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船舶设计中工程出图自动化研究
武汉第二船舶设计研究所武汉４３００６４雷铭崔湘龙 张文生
摘要 本文对在船舶设计软件ＣＡＤＤＳ５环境下，由舰船立体模型自动生成相关工程图样的实现方法进行了 探讨，并据此提出了一套完整可行的］二程出图解决方案。文章还对该方案中所涉及到的一些关键技术以及 为此开发的工程图样自动生成程序进行了霞点介绍。 关键词；舰船设计ＣＡＤＤＳ５．１２程出图 自动化
１概述 目前，ＰＴＣ公司的船舶设计软件ＣＡＤＤＳ５已经在国内造船领域得到了广泛应用，该软件
具有较强的三维设计能力，集成了多个船舶专用设计模块，是一种比较成熟的ｃＡＤ／ＣＡＭ系统。 但是，作为美国开发的专业三维设计软件，ＣＡＤＤＳ５所能提供的二维出图功能十分薄弱，与 国内的工程制图习惯和标准有较大的差异，也没有提供对汉字的支持。由于软件功能的限制，
设计人员无法直接由三维模型得到满足工程要求的二维图纸。因此，如何在ＣＡＤＤＳ５舰船三
维模型的基础上实现二维出图，已成为舰船设计与制造单位急待解决的技术问题。
２二维图形生成技术方案
通过对ＣＡＤＤＳ５软件功能的深入研究和大量的二维出图实验，最后确定了一套基于
ＣＡＤＤＳ５三维模型的二维图形生成技术方案。该方案的基本思路为：首先在ＣＡＤＤＳ５中生成三 维模型的二维平面图，然后将该平面图输出转换到ＡｕｔｏＣＡＤ软件中，最后在ＡｕｔｏＣＡＤ中进行 图纸的修改和标注。二维图形生成技术方案的处理流程如图１所示。
２．１生成二维平面图 在ＣＡＤＤＳ５中根据三维模型生成二维平面图，需要按如下步骤进行：
ａ．定义视图；
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ｂ．模型消隐； ｃ．平面投影。
２．１．１定义视图
二维工程图样通常由若干视图组成，为了将三维模型投影为二维平而图形，需要首先在
ｃ仰ＤＳ５应用环境中定义合适的视图。
在二维工程图样中，一个视图通常只用来表示局部空问范围设备布置情况，而在对应的 舰船产品三维模型中，却包含了整个舱室甚至全船的结构和部件。为了得到符合工程要求的 视图，通常可以采用两种处理办法，一种是对三维模型中的无关部件进行隐藏操作，另一种
是通过ＣＡＤＤＳ５提供的Ｄｅｆｉｎｅ
Ｖｉｅｗ
Ｃｌｉｐｐｉｎｇ功能，根据需要创建具有一定空问显示范围的
特殊视图，这种视图只显示用户指
定空间范围内的ＣＡＤＤＳ５部件。 ２．１．２模型消隐
在ＣＡＤＤＳ５中，三维模型是以前后透视的线框图进行显示的，而在二维工程图样中，零 部件通常根据其外形轮廓进行绘制。因此，在定义了合适的视图之后，还不能直接将三维模 型向二维平面进行投影，必须先对三维模型进行必要的消隐处理。为了实现对三维模型的消 隐，我们在出图程序中使用了ＣＡＤＤＳ５的Ｈｉｄｄｅｎ ２．１．３平面投影 对三维模型进行消隐处理后，还需要将消隐后的三维模型向二维平面进行投影，才能得 到正确的平面图形。ＣＡＤＤＳ５在其ＤＲＡＦＴＩＮＧ模块中提供了用于平面投影的ＰＲＯＪＥＣＴ
ＥＮＴＩＴＹ Ｌｉｎｅ
Ｒｅｍｏｖａｌ功能。
命令。但是，通过对实船三维模型进行平面投影的测试实验，我们发现ＰＲＯＪＥＣＴ ＥＮＴＩＴＹ命 令的投影结果并不能完全满足工程出图的要求，这主要表现在： ａ．该命令对参与投影的实体有数量上的限制，无法一次处理比较复杂的三维模型； ｂ．该命令无法对ＣＡＤＤＳ５中构成管路、电缆等部件的ＮＬＩＮＥ实体投影； ｃ．在经过该命令投影后，三维模型中实体上所附带的各种属性信息并没有在其投影结
果中得到保留，这为以后的标注工作带来不便。 为解决以上问题，我们在二维图形生成程序中开发了相应的平面投影模块，弥补了 ＣＡＤＤＳ５投影功能的缺陷。经过平面投影之后，便在ＣＡＤＤＳ５中得到三维模型的二维平面图样。
２．２将平面图输出到ＡｕｔｏＣＡＤ ２．２．１工程图样的标注 一张完整的工程图样，不但包含几何图形信息，还应该包括相应的尺寸标注等文字信息。 ＣＡＤＤＳ５虽然提供了用于标注的功能模块，但实际使用表明，其标注功能无法直接在工程制 图中进行应用。首先，ＣＡＤＤＳ５的标注功能遵循的是国外标准；其次，ＣＡＤＤＳ５的标注功能的
操作过程较为烦琐；另外，ＣＡＤＤＳ５没有提供对中文的支持。由于以上种种缺陷，使得在ＣＡＤＤＳ５ 中直接进行工程标注变得困难。 经过多方案比较，最终确定在ＡｕｔｏＣＡＤ中进行工程图样的标注。与ＣＡＤＤＳ５相比，ＡｕｔｏＣＡＤ
提供了较完整的标注及汉字支持。同时，设计人员对使用ＡｕｔｏＣＡＤ软件制图已有多年的应用
经验，无需额外的培训和适应过程。因此，将ＣＡＤＤＳ５中的平面图形输出到ＡｕｔｏＣＡＤ中进行 标注是可行的。
２．２．２图形输出方案
要将ＣＡＤＤＳ５中的平面图输出为ＡｕｔｏＣＡＤ可以识别的图形，
必须对ＣＡＤＤＳ５的数据进行格 式转换。由于ＣＡＤＤＳ５提供了专用的ＩＧＥＳ输出接口，而ＡｕｔｏＣＡＤ也提供了ＩＧＥＳ输入的功能，
因此，在研究过程中我们首先尝试将ＣＡＤＤＳ５数据文件转换为ＩＧＥＳ格式的文件，然后利用
ＡｕｔｏＣＡＤ的ＩＧＥＳ接口将数据导入到ＡｕｔｏＣＡＤ中。 经过测试发现，ＣＡＤＤＳ５与ＡｕｔｏＣＡＤ之问ＩＧＥＳ接口存在许多问题，具体表现在ＣＡＤＤＳ５
实体上的属性信息无法转换为ＩＧＥＳ格式、ＣＡＤＤＳ５数据转换为ｈｕｔｏＣＡＤ文件后数据量过大等
等。为了解决ＣＡＤＤＳ５实体属性信息到ＡｕｔｏＣｈＤ的传递问题，我们仔细查阅了相关资料，经
过多方面的比较，最后确定将ＣＡＤＤＳ５数据直接输出为ＤＸＦ格式的解决方案。分析和测试结
果表明，ＤＸＦ数据格式不但可以将ＣＡＤＤＳ５实体属性信息方便地传递到ＡｕｔｏＣＡＤ，而且在兼容 性方面也较ＩＧＥＳ数据格式更为可靠。 ＣＡＤＤＳ５提供了Ｐｕｔ ＤＸＦ命令，用于将ＣＡＤＤＳ５三维模型转换为ＤＸＦ数据格式，并以文件 的方式进行输出。不过，ＣＡＤＤＳ５的ＤＸＦ转换功能也存在着以下一些缺陷，仍然无法满足实 际工程使用的要求。． ａ．无法转换与模型实体关联的特征，例如颜色、线型、属性等； ｂ．无法转换ＮＬＩＮＥ、ＣＮＯＤＥ等类型的实体；
。
ｃ．实际使用中经常出现图形丢失的情况。 鉴于以上原因，我们在二维图形生成程序中自行开发了相应的ＤＸＦ输出模块，用于取代
ＣＡＤＤＳ５的ＤＸＦ转换功能。经过实际测试，该输出模块的转换性能可以满足工程出图的要求。
２．２．３属性信息转换
．，在ＣＡＤＤＳ５模型中，一个实体不但具有自己的几何特征，通常还会附带其它的非图形属
性。例如在表示管路的ＮＬＩＮＥ实体中，就附加了内外径、材料和引用标准等属性信息。这些
属性对于用户在ｈｕｔｏＣＡＤ中对图样进行标注具有重要意义。因此，在ＣＡＤＤＳ５数据向ＡｕｔｏＣＡＤ 转换的过程中，必须解决这些属性信息提取和保存的问题。 按照ＣＡＤＤＳ５部件的数据库结构，实体的非图形属性以子记录的形式保存在模型的ＰＤＦ 文件中。通过ＣＶＤＯＲＳ开发工具提供的相关函数，可以从ｃＡＤＤＳ５数据库中提取出实体的这些 属性信息。在得到ＣＡＤＤＳ５实体的属性信息后，还要使其能被ＡｕｔｏＣＡＤ读取和保存，最直接 的方法就是将这些属性信息保存到ＤＸＦ文件中。 ＡｕｔｏＣＡＤ扩
展实体数据是在常规的图形数据基础上增加的按一系列分类代码组合而成
的数据块，它与常规实体数据一起可以构成内容更加广泛的实体数据ａ将获得的ＣＡＤＤＳ５实
体属性信息，以扩展实体数据的形式保存到ＤＸＦ文件中，可以实现了ＣＡＤＤＳ５实体属性信息 到ＡｕｔｏＣＡＤ的转换。
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３出图样例 在舰船三维设计中，根据型号产品的工程研制需要，自行开发了二维图形生成程序，解 决了三维模型投影为二维平面图形、图形数据输出以及属性信息转换等关键技术问题。该二 维图形生成程序在实际应用中能够满足全舰船结构、舱室布置及设备安装等工程制图方面的 要求。图２、图３给出的是运行二维图形生成程序得到的ＡｕｔｏＣＡＤ中的工程图样示例。
图２管路安装图示例
图３舱室布置图示例
４研究总结
本文分析国内外相关行业及软件的资料，经过深入研究和反复试验，最终制定出图方案，
并根据出图方案开发了相关的二维出图程序，程序软件的主要技术特点表现在：
ｌＯｌ
ａ．出图程序主要使用开发工具ＣＶＤＯＲＳ编写，运行稳定可靠： ｂ．程序自动化程度高，运行过程中无需人工干预；
ｃ．生成的图样文件可以直接在ＡｕｔｏＣＡＤ中进行编辑，实用方便；
ｄ．可以由程序指定生成图样中线型、线宽和颜色等属性； ｅ．可以将ｊ维模型的实体属性保存到ＡｕｔｏＣＡＤ中，为用户后期的编辑操作提供了便利。
在本项技术研究和软件开发工作中，我们从舰船三维模型基础上自动生成二维图形技术
上积累了宝贵的实践经验，为今后该领域技术研究和应用的深入开展打下了更为坚实的技术 基础。
参考文献
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船舶设计中工程出图自动化研究
作者： 作者单位： 雷铭， 崔湘龙， 张文生 武汉第二船舶设计研究所，武汉,430064
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本文链接：d./Conference_6316471.aspx 授权使用：武汉理工大学(whlgdx)，授权号：f2d0fa1b-f7e0-4988-9f1a-9ea701177576 下载时间：2011年3月15日
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