CN1292130A - 零件模型尺寸手动选择、显示及位置改变的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于由计算机产生的具有多个实体的板金零件模型的几何尺寸确定***。该几何尺寸确定***包括模型显示器、指示器、选择器、尺寸定义***以及尺寸显示器。模型显示器在显示屏幕上显示模型的演示。指示器根据用户操作指出可供选择的用户候选模型实体。选择器根据指出的候选实体选择两个模型实体。尺寸定义***定义与己选模型实体有关的各尺寸。尺寸显示器根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息。还提供了一种用于由计算机产生的显示在显示屏幕上的板金零件的几何模型的尺寸位置改变***。板金零件的相关尺寸与板金零件一起显示在显示屏幕上。尺寸位置改变***包括位置改变器和已变位置尺寸显示器。位置改变器将尺寸的位置改变到模型上的所需位置。已变尺寸位置显示器显示尺寸于模型所需位置上。
Description
本发明涉及用于设计零件及使零件,例如板金零件模型化的计算机辅助设计(CAD)***和计算机化设计工具。更具体地说,本发明涉及在显示屏幕上选择、显示以及改变CAD零件模型尺寸位置的装置和方法。
例如,传统上在连续板金生产厂生产弯曲的板金部件包括一系列的生产和制造阶段。第一阶段就是根据订货规格对板金零件进行设计的设计阶段。通常,客户要为工厂待生产的特殊的板金部件下订单。客户订货单上通常包括必要的产品和设计信息以便工厂生产该部件。例如,这些信息可以包括:零件的几何尺寸、对零件材料的要求(例如:钢、不锈钢或铝)、特殊的成形信息、批量、交货时间等。在广泛的应用领域,均可以根据客户要求设计生产板金部件。例如,所生产的部件主要可以用作计算机外壳、电器开关板、飞机内的扶手或者轿车门心板上的部件。
在设计阶段,生产厂设计室可以利用适当的计算机辅助设计(CAD)***开发板金零件设计。根据订货规格,可以利用CAD***开发板金零件的二维(2-D)模型。通常,客户会提供含有一个或多个部件图及板金零件关键几何尺寸的蓝图。这些尺寸定量说明零件的几何结构。蓝图上还可以注明零件上所含有的任何特殊成形或标记,诸如:孔的位置或板金零件表面上的其它类型的开口。CAD***操作员经常在CAD***上利用蓝图开发2-D模型。2-D模型可以包括将会弯折成成品3-D零件的平面板金零件的视图,以及一张或多张用于显示弯折线信息或尺寸数据的板金零件正视图。
近几年,在商用的CAD***/计算机辅助制造(CAM)***上使用或开发2-D或3-D建模技术方便了弯曲板金部件的模型建立过程。现在,CAD***操作员和零件设计师可以利用2-D和3-D演示更好地理解零件的几何结构从而更有效地进行零件设计开发。特别是,重要部件的特定位置之间的关系(例如,因为根据规定的定向,零件必须安装在特定的位置或空间)现在就可以被造型和分析。因此,2-D和3-D建模术的使用减少了用于分析零件并确定零件的尺寸是否允许它能够安装在定义的位置或环境的时间和精力。未采用计算机建模技术之前,在弯曲后对零件进行实测,如果零件不能满足订货规格,随后对零件进行重弯曲,因此为了获得最优设计,需要在试验和误差处理中花费时间。
迄今为止,建模程序的能力有限,因为它们只能显示预定的零件尺寸。也就是说,某些预定实体(即:零件的转折线、平面、弧线和边线(边))之间的距离是自动显示的。然而,这些自动尺寸可能不是零件的主要尺寸或者甚至在零件折叠之前可能不存在。此外,自动化显示的尺寸通常会由于尺寸太多而不能在屏幕上显示,以致引起乱屏。产生乱屏的原因在于自动尺寸整体出现或不出现,即要么显示全部尺寸要么一个尺寸也不显示。因此,需要一种工具能够允许用户决定零件的哪些尺寸重要,并允许用户选择那些尺寸用于计算和显示。另外,还需要允许用户将需显示和/或改变位置的尺寸列于优先地位以避免出现乱屏。接着,当用户选择并且列出优先显示的尺寸时,要花时间和精力于选择。因此,需要存储与零件有关的尺寸以便掌握用户对零件的了解。
此外,还存在无需进行乏味的鼠标操纵而对一个部件所要求的实体进行选择并由此测量尺寸的需求。通常,大多数先有***均使用2-D或3-D纸模型,即没有厚度的模型。然而,在现实中,零件具有厚度。因此,当弯曲零件时,厚度起作用并影响尺寸。所以,需要选择从金属板的哪一侧(即远端或近端)开始测量尺寸。此外,还存在允许简化选择实体的需求,尤其是当多个实体存在时。
本发明涉及一种用于能产生具有至少一个实体的几何模型的计算机的几何尺寸确定***。该实体可以是转折线、平面或轮廓线。几何尺寸确定***包括用于选择模型的两个实体的选择器和定义与所选的模型实体有关的各尺寸的尺寸定义***。还应具有一个指示可选模型的用户候选实体的指示器。因此,根据指明的候选实体选择每个实体。根据用户操作指出候选实体,首先根据鼠标移动操作选择实体。几何尺寸确定***还可以包括用于在显示屏幕上显示模型演示的模型显示器,以及根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸数据的尺寸显示器。几何模型可以是一个板金零件模型或是一个3-D板金零件模型。
选择器可以包括用于选择对应于各个被选择实体的接合点的接合点选择器。尺寸定义***包括长方体产生器,长方体产生器被用于通过将选择的接合点作为立方体的对角来定义产生长方体。接合点之间的尺寸可以被定义为连接接合点之间的直线也可以被定义为立方体上三个相邻的边。三个相邻的边连接接合点。或者,还可以使用矩形产生器,其中将尺寸定义为接合点之间的两个相邻的边。
当所选实体之间的尺寸为在两条线之间量出的一个夹角时,选择器还应包括用于计算这两条线的线计算器,每个实体对应于其中一条线。每条线代表两个所选实体中的一个。尺寸显示器包括根据这两条线产生柱体的柱体产生器。尺寸信息成分显示为柱体圆周的一部分。或者,尺寸信息成分可以是连接两个所选实体的弧线,这样就缓和了对柱体产生器的要求。
另外,还提供了检选顺序***,检选顺序***对模型实体指定优先权并预定模型尺寸。根据指定的优先权,检选顺序***或者检选一个模型实体或者检选作为选择目标的预定尺寸。如果目标是模型实体,则该目标就是候选实体。还可以提供过滤器,以避免不需要的某个模型实体或预定尺寸成为目标。
尺寸显示器包括可视性检验器,可视性检验器检验两个接合点是否均能被用户选择的模型透视可见。只显示确定接合点中的一个能被用户选择模型透视可见的尺寸信息。尺寸信息包括文本和箭头线。尺寸显示器还包括改变文本位置的文本位置改变器,它使文本位置集中在对应于用户选择模型透视可见的箭头线部分。
本发明还涉及对计算机产生的、具有多个实体的几何模型尺寸进行选择和显示的方法。该方法包括:在显示屏幕上显示模型的演示,指明根据用户操作的用户模型候选实体。用户操作首先为鼠标移动操作。该方法还包括从均基于所指示的候选实体的模型实体中选择两个模型实体。该方法还包括定义与所选择的模型实体相关的尺寸,及根据所定义尺寸在显示屏幕上与模型一起显示尺寸信息。该几何模型可以是板金零件模型或是3-D板金零件模型。
定义包括将尺寸或者定义为所选实体之间的夹角或者定义为所选实体之间的距离。如果该尺寸被定义为所选实体之间的距离,那么该定义还包括选择沿其进行测量距离的测量轴。如果该尺寸被定义为所选实体之间的夹角,则该定义还包括或者选择钝角测量角或者选择锐角测量角。
如果将尺寸定义为所选实体之间的距离,则上述选择还包括选择对应于各所选实体的接合点。定义尺寸还包括产生长方体,该长方体由作为长方体对角的所选接合点来定义。接合点之间的尺寸或者被定义为连接接合点之间的直线或者被定义为长方体的三个相邻的边。三个相邻的边连接接合点。或者,可以产生矩形,此时尺寸被定义为接合点之间的两个相邻边。
如果将尺寸定义为夹角,则上述选择还包括计算两条线,其每条线被用于一个实体。每条线表示二个所选实体之一。显示尺寸还包括根据二条线产生柱体。两个所选实体之间的尺寸为在两条线之间测量的夹角。将尺寸信息成分显示在柱体圆周的一部分上。或者,不使用任何柱体,尺寸信息成分可以是在两个所选实体之间的弧线。
可以显示模型中金属板的厚度。当显示金属板的厚度时,定义还包括选择由此开始测量尺寸的金属板的厚度的一个边。
本发明还涉及用于计算机产生的、显示在显示屏幕上的几何模型的位置改变***。几何模型与伴随几何模型一起显示在显示屏幕上的尺寸相联系。位置改变***包括:将尺寸改变至相关几何模型所要求的位置的位置改变器,以及将尺寸显示在相关几何模型所要求位置的已变位置尺寸显示器。几何模型可以是板金零件模型也可以是3-D板金零件模型。已变位置尺寸显示器包括延长线创建器。如果箭头线被改变了位置以致最近端不再与所选实体相邻,则延长线创建器创建并在显示屏幕上显示延长线。延长线延伸在各接合点与箭头线最近端之间。
本发明还涉及几何尺寸确定***,该几何尺寸确定***被用于由计算机产生的、至少包含一个实体的板金零件模型。几何尺寸确定***包括:在显示屏幕上显示模型演示的模型显示器,以及指明可选模型的用户候选实体的指示器。根据用户操作指出候选实体。此外,几何尺寸确定***还包括选择模型的两个实体的选择器。根据指明的候选实体选择每个实体。此外,几何尺寸确定***还包括:定义与模型的所选实体相关的各尺寸的尺寸定义***,以及根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息的尺寸显示器。几何尺寸确定***还包括:将尺寸改变至几何模型所要求的位置的位置改变器,以及在相关几何模型所要求的位置显示尺寸的已变位置尺寸显示器。
本发明还涉及单实体几何尺寸确定***,该单实体几何尺寸确定***被用于由计算机产生、至少具有一个实体的几何模型。单实体几何尺寸确定***包括:在显示屏幕上显示几何模型演示的模型显示器,以及指出可选模型的用户候选实体的指示器。根据用户操作指出候选实体。此外,单实体几何尺寸确定***还包括选择模型的两个实体的选择器。根据已指明的候选实体选择每个实体。此外,单实体几何尺寸确定***还包括:定义与模型的所选实体相关的各尺寸的尺寸定义***,以及根据所定义尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息的尺寸显示器。单实体几何尺寸确定***还包括:将尺寸改变至相关几何模型所要求位置的位置改变器,以及在相关几何模型所要求位置显示尺寸的已变位置尺寸显示器。几何模型可以是板金零件模型或是3-D板金零件模型。如果所选实体为圆或弧,则尺寸或者为所选实体的直径或者为所选实体的半径。如果所选实体为曲线或直线,则尺寸为所选实体的长度。
以下参考附图及根据本发明优选实施例的非限定性实例,进一步详细说明本发明。其中在附图的几种视图中,相同的标号表示相同的零件。附图有:
图1示出了根据本发明的一个方面的几何尺寸确定***的示例性分组图;
图2示出了根据本发明的一个方面的尺寸成分;
图3示出了根据本发明的一个方面的状态转换图;
图4根据本发明的一个方面示出了一个零件以及连同定义的距离尺寸;
图5根据本发明的一个方面示出了与不同定义的距离尺寸一起显示的图4所示的零件,以及在两个接合点之间建立的长方体;
图6根据本发明的一个方面示出了与不同定义的距离尺寸一起显示的图4所示的零件;
图7根据本发明的一个方面示出了与注明各候选实体类型的文本标记一起显示的二候选实体及零件;
图8根据本发明的一个方面示出了一个零件以及与用于建立夹角尺寸的柱体一起显示的所定义的夹角尺寸;
图9a根据本发明的一个方面示出了一个零件、一个以缺省(default)位置显示的所定义半径尺寸、以及一个以缺省位置显示的所定义直径尺寸;
图9b根据本发明的一个方面示出了一个零件、一个以缺省位置显示的所定义半径尺寸、以及一个显示在已改变位置的所定义直径尺寸;
图10是根据本发明的一个方面示出允许用户改变尺寸的逻辑关系的总流程图。
图11根据本发明的一个方面示出一个零件以及被改变位置的尺寸、注明远/近配置的文本标注;
图12根据本发明的一个方面示出图11所示的零件以及已显示公差数值的定义距离尺寸;
图13根据本发明的一个方面示出图11所示的零件以及位置修改之后所定义的距离尺寸;
图14示出一个在两个接合点之间建立的长方体,以及改变距离尺寸之后所必需的延长线;
图15示出一个零件以及一个具有中间配置/近端配置的所定义距离尺寸;
图16是示出所定义的距离尺寸与远端配置时的图15所示零件之间关系的放大图。
图17是根据本发明的一个方面示出所定义的距离尺寸与近端配置时的图15所示零件之间关系的放大图。
图18根据本发明的一个方面示出显示尺寸绘制过程的总流程图;
图19a和图19b根据本发明的一个方面示出对齐功能(snappingfunction)的使用;
图20示出根据本发明的一个方面的符号尺寸的使用;
图21示出根据本发明的一个方面的放大功能以及对应的子窗口;
图22a、22b和22c示出当对零件进行图像放大时可能遇到的问题,以及补救位置修改;
图23a和23b示出示出乱屏以及补救位置修改;
图24是根据本发明的一个方面示出允许在显示屏幕上建立并绘制尺寸的逻辑关系的总流程图。
现参考附图详细说明几何尺寸确定***。根据本发明的一个方面,提供了一种板金零件模型尺寸的选择、显示以及位置改变的装置和方法。根据本发明,为了显示两个实体之间的夹角或两个实体之间的距离关系(尺寸),提供了一种允许用户选择模型零件的任何两个实体的装置和方法。之后,为了获得零件的最优视图及其相关尺寸,用户可以编辑尺寸和/或改变位置。虽然如下描述通常涉及有关三维(3-D)模型的尺寸,尺寸定义的特征也可以容易地应用于二维(2-D)模型。
本发明的特征可以被广泛应用于CAD零件建模环境。例如,利用C++语言或其它面向对象的编程语言,可以在根据图1所示的分组图的示范环境下实现本发明。可以利用IBM PC兼容机在Microsoft WindowsNT4.0下运行该***。
在图1中,可以使用AP100或其它CAD工具10创建板金零件的2-D模型。通常,2-D模型包括冲压孔(即:孔)、转折线以及模型的大小和形状。AP100是由日本Amada Metrecs公司开发的市售2-D CAD***。当然,可以使用任何其它CAD工具10,它们均可以定义零件的大小和形状。优先通过动态数据交换(DDE)信息,将零件数据送到BendCAD模块12。例如,以Kalev Kask等的名义提出的普通指定的美国专利申请(代理人(attorney docket)号P16312)、标题为:“板金零件数据的转换和编辑的装置与方法”中披露的各种特征和方面可以实现交换零件数据。这里将全文包含于此专利申请中作参考。
BendCAD模块12可以包括一个面向对象的弯曲模型***,诸如由Amada Metrecs公司开发的市售BendCAD。此外,BendCAD模块12可以具美国专利申请No.08/700,671、No.08/690,671、No.08/688,860和No.60/016,958所披露的各种特征,这里将它们全部包含进来作为参考。通常,BendCAD模块可被用于观察零件的2-D模型或3-D模型。BendCAD模块12允许将2-D模型沿弯折线弯折以产生3-D零件模型。此外,应具有诸如旋转、平移、放大等的各种观察功能以便允许用户在较佳位置观察零件。
BendCAD模块12含有观察者分组和零件分组,该观察者分组和该零件分组将鼠标操作传输到几何尺寸确定界面分组L0。在零件分组与几何尺寸确定界面L0之间存在一对一的关系。在观察者分组与几何尺寸确定界面L0之间存在多对一的关系。零件分组存储有关零件几何结构信息,例如一个零件有多少个平面、平面的几何结构、转折线信息等。观察者分组存储所有涉及视窗的信息和在旋转、放大等之后确定如何显示零件的信息。观察者分组还存储图形用户界面(GUI)信息。
典型的鼠标操作为敲击并保持鼠标键(鼠标键按下)、释放鼠标键(鼠标键弹起)以及移动鼠标(鼠标移动)。对本发明来说,除非另作说明,则所有鼠标键按下操作和鼠标键弹起操作均是指鼠标的左键。然而,尽管对优选实施例说明了鼠标左键,但是可以用鼠标右键或鼠标中键、或者键盘操作的组合或声识别来代替。
除了接收鼠标操作之外,几何尺寸确定界面对象L0还可以判读键盘和鼠标操作以便决定选择显示在屏幕上的哪些尺寸或实体,如何确定尺寸以及确定将尺寸改变到什么位置。根据几何尺寸确定界面对象的决定,产生信息并发送到恰当的对象。为了能够发送信息,几何尺寸确定界面分组L0含有指向2-D图/选择分组L6、增亮分组L7以及尺寸分组L11的指针,以下将分别对它们进行说明。几何尺寸确定界面分组L0与增亮分组L7之间以及与尺寸分组L1之间具有一对多的关系。几何尺寸确定界面分组L0与2-D图/选择分组L6之间具有一对一的关系。几何尺寸确定界面分组L0对象的另一个功能是将绘图命令发回BendCAD模块12以便绘出用户选择的尺寸。
从用户的观点来看,本发明的特征简单。用户选择一个或多个零件实体并作为回应,***计算所选实体之间的尺寸并以缺省显示定向显示尺寸信息。零件实体可以包括:环中心、圆、弧、转折线、转折线端点、直线(零件的边)、线端以及平面。在显示尺寸信息之前,用户选择尺寸是否表示两个所选实体之间的夹角或两个所选实体之间的距离关系。如果选择了距离关系,用户就可以确定所选实体之间的哪一个距离被测量。如果只选择了一个实体并且该实体是一个圆或弧线,用户就可以选择测量所选实体的半径或直径。在尺寸显示之后,用户可以选择显示尺寸并将显示尺寸拖动到选定的位置。
因此,创建尺寸的过程实际包括三个步骤:第一,对两个标注了尺寸的实体建立不变基准(invariant reference)(一个标注了直径/半径尺寸的实体)。第二,还原(resolve)不变基准,换句话说,建立基准实体。第三,利用3-D几何结构采用所选两个实体的坐标来计算3-D距离和3-D夹角。
如果零件几何结构发生变化,例如,由于以不同的弯曲角度弯曲,所以根据变化情况重建或更新尺寸。因此,当零件发生变化时,则实体的位置(即坐标)也可能发生变化。因此,需要对新坐标计算新数值。按照用于最初尺寸计算的同样方法计算新数值。
然而,根据优选实施例,如果在一个以上的平面上定义尺寸,则***根据如下原则决定是否显示尺寸:如果尺寸定义在平板零件上,则该尺寸将只显示在平板零件上;如果尺寸定义在弯折零件上,则该尺寸将只显示在折叠零件上。例如,当改变弯角使零件变平时,即两个平面处于同一平面时,则这两个平面之间的所有距离尺寸全部消失。如果尺寸仅是在某一个平面上确定(包括相邻的转折线),即使零件由平板变成弯折或者相反,则总是显示该尺寸。当尺寸仅定义在一个平面上时(包括相邻的转折线),则在该平面上建立尺寸坐标系以便简化计算。
根据本发明的优选实施例,为了便于选择所需实体或尺寸,不需要用户将鼠标光标准确定位在要选择的实体或尺寸上。而且可以选择将实体隐藏起来。为了实现这些特征,可以采用优先层次(检选顺序)。因此,当在显示屏幕上选择目标(包括实体和尺寸)时,根据鼠标键弹起操作,利用优先方案确定用户正在选择什么目标。此外,为了减少选择所需目标时的推测工作,当用户在屏幕上移动鼠标光标时,在屏幕上显示标记(即对目标的文本说明),(例如参考图7)以指示在鼠标被击或释放时可能选择哪个目标。尽管本优选实施例采用显示文本来指示目标,但是还可以替换采用诸如语音的音频信号指示目标。
现在说明包括检选顺序的典型优选***。利用已知的鼠标光标坐标,可以确定鼠标预定距离内的所有对象。然后,根据检选顺序,对候选实体显示标记。在优选实施例中,检选顺序为如下顺序:小环中心、圆、弧、转折线端点、直线端点、转折线、直线、大环中心、尺寸以及平面。因此,如果平面、尺寸以及端点均在鼠标的预定距离之内,则候选实体为端点。相应地,如图7所示,在屏幕上显示端点标记,指明端点为选择的候选实体。对于环、平面和圆,选择实体的中心。小环为具有比预定数值小的半径的环。大环为具有比预定数值大的半径的环。
检选顺序运行于每个鼠标移动操作。因此,用户始终可以容易地选择所需的实体和尺寸。然而,在某些取向,对于待选的诸如平面的特定实体可能是困难的,因为它处于检选顺序的末尾。这种情况,可以使用过滤器。该过滤器可以防止某些实体或尺寸成为目标。例如,难于选择一个面,因为对鼠标光标的所有位置,圆总是位于在鼠标光标的预定距离之内,该圆也因此总是目标,所以可以将圆从成为目标实体中滤除。例如,通过下拉菜单,可以由用户选择滤除哪个实体。圆被滤除的结果是,当运行于检选顺序时,忽略圆。这样,平面或另一个实体可以变成目标。根据鼠标移动操作,可以在运行于检选顺序的功能中使用简单的布尔标识位实现这种滤除功能。
现参考图2解释尺寸的概念。显示给用户的尺寸信息通常包括:箭头线20、延长线24、延长线26以及数值28。箭头线20表示两个正在测量的所选实体之间的间距。数值28表示标注的尺寸数值。延长线24、26将所选实体与箭头线20相接以表示正在测量的是什么实体的间距。
用户选择实体之后,必须将实体的接合点选择为实体上开始测量或截止测量的点。以下对选择实体接合点进行说明,而不是对点进行说明。当然,如果所选实体为点,则所选实体也为接合点。
另一个尺寸成分为延长线24、延长线26,尽管在某些情况,延长线可能不被标出。对夹角尺寸和距离尺寸计算延长线24、延长线26要求的过程不同。首先解释对距离尺寸计算延长线的过程。
当在测距离尺寸为两个接合点之间的直线距离时,不在屏幕上显示延长线。对于距离尺寸,根据用户选择的测量方法初建了延长线24、延长线26,即测量接合点之间的距离。根据本发明的优选实施例,在任何两个所选接合点之间,可以有四个不同的距离要测量。第一个距离为所选接合点之间的直线距离。图4、图5、图6示出在相同的两个接合点之间可被测量的另外三个距离。
在图4、图5、图6中,各箭头线20均示出被测量的零件的有关间距。因此,图4中的箭头线20表示接合点之间的长度距离,图5中的箭头线20表示接合点之间的高度距离,图6中的箭头线20表示接合点之间的宽度距离。例如,箭头线20的优选缺省位置可以为距鼠标光标最近的确定长方体50的边。长方体50由接合点确定并被示于图5。然而,请注意,更可取的是不在屏幕上同时显示长方体50的所有边,也不显示全部接合点。只显示沿所选路径的三个边。示于图5的整个长方体50及接合点52、接合点54仅用作解释。改变距离尺寸的位置可能会显示附加延长线24、附加延长线26并将重新计算延长线24、延长线26。
如图8所示,对于夹角尺寸,延长线24、延长线26会将接合点连接到箭头线20(对于夹角尺寸实际为弧线)。如果两个所选实体在同一个平面,则不显示延长线,并且箭头线(弧线)20直接连接两个接合点。如果实体不在同一个平面,则箭头线(弧线)20从第二个所选接合点延长,并且在第一接合点和箭头线(弧线)20的最近的点之间显示一条延长线。尺寸位置的改变可能会显示附加延长线24、附加延长线26并需要重新计算延长线24、延长线26。
对于诸如示于图9a的半径/直径尺寸,起初没有绘出延长线24、延长线26。然而,如果重新改变尺寸位置,延长线24、延长线26在实体的中心(对半径尺寸)和实体的周界之间延伸到各自的箭头线20最近端。参考图9b,为了改变直径尺寸,延长线从实体周界上相对的两点延伸到各自的箭头线20最近端。对于各种类型的尺寸(夹角、距离、半径/直径),延长线24、延长线26通常垂直于它们起始的实体那样延伸。
数值28表示两个所选实体在3-D空间的数值距离,或表示两个所选实体之间的夹角,或表示单个所选实体的半径或直径。因为,已知各所选实体的坐标以及其接合点,所以可以利用已知的几何方法以零件单位计算距离数值。在优选实施例中,尺寸所有组成的坐标均是相对于零件模型的原点的。
因此,一旦用户选择两个实体(一个实体是半径/直径的尺寸),根据用户的输入,***计算专门的最初尺寸设置。即***计算数值28、箭头线20以及任何必要的延长线24、26。在优选实施例中,一旦定义了尺寸,就可以通过将鼠标光标放置在尺寸的任何部分(包括:箭头线20、延长线24。延长线26或者所选实体中的一个)来改变其位置,并将此尺寸拖动到较佳的位置。
对于任何给定的零件模型,均可以确定几种类型的尺寸。典型的尺寸类型表示:两个点之间、一个点与一条线之间、一个点与一条弧线之间、一个点与一个平面之间、两条直线之间、一条直线与一条弧线之间、一条直线与一个平面之间以及两个平面之间的距离。夹角尺寸可以在两条非平行的直线之间、两个非平行的平面之间以及不与平面平行的直线与该平面之间确定。可以对圆或弧线确定半径尺寸和直径尺寸。
当在弧线与点之间建立尺寸时,选择的点必须位于弧线所在的平面上。弧线接合点或者为弧心或者为距选择的点最近或最远的弧线上的点。用户可以选择接合点。根据优选实施例,如果弧线上的点不是弧线的端点,则弧线接合点的缺省位置为弧线上距选定点最近的点。否则,如果弧线上距选定点最远的点不是弧线端点,则弧线上最远的点为弧线接合点。否则,弧心就是弧线接合点。
根据以下说明,线对弧尺寸是度量直线上的点(用户必须选择直线上的点是否是直线上距弧线最近的点或最远的点)与弧线之间的距离。直线和弧线必须在同一个平面上。如果弧线与直线不相交并且弧线上距直线最近的点不是弧线的端点,则弧线上距直线最近的点为弧线接合点。否则,如果弧线上距直线最远的点不是弧线端点,那么弧线上距直线最远的点为弧线接合点。否则,弧心即弧心接合点。因此,当选择直线对弧线尺寸时,使用直线上用户所选的点计算点对弧尺寸。当改变尺寸的位置时,直线接合点移动。如果位置改变会移动尺寸超越直线,则用延长线延伸直线并且直线接合点位于新延长线内。
对于点对直线尺寸,直线接合点为直线上距所选点最近的点。对于线对线距离尺寸,从第一条直线上任意选择端点。第二条直线的直线接合点。为第二条直线上距该任意端点最近的点。对于面,面的中心点是接合点对于线对平面距离尺寸,直线接合点为直线上距平面中心点最近的点。当尺寸改变位置时,直线接合点移动而保持箭头线20与直线垂直。
再参考图1,当用户选择两个实体时,尺寸分组L1的对象最初建立空尺寸并将它初始化。此外,选择各实体之后,将选择的实体填入增亮分组L7的增亮对象中的增亮列表内。建立尺寸之后,就将该实体从增亮列表中去除。接着,尺寸对象获得CAD信息(例如,坐标、ID’s)和测量信息(即:夹角或距离、待使用的长方体/柱体的边)并将这些信息转换为三维线,即包括箭头线20和任何必要的延长线24、26的3-D尺寸。通过使用对显示的零件特定的CAD信息,尤其是零件的所选实体,该新3-D尺寸成为与所显示的零件有关。
为了实现本发明,必须建立尺寸分组L1。因此,无论显示在屏幕上还是未显示在屏幕上,各定义的尺寸对应于一个专门的含有所有有关与零件模型及其绘图相联系的尺寸对象。对于两个所选实体,由指针将尺寸对象与零件模型联系起来。利用继承(inheritance),各不同的尺寸类型(点到点、点到线等)可以具有对尺寸类型特有的模型特性的特有尺寸分组。因此,尽管在图1中未示出子类,但尺寸分组L1实际为基类。
尺寸分组L1的对象具有用于建立3-D线的成员函数(memberfunction)。换句话说,成员函数计算各3-D线的坐标并将各3-D线的信息存储在由3-D线分组L2例示的特有对象内。计算3-D线坐标时,零件的源数据用于产生关于零件的3-D尺寸。最多有五个3-D线对象可用于对各尺寸对象作例示,一个对象用于例示各延长线24、延长线26,还有一个对象用于例示箭头线20。
各3-D线对象均具有成员函数,该成员函数用于根据零件相对投影平面的定向来确定该3-D线是否可见。每当零件旋转时,3-D线对象就检验可见性。确定可见性的过程包括:确定各接合点和各箭头是否可见,完成视见区裁剪(view port clipping)以及确定3-D线是否位于零件的另一个实体的后面。视见区裁剪确定2-D线的哪一部分是在视见区可见的,并且视见区裁剪对于聚集的文本是否必要以及决定是否显示尺寸。在优选实施例中,如果箭头不可见,就不能显示尺寸。然而,根据诸如一个接合点必须可见、或尺寸成分中的一部分必须可见等其它条件,可以显示尺寸。
除了校验可见性外,3-D线对象还建立2-D对象以便允许将3-D尺寸显示在诸如显示屏幕的2-D平面上。因此将3-D线对象转换为2-D线对象并用一条2-D线对外例示计算的各2-D线。当新对象被例示时,它就被存入存储在2-D绘图/选择分组L6的对象内的表中。由于每次旋转零件时,均由3-D线对象确定可见性,所以每次零件旋转之后,就改变2-D线对象的数据。
3-D线对象还确定含有数值28的文本框的位置并且例示一个单对应2-D文本对象。理想地,文本框应居中显示在箭头线20上。因此,只要零件被放大、平移或旋转,就需要改变文本框在屏幕上的位置以保持居中位置。这样,2-D文本分组L5的对象必须由3-D线对象例示以便记录文本框的2-D位置。当新2-D文本对象被例示时,它就被存入存储在2-D绘图/选择分组L6的对象的表中。由于每次旋转零件,3-D线对象均确定可见性,所以每次零件旋转之后,就改变2-D文本对象的数据。
最后,3-D线对象确定什么时候和在箭头线的什么位置绘制箭头并例示单对应2-D箭头对象。根据箭头的可见性,决定是否显示两个箭头、一个箭头或不显示箭头。如果箭头线20的端可见,则利用新的短线段将箭头附加到箭头线20的可见端。当新的2-D箭头对象被例示时,它就存入存储在2-D绘图/选择分组L6的对象内的表中。由于每次旋转零件时,3-D线对象均确定可见性,所以每次零件旋转之后,就改变2-D箭头对象。
对于各3-D线对象确切存在一个2-D线分组L3的情况,一个2-D箭头分组L4的情况以及一个2-D文本分组L5的情况。如果零件被旋转、平移或放大,则3-D线对象、2-D线对象、2-D文本对象以及2-D箭头对象均改变。2-D线对象L3、2-D箭头对象L4以及2-D文本对象L5均存在它们在什么地方被绘制的记忆。这些对象也需要选择,即它们提供对用于选择的鼠标操作的判读。各2-D线对象、2-D文本对象以及2-D箭头对象被定参考量于存储在2-D绘图/选择对象的表中,并且它们中的每一个均与2-D绘图/选择对象具有多对一的关系。因此如果已知鼠标坐标,则在表中可以找到每个对象并与鼠标坐标作比较以便确定是否有对象靠近鼠标光标并由此做出选择决定。由于所有这些对象均为2-D的,所以各2-D对象坐标均位于屏幕坐标系中,而不是象3-D线对象那样位于局部坐标系中。存储在2-D对象中的信息可以被送到视窗图形设备接口(GDI)以便绘制在屏幕上。2-D对象的另一个功能为确定自己的可见性。然而,由于与旋转视图会导致3-D对象校验可见性相反,由于零件视图放大或缩小而2-D对象要确定它们的可见性。
由2-D图形/选择分组L6例示的对象含有用于组织2-D线对象、2-D文本对象以及2-D箭头对象的数据结构。该数据结构在本优选实施例中为链接表以便检索2-D线对象L3、2-D箭头对象L4以及2-D文本对象L5从而查找对特定点最近的对象,由此进行选择。因此,在2-D绘图/选择分组L6与2-D线分组L3、2-D箭头分组L4以及2-D文本分组L5之间存在一对多关系。2-D绘图/选择对象还含有包括确定视见区的两个角坐标的视见区信息,以及包括字体、颜色和线型的有关尺寸的信息。由于2-D绘图/选择对象保持跟踪2-D对象,所以2-D绘图/选择对象允许刷新屏幕。由于2-D绘图/选择对象存储有关包括字体、颜色和线型的尺寸信息,所以2-D绘图/选择对象允许在2-D线条对象、2-D文本对象以及2-D箭头对象内具有合适的颜色、字体等绘图功能的绘图调用。
增亮分组L7定义含有选择信息(即所选实体)的对象。增亮分组L7与尺寸界面分组L0有关并且对于各尺寸界面对象可以存在许多增亮对象。由于各尺寸至多包括两个实体,所以增亮对象能够允许一次最多选择两个实体。增亮对象在显示屏幕上通过将实体增亮注明选择了哪个实体。因为鼠标光标无需位于待选择的实体上(因为检选顺序),所以增亮特征是必须的。
参考图3,根据本发明的一个方面,示出了尺寸分组L1对象的可能状态。最初,在状态S30,当选择两个实体时(或一个实体为半径/直径尺寸),尺寸对象进入构建状态。尺寸对象构建完成之后,待用户选择了测量方法(显示长方体的边等),尺寸对象就可以进入定义状态S33。在定义尺寸对象时,利用鼠标操作确定测量方法并在屏幕上绘出尺寸信息,优选用白色绘出。定义尺寸对象之后,通过点击并拖动(即移动鼠标)尺寸信息,尺寸对象就可以进入位置改变状态S34。在位置改变期间,用鼠标移动操作修改位置参数Pos1和Pos2(下面作说明)。通过简单释放鼠标键,尺寸对象由位置改变状态S34返回定义的状态S33。释放鼠标键时,尺寸信息绘制在屏幕上的新位置,并消除原位置的尺寸信息。
尺寸对象还可以由定义状态S33进入选择状态S35。当鼠标光标向尺寸的任何位置移动,并且在鼠标键弹起操作之后立即作鼠标键按下操作,选定尺寸对象。当尺寸对象处于选择状态S35时,在增亮对象内设置标志并且为了表明尺寸对象已被选择,以不同的颜色重新将尺寸信息绘制在屏幕上。此外,屏幕上箭头线20的各端的标记显示了厚度测量信息(即:远端、近端或中端)。以下将参考图15、图16和图17非常详细地说明远/近特征。尺寸对象可以由选择状态S35进入远/近状态S37、选择另一个尺寸的状态S38或删除状态S36。
当发生删除键按下操作时,即按下删除键,尺寸对象进入删除状态S36。尺寸对象的删除包括:从显示屏幕去除尺寸信息,释放存储器并整体清除(即去除所有尺寸对象的参考值)。通过调用尺寸对象清除器(destructor),几何尺寸确定界面对象删除尺寸对象。当尺寸对象清除3-D线对象、2-D线对象、2-D文本对象以及2-D箭头对象时,与尺寸对象有关的对象也被消除。
在鼠标光标置于另一个尺寸之上并敲击鼠标及释放鼠标同时控制键被保持时,尺寸对象由选择状态S35进入选择另一个尺寸状态S38。处于选择另一个尺寸状态S38时,在表示所选尺寸信息的尺寸对象内设置标志。在增亮对象内设置了另一个标志。这两个标志被用于在屏幕上以不同的颜色绘制尺寸信息以表示选择了该尺寸信息。
当尺寸对象处于定义的状态S33并且将鼠标光标置于接近显示在屏幕上的远/近文本位置时,尺寸对象进入远/近状态S37。通过按Esc键或将鼠标光标置于屏幕上没有其它尺寸信息的位置然后敲击鼠标键之后再释放鼠标键,尺寸对象由远/近状态S37和选择另一个尺寸状态S38返回定义状态S33。
分两步进行尺寸构建:首先配置存储器之后指定ID将尺寸与零件联系起来。从用户的观点看,通过选择两个实体构建尺寸。通过将光标移动到接近显示在屏幕上的零件实体来选择第一实体。在本优选实施例中,利用文本标记及以不同的颜色(如:黄色)将该实体绘制在屏幕上,在屏幕上注明由敲击并释放鼠标选择的实体(候选实体)。一旦敲击并释放鼠标,就选择了第一实体。接着,通过改变鼠标光标的位置,经过相同的过程选择第二实体。选择了第二实体之后,立即建立尺寸以避免选择另一个实体。因此,尺寸界面分组L0调用尺寸构造器并例示尺寸分组L1对象。
一旦尺寸被建立就必须被定义。下面说明夹角尺寸的确定。尺寸界面分组L0的另一个成员函数用于确定距离尺寸。对于距离尺寸,首先确定接合点。在某个实施例中,选择实体之后,接合点为所选实体内距鼠标所在位置最近的点。接着,在所选接合点52和所选接合点54之间建立长方体,如图5所示由长方体50表示。之后,通过在屏幕上移动鼠标光标,使接合点52和接合点54之间沿长方体的边的不同路径和箭头线20被显示以便选择。一旦显示了所需路径,用户就敲击并释放鼠标键,尺寸变成具有所选路径的定义状态S33。如有必要,利用箭头线20和延长线24、延长线26将所选路径表明在显示屏幕上。图4、图5和图6示出了沿如箭头线20所选的沿其各边不同的长方体50各边的路径。
现参考图5说明用距离尺寸构建长方体。定义了的长方体50的两个极端对角为所选接合点52和所选接合点54。为了说明问题,假设其中一个接合点52的坐标为(0,0,0)而另一个接合点54的坐标为(1,1,1)。这些坐标是相对于零件轴的。为了找到长方体50的另外6个角,首先X坐标变化1,然后Y坐标变化1,最后Z坐标变化1。例如,(1,0,0)为第三个角,(1,1,0)为第四个角,(0,1,0)为第五个角,(0,1,1)为第六个角,(1,0,1)为第七个角,(0,0,1)为第八个角。有了这八个角就构建了长方体50。
用户选择的可能路径包括接合点52和接合点54之间的直接连线,即连线(0,0,0)(1,1,1)。另外六个可能的路径为:路径2=连线(0,0,0)(1,0,0)、连线(1,0,0)(1,1,0)和连线(1,1,0)(1,1,1);路径3=连线(0,0,0)(1,0,0)、连线(1,0,0)(1,0,1)和连线(1,0,1)(1,1,1);路径4=连线(0,0,0)(0,1,0)、连线(0,1,0)(1,1,0)和连线(1,1,0)(1,1,1);路径5=连线(0,0,0)(0,1,0)、连线(0,1,0)(0,1,1)和连线(0,1,1)(1,1,1);路径6=连线(0,0,0)(0,0,1)、连线(0,0,1)(1,0,1)和连线(1,0,1)(1,1,1);路径7=连线(0,0,0)(0,0,1)、连线(0,0,1)(0,1,1)和连线(0,1,1)(1,1,1)。
如果选择的路径为连线(0,0,0)(1,1,1),那么连线(0,0,0)(1,1,1)为箭头线20。如果选择的路径不是连线(0,0,0)(1,1,1),则选择的两个边为延长线24和延长线26并且其余线为箭头线20。箭头线20为选择时距鼠标光标的位置最近的连线。说明这些三条3-D连线的信息被存储在3-D线分组L2对象内。定义了尺寸之后,尺寸界面对象和尺寸对象的标志改变来表示尺寸已被定义。
对于2-D零件模型,可以用矩形取代长方体来确定尺寸。因此,可以利用连接两个接合点的矩形的两个边(而非长方体的三个边)确定尺寸。
测量夹角尺寸时,在本优选实施例中,用户可以选择:所选实体之间的锐角,所选实体之间的钝角、所选实体之间的锐角的余角或所选实体之间的钝角的余角。在本优选实施例中,将余角定义为360°-夹角,但是也可以容易地将余角定义为180°-夹角。
现参考图8说明夹角尺寸的构建。首先,根据用户选择的实体选择接合点62和接合点64。然后,建立接合点62和接合点64之间的柱体60。为了建立柱体60,必须定义柱体60的中心及其底、高和半径。
然而,定义柱体中心线之前,需要计算表示各所选实体的线。如果所选实体为直线,则该线表示所选实体。如果选择了平面,必须构建与所选平面对应的线。该线包括平面的中心标线并通常由所选实体的交点延伸到中心点。为了找到所选实体的交点,必须对实体进行无限延长。由于不能在平行的实体之间确定夹角尺寸,所以始终存在交点。因此,对应于平面的线会位于平面之外,例如,如果实际平面和线不相交,则是无限延长的实体相交。
回过来定义柱体中心线,如果两条表示所选实体的线位于共面内,则柱体中心线的方向矢量与共面垂直。该方向矢量的起点为交点。如果两条线不在同一个平面并且不平行(如图8所示),则确定距其它实体最近的各线上的点。计算这两个点时,将各线看作无限长线。连接这两个点的线为柱体中心线。
在本优选实施例中,柱体60的缺省半径为表示所选实体的最短线的20%。如果两个实***于同一个平面之内,则柱体60的高度为0。否则,柱体60的缺省高度为沿柱体中心线的两个实体之间的距离。
对于这两种情况,柱体的底可以位于与柱体中心线垂直的任一平面内。在本实施例中,柱体的每个底均包括一条表示所选实体的线。如果这些线在同一个平面之内,则柱体的高度为0并只显示一个底。在本实施例中,箭头线20的缺省位置为弧线段,该弧线段与柱体的底圆周一致并包括第二个所选接合点64。在缺省位置,延长线24与表示第一所选实体的线垂直并从第一接合点62延伸到箭头线20。
对2-D零件模型构建夹角尺寸时,可以使用弧线作为两个所选实体之间的箭头线。因此,无需柱体。
根据另一个优选实施例,可以度量所选实体的半径或直径。当然,所选实体必须为待测半径或/直径的圆或弧。通过击鼠标右键,用户可以选择是否显示半径或直径。半径尺寸或直径尺寸的实例示于图9a和图9b。可以通过简单双击实体显示半径尺寸或直径尺寸。通过确定所选实体的中心线并绘制到圆周的直线(如果所选实体为圆)或绘制弧线上的点(如果所选实体为弧线)来计算半径尺寸或直径尺寸。如果弧度超过180°,可以显示半径尺寸及直径尺寸,否则,只能显示半径尺寸。对于圆,直径尺寸和半径尺寸均有意义,因此两者均显示。尽管说明了用双击特征显示直径尺寸/半径尺寸,双击还可以应用到其它方面,例如,如果用户双击一条直线,则显示表示该直线长度的尺寸。
现参考图10-图14总体说明改变尺寸位置。当尺寸处于定义的状态S33时,通过标准的鼠标操作的判读,尺寸界面对象决定是否发生位置改变状态S34或选择状态S35。当用户将屏幕上的鼠标光标置于靠近已绘制在屏幕上的尺寸(即已定义的尺寸)时,击鼠标键(不释放)并拖动鼠标光标从而随鼠标的移动拖动尺寸,改变尺寸位置发生。释放鼠标键时,改变尺寸位置结束,尺寸返回定义状态S33。
参考图10,当改变位置时,在步骤S40首先找到距鼠标光标位置最近的2-D实体。换句话说,确定鼠标在屏幕上的位置,并且确定尺寸的任一组成(例如2-D线对象)是否具有相同的坐标。通过2-D绘图/选择对象,对鼠标光标坐标与已定义尺寸的2-D分量进行比较。一旦查找到最近的实体,在步骤S42确定最近的尺寸组成的源尺寸(parentdimension)。换句话说,如果选择了尺寸的延长线24,即2-D绘图对象,就可以找到相关的尺寸对象(源尺寸)。一旦选择了尺寸,通过移动鼠标并保持鼠标键按下,用户就可以将尺寸拖动到另一个位置。因此,在步骤S44,鼠标在屏幕上的2-D移动被转换到3-D空间运动以便确定3-D零件模型的位置,用户希望将尺寸标注在该位置。利用将在以下说明的尺寸位置改变平面,改变了所有尺寸信息的位置。在步骤S46,位置参数Pos1和Pos2被更新并且可以重新绘制尺寸,如果合适,包括绘制附加的必要延长线。
如图11所示,尺寸包括箭头线20以及改变尺寸位置时包括可能的箭头线20’的其它尺寸信息。注意,如图11所示,所有的初始尺寸信息均保持显示在屏幕上,直到释放鼠标键表示改变位置结束。由于图11示出位置改变完成之前的位置改变的情况,所以箭头线20’仅为可能箭头线。图12示出一个位置的尺寸,图13示出尺寸位置改变之后的同一个尺寸。
出现鼠标键按下操作时,将鼠标光标的屏幕坐标与表示箭头线的2-D线比较,确定2-D线上距鼠标光标位置最近的点。尽管在所描述的优选实施例中鼠标坐标与箭头线20进行了比较,但是可以使用所选尺寸的任何分量上的任一点。接着,通过比较比值可以确定对应于2-D线上的点的3-D线上的点。最后,将3-D线上的点设定为等同于检选点。通过比较比值能够容易地确定2-D线上的点距2-D线端的距离有多远并能够计算该距离与2-D线全长的比值。检选点为3-D线上距3-D线上的末端具有相同距离的点。
现在说明将鼠标移动操作编译为位置参数Pos1和位置参数Pos2的过程。Pos1和Pos2表示从第一所选接合点到箭头线20最近端的距离分量。各位置分量均表示在轴向上的距离分量。例如,如图14所示,假设第一所选接合点70与箭头线20,缺省Pos1等于Dy,缺省Pos2等于Dz。各Dx、Dy和Dz数值分别表示沿X、Y和Z轴的方向延伸的长方体边的长度。换句话说,Dx等于沿X轴的长方体的边的长度,Dy等于沿Y轴的长方体的边的长度,Dz等于沿Z轴的长方体的边的长度。
最初,第一次确定尺寸时,将Pos1和Pos2设定为缺省值。缺省值为第一所选接合点与箭头线的最近端之间的Dx值和/或Dy值,和/或Dz值。因此,缺省值依赖于沿长方体的边所选的路径,尤其依赖于箭头线20的位置。例如,参考图5,因为当箭头线20的最近端与第一接合点52之间的距离被分解为X、Y和Z尺寸分量时,其中有两个尺寸分量为0,所以位置参数之一(如Pos2)的值为0。另一个距离分量,即在第一所选接合点52与箭头线20的最近端之间的长方体边的长度,被设置为与另一位置参数Pos1相等。
发生鼠标移动操作时,鼠标光标的屏幕坐标被转换为零件坐标。接着,计算检选点与当前鼠标坐标之间的距离。将该距离投影到改变位置平面。然后,将该投影距离加到检选点。最后,投影距离被分解为X轴、Y轴和Z轴分量并且将对应于位置参数测量轴的分量与那个位置参数相加以获得新位置参数值Pos1和Pos2。发生鼠标键弹起操作时,退出位置改变状态S34并由上次鼠标移动操作确定Pos1和Pos2。
通过采用位置参数Pos1和Pos2计算新2-D线的尺寸对象来计算位置改变。尺寸对象接收鼠标移动操作并计算新尺寸位置。按如下方法计算新线。首先计算Dx值、Dy值和Dz值。然后利用位置参数Pos1和Pos2计算3-D线。如果位置参数Pos1和Pos2均等于Dx值、Dy值或Dz值,则利用上述长方体计算各线。
如果Pos1和Pos2不等于Dx值、Dy值和Dz值,则最多需要增加两条延长线。必须增加延长线时,在位置改变之后,计算延长线及箭头线20的过程要求计算六个点(如果Pos1或Pos2等于Dx、Dy或Dz,则计算五个点)。
例如,在图14中,假设Pos1=1.5×Dy,Pos2=1.5×Dz,根据新箭头线20’,第一点70为第一接合点。第二点72为接合点加Pos1。第一延长线24将为第一点70和第二点72之间的连线。通过将Pos2与第二点72相加计算第三点76。第二延长线78在第二点72和第三点76间延伸。第四点80为D值(Dx、Dy和Dz),即未通过将位置参数与第三点76相加进行调节的数值。本例中,由于Pos1是关于Y轴的Pos2是关于Z轴的,所以使用Dx。第三点76与第四点80之间的连线为改变了位置的箭头线20’。第四点80与对应于第二延长线78的延伸方向上的D值相加,然后减去对应于此方向的位置参数来计算第五点82。在本例中,第五点82为第四点80加Dz减Pos2获得。第三延长线84在第五点82和第四点80间延伸。第六点86为第二接合点。第四延长线26在第五点82与第六点86之间延伸。图11和图13示出具有四条延长线24、26、78、84的已改变位置的尺寸。
如果只需增加一条延长线,如上所述,就免去计算第五点82或第二点72。因此,或者将第五点数值为等于第二接合点或者第一延长线24在第一点和第三点之间延伸。
现在说明位置改变平面。改变距离尺寸的位置发生在位置改变平面上。例如,示于图14的尺寸在Y轴和Z轴改变位置。由这些轴定义的平面即Y-Z平面为位置改变平面。根据本优选实施例,选择零件的正视图时,位置改变平面为零件的X-Z平面。由俯视观察零件,位置改变平面为X-Y平面。由侧视观察零件时,位置改变平面为Y-Z平面。通过由下拉菜单选择透视图或在显示屏幕上按下鼠标键,用户可以在这些视图之间转换。只有在选择了特定视图之后,位置改变平面才转换到新对应位置改变平面。因此,当旋转零件由透视图观察零件而不是俯视、侧视或正视观察零件时,在对应于上次选择的透视图的位置改变平面上发生位置改变。
此外,如果同时显示零件的多个视图,则各距离尺寸与对应于可视视图的位置平面有关。当弯角变化时,如果两个接合点均位于同一个平面,位置改变平面随平面移动。如果接合点不位于同一个平面时,位置改变平面就不改变。然而,如果零件由折叠变成平板或者相反时,不显示尺寸。
当改变有关2-D零件模型的距离尺寸的位置时,位置改变平面位于一个矩形平面内。因此,只需要一个位置参数。对于有关2-D零件模型的夹角尺寸的情况,箭头线为两个所选实体之间的弧线,并通过简单计算弧线就能在弧线所在的平面上改变夹角尺寸的位置。
一旦定义了尺寸,就需要存储它们。因此,将含有接合点(即将零件与尺寸连系起来)的零件实体的ID以及位置参数存储到存储器的文件或磁盘中。然而,如果零件的两个例示同时存储在存储器,例如将零件拷贝到另一个文件,两个零件中的ID相同。由于每次参考标识符时,返回一个非单值,所以相同的ID表示零件的一个例示变化(例如:旋转)时呈现出问题。因此,有必要将复杂的ID***用于存储。一种示例性的ID***,它能正确地存储尺寸分量和零件数据间结合,***由二种类型实体ID组成,这二种类型实体ID是:对话ID(sessionID)和文件ID。零件装入时,将对话ID附在各实体上。因此,保证对话ID在该对话期间内是唯一的,但当期间结束或重新开始时可以改变。文件标识符也被附在各实体。然而,文件标识符是固定的,它在期间内不依赖于其它零件的ID并且不能变化。因此,当该期间结束或重新开始时,文件ID不会变化。
现在参考图18讨论绘制尺寸时可以采用的各种操作和过程。在步骤S50,利用ID信息计算3-D线。尺寸对象对各零件实体指定ID并将ID转发到CAD***10。绘制尺寸时,尺寸对象利用ID在CAD工具10中查询零件实体的坐标。因此,只要零件发生变化,就在查询结果中反映这些变化。接着,实体之间的距离(即尺寸数值28)、对于延长线的几何结构以及箭头线均在3-D下计算。在步骤S52,确定附着线延伸到的接合点是否可见。利用上述3-D线对象的成员函数完成可见性校验。在步骤S54,计算2-D线、文本以及箭头。在步骤S56,可以调用视窗图形设备界面(GDI)函数以便绘制零件顶部的2-D实体。
现参考示于图24的逻辑流程图说明建立尺寸和绘制尺寸的过程。在步骤S100,对几何尺寸确定界面对象调用函数以建立一个新尺寸。几何尺寸确定界面对象查询BendCAD模块12以查找所选实体的准确位置(即坐标)。在步骤S102,尺寸对象计算尺寸的3-D几何结构,即箭头线20、延长线24、延长线26的3-D坐标。在步骤S102,尺寸对象还确定数据是否有缺陷,例如,由于诸如添加孔以致零件数据的变化会使接合点消失。此外,还要计算数值28。在步骤S104,计算本发明的2-D几何结构。计算2-D几何结构是为了将3-D线投影到视平面。为了计算2-D线,将各3-D线映射成单个2-D线。如果用3-D线描述箭头线20,利用新短线段添加箭头并存储到2-D箭头对象。计算文本的边界框并将文本的边界框存储到2-D文本对象。为3-D线计算2-D文本信息。然而,除了箭头线20之外,2-D文本信息对所有线隐含。
在步骤S106,确定2-D线是否可见。在步骤S108,如果2-D线不可见,则用于全部尺寸的2-D数据是隐含的,或者如果数据有缺陷,则丢弃2-D数据。然而,确定尺寸时,始终显示2-D线。在步骤S110,如果在步骤S106确定2-D线可见,则在步骤S108绘出2-D线。之后,在步骤S112,接收处理操作后(例如,放大、旋转、平移、位置改变),重复全部过程。反之,逻辑使控制回到调用功能。
本发明的另一个特征使用户能够容易地在零件厚度的远侧和近侧之间进行选择。由于金属板具有厚度,所以用户必须决定从金属板的哪一侧开始测量尺寸。现在参考图15-图17说明用于决定从零件厚度的哪一侧开始测量的远/近特征。确定尺寸之后,屏幕上靠近各接合点的文本指明当前选择零件厚度的哪一侧(即远侧/近侧)开始测量。例如,图16和图17分别说明选择的远侧和近侧的情况。
为了便于选择所需侧以便从此开始测量,无需乏味的鼠标操纵或猜测,文本显示器指明远侧或近侧并能够容易地通过敲击鼠标键进行转换。如图17所示,通过将鼠标光标置于接近屏幕上的远侧文本并敲击然后释放鼠标键,接合点由远侧转换到近侧。如图16所示,如果文本写明近侧,用户将鼠标光标置于接近近侧文本并敲击然后释放鼠标键使接合点由金属板的近侧转换到远侧。只要零件不发生变化,即弯角变化,远侧/近侧配置保持不变。
通过分析保持一个接合点固定而改变其它接合点的四种测量组合(两个不同的点,对于各接合点的材料厚度的各侧有一个点),确定远侧/近侧配置。改变接合点时,若测量结果较长,显示远侧文本。如果测量结果较短,则显示近侧文本。如图15所示,如果测量距离没有发生变化,则显示写明“中间”的文本。只要零件发生变化,必须重新计算远侧/近侧配置。在本优选实施例中,最初,尺寸以远侧配置中的两个接合点进行显示。为了在屏幕上显示远侧/近侧/中间文本,尺寸分组L1直接与2-D文本分组L4结合。
根据另一个优选实施例,可以提供放大功能。放大功能能够在鼠标所指的位置实现自动放大。如图21所示,可以提供辅助视窗,该辅助视窗放大围绕鼠标所在位置的矩形区域。这种放大有助于看到远侧/近侧尺寸选择。在某些情况,自动改变尺寸位置需要将尺寸置于辅助视窗。
如图22a和图22b所示,当零件在上方放大时,有必要自动改变尺寸位置,这样接合点就会位于视见区内,但是尺寸的几何结构并不位于视见区内。因此,需要改变位置的尺寸适合于在视见区内。这种尺寸位置改变包括下列两步:1)计算视见区截取尺寸的3-D点;和2)根据尺寸截取的位置计算位置改变数据。如图22c所示,完成位置改变时,可以显示具有尺寸信息的最新零件视图。
根据另一个优选实施例,如图12所示,可以采用公差显以便标明公差数值的尺寸。通过在尺寸上击鼠标右键,用户可以访问公差菜单。公差菜单可以包括:具有临界区、上公差区以及下公差区的对话框。用户在公差对话框内选择处于临界的尺寸或者选择公差值与尺寸一起显示。用户还可以任意隐含尺寸,此时为尺寸上色,例如,灰色,这样尺寸就不明显了。当尺寸被标明临界时,优先以单一颜色绘制,例如:红色。选择公差时,尺寸数值要与加和/或减的长度公差数值一起显示。
根据另一个优选实施例,可以提供对齐功能。例如,如图19a所示,假设确定两个尺寸。如图19b所示,尺寸最好彼此之间对齐。利用2-D对齐功能可以完成对齐过程。可以为零件的3-D视图提供类似的3-D对齐功能。可以利用已知的算法实现对齐特征。
根据优选实施例,根据用户的爱好,几何尺寸确定***可以记忆在什么位置和在什么时候显示尺寸。因此,用户可以决定选择显示哪个尺寸以避免不必要的乱屏。所以只要显示零件,只有用户选择的尺寸与零件一起显示。此外,如果当零件以一个方向旋转时将尺寸定位在一个位置,当零件以几何尺寸确定***记忆的另一个方向旋转时,尺寸定位在另一个位置(例如为了避免隐含一个孔),对于各旋转位置均显示尺寸。
优先提供三个独立的ON/OFF拨动式开关。第一个转换键为手动尺寸显示开关。将手动尺寸显示开关转动到ON以显示所有选择的手动建立和手动定义的尺寸。将手动尺寸显示开关转动到OFF以隐含所有手动建立和手动定义的尺寸。第二个转换键在显示与不显示自动尺寸之间转换。当第一个转换键和第二个转换键均为ON,则手动尺寸和自动尺寸均同时显示在屏幕上。第三个转换键转换尺寸编辑模式的ON和OFF。在尺寸编辑模式,用户可以选择任何已显示的尺寸并改变尺寸的位置。当尺寸编辑模式处于OFF时,只能观察尺寸但不能选择或移动尺寸。
尽管参考几个典型实施例对本发明进行了说明,但是很明显这里所说明的观点为描述和说明性的而非限定性的。在所附权利要求(当前陈述及修改的)所述的范围内可能实现的替换方案均属于本发明的实质范围。尽管参考特定装置、材料和实施例对本发明进行了说明,但是本发明并不局限于这里所披露的细节;相反,本发明可以推广到所有功能相同的结构,方法以及诸如所附权利要求所述范围内的应用。
例如,尽管没有参考任何制图标准描述了本***,但是,通过改变文本及2-D线和3-D线的形状,可以容易地将该***调整到与诸如ISO9000或ANSI/ASME Y14.5M-1194的制图标准相一致。此外,尽管尺寸数值28被描述为一个显示在屏幕上的数值,但是可以容易地将该数值变成符号。例如,当显示具有同等关系的几个尺寸时,为了减少屏幕混乱,与显示数值相比更希望显示符号。显示符号时,单独绘制一个符号/数值对照表是可取的。图20示出符号尺寸的实例。因此,符号尺寸能够描述孔、槽等的重复关系。符号尺寸特点还能够说明某些特定尺寸相等。
此外,尽管尺寸位置改变被描述成用户能够做或因放大而进行,但是如图23a所示几何尺寸确定***能够自己改变位置以便减少屏幕混乱。为了避免屏幕上出现混乱,需要改变尺寸的位置避免重叠。如图23b所示,尺寸位置改变之后应配置尺寸。为了避免屏幕混乱进行尺寸位置改变需要完成三个步骤。第一步,对各尺寸产生一个候选文本位置表。第二步,将文本位置配置到能使其它尺寸与零件的重叠减小到最小。第三步,计算能够使在第二步选择的文本定位的尺寸的3-D几何结构。
在本发明中还可以使用自动尺寸位置改变以便改进尺寸信息显示清晰性。当用户确定优先尺寸的位置时,该尺寸可能不可见。自动位置改变包括计算各尺寸的位置使得清晰性最好。优先顺序为首先尝试在视见区显示具有接合点的(或实体)所有尺寸。其次,尝试改变文本位置以避免与其它文本或尺寸重叠。再次,避免与被确定尺寸的实体重叠(即这可能要求将零件旋转90°)。
此外***还可以改变尺寸位置以保持2-D透视图、3-D透视图的稳定。因此,当在2-D空间改变尺寸位置时,它会自动显示在3-D模型上的相关位置。此外,如果有多个视角同时显示在显示屏幕上并且在一个视图上定义尺寸,该尺寸应出现在其它视图。
本申请的另一个主题为计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储计算机程序以使计算机使权利要求1至12、23至31、37至39所述的几何尺寸确定***运行或使权利要求20-22、35-36所述的位置改变***运行,或实施权利要求13至19或33至34所述的方法。
Claims (39)
1.一种几何尺寸确定***,用于由计算机产生、包括多个实体的几何模型,该几何尺寸确定***的特征包括:
选择模型的两个实体的选择器;以及
定义与模型的已选实体有关的各尺寸的尺寸定义***。
2.根据权利要求1所述的几何尺寸确定***,其特征为:进一步包括指示器,根据用户操作,该指示器指出可供选择的用户候选模型实体,其中各实体是根据指示的候选实体选择的。
3.根据权利要求1所述的几何尺寸确定***,其特征为:进一步包括:模型显示器,该模型显示器在显示屏幕显示模型演示;以及尺寸显示器,该尺寸显示器根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息。
4.根据权利要求1所述的几何尺寸确定***,其特征为:其中几何模型包括3-D板金零件模型。
5.根据权利要求4所述的几何尺寸确定***,其特征为:选择器包括选择对应于各所选实体的接合点的接合点选择器;尺寸定义***包括长方体产生器,该长方体产生器产生一个由已选接合点作为长方体的对角而定义的长方体,接合点之间的尺寸被定义为连接接合点之间的直线或定义为长方体上相邻的三个边,这相邻的三个边连接接合点。
6.根据权利要求4所述的几何尺寸确定***,其特征为:选择器包括线计算器,该线计算器计算两条线,对于已选各实体有一条线,每条线分别表示两个已选实体中的一个实体;及尺寸显示器包括一个柱体产生器,该柱体产生器根据这两条线产生一个柱体;其中已选实体之间的尺寸包括在这两条线之间测量的角度,其中尺寸信息成分显示在柱体圆周的一部分上。
7.根据权利要求4所述的几何尺寸确定***,其特征为:进一步包括检选顺序***,该检选顺序***指定多个模型实体的优先顺序并且根据指定的优先顺序预定模型尺寸,或者检选多个模型实体之一或者检选预定尺寸作为一个选择目标,这样,如果目标为模型实体,则目标为候选实体。
8.根据权利要求7所述的几何尺寸确定***,其特征为:进一步包括过滤器,该过滤器避免不希望的多个实体之一或不希望的预定尺寸成为目标。
9.根据权利要求5所述的几何尺寸确定***,其特征为:尺寸显示器包括可见性校验器,该可见性校验器校验是否两个接合点均被用户选择的模型透视图可见,其中如果确定接合点之一被用户选择的透视图可见,则显示尺寸信息。
10.根据权利要求4所述的几何尺寸确定***,其特征为:其中尺寸信息包括文本和箭头线,尺寸显示器进一步包括将文本位置改变至集中于用户选择的透视图可见的箭头线部分的文本位置改变器。
11.根据权利要求4所述的几何尺寸确定***,其特征为:其中用户操作包括鼠标移动操作。
12.根据权利要求11所述的几何尺寸确定***,其特征为:多个实体包括:转折线,平面以及冲压孔。
13.一种对计算机产生的包括多个实体的几何模型选择并显示尺寸的方法,其特征为,该方法包括:
在显示屏幕上显示模型的演示;
根据用户操作指出用户候选模型实体;
选择显示在显示屏幕上的两个模型实体,每个实体均基于指出的候选实体;
定义联系已选模型实体的尺寸;以及
根据定义的尺寸,将尺寸信息与模型一起显示在显示屏幕上。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征为:其中几何模型包括3-D板金零件模型。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征为,定义包括:
将尺寸或者定义为已选实体之间的角度或者定义为已选实体之间的距离;
如果尺寸被定义为已选实体之间的距离,则选择测量轴,以便沿该轴测量距离;以及
如果尺寸被定义为已选实体之间的角度,或者选择钝角用于测量角度或者选择锐角用于测量角度。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征为:其中如果尺寸被定义为已选实体之间的距离,则该选择进一步包括选择对应于各已选实体的接合点,并且定义尺寸进一步包括产生一个由已选接合点作为对角而定义的长方体,接合点之间的尺寸或者被定义为连接接合点的直线,或者被定义为长方体上相邻的三个边,这三个相邻的边与接合点相连;以及
其中如果尺寸被定义为角度,则该选择进一步包括计算两条线,每个实体对应一条线,每条线表示二个已选实体中的一个实体;并且根据这两条线,显示尺寸进一步包括产生一个柱体,其中两个已选实体之间的尺寸包括在两条线之间测量的角度,并且其中尺寸信息成分被显示在柱体圆周的一部分上。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征为:进一步包括在模型中表示金属板的厚度,并且其中的定义还进一步包括选择厚度的一侧开始测量尺寸。
18.根据权利要求14所述的方法,其特征为:其中用户操作包括鼠标移动操作。
19.根据权利要求14所述的方法,其特征为:多个实体包括转折线、平面以及冲压孔。
20.一种对计算机产生的、显示在显示屏幕上的几何模型的尺寸位置改变***,该几何模型有与几何模型一起显示在显示屏幕上的相关尺寸,其特征为,该尺寸位置改变***包括:
将尺寸位置改变到模型上的所需位置的位置改变器;及
在模型上的所需位置显示尺寸的已变位置尺寸显示器。
21.根据权利要求20所述的尺寸位置改变***,其特征为:其中几何模型包括3-D板金零件模型。
22.根据权利要求21所述的尺寸位置改变***,其特征为:已变位置尺寸显示器包括延伸线创建器,如果改变了箭头线的位置以致箭头线的最近端不再与已选实体相邻,则该延伸线创建器创建并在显示屏幕上显示各接合点与箭头线上的最近端之间的延伸线。
23.一种用于计算机产生的、包括多个实体的板金零件3-D模型的几何尺寸确定***,其特征为,该几何尺寸确定***包括:
在显示屏幕上显示模型演示的模型显示器;
根据用户操作,指出可以选择的用户候选模型实体的指示器;
各实体均根据指出的候选实体选择的,用于选择两个模型实体的选择器;
定义与已选模型实体有关的各尺寸的尺寸定义***;
根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息的尺寸显示器;
将尺寸位置改变到模型上所需位置的尺寸位置改变器;以及
在模型上的所需位置显示尺寸的已变位置尺寸显示器。
24.一种用于计算机产生的、包括多个实体的几何模型的单实体几何尺寸确定***,其特征为,该单实体几何尺寸确定***包括:
在显示屏幕上显示模型演示的模型显示器;
根据用户操作,指出可以选择的用户候选模型实体的指示器;
根据指出的候选实体选择一个模型实体的选择器;
定义与已选模型实体有关的各尺寸的尺寸定义***;
根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息的尺寸显示器;
将尺寸位置改变到模型上所需位置的尺寸位置改变器;以及
在模型上的所需位置显示尺寸的已变位置尺寸显示器。
25.根据权利要求24所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:其中几何模型包括3-D板金零件模型。
26.根据权利要求25所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:已选实体包括圆和弧线,并且尺寸定义***或者将尺寸定义为已选实体的直径,或者定义为已选实体的半径。
27.根据权利要求25所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:已选实体包括转折线和线,并且该尺寸定义***将尺寸定义为已选实体的长度。
28.一种用于由计算机产生的包括多个实体的几何模型的几何尺寸确定***,该几何模型包括板金零件模型,其特征为,该几何尺寸确定***包括:
选择两个模型实体的选择器;
定义与已选模型实体有关的各尺寸的尺寸定义***;
根据用户操作,指出可以根据指出的候选实体选择的用户候选模型实体的指示器;
在显示屏幕上显示模型演示的模型显示器;以及
根据定义的尺寸在显示屏幕上显示尺寸信息的尺寸显示器。
29.根据权利要求28所述的几何尺寸确定***,其特征为:选择器包括选择对应于各已选实体的接合点的接合点选择器,尺寸定义***包括产生由已选接合点作为矩形的对角来定义的矩形的矩形产生器,接合点之间的尺寸或者被定义为连接接合点的直线,或者被定义为矩形相邻的两个边,这两个相邻的边与接合点相连。
30.根据权利要求28所述的几何尺寸确定***,其特征为:进一步包括检选顺序***,该检选顺序***对多个模型实体指定优先顺序并预定尺寸,根据指定的优先顺序,或者检选多个模型实体中的一个模型实体或者检选预定尺寸作为选择目标,这样,如果目标为模型实体,则目标为候选模型实体。
31.根据权利要求28所述的几何尺寸确定***,其特征为:尺寸显示器包括可见性校验器,该可见性校验器校验是否两个接合点均被用户选择的模型透视图可见,其中如果确定接合点之一被用户选择的透视图可见,则显示尺寸信息。
32.根据权利要求13所述的方法,其特征为:其中几何模型包括板金零件模型。
33.根据权利要求32所述的方法,其特征为,定义包括:
将尺寸或者定义为已选实体之间的角度,或者定义为已选实体之间的距离;
如果尺寸被定义为已选实体之间的距离,则选择测量轴,以便沿该轴测量距离;以及
如果尺寸被定义为已选实体之间的角度,或者选择钝角用于测量角度或者选择锐角用于测量角度。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征为:其中如果尺寸被定义为已选实体之间的距离,则该选择进一步包括选择对应于各已选实体的接合点,并且定义尺寸进一步包括产生一个由已选接合点作为对角而定义的矩形,接合点之间的尺寸或者被定义为连接接合点的直线,或者被定义为矩形的两个相邻边,这两个相邻的边与接合点相连;以及
其中如果尺寸被定义为角度,则该选择进一步包括计算两条线,每个实体对应一条线,每条线表示两个已选实体中的一个实体,其中两个已选实体之间的尺寸包括在两条线之间测量的角度,并且尺寸信息成分被显示为两条线之间的弧。
35.根据权利要求20所述的尺寸位置改变***,其特征为:其中几何模型包括板金零件模型。
36.根据权利要求35所述的尺寸位置改变***,其特征为:已变位置尺寸显示器包括延伸线创建器,如果改变了箭头线的位置以致箭头线的最近端不再与已选实体相邻,则该延伸线创建器创建并在显示屏幕上显示各接合点与箭头线上的最近端之间的延伸线。
37.根据权利要求24所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:其中几何模型包括板金零件模型。
38.根据权利要求37所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:已选实体包括圆和弧线,并且尺寸定义***将尺寸或者定义为已选实体的直径,或者定义为已选实体的半径。
39.根据权利要求37所述的单实体几何尺寸确定***,其特征为:已选实体包括转折线及线,且其尺寸定义***定义尺寸为已选实体的长度。
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