机械设计软件CAD系统—文件格式基础知识

摘要：CAD（Comuputor Aided Design）计算机辅助设计，在现代设计中应用十分广泛， “一花独放不是春，万紫千红春满园”， CAD系统也如是，CATIA的曲面、UG的模具、CREO的消费品以及SOLIDWORKS擅长的非标设备等等，都在各自细分行业独领风骚，在对应行业使用对应工具，总能给我们带来事半功备的效果，功能的细分和专业化，使得CAD文件数据的独特性，这种独特性也阻碍了CAD系统之间的数据交换与共享。
原文链接：https://www.ict.com.cn/article/20/657.html

1Windows系统下的CAD文件数据结构：

数据头：Windows文件都有一个文件数据头：包括：文件格式、文件名称、类型、尺寸、属性、二维及三维预览图像

   指令集：特征指令可以被想象成FeatureManager，这些指令将发送至建模内核并完成模型创建，这部分由各实体建模程序所拥有数据库：建模内核的输出是一个数据库，包含在图形区域中看到的拓扑定义，实质上，这是建模指令之后产生的结果，指令对于建模器和建模内核而言是唯一的。

2常见CAD系统建模内核：

建模内核是实体建模软件的引擎，包括创建和编辑功能可以访问的核心实体建模代码，建模内核读取CAD程序提供的信息并生成实体。

建模内核

版权

CAD系统

Parasolid

Sienmens PLM Technologies

Solidworks、Solidedge、Unigraphics

ACIS

Dassault Systemes

AutoCAD、Mechanical Desktop、早期版本的Inventor、CADKEY、IronCAD

CGM

Dassault Systemes

CATIA

Granite

PTC

CREO

Overdrive

中望软件

中望3D

CRUX IV

华天软件

SINOVATION

DGM

华云三维

CrownCAD

3文件转换方式：

   建模内核的不同，导致CAD文件在CAD系统中无法流传，即使同一款CAD系统，建模内核的更新，也会导致旧版本无法读取新版本的文件。为了实现产品数据的交换和共享，需要对文件进行转换：

直接转换：
直接转换就是软件读取原始CAD系统的专有数据文件，并直接将他们转化为目标系统的专有文件格式。

中性格式：
中性格式文件不被任何CAD程序使用，这些格式形成一个通用的参考，以便各种CAD程序交换数据。

通俗地讲：前面提到文件转换类似翻译，直接转换保留原文信息的同时，添加通用语言（如中英对照），中性转换删除原文，直接使用通用性语言描述（如翻译本），信息能否准确传达，与翻译者的翻译水平和阅读者的理解能力有关。

中性格式——翻译者水平：

原始CAD系统使用前处理器将器专有的文件格式转化为通用的中性文件格式。

中性格式——阅读者理解：

目标CAD系统使用后处理器将通用的中性格式是转化为自己的专有文件格式。

原始CAD系统：前处理目标CAD系统：后处理

如上图，使用中性转换准确完成数据交换和共享的关键因素：

原始CAD系统：前处理
目标CAD系统：后处理
两次处理均成功且准确，才是一次完整的中性转换，两次处理有任何一次失败，都将导致中性转换失败。

另外，无论是前处理还是后处理都需要时间，此时间与需处理文件的大小相关，例如：

笔者测试，使用SOLIDWORKS打开598MB的STEP文件，其读取效率在0.78MB/G·min，当然对于小型STEP数据，这个打开时间可以忽略不记。

总结：中性转换（如STEP）在很长一段时间给不同CAD系统的数据转换和共享予以可能，但随着时代的进步、技术的发展，这种转换方式在准确率和转换效率上，已经很难跟上当今多学科协作设计需求了，因此，直接转换技术正在悄然发展,如达索最新的3DEXPERIENCE体验平台。

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