如何從CAD 係統模型中獲取CAPP 所需信息是目前研究（jiū）CAD/ CAPP 信息集成的一個關鍵問題（tí）.現代商品軟件（jiàn）MDT ( Mechanical Desktop) 是基於（yú）AutoCAD 軟件包開發的新一代特征造型係統, 實現了微機平台上的三維實體造型( 3D Solid Modelling) 功能（néng）.

      MDT ARX 開發環（huán）境是AutoCAD 的一種新的二次開發手段, 它是由ARX 核心類庫, MCAD API庫構成（chéng）可以直接訪問AutoCAD 數據庫結構、圖形及CAD 幾何造型核心, 建立加工特征（zhēng）的識別係（xì）統（tǒng）對已完成（chéng）的零件實體模型按加工特（tè）征（zhēng）進行識（shí）別與參數提取, 解決與CAPP 係統的集成問題. 我們以箱體類零件為例, 利用麵向對象技術對API 函數進行封裝, 對API 函數的功能進行分類整理, 建立了一套較完整的實用工具（jù）類庫API CLASS. 針對箱體類零件加工特征的特點, 開發了一個基於MDTAPI 加工特征識別與提取（qǔ）係統, 並與麵向 柔性生產線 的箱體類零件CAPP 係統（tǒng）實現了初步集成.從而提供了一種從外部( 指（zhǐ）其他應用程序) 對全部數據結構進（jìn）行控製和（hé）管理的途徑.

1  MDT 零件造型（xíng）特征與箱體類零件（jiàn）加工特征

      MDT 的零件特征分為三類: 草圖特征、放置特征和陣列特（tè）征. 其中草圖特征為拉伸、旋轉（zhuǎn）、掃掠生成的基本特征; 放置特征是打孔、倒圓（yuán）、倒角和（hé）曲麵（miàn）切割（gē）; 陣列特征分為圓形陣列（liè）特征和矩（jǔ）形陣列特征（zhēng）.

     從加工角度看, 箱體類零件形狀（zhuàng）特征分為基本特征和複合特征. 所謂基本特征是（shì）單一的、連的、相對獨立的簡（jiǎn）單幾何形狀, 與其他特征信息無相互位置與連接（jiē）次序的拓撲關係（xì）, 描述的是零件（jiàn）的基本幾何型麵( 諸如直孔、螺紋（wén）孔、槽、凸台等) ; 複合特（tè）征從形式（shì）上看是基本特征的組合, 體現了（le）各個基本特征之間相互位置關係與連接次（cì）序的拓撲關係, 但從製（zhì）定加工工（gōng）藝時的易加工性方麵( 與刀具形（xíng）狀、路徑的映射（shè）關係) 考慮的特征類型, 易加工性指的是保（bǎo）證（zhèng）尺寸和位置精度下的快捷加工, 從總體來看是基本特征在功能、結構（gòu）與工藝特點上的有機結合. 如圖1.

     比較兩類特征, 造型（xíng）特征側重於實體, 加工特征側重於型麵. 所以（yǐ）, 針對基本特征有些可以從MDT 中直接提取（qǔ）相應的造型特征及其相應的參數, MDT 中陣（zhèn）列特征也可為複合特征提供可參（cān）考的信息, 但從滿足整個零件（jiàn）特征（zhēng）的加工工藝角度考慮, 應對從MDT 中提（tí）取（qǔ）的特征（zhēng）做些後置處理（lǐ）. 比如: 在MDT零（líng）件特征（zhēng）造型（xíng）中, 用放置特征類型的（de）打孔方式繪製孔1、孔（kǒng）2 ( 孔1 與孔2 不是（shì）沉頭孔) 且均以A 麵為草圖平麵( 如（rú）圖2) , 這樣對孔1 與孔2 用MDT API 函數提取時, 方向矢量相同（tóng）. 所以在麵向CAPP 進行特征處理時, 可先（xiān）將孔1 和孔2 分別（bié）定為特征孔1, 特征孔2. 若孔1 是孔2 的同軸度基準, 加工順序為（wéi）F孔1- > F孔2; 否（fǒu）則F孔2- > F孔1. 從（cóng）表麵來看, 這兩種方法變化不大, 但在計算切削時間上差異顯著（zhe）. 即切（qiē）削路徑為: 方法1: l1 和l2; 方法2: l2 和l1- l2. 特征工藝信息（xī）說明各特征之間的拓撲關係, 諸如（rú）有同軸度（dù）的孔形成同軸孔係; 有平行度要求的孔或麵形成平行軸孔係或平行平（píng）麵係列等. 所以為了滿足與後續子係統( CAPP 係統（tǒng）) 信（xìn）息集成的（de）需要, 將各個（gè）特征的工（gōng）藝屬性( 精度、粗糙度、形位公差等) 添加到特征的數據結構（gòu）中, 構成零件產品定義模型.

2 加工特征識別與參（cān）數提取

     特征數據模型包括描（miáo）述特（tè）征的全部信息（xī）, 即特征自身數據信息 ( 特征本身幾何尺寸、定位坐標、工藝特性、精度、粗糙度等) 和表示特征之間相互關（guān）聯的拓撲信息（xī）( 關聯尺寸、位置公差等) . 特征的幾何尺寸、坐標數據提取完全依賴於CAD 係統底層數據結構的開放程度. 通過標準文件（jiàn）格（gé）式接口直接訪問、自動交換所有相關信息. 而特征工（gōng）藝信息是通過人機交互界麵添加到相應的特征（zhēng）項中.

     特征信息識別（bié）係（xì）統是在麵向對象框架語言的基礎上開發的特征描述語言（yán）, 自動生成特征描述框架, 填充有關的槽（cáo）值（zhí）. 特征描述信息的提取是通（tōng）過（guò）特征（zhēng）描述器( Feature Descriptors) 進（jìn）行的.

     MDT 提供了強大（dà）的API 函數來進行特征及其參數的識別與提取. 最直接的方法是在開發的程序中調用MDT API 函數amiGetPartFeat s ( ) ( 特征的（de）識別與提取) 和amiGetFeatParams ( ) ( 特征參數的識別與提取) .形狀特征識別和提取模塊程序由Visual C++ 結（jié）合MDT 的API 函數寫成. 該程序段主要由接口程（chéng）序和主程序（xù）組成. 在主程序中, 可（kě）調入MDT 類庫中的用於識別和提取特征的API 函（hán）數 ( 如圖3 所示（shì）) , 接口程序的作用（yòng）是把MDT 環（huán）境和V isual C + + 程（chéng）序開發（fā）環（huán）境連接起來, 利（lì）用Microsof t V isual C+ + 和MFC 類庫的可視化工具建立（lì）可在（zài）MDT 環境中（zhōng）運行的人機接（jiē）口界（jiè）麵,如各種信息輸入對話框. 在V isual C+ + 開發環境下（xià）進行編譯調試（shì）, 最後生成動態庫ARX (ADS Runt ime Ex tension) , 載入MDT 環境.

     2. 1  特征的拾（shí）取（qǔ）方式

     ( 1) 人工識別特征: 設計者在與各個加工特征對應的造型特征處用鼠標逐（zhú）個拾取( pick up) 相應的型麵（miàn）, 得到該特征的幾（jǐ）何信息.

     ( 2) 自動識別特征: 用鼠標直接拾（shí）取( pick up) 零件, 則自動生成零件的全部幾何信息.

     2. 2 零件特征的後置處（chù）理（lǐ）

     無論是（shì）用鼠標人工有選擇地拾取, 還是點取零件自動得到全部特征信息, 所獲取的隻是幾何參數, 描述特征的工藝信息則是通過人機界麵對應輸入的. 所以對零件特（tè）征要進行以下幾步（bù）處理, 即所謂（wèi）的 後置處理 過程.

     ( 1) 通過各特征的方向矢量及類型, 自（zì）動生成特征編（biān）碼.

     箱體類（lèi）零（líng）件采（cǎi）用方向（xiàng）描述的方法. 零件上有待加工特征的型麵叫方位麵, 以特征所在方位麵的（de）方向矢量作為零件特征的（de）定位描述方向. 通過對零件特征方位麵的編碼, 在工藝規劃中計（jì）算機可以（yǐ）很方便地識別出加工（gōng）特（tè）征的具體方位（wèi）, 進刀（dāo）方向以及易於（yú）選擇工（gōng）作台的類型( 固定（dìng）式或可轉位式) 等.

      在提取零件特征時（shí）會自動生成特征的方向矢量( cosa, cosβ, cosγ) , 其中（zhōng）cosa、cosβ、cosγ分別表示（shì）為某一特征所在方位麵的法（fǎ）向矢（shǐ）量與X 軸, Y 軸, Z 軸的夾角（jiǎo）餘（yú）弦. 所以零件特征的（de）方位麵可用它的法向矢量與投影在坐標係坐標平（píng）麵的方向餘弦來表示, 見表（biǎo）1:

     特征拾取時（shí）自動生（shēng）成類型編碼為4 位碼輸入相關（guān）信息, 生成全部特征序（xù）列.

      “XXXX”, 第1 位為方位編碼; 第2 位為類型碼,

     麵= “ 1”, 孔= “ 0”; 第3 位為類別碼, 直孔=” 1”, 沉頭孔= “ 2”, 倒角孔= “3”, 凸台= “4”, 槽= “ 5”, 平麵= “ 6”, 矩形陣列= “ 7”,圓形陣列= “ 8”; 第4 位為螺紋標識碼= “ 8”.同樣（yàng）特征類（lèi）型編碼（mǎ）也是（shì）易於計算機在後續CAPP係統（tǒng）中的處理.

     ( 2) 零件特征總體信息和工藝信息的輸入過程.零件（jiàn）總體（tǐ）信（xìn）息包括零件的名稱、型號、材料（liào）和（hé）生產批（pī）量等; 工（gōng）藝信息（xī）包括描述待（dài）加工特征的精度、粗糙度、形位公差等. 對於人工拾取: 通（tōng）過人機界麵進行添加, 生成特征鏈表結構. 對於自（zì）動提取: 通過（guò）人機界麵先刪除（chú）非加工特征, 再所以特征模型信息描述如下:

     特征（zhēng）( xx xx ) : : = 方位麵名稱/ 特征類（lèi）型（xíng）/ 特征名稱/ 毛坯形式/ 幾何（hé）尺寸/ 表麵粗糙度/ 形狀公差/ 位置公差/ 特征基準識別（bié）. 陣列特征: : = 特征名稱/ 被陣列特征/ 陣列參數/ 相關尺寸/位置公差. 複合特征: : = 特征名稱/ 組合特征數目/ 被組合特征名稱/ 相關尺寸/ 位置公差.

     ( 3) 特征（zhēng）歸一化操作: 確定基本特征庫（kù）, 複合特征庫, 陣列特征（zhēng）庫. 如圖4.

3  CAD/ CAPP 信息集成

      本係（xì）統是在Window s NT 操作係統上, 用（yòng）Visual C+ + 5. 0 調用MFC 類庫、ARX 核心類庫, 及MDT API 函數庫進行MDT 二次開發的ARX 程序. 在MDT 零件特征造型（xíng）的過程中, 利用MDT 屬性和對象鍵( Object Keys) 機製編製的應用（yòng）程序, 以交互方式由用（yòng）戶分別定義總體特征和工藝特征信（xìn）息, 從而建立麵向CAPP 的箱體類零件完整的加（jiā）工特征（zhēng）信息模（mó）型. 如圖5 所示.

     在計算機內部處理過程中, 特征（zhēng）工藝信息( 尺寸公差、形位公差和（hé）表麵粗糙度（dù）等) , 皆與具體形狀（zhuàng）有（yǒu）關. 其中（zhōng）尺寸公差和某些形位公差與三維CAD 模型的型麵、邊相關. 表麵粗（cū）糙度和某些形位公差則與模型的型麵（miàn）相關.

     當輸入尺寸公差時, 可設置一（yī）個指針, 指向特征（zhēng）有公差要求的尺寸. 在形狀公差中（zhōng）, 除了直線度（dù）公差指向要求（qiú）的（de）直線度邊外, 其餘公差（chà）指針都指向要求該（gāi）項公差的某個型（xíng）麵. 對於位置公差, 由於涉及到兩個或兩（liǎng）個以上的麵, 故指針必（bì）須同時（shí）指（zhǐ）向所涉及到的所有型麵, 並指明（míng）哪個（gè）是基準麵（miàn）. 由於表麵粗糙度隻涉及到一個（gè）型（xíng）麵, 故指（zhǐ）針隻（zhī）要指向該型（xíng）麵即可. 在計算機內部實現時, 可用（yòng）帶參數的函數來表示, 說明如（rú）下:

     dimtolerance ( double value, int code, DataT ype*p) / / 尺寸公差函（hán）數, 其中value 為公差, code 為配合代（dài）號, p 是（shì）指針;

     shapetolerance ( int type, double value, DataType* p ) / / 形狀公差, 其中（zhōng）type 為類別, value 為

公差, p 是指針（zhēn）;

      pos t olerance ( int type, double value, DataT ype* p, int BaseFace, int other 〔   〕 / / 位置公（gōng）差,其中type 為類別, value 為公差, p 是指針, BaseFace 是基準麵, other 〔   〕 是（shì）其它麵; roug hness ( double value, DataType * p) / / 粗糙度, 其中value 是粗糙度值, p 是指針.

     注: DataType 為指針所指（zhǐ）特征的數據類型.

     當描述加工特征的所有信息生成後, 在計算機內部以鏈表結（jié）構存儲在零件的定義數據模型中, 無須建立中性接口文（wén）件（jiàn）而（ér）直接傳遞給下續的CAPP 係統, 實現無縫（féng）連（lián）接.

4  結束語

      在MDT 環境下, 利用已開發的工具（jù）類庫API 函（hán）數（shù）, 開（kāi）發人員可（kě）以方便地對三維實（shí）體零件采用（yòng）自動識別與人工識別( 菜單選擇) 相結合的方式進（jìn）行加工特征幾何信息的提取, 最有效地發揮Auto-CAD 的功能, 以確（què）保CAD 底層（céng）數據對各（gè）應用模塊進行信息傳遞（dì）的可靠（kào）性. 通過人機交互（hù）界麵方式對應各個特征添（tiān）加工藝信息, 並進行歸類, 構（gòu）成箱體.