Mod9 Scambio Dati

7/21/2019 Mod9 Scambio Dati

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Ing. Michele Fiorentino

[email protected]

Laurea specialistica in Ingegneria Meccanica

Corso di Simulazione e prototipazione virtuale

1

Scambio dat i

(Interoperabil i ty)

?


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Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica, Bari - Corso Simulazione e Prototipazione virtuale - Ing. Michele Fiorentino Modulo 72

Il problema: scambio dati .

? ?


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Dati come asset azienda globale

Limpresa globale e digitale: idati sono una risorsa

Tipo Dati Testo

Excel Simulazioni Cad

Possibili Problemi conversione

Versioning Timing (fusi orari) Unit di misura

Incompatibilit interna\esterna


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[email protected]



Incompatibilit

interna

Modulo 75

Citt di Babele


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Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica, Bari - Corso Simulazione e Prototipazione virtuale - Ing. Michele Fiorentino

Incompatibilit interna

Le aziende produttive utilizzano una serie disoftware: CAD, CAE, CAM, gestionale,Office, Firmware Macchine utensili, etc..

Questi software possono essere incompatibilifra loro e causare:

Perdite di dati Costi e tempi di traduzione

Incompatibilit completa

Modulo 76


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Software in FIAT

Modulo 2-p27


7/83Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica, Bari - Corso Simulazione e Prototipazione virtuale - Ing. Michele Fiorentino Modulo 78

Perch diversi formati CAD

Politiche commerciali chiuse: il file cad comestrumento di fidelizzazione

Proliferazione di applicativi CAD kernel diversi

Versioning

incompatibilit interna es. Catia v4-v5, SE 15-16Licensing

diversi livelli di accesso (educationalo commerciale)

Rappresentazione interne (kernel) Poligonari, CSG, Brep, ibride

Primitive Geometriche Nurbs, B-splines, Coniche

Informazioni aggiuntive Fetures, history, etc

Precisione matematica (float, double)



Computer aided manu factur ing &Downstream applications

Incompatibilit CIM

Design CATIA, Pro/E , IDEAS, Unigraphics,

Inventor, SolidWorks

FEA Ansys, Nastran, COSMOS

Mold and Design Analysis Pro/Mold, MoldFlow

Manufacturing Process Simulation

MasterCAM, SurfCAM, VeriCut PLM

Teamcenter, enovia, windchill,etc.



Eempio CFD

I modello CAD contiene spesso pi informazioni delnecessario per lanalisi ingegneristica (es. Dettaglimeccanici)

estrarre le curve e le superfici richieste

contorni possono avere aperture e discontinuit

tolleranze e giochi per la produzione non servono per ilCFD o FEM

Integrare i file cad con gli input supportati da CFD Alcune features meccaniche e produttive devono

essere rimosse (es. Filettature)


10/83Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica, Bari - Corso Simulazione e Prototipazione virtuale - Ing. Michele Fiorentino

Dal CAD a CFD

Modulo 711


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[email protected]



Incompatibilit

verso lesterno

Modulo 712


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Si demanda la produzione dei componenti ad aziendeesterne (es. Fiat)

Lo scenario esterno: Outsourcing

Suppliers

Primes

Subcontractors

Concept

Design

Fabricate

Assemble

Test/Deliver

Suppor t

CORE BUSINESS


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Esempio: automotive supply chain

Fiat!!

First Tier "fornitori diretti" o "fornitori di primo livello".


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Outsourcing models!!

I fornitori richiedonomodelli digitali!

67% 2D digitali

________________

48% 3D Nativi
http://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey12.jpghttp://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey12.jpghttp://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey9.jpghttp://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey9.jpg


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Ignoranza costo scambio dati!

Fonte: http://www.caddigest.com 2004
http://www.caddigest.com/http://www.caddigest.com/http://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey20.jpghttp://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey20.jpg


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[email protected]



Pemesse allo Scambio

dati CAD

Modulo 717


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Verso il Digital master

Digital Mastersostituisce il cartaceoAsme Y14.41-2003 - ISO 16792:2006


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Premesse

Quello che si vede sulloschermo di un CAD non necessariamente ci che nel kernel.Kernel pu forzare lageometria di connettersi(topologia) anche con lacunegeometricheIl Trasferimento puesporre questeincongruenze.


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Accuratezza di un CAD

Una misura data dalla:

Distanza di fusione (merging distance) =

distanza minima tra 2 distinti puntigeometrici di sotto del quale il modellatorevede solo un punto

Similitudine con i telescopi: l'universo diversoa seconda dalla precisione telescopio

Modulo 720


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Da CAD a CAD

Il sistema nativo pu avere creato la geometriain una accuratezza pi bassa\alta di quanto siastato utilizzato dal sistema ricevente.

Pi problemi apparentemente da basseaccuratezze ad alte!

Inoltre: Sistemi di coordinate, conversione diUnit e trasformazioni possono degradare lageometria.


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Soluzione di Automatic Healing

Questo esempio: lesuperifici sono estese etagliate per formare

nuovi bordi (Finestra C)eliminando le lacune(D).


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Tecniche di healing manuale

I difetti nascono da diverse accuratezze dei CAD;soluzioni:1. Ridurre accuratezza nel CAD di destinazione

(ci si livella al basso in modo globale)2. Riempimento fori con entit3. tolerant modelling acis, parasolid,

opencascade (riduzione accuratezza locale)4. Sostituzione di entit con problemi con altre

sane5. virtual topology adattare la topologia (Gambit,

cubit)

Modulo 724


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[email protected]



Formati CAD

Modulo 725


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Formato CAD = scatola!

Non importa tanto linvolucro ma il contenuto!

Modulo 726


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Definizioni generali formati CAD

Openness

Definizione non nota (detti anche chiusi) .CATPArt, .dwg

Definizione Pubblica (detti anche aperti) IGES, STEP,etc..

Supporto

Binario (= codificato, non leggibile)

Ascii (= leggibile con editor di testi) es. xml, txt,html, etc..

Modulo 727


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I formati CAD pi diffusi

.dwg chiuso binario, proprietario di Autodesk(incompatibile nelle versioni successive)

.dxfaperto ascii\binario, designato da Autocad,

semplice ed efficace.iges aperto ascii, molto usato (anche in FEM) malimitato alle superfici

.stl (Stereolithography) (usato nel rapid prototyping),

aperto ascii.step (Standard for the Exchange of Product ModelData) aperto ascii


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Open Design Alliance

E un consorzio no-profit che dal 1998 sioccupa del reverse engineering del formatoDWG.

over 1,100 members in 40 countries(es.SolidWorks,Adobe Systems, IntelliCAD, etc.)

Teigha la piattaforma di import\export deiCAD dwg.

Modulo 729
http://en.wikipedia.org/wiki/SolidWorkshttp://en.wikipedia.org/wiki/Adobe_Systemshttp://en.wikipedia.org/wiki/IntelliCAD_Technology_Consortiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/IntelliCAD_Technology_Consortiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Adobe_Systemshttp://en.wikipedia.org/wiki/SolidWorks


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[email protected]



Modalit di scambio dati

Modulo 730


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Metodi di scambio dati

Lo scambio dati in una rete aziendale puavvenire a diversi livelli:

Trasferimento fisico

Memoria condivisaDatabase condiviso (EDM)

Scambio dati Knowledge-Based(PLM)


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Livello 1:Trasferimento fisico

La comuncazione avvienemediante lo scambio fisico o e-mail in un formato opportuno.

Problemi: Informale

No tracciato

Rischio perdita di dati

Sicurezza

auorizzazioni

From David Sanfords Presentation, A Survey of the STEP Project, Boeing Commercial Airplane Group, Oct 1997.


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Livello 2: Memoria condivisa

N applicazioni accedono a memoria condivisa (Shared Memoryes. Dropbox). Problemi di:

gestione dellultima versione e dei conflitti

Sicurezza accessi

Accesso seriale

Application\User A Application\User Application\User B


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La comunicazione mediante laccesso ad un database.( Engineering data management)

Il database strumento di archiviazione\ protezione

Mancano strumenti per il PLM


Livello 3: Database seriale


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PDM contiene sia iI dati del prodotto sia il sapere e glistrumenti per gestirlo ( es. Visualizzatori file CAD)


Livello 4: Scambio dati PDM\PLM

PLM

SW tools


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Ing. Michele [email protected]



Metodi per lo

scambio dati

Modulo 7

36


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Approcci per lo scambio dati

Eliminate It

Single Vendor and Single Version ofSoftware

Simplify itStandardized CAD kernel

Translate

point to point TranslatorsExchange

Use a Neutral Format for All Exchanges

Modulo 737

Migliore


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Eliminare lo scambio dati

When transferring data from one CAD to

another, the best results can be achievedwhen both packages use the same kernel.


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possibile Eliminare lo scambiodati?

Difficile!

Non esiste un software in grado di seguire il Tuttoil Product Life Cycle

Le case software creano datafile proprietari eindecifrabili!

Acquisition/Merger/Partnering Introducono

Nuovi Software nellOrganizazione (es. Fiat-GM)


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Simplify it! Stesso kernel!

X


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Point-to-Point Translation

I prodotti devono essere in grado di leggere escrivere altri di formati proprietari(quindi

chiusi)Problemi: Rallentamenti

Duplicazioni dati Perdita di dati Numero di traduttori

trasferimento diretto da CAD a CAD


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Rallentamenti processo

CAD A

Modulo 743

CAD B

Traduzione

Modifica

Traduzione

Modifica


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Motivo di Perdita dati

CAD A

Modulo 744

Geom retta

CAD B

Geom retta

Implementatodiversamente!!~NURBS

Geom Punto Geom Punto

Subdivision NON implementato!!

Mappatura entit da un CAD ad un altro


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Esempio Catia\Proe

MULTICAx Pro/Engineer PD Plug-in allow users to importPro/Engineer (ProE) native parts and assembly models intoV5.

ProE part geometry is converted into the CATIA GraphicalRepresentation (CGR) or V5 Part (CATPart) format, whileProE assembly files are imported into a V5 productstructure document (CATProduct).


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Point to point Problem

Num. Translators= n(n-1)

n is the number ofsystems

Es

4 = 12 traslators

5 = 20 etc..

System System B

System C System D


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Exchange :Neutral File Format

E il metodo pi usato in pratica:

Formati neutri molto usati: DXF (Drawing Exchange Format) (2D) IGES (Initial Graphics Exchange Specifications) (3D)

STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) (3D)

STL (Stereolithography) (used for rapid prototyping)

E i i bl


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Entity mapping problem

Rispetto al point to pointabbiamo un formatointermedio.

In caso di mancatacorrispondenza, il CAD didestinazione ne importa una

porzione, ma almeno in viateorica tutti i dati sono nel

formato neutro (inutilizzati)

V t i N t l Fil


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Vantaggi Neutral File

Riduce il numero di traduttori

Number of Half-Translators= (2n)

Es.

4 systems = 8

5 system = 10

System System B

System C System D

Neutral

File

Format

N t l I t di t Fil


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Neutral Intermediate File

Pro:

1. Singolo file neutro per tutti i sistemi didestinazione

2. Facilit di gestione manutenzione3. Traduzione uniforme per tutti i sistemi CADContro

1. Aggiunge un passaggio in pi2. Aggiunge un file in pi da gestire3. Necessario che sia implementato

correttamente nei vari CAD (non vero al 2015)

CAD Transfer


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Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria

Industriale

sede di Taranto 60

Verso uno standardCAD

L St d d id l ( h )


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Lo Standard ideale (che non c)

Open, Non-Proprietary Comprehensive Domain Acceptable

Accepted and Supported by All Vendors Technically Sound International

Non reduntant

= UTOPIA !!

N t l f t IGES


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Neutral format:IGES

Initial Graphics Exchange Specification (IGES) 1979 by (Boeing, General Electric, Xerox, etc. ) perCAD

Most used in industry Implemented in Flavors

80 columns format (from FORTRAN )

The file is divided into 5 Sections, indicated by acharacter (S, G, D, P, or T) in column 721. Start segment2. Global segment3. Directory entry segment4. Parameter data Segment5. Terminating segment

CAD features are numeral integers as identifiers: point =116.

E titi i IGES
http://en.wikipedia.org/wiki/Boeinghttp://en.wikipedia.org/wiki/General_Electrichttp://en.wikipedia.org/wiki/Xeroxhttp://en.wikipedia.org/wiki/Xeroxhttp://en.wikipedia.org/wiki/General_Electrichttp://en.wikipedia.org/wiki/Boeing


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Entities in IGES

Modulo 763

E i IGES


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Esempio IGES

IGES \


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IGES pro\cons

IGES OK (si usa ancora!!)Per:

solo superfici e NO solidi

Linformazione del solido persa Il CAD destinazione deve ricostruire il solido in

ricezione

PERDIAMO history, feature, parameters!! Rigido e non espandibile senza

modificarne la struttura fondamentale.

P bl i S lidi d i


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Problemi Solidi da iges

1. Chiusura dei solidi non Semplice (watertight)1. Rischio superfici duplicate e\o perfettamente

sovrapposte2. Superfici auto intersecanti

Modulo 768


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STEP format

Modulo 7

69


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International standard (1984 , ISO 10303) for digital definitionof the physical and functional characteristics of a productthroughout its life cycle

Product Life Cycle

Product Data

As Designed As Planned As Built As MaintainedConfigurations Configurations Configurations Configurations

ConceptDesign Fabricate Assemble Deliver

SupportTest

What is STEP?

STEP (Standard for the Exchange of


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STEP (Standard for the Exchange ofProduct Model Data)Obbiettivo: Scambio dati tra diversi CAD\CAM e PDM

Modello dati pubblico

Architettura aperta (possibili aggiunte)

Standard riconosciuto internazionalmente (ISO)

Supporta engineering, manufacturing,electrical/electronics, architecture and construction lifecycle information

Integra i dati del prodotto riducendo la ridondanza (es.geometria, stato superficiale, materiale, connessioni

elettriche)

Cuore dello STEP: gli AP


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STEP

User View

Cuore dello STEP: gli AP

Protocolli applicativi (AP -Application Protocol)forniscono una definizione standard di dati per unafunzione di business, di processo o applicazione

Application Protocols


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Application Protocols

La capacit di supportare diversi protocolliall'interno di un quadro uno dei punti di forza diSTEP

Tutti i protocolli utilizzano stesso set di integrare lerisorse (IR di) = metalinguaggioEs. AP-203 e AP-214 utilizzano le stesse

definizioni per la geometria tridimensionale, dati diassemblaggio e le informazioni di base delprodotto.

Modulo 773

AP 203: Configuration Controlled


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Configuration Management

Authorisation Control(Version/Revision) Effectivity Release Status Security Classification

Supplier

Geometric Shapes

Advanced BREP Solids Faceted BREP Solids Manifold Surfaces with Topology Wireframe with Topology Surfaces and Wireframe without

Topology

Specifications

Surface Finish Material Design Process CAD Filename

Product Structure

Assemblies Bill of Materials Part Substitute PartAlternate Part

AP 203: Configuration ControlledDesign of Mechanical Parts

AP224: Process Planning


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Manufac turing Part Properties

Material Property

Surface Finish

Process Property

Hardness

Manufacturing Part Prope rties

Material Prope rty

Surface Finish

Process Property

Hardness

Feature Definition Items

& Profi les Path

Taper Profile

Bottom Condition

Feature Defin ition Item s

& Profiles

Path

Taper

Profile Bottom Condition

Part Adm ini stration Data Approval

Person in Organizati on

Order

etc.

Part Administration Data

Approval Person in Organization

Order etc.

Shape Representation

Brep Model

Explicit Base Shape

Block Base Shape

Ngon Ba se Shape

Cylindrical Base Shape

Shape Representation

Brep Model

Explicit Base Shape

Block Base Shape

Ngon Base S hape

Cylindrical Base Shape

Machining Features

Slot

Hole

Th read

Outer Round

Chamfer

Machining Features

Slot

Hole

Thread

Outer Round

Chamfer

Tolerances

Flatness

Mat erial Condition Modifie r

Linear Dimension

Tolerance Rang e

Toler ances

Geometric Material Condi tion Modifier

Linear Dimension Tolerance Range

B R AD /a r chtr.tif

AP224: Process PlanningUsing Machining Features

Uso dei Protocolli


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Uso dei Protocolli

Modulo 7

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Application Protocol are mapped into the common

set of Integrated Resources. This allows all of theprotocols to share the same set of data.

STEP Entities


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STEP Entities

Modulo 7

82

STEP Attributes


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STEP Attributes

Modulo 7

83

Esempio STEP


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Esempio STEP

STEP in sintesi


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STEP in sintesi

ProSupporta i solidi

Testuale es. Cartesian_ point vs 116

Supporta PDM (in via teorica)Contro

Non XML come metalinguaggio

Pochi AP

Non ha avuto il successo aspettato

Success Eurofighter


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STEP is being used to exchange PDM inform ationbetween the partner organizat ions

STEP schema PDM utilizzaticome base di comunicazione trai quattro sistemi PDM diversi

Success - Eurofighter

How do you handle CAD conversion


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How do you handle CAD conversiontoday?

Implementazione STEP
http://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey19.jpghttp://www.caddigest.com/subjects/cad_translation/select/images/041604_interoperability_survey/041604_interoperability_survey19.jpg


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Implementazione STEP

Modulo 7

91

STEP AP242


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STEP AP242

AP242 una combinazione e unevoluzione

di AP203 e AP214, che offre un approcciobasato su norme ISO, indipendente dal

fornitori, per lo scambio di dati compressi etassellati.

Modulo 7

92

XML e STEP


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XML e STEP

Il lavoro in corso di utilizzare un linguaggio XMLper la modellazione dei dati (anzichEXPRESS).

XML un metalinguaggio i cui dati sono

convalidati in base ad uno schema (odizionario) DTD.


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Esempi problemi

Modulo 7

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Normali delle superfici


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Normali delle superfici

In alcune superfici (i.e. importate da altri CAD)

possibile riscontrare una inversione dellenormali che deve essere riparata.

Esempi: Errori in scambio dati


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Esempi: Errori in scambio dati

Tipo di predefinizione Descrizione

Struttura dei dati corrotta oGeometria non valida

La struttura dei dati non conforme. Problema grave chespesso richiede la ricostruzione della faccia, foglio e del corpo.

Geometria mancante Errore causato normalmente dall'importazione dei dati che nondispongono di definizioni precise per le curve di contorno. Lageometria non risulta quindi come parte della definizione del

foglio. Le operazioni Booleane non potranno essere svolte suicorpi con della geometria mancante, e si richiede di prestareattenzione durante la manipolazione di tali corpi.

Geometria di intersezione as stante o Geometriadegenere

Ci occorre normalmente quando le curve di costruzioneutilizzate nella creazione dei dati di superficie dispongono diintersezioni multiple. Ci occorre spesso con le superfici a trelati. Il problema richiede spesso di ricostruire i dati per cucire

la geometria e formare un corpo solido.


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Best practice

Modulo 7

103

Consigli


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Consigli

1. Programmare il tipo di scambio dati2. Evitare troppi passaggi

3. Evitare duplicazione di dati = ridondanza

dove possibile4. Provare pi strade e verificare il risultato

Modulo 7

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Formati per lo scambio CAD -


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Formati per lo scambio CAD Office

Novit pdf 3d


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Novit pdf 3d

Adobe > PDF 7.0 consente lintegrazione di modelli 3D

APPROSSIMATI (mesh) nei documenti elannotazione web.


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Fine del Modulo

Domande???

Importing Geometry from ExternalLecture 3


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Importing Geometry from ExternalSystems CATIA provides import translators for many standard geometry

formats including IGES, STEP AP203, DXF/ DWG,

Use File -> Opento import an external file

The options to control the import parameters are available in

Tools -> Options -> Product -> External Formats (check)

Imported CAD geometry does not contain any historyinformation

Check the online help for more information about the types of

entities that can be translated

Exporting CATIA to other CADLecture 3


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Exporting CATIA to other CAD

CATIA export for a number of standardformats: IGES, STEP AP203, DXF/ DWG,VRML, CGM

Use File -> Save As , then select thedesired type

Exported geometry does not have anyhistory associated with it

Check the online help for more informationabout the types of entities that can betranslated

Singola conversione? Online!


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Singola conversione? Online!

Pagamento!!

Mod9 Scambio Dati

Documents

Transcript of Mod9 Scambio Dati