独和统称为“CAD系统”)、产品生命周期管理(“PLM”)系统以及管理用于产品和其他项目的数据的类似系统(统称为“产品数据管理”系统或PDM系统)。

背景技术

PDM系统管理PLM和其他数据。期望改进的方法和系统。

发明内容

所公开的各个实施例包括用于操作建模系统中的计算机辅助设计(CAD)系统模型的方法。

一种操作用于对待制造的制品进行建模的计算机辅助设计(CAD)系统模型的方法，该方法在数据处理系统上执行，并且该方法可以包括：接收制品的二维或三维的表示；接收与制品的参数相关联的、针对制品的一个或多个约束；从制品的约束确定制品的一个或多个部分的最大允许曲率；在接收到的表示中测量制品的一个或多个部分的最大曲率；将测量到的最大曲率与从制品的约束确定的最大允许曲率相比较；以及如果一个或多个部分中至少一个的测量到的最大曲率超过所确定的最大允许曲率，提供错误指示；或者如果一个或多个部分中每一个的测量到的最大曲率未超过所确定的最大允许曲率，存储接收到的针对制品的表示。

一种数据处理系统可以包括处理器以及可访问的存储器，该数据处理系统被特别地配置为执行以下步骤：接收制品的二维或三维的表示；接收与制品的参数相关联的、针对制品的一个或多个约束；从制品的约束确定制品的一个或多个部分的最大允许曲率；在接收到的表示中测量制品的一个或多个部分的最大曲率；将测量到的最大曲率与从制品的约束确定的最大允许曲率相比较；以及如果一个或多个部分中至少一个的测量到的最大曲率超过所确定的最大允许曲率，提供错误指示；或者如果一个或多个部分中每一个的测量到的最大曲率未超过所确定的最大允许曲率，存储接收到的针对制品的表示。

一种被编码有可执行指令的非暂态计算机可读介质，可执行指令在被执行时使得一个或多个数据处理系统执行方法，该方法包括：接收制品的二维或三维的表示；接收与制品的参数相关联的、针对制品的一个或多个约束；从制品的约束确定制品的一个或多个部分的最大允许曲率；在接收到的表示中测量制品的一个或多个部分的最大曲率；将测量到的最大曲率与从制品的约束确定的最大允许曲率相比较；以及如果一个或多个部分中至少一个的测量到的最大曲率超过所确定的最大允许曲率，提供错误指示；或者如果一个或多个部分中每一个的测量到的最大曲率未超过所确定的最大允许曲率，存储接收到的针对制品的表示。

前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，使得本领域技术人员可以更好地理解后续的具体实施方式。在下文中将描述形成权利要求主题的本公开的附加特征和优点。本领域技术人员将理解，他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为基础来修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构。本领域技术人员还将认识到，这样的等效构造不脱离本公开的最广泛的形式的范围。

可能是有利的是，在下文具体实施方式之前先阐述本专利文件中使用的某些词或短语的定义：术语“包括”和“包含”及其派生词指的是包含但不限于此；术语“或”是包容性的，指的是和/或；术语“控制器”指的是控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分，无论这样的设备是以硬件、固件、软件还是其中至少两个的某种组合来实现的。应当注意，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。在本专利文件中提供了对某些词和短语的定义，并且本领域普通技术人员将理解，这样的定义在许多(如果不是大多数)实例中适用于这样定义的词和短语的先前使用和未来使用。虽然一些术语可以包括各种各样的实施例，但所附权利要求可能将这些术语明确限制于特定实施例。

附图说明

现在将参照附图描述根据本公开的用于对待制造的制品进行建模的方法和系统的示例，其中：

图1是可以在其中实现实施例的数据处理系统的框图；

图2示出了用于根据本公开的用于在一种方法中使用的三次贝塞尔样条；

图3展示了分段三次贝塞尔曲线，以用于说明根据本公开的方法的一部分；

图4示出了在根据本公开的方法中到插值点的弧拟合；

图5示出了在根据本公开的方法中贝塞尔分段到弧的拟合；

图6示出了在根据本公开的方法中对控制点的限定；

图7示出了本公开的方法中的初始曲线、最优曲线和中间曲线；

图8示出了本公开的方法中的最优曲线；

图9示出了本公开的方法在两个插值点之间存在多于一个的三次贝塞尔分段的示例；以及

图10是根据公开的实施例的操作用于对待制造的制品进行建模的模型的方法的流程图。

具体实施方式

在本文中，用于描述本公开原理的图1至图10的实施例仅是示例性的，不应当被解释为以任何方式限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，可以通过任何适当布置的设备、装置、系统或方法来实现本公开的原理。

图1示出了可以在其中实现本公开的实施例的数据处理系统的一个示例，例如，被配置为执行如本文所描述的过程的CAD系统。数据处理系统1包括连接到本地系统总线3的处理器2。本地系统总线将处理器连接到主存储器4和图形显示适配器5，图形显示适配器5可以连接到显示器6。数据处理系统可以经由连接到本地系统总线3的无线用户接口适配器与其他系统通信，或者经由无线网络、例如到局域网与其他系统通信。附加存储器8也可以经由本地系统总线连接。适用于诸如键盘9和鼠标10之类的其他外围设备或其他指向设备的适配器，诸如无线用户接口适配器7，允许用户向数据处理系统提供输入。其他外围设备可以包括一个或多个I/O控制器，诸如USB控制器、蓝牙控制器、和/或专用音频控制器(连接到扬声器和/或麦克风)。还应当理解，各种外围设备可以连接到USB控制器(经由各种USB端口)，包括输入设备(例如，键盘、鼠标、触摸屏、轨迹球，相机、麦克风、扫描仪)、输出设备(例如打印机、扬声器)、或可操作以提供输入或从数据处理系统接收输出的任何其他类型的设备。此外，应当理解，被称为输入设备或输出设备的许多设备都可以同时提供输入并接收与数据处理系统通信的输出。此外，应当理解，连接到I/O控制器的其他外围硬件可以包括被配置为与数据处理系统通信的任何类型的设备、机器或部件。此外，系统可以使用其他类型的输入设备以提供用于操纵对象的输入，诸如鼠标、指向器、触摸板、绘图板、轨迹球、操纵杆、小键盘、键盘、相机、捕获运动手势的运动感测设备、或任何能够提供本文描述的输入的其他类型的输入设备。

在CAD系统中，用户可能希望对对象的设计进行建模，生成用于制造该对象的制造指令，或者对设计或制造指令做出修改。本公开涉及一种用于控制二维或三维参数模型中的动作的系统和方法。在这样的模型中创建或编辑形状时，重要的是，所产生的形状满足终端用户在模型中以及在指定材料中实际制造时的要求。在设计用于制造的系统或制品时，重要的是为设计而建模的形状实际上可以被制造。用于制造制品的材料的材料属性可能会对系统或制品有一些限制。理想的是将这些约束并入模型中，以便在进行设计或者对系统或制品的形状的任何元件应用编辑时，该模型不会导致在实践中无法被制造的特征，或者导致在被制造时可能过早失效的特征。这方面的一个示例是带有管道产品或电缆的系统，在这样的系统中，管道或可接受的电缆、或金属产品(诸如轨道、翼梁、或用于这些部件的索具和末端)的最大曲率存在限制。该方法也可用于提供曲率控制，从而可以以最小数目的插值点实现一个合理的形状。CAD系统常常包含通过一组插值点来拟合样条曲线的能力。这可以通过许多方式实现，但期望的特征之一是为曲线指定最大曲率的能力。

虽然对于设计者来说，限制最大曲率有助于给出眼睛看起来满意的曲线形状，即，获得不会过于紧密地穿过插值点的曲线形状，然而，限制最大曲率是布线应用的关键参数，在这样的应用中重要的是确保建模电线和管道的路径不超过用于制造这些电线或管道的相关物理材料所允许的最大曲率。在包括多个部件或部分的系统中，包括诸如电线或管道等必须适配在系统中的其他大件产品周围的部件的系统中，系统的模型需要考虑实际制造一条电线或管道的可行性，或者需要考虑产品的其他长度以获得给定曲率，该设计在沿其长度的每个位置处显示这个给定曲率。改变系统中另一产品的位置可能导致电缆线路或管道线路被迫形成过于紧密的曲线而不能被成功制造。

通常，约束曲线的最大曲率是个难题，因为最大曲率点是不固定的，并且曲率方程是高度非线性的。针对由一系列三次贝塞尔(Bézier)分段表示的插值曲线的情况，本公开提供了上述问题的一个解决方案。

本公开的方法提供了一种以相对较快的方式找到样条的最优形状的方法——在O(n)时间内计算优化的形状，其中n是插值点的数目，并且这一方案对插值点位置的小变化通常是稳定的。

该方法基于接收到的制品的表示，制品诸如是电缆线路、管道产品、或金属产品。制品中的弯曲被设计成拟合到系统内或者在系统中其他产品周围，这样的弯曲可以被表示为样条20，例如包括三次贝塞尔分段的样条，这样的样条是样条的标准形式。该方法被用于限制样条的最大曲率。在所示出的示例中，每个三次贝塞尔分段包括四个控制点(C1-C4)，如图2所示。无论控制点的位置如何，曲线20都具有各种关键几何特性。这些关键几何特性是：C1在几何上与曲线的起始重合；C4在几何上与曲线的末端重合；曲线的起始与C1和C2之间的线21相切；并且曲线的末端与C3和C4之间的线22相切。对于制品的每个部分(诸如电缆或管道产品、或存在曲率的金属产品的长度)，样条表示被分配在模型中并如下文所述进行处理。为简化说明，本文描述涉及模型中表示待制造的制品的一部分的样条或曲线。

可以使用一系列这样的三次贝塞尔分段20来构造插值样条。图3示出了对点P1、P2、P3和P4进行插值的曲线23或插值样条的一个示例。在该示例中，样条23是分段三次贝塞尔曲线，其包括三个三次贝塞尔分段或曲线24、25、26。每个分段的末端控制点C8、C11由前一分段和下一分段共享，即第一分段在C5和C8之间，第二分段在C8和C11之间，第三分段在C11和C13之间。这确保该曲线是C0连续的，即通过共享的末端控制点，整个曲线将不具有任何间隙。如果相邻的控制点对是共线的，则整个曲线在公共控制点处是相切的(G1)。为了确保曲线在分段之间的连接处是G1连续的，相邻的控制点对必须是共线的。因此，C8必须位于C7和C9之间的线27上，并且Cl1必须位于C10和C12之间的线28上。以与图2中相同的方式，曲线23的起始与C5和C6之间的线29相切；并且曲线23的末端与C14和C13之间的线30相切。

这样的示例可以推广到n个插值点P1到Pn，其中曲线23包括n-1个贝塞尔分段24、25、26，具有3(n-1)+1个控制点。这个示例示出了分段贝塞尔样条曲线的最简单构造，即在两个插值点之间有单个贝塞尔曲线或段，但在每对插值点之间也可以存在多个贝塞尔曲线或分段。这样的优点在于使曲率最小化，因为曲线具有更大的自由度。所描述的方法同样应用于那些更复杂的曲线。因此，可以使用插值点之间的多个贝塞尔曲线来表示具有更复杂形状的电缆线路。使用更多贝塞尔分段可实现具有略高的最大曲率半径的方案。

给定一组插值点Pi以及对这些点进行插值的分段贝塞尔样条的几何约束，可以生成许多可能的曲线形状。本公开提供了一种确保所生成的曲线未超过给定的全局最大曲率k的方法。通常，值k由用户控制。作为本方法的一部分，这个值可以直接被提供，例如可以通过用户输入来提供或者从存储库提取，该值已经在较早的步骤中被确定。备选地，作为本公开的方法的一部分，可以使用所接收到的与材料属性相关的输入或者控制将用于制造一个部分的材料的特性的其他参数来计算上述值，从而限制该部分可以具有的曲率量。

无论以何种方式获得最大曲率，本公开的方法开始于接收制品的二维或三维的表示。该表示可以被描述为初始的分段三次贝塞尔曲线，例如在图7和8中示出并在下文更详细地描述的曲线40、50。为了确保这样的表示未超过曲率限制，根据需要，测量原始曲线的最大曲率或者该曲线的每个分段的最大曲率。然后，针对制品的给定约束，将测量到的曲率与所确定的最大允许曲率相比较。

如果测量到的曲率未超过最大允许曲率，则认为由曲线表示的制品的表示是可接受的，从而可以将该表示存储以在制造时使用，或者用于进一步处理。如果发现测量到的曲率超过最大允许曲率，则需要进一步的步骤来获得可接受的曲率的量。在一种情况下，下一个步骤可以是生成通过相同插值点的最优分段三次贝塞尔曲线。这个最优曲线是具有最低曲率的曲线，其可能具有与原始曲线相同数目的贝塞尔间隔。这将在以下进行更详细地描述。

同样，要测量曲线的最大曲率，在这种情况下是要测量最优曲线的曲率。然后，针对制品的给定约束，将测量到的曲率与所确定的最大允许曲率相比较。如果测量到的曲率仍然超过所确定的最大允许曲率，则该过程通常以错误指示停止，因为不可能获得比最优曲线的解更好的解。作为响应，用户可能需要稍微调整插值位置，或者可能选择用于制作制品的不同材料，从而改变约束。然而，如果测量到的曲率未超过所确定的最大允许曲率，在使用最优曲线时，可以采取进一步的步骤来改进该最优的、曲率可能最低的曲线。

例如，如果有两条曲线具有相同数目的贝塞尔分段，其中一条曲线的曲率>k，另一曲线的曲率<k，并且这些曲线受无限曲线族的限制，其形状由初始曲线和最优曲线的控制点位置确定、以及还由用于选择所期望的曲线的单个参数x(0<x<l)确定，然后可以改变单个参数x，以尝试查找曲线族中具有曲率k(在某个指定公差内)的成员。如果该步骤产生一个解，则可以使用该中间曲线。如果没有找到解，则该过程可以以错误条件终止，或者可以返回最接近期望的曲率的解，但该解没有超过期望的曲率。

另一种选择，对于由若干分段组成的设计，其中一些分段在可接受的最大曲率范围内，而一些分段不在，则要保持可接受的那些分段，然后尝试修改那些不可接受的分段，以获得在限制范围内的曲率。然后保存表示经修改的电缆或管道的路径的整条曲线。这可以通过以下方式来进行：选择需要被调整的曲线部分然后在该部分的起始和末端固定切线方向。这给出了使用所描述的方法进行优化的子曲线。如果没有找到解，则可以重复扩展该区域，直到包括整条曲线。

该过程是仿射不变的。因此，如果C(p)是来自点pi的曲线，并且T是平移、旋转或缩放，则T(C(p))＝C(T(p))。

最优曲线的选择是一个难题。通常，受限于分段之间的G1连续性，可能会使用一般的n维最小化技术来找到最小化全局曲率的控制点位置集合。不幸的是，随着控制点位置变化，最大曲率是高度非线性的并且沿着曲线从一个位置跳到另一个位置。对于较小数目的贝塞尔曲线分段，可能可以穷尽搜索参数空间。在其他情况下，必须使用寻找在数值上与真实最小值接近的全局最小值的方法。不幸的是，对于本文所考虑的问题，这样的方法会导致样条形状不稳定，随着插值点位置细微变化而显著变化。

本文概述的方法要注意的是，对于三个点的情况，最低曲率路径是对点进行插值的弧。注意，一般情况下，这在超过三个点的情况下不成立。然而，许多现实世界插值问题的特征在于直线段(这里相当于无限半径圆)和直角弯曲(四分之一圆)。在这些情况下，最低曲率路径通常是一系列线和弧。即便对于更一般的情况，这样的结构也接近最优。因此，要寻求的最优曲线是弧线和直线分段序列的贝塞尔曲线近似。

计算最优曲线的第一步是使用以下方法将一系列精确的弧分段拟合到插值点：

(1)找到包含前三个插值点的平面N1。

(2)在平面N1中选择曲线(θ1)的起始的方向。

(3)拟合通过第一和第二插值点的一条弧。通常，给定几何约束，仅存在一条可能的弧，并且这条弧也会位于平面N1中。现在进入步骤4，设置i＝2。

(4)弧i-l给出了曲线穿过Pi的弧的方向。使用这个方向，连同Pi和Pi+1以及平面i(包含Pi到Pi+2)，找到弧i的位置。

(5)对所有i<＝n，重复步骤4，直到计算出所有弧分段。

对于涉及四个插值点的情况，该过程的结果如图4所示。一系列三个弧31、32、33被拟合到四个插值点P5至P8。给定初始曲线方向(θ1)，将唯一地确定弧的参数。由于θ1的选择，以上步骤1至步骤5所描述的过程通常不会给出通过插值点的、具有最低曲率的一系列弧分段。为了获得通过插值点的、具有最低曲率的一系列弧分段，则使用标准1D最小化技术来改变θ1，直到找到具有最低曲率的曲线，即，弧弦的最小半径被最大化。

确定最优曲线的最后一步是将一系列弧转换为分段三次贝塞尔表示。每个贝塞尔分段的端点是已知的，它们是相关的插值点，并且从穿过插值点的弧的方向还可获知末端方向。因此，每个贝塞尔分段的唯一自由度是C1-C2和C3-C4的长度(见图1)。由于目标是近似到一条弧，因此C1-C2和C3-C4的长度被设置为彼此相等，对于每个贝塞尔分段20仅留下单个自由度。

单个自由度可以以各种标准方式受到约束。可以采用的一个简单要求是使贝塞尔分段34的中点M与相关弧35的中点几何重合。这个过程使得贝塞尔曲线能够近似圆弧、即内角的圆弧，到几个百分点以内，例如图5所示。图5示出了贝塞尔分段34到弧35的拟合。线C15-C16 36和线C17-C18 37的长度相等。使中点M与弧35的中点重合将给出一条贝塞尔曲线34，该曲线几乎与弧本身无法区分。如果曲线在分别与C1和C4重合的每对插值点P9、P10之间具有更多的贝塞尔间隔，则可以获得甚至更精确的弧表示。类似地，通过在每对点之间使用合理的样条分段，可以获得一个精确的弧表示。

给定初始曲线和最优曲线，通过在每条曲线的控制点之间进行插值来计算具有中间曲率的其他曲线。这样的插值不是直接使用控制点位置来计算的，因为这可能会破坏曲线的G1连续性。因此，任何插值方法都必须小心保持这种连续性。

各种插值方法均是可以的，并且可能使用的插值方法的示例在以下进行描述。然而，其他插值方法也可以是有效的。

使用插值点(Pi)的位置、每个插值点θ_i处的曲线38、39的方向、以及到前一个和下一个贝塞尔控制点的距离(d_1,i和d_2,i)来描述每个曲线，例如如图6所示。为了计算中间曲线的参数，使用单个参数x来在原始曲线和最优曲线的θ_i、d_1,i和d_2,i之间执行线性插值：

其中上标orig、opt和int分别指代原始曲线，最优曲线和中间曲线的数目，例如图7和图8所示的曲线。一旦计算出上述插值数目，内部控制点的位置(即，图6中的C20、C21、C23和C24)很容易计算。图6是按照C22，d1、d2和θ来提供C21和C23的定义。曲线的起始与C19和C20之间的线相切；并且曲线的末端与C24和C25之间的线相切。得到的G1连续曲线40、42、44族，例如如图7和8所示，在原始曲线和最优曲线之间平滑地变化。如上所述，x在0到1之间变化，以便找到具有指定最大曲率的曲线。

该方法的一些示例如图7和图8所示。在每种情况下，示出了原始贝塞尔曲线40、50、最优曲线41、51以及通过在前两个曲线40、41、50、51之间进行插值而获取的任意中间曲线42、52。在图7中，示出了在具有五个插值点P11至P15的情况下的初始曲线40、最优曲线41和中间曲线42。最优曲线41包括P11-P12和P14-P15之间的直线分段43、44，具有从P12到P14的弧45。在图8中，示出了在具有七个插值点P16至P22的情况下的最优曲线51。最优曲线51包括P16-P17和P21-P22之间的直线分段53、54，具有从P17到P19和从P19到P21的两个弧55。

本发明提供了一种对待制造的制品进行建模的方法，该制品包括曲率受制品的材料或其他属性约束的部分，并且通过构造最优曲线(在所示的示例中包括样条，该样条包括弧分段)以及应用插值过程找到期望曲率的中间曲线，能够限制分段贝塞尔曲线的最大曲率。该方法允许自定义样条功能性和对样条的最大曲率的控制，从而控制样条所表示的产品。

本公开还应用于在插值点对之间使用多于一个曲线分段的情况。图9示出了在一对插值点P23和P24之间使用两个三次贝塞尔分段C26至C29和C29至C32的示例。在这种情况下，两个贝塞尔分段56、57将会比单一曲线更好地表示较大的弧形。是否使用单个贝塞尔曲线或多于一个贝塞尔分段的选择是在性能与获得最好的可能的形状之间的权衡。随着曲线复杂度的增加，两个分段的选择将会获得更加近似最优曲线。类似地，可以使用合理的样条来准确地表示最优曲线的弧分段。合理样条分段比贝塞尔具有更多的自由度(控制点权重)，因此可以更准确地表示弧。然后将权重从初始样条到最优样条进行插值。

图10是示出了本公开的方法的主要元素的流程图。由数据处理系统接收60待制造的制品的表示，制品诸如是管道产品、金属产品、或电缆、或其他材料长度。接收61针对制品的约束，这样的约束与制品的参数相关联，诸如与用于制造制品的材料的材料属性相关联。从约束信息确定62制品的一个或多个部分的最大允许曲率。例如，某些材料弯曲超过一定量的曲率将会破裂或断裂，或者如果曲率超过所确定的最大值，可能无法以该材料来形成一个制品。测量63在模型中所设计的制品的一个或多个部分的最大曲率，并且将测量到的该最大曲率与所确定的最大允许曲率相比较64。如果测量到的曲率未超过66所确定的最大允许曲率，则存储66接收到的针对制品的表示，并且随后可以在制造步骤中使用该表示。如果测量到的曲率超过67所确定的最大允许曲率，则通常提供68错误指示。响应于该错误指示，在从比较步骤进行重复之前，可以对设计表示进行修改以适应该设计，从而使设计更可能符合约束。当已经确定一个设计满足可应用于以特定材料制成的特定产品的约束时，存储该制品的表示。这样的表示可以被转换成用于计算机控制的机器的一组制造指令。

在一个实施例中，针对制品中未超过所确定的最大允许曲率的那些部分的表示可以被存储，并且针对制品中超过所确定的最大允许曲率的部分，生成修改后的表示。然后可以从比较步骤起重复该过程，并且为制品中满足约束的那些部分存储修改后的表示，直到建立满足约束的完整表示。

可以通过模拟并入待制造的制品的系统来生成制品的表示。从中导出约束的制品参数通常包括要用于制造制品的一部分的材料的物理属性。可以从外部源接收约束，或者从存储库提取约束。

一种生成包括多个部分的制品的方法可以包括根据关于图10描述的方法对制品建模，将针对制品的一个或多个部分所存储的表示或者数据集、或者从数据集导出的一组制造指令输入到计算机控制的机器，以及使用计算机控制的机器在已经针对其进行设计的材料或具有等同属性的材料中复制该制品的那些部分。

该方法能够为一类重要的输入插值点返回最优解，这样的插值点是理想路径包括线和弧的插值点。这是通过对最优样条的形状进行选择来实现的。与通过在单个变量中使用数值技术的其他更多数值方法相比，上述方法的优点是非常快。上述解意味着除临界点之外，曲线形状对于插值点位置的细微小变化是稳定的。这对于与其他的集成是很重要的，诸如使用D-立方维度约束管理器(D-立方DCM)进行约束求解。

数据处理系统所包括的操作系统使来自系统的输出能够在显示器6上显示给用户并且用户与该系统交互。在数据处理系统中可以使用的操作系统的示例可以包括Microsoft WindowsTM、LinuxTM、UNIXTM、iOSTM和AndroidTM操作系统。

此外，应当理解，数据处理系统1可以被实现为在联网环境、分布式系统环境、虚拟机架构中的虚拟机和/或云环境中。例如，处理器2和相关联的部件可以对应于在一个或多个服务器的虚拟机环境中执行的虚拟机。虚拟机架构的示例包括VMware ESCi、MicrosoftHyper-V、Xen和KVM。

本领域普通技术人员将理解，针对数据处理系统1描绘的硬件可以针对特定实现而变化。例如，该示例中的数据处理系统1可以对应于计算机，工作站和/或服务器。然而，应当理解，数据处理系统的替代实施例可以配置有对应的或替代的组件，诸如以移动电话、平板电脑、控制器板或可操作以处理数据和执行功能和特征的任何其他系统的形式，这些功能和特征是本文中描述的与本文所讨论的数据处理系统、计算机、处理器和/或控制器的操作相关联的功能和特征。所描绘的示例仅出于解释的目的而提供，而无意暗示关于本公开的架构限制。

数据处理系统1可以连接到网络(不是作为数据处理系统1的一部分)，这样的网络可以是本领域技术人员已知的任何公共或私有数据处理系统网络或网络的组合，包括互联网。数据处理系统1可以通过网络与诸如服务器之类的一个或多个其他数据处理系统(也不是作为数据处理系统1的一部分)通信。然而，替代数据处理系统可以对应于多个数据处理系统，这些数据处理系统被实现为分布式系统的一部分，其中与多个数据处理系统相关联的处理器可以通过一个或多个网络连接进行通信，并且可以共同执行由单个数据处理系统执行的所描述的任务。因此，应当理解，当涉及数据处理系统时，这样的系统可以跨经由网络彼此通信的分布式系统中组织的若干数据处理系统来实现。

当然，本领域技术人员将认识到，除非操作序列明确指出或要求，否则上述过程中的某些步骤可以省略、同时或顺序执行、或以不同顺序执行。

本领域技术人员将认识到，为了简单和清楚起见，本文未描绘或描述适用于与本公开一起适用的所有数据处理系统的完整结构和操作。相反，仅描绘和描述了对于本公开而言是唯一的或者对于理解本公开所必需的数据处理系统。数据处理系统1的其余构造和操作可以符合本领域中已知的各种当前实现和实践中的任何一种。

重要的是，应当注意，尽管本公开包括在全功能系统的上下文中的描述，但本领域技术人员将理解，本公开的机制的至少一些部分能够以指令的形式被分发，这样的指令包含在任何各种形式的机器可用、计算机可用或计算机可读介质中，并且不管用于实际执行该分发的特定类型的指令或信号承载介质或存储介质如何，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、硬编码类型介质(诸如只读存储器(ROM)，或可擦除电可编程只读存储器(EEPROM))，以及用户可记录类型介质(诸如软盘、硬盘驱动器和光盘只读存储器(CD-ROM)或数字通用光盘(DVD))。

尽管已经详细描述了本公开的示例性实施例，但本领域技术人员将理解，在不偏离最广泛形式的本公开的精神和范围的情况下，可以做出本文公开的各种改变、替换、变化和改进。

本申请中的描述均不应理解为暗示任何特定元件、步骤或者功能是必须包括在权利要求范围内的必要元素：专利主题的范围仅由所授权的权利要求限定。此外，这些权利要求中没有一个旨在援引35USC§112(f)，除非确切的词语“装置，用于……”之后跟着分词。

Claims (13)

1.一种操作用于对待制造的制品进行建模的计算机辅助设计(CAD)系统模型的方法，所述方法在数据处理系统上执行；所述方法包括：

接收所述制品的二维或三维的表示；

接收与所述制品的参数相关联的、针对所述制品的一个或多个约束；

从所述制品的所述约束确定所述制品的一个或多个部分的最大允许曲率；

在接收到的所述表示中测量所述制品的所述一个或多个部分的最大曲率；

将测量到的所述最大曲率与从所述制品的所述约束确定的所述最大允许曲率相比较；以及

如果所述一个或多个部分中至少一个的测量到的所述最大曲率超过所确定的所述最大允许曲率，提供错误指示；或者

如果所述一个或多个部分中每一个的测量到的所述最大曲率未超过所确定的所述最大允许曲率，存储接收到的针对所述制品的所述表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：响应于所述错误指示，接收对设计表示的修改或对所述约束的修改；以及相应地从所述比较的步骤或者从所述确定的步骤起重复，直到实现顺应性设计，或者拒绝所述设计。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括：针对所述制品中未超过所确定的所述最大允许曲率的那些部分，存储所述表示；以及针对所述制品中超过所确定的所述最大允许曲率的一些部分，生成修改后的表示；然后从所述比较的步骤重复所述过程。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括通过构建表示所述制品的最优曲线来生成所述制品的所述表示。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述最优曲线包括样条。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述样条包括三次贝塞尔分段。

7.根据至少权利要求3所述的方法，其中生成所述修改后的表示包括：通过插值，从所述最优曲线生成中间曲线。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过模拟并入待制造的所述制品的系统，来生成所述制品的所述表示。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述制品的所述参数包括用于制造所述制品的一部分的材料的物理属性。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述约束能够从外部源被接收，或者从存储库被提取。

11.一种生成制品的方法；所述方法包括根据前述权利要求中任一项来对所述制品进行建模，所述制品包括多个部分；将所存储的针对所述制品的一个或多个部分的所述表示输入到计算机控制的机器；以及使用所述计算机控制的机器在材料中复制所述制品的所述部分。

12.一种数据处理系统，包括处理器以及可访问的存储器，所述数据处理系统被特别地配置为执行以下步骤：

接收所述制品的二维或三维的表示；

接收与所述制品的参数相关联的、针对所述制品的一个或多个约束；

从所述制品的所述约束确定所述制品的一个或多个部分的最大允许曲率；

在接收到的所述表示中测量所述制品的所述一个或多个部分的最大曲率；

将测量到的所述最大曲率与从所述制品的所述约束确定的所述最大允许曲率相比较；以及

如果所述一个或多个部分中至少一个的测量到的所述最大曲率超过所确定的所述最大允许曲率，提供错误指示；或者

如果所述一个或多个部分中每一个的测量到的所述最大曲率未超过所确定的所述最大允许曲率，存储接收到的针对所述制品的所述表示。

13.一种被编码有可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述可执行指令在被执行时使得一个或多个数据处理系统执行一种修改计算机辅助设计(CAD)系统模型的方法，所述方法在数据处理系统上执行，所述方法包括：

接收所述制品的二维或三维的表示；

接收与所述制品的参数相关联的、针对所述制品的一个或多个约束；

从所述制品的所述约束确定所述制品的一个或多个部分的最大允许曲率；

在接收到的所述表示中测量所述制品的所述一个或多个部分的最大曲率；

将测量到的所述最大曲率与从所述制品的所述约束确定的所述最大允许曲率相比较；以及

如果所述一个或多个部分中至少一个的测量到的所述最大曲率超过所确定的所述最大允许曲率，提供错误指示；或者

如果所述一个或多个部分中每一个的测量到的所述最大曲率未超过所确定的所述最大允许曲率，存储接收到的针对所述制品的所述表示。