使用上下文无关语法的部件设计制造技术

本发明专利技术涉及使用上下文无关语法的部件设计。一种用于设计通过使用下述各项来建模的部件的计算机实现方法：上下文无关语法的种子结构，语法的一组规则，至少两个设计特征，每个设计特征由所述一组规则中的至少一个规则定义，由所述种子结构和所述一组规则所确定的设计特征之间的优先级顺序，所述方法包括以下步骤：根据所述优先级顺序，在图形用户界面中显示所述部件的表示，通过修改所述一组规则来修改所述两个设计特征之间的优先级顺序，根据修改后的优先级顺序，显示所述部件的表示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机程序和系统领域，并且更为具体地，涉及用于设计部件的计算机实现的方法，其中所述部件利用设计特征进行建模。
技术介绍
在市场上可以购买到多种用于部件设计的系统和程序，比如注册商标为CATIA的申请人所提供的系统和程序。这些所谓计算机辅助设计(CAD)系统允许用户构建和操作部件的复杂三维(3D)模型。可以使用多种不同的建模技术来设计部件。这些技术包括实体建模、线框建模以及表面建模。实体建模技术提供拓扑的3D模型，其中该3D模型是例如互连的边和面的集合。在几何学上，表示部件的3D实体模型是被修整表面的集合，该集合定义封闭皮肤(closed skin)。该被修整表面对应于由边限定的拓扑面。封闭皮肤定义填充有部件材料的3D空间的边界区域。另一方面，线框建模技术可以被使用来将部件表示为仅仅3D直线的集合，而表面建模可以被使用来将部件表示为外部表面的集合。CAD系统可以组合这些和其它建模技术，比如参数化建模技术。参数化建模技术可以被使用来为部件的不同设计特征定义各种参数，以及基于该各种参数之间的关系，定义这些设计特征之间的关系。可以在支持参数化实体建模的CAD系统中组合实体建模和参数化建模。设计工程师是3D CAD系统的典型用户。设计工程师设计3D模型的功能、物理和美学特性(aspect)，并且精通3D建模技术。设计工程师设计部件，并且随后可以将这些部件组装为一个或多个子组件。除了部件之外，子组件还可以包括其它子组件。通常，设计工程师通过使用部件和子组件来设计组件。例如，在采用计算机辅助设计系统的车身设计领域，现有的解决方案为用户提供几何学和拓扑交互命令。设计者处理点、平面、曲面或表面，并且任务是创建、变形、偏移、清除(sweep)、外推、修整、平滑化、连接这些曲面和表面，以便得到从外部造型面开始的最终“白车身”形状。因此，通常使用各种几何构块(building block)，利用CAD系统中通常提供的工具来设计部件。在基于特征的CAD中，设计工程师在设计部件时创建设计特征的顺序影响该部件的物理结构。因此，这些系统被认为是基于历史的。例如，通过首先切出圆柱块然后添加延伸到所切出的圆柱块所留下的空隙内部的凸饰(boss)而构建出的部件将导致一个洞孔，该凸饰的材料在该洞孔中。如果操作顺序被颠倒从而使得该凸饰在切出圆柱块之前添加，则该切除将不仅切除原始块的材料，而且切除后续凸饰的材料，从而导致一个内部没有材料的洞孔。在图1到图3中对此进行了例示，图1到图3示出了在现有CAD系统的屏幕上显示的窗口。图1示出了包含了正在构建的部件的三幅图的窗口2。顶视图4、正视图6和旋转图8揭示出该部件由两个块特征(即，上块12和下块14)部分地限定。另外，顶视图4-->和正视图6清楚地示出了圆形的已挤压轮廓10。已挤压轮廓10的目的在于创建部件中的圆柱形切口特征。图2示出了在该已挤压轮廓10被用来构建切口特征后的窗口2。通过减少上块12和下块14的位于该已挤压轮廓10内的材料，创建切口16。如果在包括切口特征16之前上块12和下块14包括在部件定义中(即，存在)，那么在基于历史的CAD系统中，切口16将出现，如图2中所例示。图3示出了包含其中切口特征18没有减少上块12的材料的部件的窗口2。如果首先将下块14包括在部件定义中，其次将切口特征18包括在部件定义中，最后将上块包括在部件定义中，则在基于历史的CAD系统中，切口18将出现，如图3中所例示。图1到图3的例子示出了输入用于定义部件的设计特征的顺序影响部件的输出形状。参考机械部件进行的这种讨论适用于设计系统中的其它类型的部件和元件，例如建模部件、电路中的电气特征、或者构成部件或元件的组件的更为一般的任何类型的特征。现有CAD系统允许通过捕获由设计者执行的几何操作的历史记录来进行后验(posteriori)修改。对部件的设计进行修改对设计者而言是改变输入参数或几何对象，以及对系统而言是重放操作的历史记录，从而得到新结果。基于历史的系统带来不同的问题。当使用“线框和表面”CAD系统的工作台时，例如，当设计“白车身”部件时，只要特征没有重叠太多，就可以容易地创建和修改这些特征。设计特征的重叠对应于这些设计特征之间的空间冲突。CAD系统必须对这种情形进行管理，从而仍然可以计算出最后的几何图形。超过特定的重叠率，则CAD系统将不能管理复杂度，并且设计者的责任是想象出应该如何彼此修整各个重叠特征，以及通过基本工具来创建最后的几何图形。因此，设计者难以对他在很早之前初次设计的部件的设计进行修改。实际上，在这种情形下，设计者可能已经忘记了他如何管理重叠的设计特征，并且因此不能考虑它们的修改意图。因为现有系统所提供的几何语义，系统捕获仅仅设计结果，与保留在用户思维中的设计意图相反。即使CAD系统捕获历史设计，这也是事实。结果是最终形状的质量的责任完全在设计者。为了实现高质量，必须由CAD编辑者和应用专家(该部件的应用领域的专家)一起建立专用方法。这种方法必须被教授给设计者，并且专用过程必须检验它是否在生成时实际使用。这即耗时又耗财，并且造成组织问题。另一方面，通过重放所记录的操作的历史进行的修改计算出新的而不是类似的结果。大的设计改变要求删除和创建许多几何对象。此外，在特定复杂度(通常是几何对象和它们的关系的数目)之外，仅仅原始设计者能够执行修改。即使这样也不能得到保证，因为不能保证设计者仍然记得他/她先前已经完成了什么。已经建议使用预定模板，但是它们不能提高语义层次。它们加速设计创建阶段，通过一次创建许多几何对象来充当对话加速器。但是修改和再工作的缺陷依然存在。由于对历史的依赖性，没有研究协作设计。公知的是，非互换特征不能容易地通过异步协作共享。实际上，如果用户A向用户B发送设计特征F，则将特征F插入到用户B的被排序序列中的正确位置处的操作不能自动地完成。这些问题已经被名称为“Part design system using a context-freegrammar”的美国专利7,495,662解决。该专利描述了基于历史的设计系统，该系统采用设计特征和使用上下文无关语法定义的种子结构来设计部件，该种子结构适于接收来自所例示的设计特征的贡献(contribution)。构建该种子结构，从而接收使得接收贡献的顺序不会改变该种-->子结构输出的结果，或者，更为具体地，不会改变由核心系统进行的对这种结果的评价。该种子结构可以由编辑者进行编辑。该编辑这使得可以根据核心系统的能力，将现有种子结构修改为更有效率，而不会改变它的功能。该编辑者还可以增加给定应用中的种子结构的功能能力。通过使用上下文无关语法的种子结构，美国专利7,495,662描述了一种基础设施，该基础设施确保CAD系统提供说明性的设计特征。按照这种方式，即使例示设计特征的顺序与所得到的部件无关，也可以提供基于历史的设计系统的优点。然而，美国专利7,495,662所描述的技术方案不易操作。实际上，该专利中的种子结构能力在应用专家进行的概念阶段被固定，并且不能被终端用户修改。当设计部件时，设计者必须考虑这些能力。结果是，仅仅先前构思的种子结构所支持的设计意图可以被具体化。因此，强迫设计者将他/她的设计意图与该种子结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设计通过使用下述各项来建模的部件的计算机实现方法：－上下文无关语法的种子结构，－所述语法的一组规则，－至少两个设计特征，每个设计特征由所述一组规则中的至少一个规则定义，－通过所述种子结构和所述一组规则确定的所述设计特征之间的优先级顺序，所述方法包括以下步骤：－根据所述优先级顺序，在图形用户界面中显示所述部件的表示，－通过修改所述一组规则来修改所述两个设计特征之间的优先级顺序，－根据修改后的优先级顺序，显示所述部件的表示。

【技术特征摘要】
EP 2009-10-30 09290828.41.一种用于设计通过使用下述各项来建模的部件的计算机实现方法：-上下文无关语法的种子结构，-所述语法的一组规则，-至少两个设计特征，每个设计特征由所述一组规则中的至少一个规则定义，-通过所述种子结构和所述一组规则确定的所述设计特征之间的优先级顺序，所述方法包括以下步骤：-根据所述优先级顺序，在图形用户界面中显示所述部件的表示，-通过修改所述一组规则来修改所述两个设计特征之间的优先级顺序，-根据修改后的优先级顺序，显示所述部件的表示。2.如权利要求1所述的方法，其中，在修改所述优先级顺序的步骤处，将交换规则添加到所述一组规则中。3.如权利要求1所述的方法，其中所述一组规则包括交换规则，并且在修改所述优先级顺序的步骤处，从所述一组规则中移除所述交换规则。4.如权利要求1所述的方法，其中所述一组规则包括交换规则，并且在修改所述优先级顺序的步骤处，将去交换规则添加到所述一组规则中。5.如权利要求1所述的方法，其中，在修改所述优先级顺序的步骤处，将带到前面规则或送到后面规则添加到所述一组规则中，在所述添加之后，所述优先级顺序被修改。6.如权利要求1到5中的任何一项所述的方法，还包括在每个显示步骤之前，将所述规则应用到所述种子结构的步骤。7.如权利要求6所述的方法，其中，应用每个规则的步骤根据该规则的至少一个非终止符号来修改所述种子结构。8.如权利要求7所述的方法，其中，每个规则替换与所述规则的非终止符号对应的所述种子结构的非终止符号。9.如权利要求1到8中的任何一项所述的方法，其中，每个设计特征具有的类型属于包括下述各项的组：-基部特征类型，-推动特征类型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C弗里茨洪布洛特，JF拉莫，L桑提科，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]