基于网络的CAD图形数据传输与管理

1、2003年5月农业机械学报第34卷第3期基于网络的CAD 图形数据传输与管理卢章平李志刚许立波【摘要】采用客户机/服务器模式,利用HT T P 、F T P 和A ut oCA D 的网络功能,研究了图形数据在网络环境下的传输和更新。利用CG I 研究了图形数据共享和一致更新方案的实现过程,利用HT T P 服务和CGI 程序实现了图形共享管理,利用A uto L ISP 和A ut oCA D 命令脚本实现了客户端的图形批上载和服务器端宿主图形的自动更新。在客户机/服务器网络环境下,将I nter net 标准服务、CGI 等网络技术应用到机械CA D ,解决了CA D 图形的共享和一致更新

2、问题,为异地协同设计提供了有效的环境支持。关键词:计算机应用计算机辅助设计数据传输数据管理中图分类号:T P 391文献标识码:ATransmission and Management of CAD Graphic Data Based on WebLu Zhang ping Li Zhig ang Xu Libo(J iangsu University AbstractAdo pting a client/server m odel and utilizing netw or k functions of HT TP,FTP and Auto-CA D ,we resear ch trans

3、m ission and updating o f g raphic data under Web environment .The pro p-er method of graphic sharing and co nsistency w ere investigated by CGI and the management of graphic and gro up uplo ading at client-end and auto-updating of original gr aphics at server-end byAuto LISP and A utoCAD com mand s

4、cript w ere realized .Under client /serv er environment ,apply-ing Internet standard service and CGI technolog y to mechanism CAD settles sharing and consis-tent updating of CAD g raphics,provides an effective environment suppo rt fo r coo perativ e design.Key words Computer application,Com puter ai

5、ded desig n,Data transmission,Data m an-ag ement收稿日期:20020128卢章平江苏大学图形技术研究所教授,212013镇江市李志刚江苏大学图形技术研究所助教许立波江苏大学图形技术研究所硕士引言自20世纪80年代中期以来,世界各发达国家的先进制造技术,如CIM S 、并行工程、敏捷制造,以及协同设计、虚拟设计、CSCW 等对传统设计模式产生了深刻影响,提出了设计资源共享、信息服务、协同环境、网络通信平台及相关技术的解决方案。对农业机械设计而言,图样是最重要的技术资料,体现了农业机械发展的历程。图形数据的网络传输和共享是CAD 网络化首先要解决的问

6、题。随着CAD 软件在国内的普及,越来越多的人开始接触CAD 的网络功能,并利用这些工具共享设计数据、交流设计思想。近年来蓬勃发展的信息产业及互联网技术为网络化设计与管理提供了必要的环境支持,推动了CAD 网络化技术的研究。特别是将其应用于农业机械的设计和制造中,会极大地提高设计效率。1CAD 图形数据的传输对机械CAD 而言,采用客户机/服务器模式可以将设计图形数据存放在服务器上,而用户设计中的中间图形存于客户端,各个设计主体通过客户机和网络访问服务器,以实现设计信息的共享。客户机和服务器间的图形传输可利用H TT P 、FTP 以及AutoCAD 的网络功能实现。1.1DWF图形文件的上载

7、和下载DWF是AutoCAD的网络图形格式,使用DWF可以在Web上快速、直观地访问和存储CAD 的数据。在缺省情况下,DWF文件是以压缩二进制格式输出的。通过Auto CAD的ePlot功能可以实现DWF文件到服务器的上载,也可利用Auto LISP 的plot命令和统一资源定位器(U RL将DWF图形格式发送至服务器。客户端下载DWF时,可以用浏览器打开、查看和打印DWF图。1.2DWG图形文件的上载和下载基于互联网技术的AutoCAD2000文件输入和输出命令可以识别指向图形文件的任何有效的URL路径。所指定的图形文件可以下载到本地并在绘图区域中打开,可以编辑并保存图形。图形可以保存在本

8、地,若有足够的访问权限,也可保存在服务器上。服务器端应具备HT TP服务和FT P服务。为使文件保存到FTP服务器上,存储AutoCAD图形文件的FT P目录应设置为“写”权限。禁用FT P服务器中的匿名登录选项,在域用户管理器中设置用户时按户名和密码登录。为使用户能读取DWF文件,每个用户还必须具有对HT TP目录的“读”访问权。为实现CAD图形的共享和更新,客户端编辑过的AutoCAD图形可上载两份:一份为DWG文件,用于更新旧图和保存数据;另一份为DWF文件,用于查询和浏览。2图形数据共享和更新的实现客户机和服务器共同组成了一个支持分布式计算的环境。当多个设计者进行协同设计时,各个设计者

9、的设计图纸之间往往存在着联系,可利用宿主图形来反映这种联系。宿主图形是Auto CAD中包含多个外部图形的机制,通常用来合并有关联的图形。外部图形以“参照”的形式插到宿主图形中,则宿主图形可以反映出各个“参照”图之间的联系。将各设计者的图形作为外部参照插到宿主图形中,各个参照图形的内容及变化都可反映在宿主图形中,可反映多个图形之间形状和尺寸上的联系。每一个DWG文件都可建立与之相对应的DWF文件,这样在DWG和DWF之间即建立了一一对应的关系。对应的DW G和DWF文件代表的是同一张设计图,但它们的作用不同。对于DWF 图,各个设计者均能通过浏览器和Web服务器访问和浏览,因而可用于共享设计图

10、。但设计人员不能修改 DWF图,因而设计数据具有很高的安全性。对于DWG图,客户端使用FT P协议对其下载和上载。可设置FT P服务器的登录权限,使各个设计者按照用户名和密码登录。这样设计者只要有足够的权限,就可以下载、修改和上载DW G图。利用CGI在服务器上建立管理信息表,表中包含与各个设计者相对应的DWF、DWG图在服务器上的存放位置。客户端请求访问CGI程序时,CGI 根据请求的内容(如设计者的序号或身份查找管理信息表,找到相应的DWF图和DWG图,并向客户机返回一个HT M L页面。页面中包含的DWF图可供用户查看共享数据,还包含指向DWG文件的链接,可供拥有相应权限的设计者下载、编

11、辑图形时使用,其实现的过程如图1所示。用户需要修改DWG图时,可点击页面中指向DWG的链接,先进行FTP登录。确认身份后从FTP服务器下载DWG文件,并在客户端的Auto-CAD绘图区中打开。编辑修改后,送回服务器,客户端修改和更新DWG文件的过程如图2所示。客户端编辑过的DWG上载后将覆盖原来的文件,以更新原图。这时,服务器端的参照图形发生了变化,必须重新打开宿主图形或重载其中的参照才能在宿主图形中反映出上述变化。为了在参照图形更新后及时更新宿主图形,可以在服务器端的Au-toCAD中用AutoLISP及命令脚本监测各个参照图形的更新。如果发生参照图的更新,则立即重载宿主100农业机械学报2

12、003年图形中的参照。宿主图形和与之对应的DWF 更新后,客户端可以通过访问宿主图形的DWF,及时了解设计伙伴所做的更新。图形更新过程如图3 所示。3应用以图4所示的连杆和钻孔夹具为例,说明多设计主体间共享设计图纸和编辑修改图纸后设计数据一致更新的过程。图中所示是在钻床上加工连杆一端的斜置通孔,钻孔夹具为“一面两孔” 的定位方式。图4连杆斜置孔的加工和夹具1.夹具体2、7.压板3.圆柱销4.垫块5.钻套6.连杆8.削边销设连杆和夹具分别由甲、乙两个设计者负责设计。连杆的形状、尺寸发生变化时夹具的结构、尺寸也应作相应的变化。如连杆的长度因设计需要而增加,因夹具为“一面两孔”定位,故夹具外形尺寸和

13、定位销的位置都需相应地变化。可将这张图设置为宿主图形,分别参照连杆设计图5a 和夹具设计图5b 。启动服务器端的Auto -CAD 自动加载并运行图形监测及更新程序。图6中的图形为宿主图形所对应的DWF 图。用户可实现“全图”的DWF 文件浏览,以查看自己的或他人的设计数据。也可通过点击设计者的序号所附的链接,进入相应设计者的页面。在HT M L 文档中,各设计者的序号所附的链接为指向各个参照图页面的位置标记。例如用户点击甲设计者的序号“1”后,CGI 向客户端输出甲的页面,如图7所示。图形下载后,在客户端进行编辑和修改。例如, 甲设计者因某种需要而加长了连杆的尺寸,甲执行图5设计子任务(a

14、连杆(b 夹具图6宿主图形页面图7参照图页面AutoLISP 批上载程序,就会更新服务器端甲的设计图及DWF 图,并包含更新标志update _happen.dw f 文件。这时,服务器端的图形监测程序检测到update _happen.dw f 文件的存在,因而认为发生了一次参照图的更新,随后执行srvupdate .scr 命令脚本重载宿主图形中的外部参照图形并更新DWF 图。甲设计者所作的改动在宿主图形所对应的DWF 中反映出来。从图8中可以看出,连杆加长后,其小端与原来的夹具体发生了干涉,原来的削边销101第3期卢章平等:基于网络的CA D 图形数据传输与管理的位置必须加以调整才能和连

15、杆的小端孔配合。可以打开尺寸图层查看图形中各个部分之间的尺寸关 系。图8连杆加长后对宿主图形的浏览乙设计者看到连杆尺寸发生变化后,为使夹具适应连杆的变化,必须修改夹具尺寸,而相关的尺寸数据可以从共享的DWF 图形中获得,随后乙设计者进入钻孔夹具页面并击“打开”,如图9 所示。图9钻孔夹具页面图形下载后,乙根据相关尺寸修改夹具的高度、长度,以及削边销和压板的位置,然后上载图形。服务器端监测到夹具更新后的宿主图形。客户端浏览刷新后,各设计者都可以看到更新后的结果,如图10 所示。图10夹具更新后的宿主图形4结束语对机械CAD 而言,采用客户机/服务器模式,具有良好的开放性和可扩充性,能够通过合理的

16、安装和配置满足具体的不同设计模式的要求,适应CAD 网络化对信息共享和处理的需要,利用CGI 实现服务器端图形的管理,实现图形数据在网络环境下的传输和更新。宿主图形可以合并设计者的工作,反映多个图形之间的联系和变化。将各设计者的图形作为外部参照插到宿主图形中,放在服务器端,客户端通过网络浏览和更新服务器上的图形。客户端查看宿主图形对应的DWF,能及时了解其他设计者所做的修改和更新,可查找相关的设计数据,这种高效的机制实现了图形数据的共享和一致更新。在局域网环境下对上述方案所做的实验验证,得到了预期的结果,证实了方案的可行性。参考文献1童秉枢.现代CA D 技术.北京:清华大学出版社,2000.

17、2薛安荣.协同商业CA D 系统中的协同设计模型的研究与实现.计算机工程,2000(5:3031,613St alling s ,William .Data a nd computer co mmunicat ions .5th editio n .N J :Pr entice Hall ,1997.4D ouglas E Co mer.Inter net w o rking w ith T CP /IP vo l.I:pr inciples,pro to co ls,and ar chitecture .T hird Edition.N J:P rince Hall,1995.5D ouglas E Co mer ,Da vid L Stev ens .Inter net w o rking w it h T CP /IP