Výměna dat mezi různými systémy CAD

Výměna dat mezi různými systémy CAD

Postupný přechod na bezpapírovou výměnu dokumentů se nevyhnul ani uživatelům systémů CAD. Je čím dál obvyklejší, že místo složky s výkresy obdržíte od vašich partnerů e-mailovou zprávu obsahující přílohu s daty CAD nebo větší množství digitálních výkresů na CD-ROM. Základním problémem takovéto výměny dat už tedy není přenos dat k adresátovi, ale jaký typ dat mu poskytnout, aby je byl schopen zpracovat.

První systémy CAD vznikly v době, kdy požadavky na vzájemnou komunikaci nebyly zdaleka tak velké jako v současnosti. Struktura jejich dat byla v principu vždy složitější než např. struktura textových souborů. Navíc téměř každý výrobce programu CAD používá interní uzavřený formát dat, jenž se vyvíjí současně s vývojem programu. Výrobci systémů CAD proto na nátlak uživatelů zvolili kompromis – obecné výměnné formáty IGES, STEP, DXF, VDA-FS a další. Princip výměny dat pomocí výměnných formátů je v tom, že oba systémy CAD, které si mají vyměnit data, musí podporovat alespoň jeden shodný obecný výměnný formát. Uvedu příklad. Jsem vlastníkem systému CAD Catia a chci poslat dvojrozměrný výkres mému dodavateli, který pracuje v systému AutoCAD. Jelikož vím, že AutoCAD nedokáže data z Catie přímo načíst, vyexportuji výkres do formátu DXF. Uživatel programu AutoCAD načte výkres ve formátu DXF, převede jej na formát DWG a může s ním pracovat obvyklým způsobem. Problémy, které při takovéto výměně dat vznikají, vyplývají z odlišností mezi různými systémy CAD. Už jen použití různých fontů dokáže formátování textů ve výkresech změnit k nepoznání. Větší problémy ovšem způsobují rozdílné prvky (entity) ve výkresech a různé stupně přesnosti systémů CAD. V horším případě se podaří načíst 2D (dvourozměrné) výkresy nebo 3D (trojrozměrné) modely neúplné nebo značně poškozené. Výsledek výměny dat výrazně závisí na použitém výměnném formátu.

Výměnné formáty používané pro výměnu 3D dat

IGES
IGES (Initial Graphics Exchange Specification) je v současné době pravděpodobně nejrozšířenějším standardem pro převod 2D výkresů a 3D modelů mezi různými systémy CAD. Bohužel převod 3D modelů má u tohoto formátu svá omezení. Možnosti formátu IGES končí u křivek typu spline a ploch na bázi NURBS (Non Uniformity Rational Bspline). Obecně tedy nelze přenést kompletní 3D objemový model (solid), ale pouze povrch tohoto modelu složený z ořezaných ploch (trimed surfaces). Za převod s využitím formátu IGES objemový model zaplatí ztrátou své vnitřní logiky (topologie modelu) a navíc se zde přidruží problém s rozdílnými přesnostmi systémů CAD. Nepřesnosti vzniklé na hranicích ořezaných ploch mohou značně znesnadnit slepení těchto ploch do spojitého tělesa. Formát IGES existuje v mnoha verzích, v současné době se nejčastěji používají verze 5.1 a vyšší.

Dalším úskalím pro méně zkušené uživatele mohou být velmi široké možnosti nastavení překladačů do formátu IGES. Rozhodně se vyplatí společně s vaším partnerem, který bude vyexportované výkresy načítat, nastavení vyladit. Vývoj formátu IGES už je více méně ukončen a jeho roli postupně přebírá formát STEP.

STEP
STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) je relativně novým formátem pro výměnu dat CAD. Kromě čistých 2D i 3D dat dokáže navíc přenášet další údaje o výrobku. Převod 3D modelů pomocí tohoto formátu je snadnější a dává zpravidla lepší výsledky než při použití formátu IGES. Díky schopnosti formátu STEP přenést uzavřené těleso složené z ploch (volum) odpadají problémy s nespojitostmi přeneseného 3D tělesa. O vnitřní logiku (topologii) objemového modelu (solidu) však přijdete i v tomto případě. Formát STEP je mezinárodně normalizován normou ISO 10303 a existuje ve dvou provedeních, STEP AP214 a STEP AP203. Specifikaci formátu naleznete na stránkách http://www.nist.gov/sc4/www/stepdocs.htm. STEP je v současné době pravděpodobně nejprogresivnějším formátem pro převod dat CAD.

VDA-FS
VDA-FS (Verband der Deutsche Automobilhersteller – Flächenschnittstelle) má původ v německém automobilovém průmyslu. VDA-FS byl vyvinut pro převod 3D volně modelovaných ploch (free form surfaces). S tímto formátem se v našem prostředí setkáte jen výjimečně.

STL
Formát STL (Stereolithographie) byl vyvinut výrobci stereolitografických zařízení. Při převodu dat pomocí tohoto formátu je objemový model nahrazen fazetkami (ploškami) jeho povrchu. Mimo stereolitografická zařízení se příliš nerozšířil.

Výměnné formáty používané pro výměnu 2D dat

DXF
DXF (Drawing Exchange Format) byl původně vytvořen firmou Autodesk, ale postupně jej díky jeho veřejně přístupné definici převzali téměř všichni výrobci systémů CAD. Dále je tento formát podporován spoustou kancelářských a kreslicích programů, např. Corel Draw, Star Office, Paint Shop Pro atd. Pomocí formátu DXF je možné přenášet 2D výkresy a 3D drátové modely těles. Existuje v několika verzích. Většina systémů CAD podporuje verzi odpovídající souborům DXF z programu AutoCAD R12. I přes značnou nedokonalost je to v současné době nejpoužívanější formát pro výměnu 2D výkresů.

DWG
DWG (Drawing) mezi výměnné formáty vlastně nepatří. Jde o uzavřený formát firmy Autodesk. Vzhledem k jeho rozšíření začali tento formát podporovat další výrobci systémů CAD, jejichž snaha o převedení formátu DWG na otevřenu platformu vyústila v založení Aliance Open-DWG. Členy tohoto sdružení jsou např. Parametric Technology Corp., Intergraph Corp., Unigraphics Solutions, SDRC, Rasterex, SolidWorks Corporation. Tyto snahy se samozřejmě nelíbí vlastníkovi formátu – firmě Autodesk. Navzdory tomu podporuje formát DWG čím dál více systémů CAD a lze říci, že se tento formát může stát novým standardem v oblasti převodu 2D dat.

Výměnné formáty pro systémy CAD založené na stejném modelovacím jádru

Je-li váš systém CAD založen na stejném jádru jako systém CAD vašeho partnera, můžete s výhodou použít právě některý z těchto formátů. Takovýto způsob výměny dat dává jednoznačně kvalitativně nejlepší výsledky. V oblasti 3D modelů je možné přenášet přímo objemový model (solid) bez ztráty vnitřní logiky. Jde o nejdokonalejší způsob převodu 3D dat.

SAT
SAT je formát umožňující výměnu dat u systémů CAD založených na modeláři ACIS. Tento formát podporují např. AutoCAD, CADKEY a TurboCAD. Výrobce modeláře ACIS, firma Spatial Technology, dal k dispozici zdarma prohlížeč modelů ve formátu *.SAT. Jde o program 3D Open Viewer a můžete si ho stáhnout z www.spatial.com.

Parasolid
Parasolid (přípona *.X_T) je formát umožňující výměnu dat u systémů CAD založených na modeláři Parasolid. Ze systémů založených na tomto jádru je možné uvést např. Pro/E Solid Edge (od verze 5.0) a Unigraphics.

Tiskové formáty
Nejde o výměnné formáty v pravém slova smyslu. Obdržíte-li výkres v některém z tiskových formátů, můžete ho pouze prohlížet nebo přímo vytisknout na tiskárně nebo plotru. Editace v systému CAD není zpravidla možná. Při použití tiskových souborů je ovšem vyloučena možnost zkreslení výkresu nedokonalým převodem mezi různými systémy CAD. To, co váš partner z obdrženého souboru vytiskne, bude naprosto identické s tím, co vytisknete vy.

PDF Dalším velmi často používaným formátem pro výměnu 2D výkresů je formát PDF firmy Adobe. Jde opět o uzavřený tiskový formát. Použitelnost tohoto formátu je vynikající díky freewarovému široce rozšířenému prohlížeči Adobe Acrobat Reader. K vytváření tiskových souborů ve formátu PDF budete potřebovat komerční aplikaci Adobe Acrobat nebo můžete použít některý ze sharewarových programů, např. program Pstill. Ideální je tento formát např. tehdy, potřebujete-li své výkresy vystavit na internetu. Jde o jeden z nejrozšířenějších formátů vůbec.

HPGL
HPGL a HPGL2 (Hewlett Packard Graphics Language) jsou formáty tiskových souborů vyvinuté firmou Hewlett Packard pro její plotry. Jejich výhodou je jednoduchost vytvoření příslušného tiskového souboru pomocí nasměrování tisku ze systému CAD do souboru. Ze spousty prohlížečů pro tento formát se mi osvědčil program RXView od firmy Rasterex.

Několik praktických rad
Velmi užitečnou pomůckou, která ušetří spoustu času a práce, je záznam o exportu dat. Jestliže takovýto formulář pošlete spolu s daty, ušetříte sobě a především těm, kteří budou vaše data dále zpracovávat, spoustu problémů. Formulář by měl obsahovat mj. informaci, z jakého systému CAD byla data exportována, jaký formát dat a v jaké verzi posíláte, jaké jsou vaše další možnosti exportu dat a kontakt na pracovníka, na kterého je možné se obrátit v případě problémů s načtením dat.

Jestliže vám nebyla sdělena verze výměnného formátu a nepodařilo se vám jej načíst do vašeho systému, zkuste se na něj podívat v libovolném textovém editoru (Wordpad, Jot, Nedit, Vi apod.). Hlavička souboru vám může mnohé prozradit.

Užitečnými pomocníky jsou prohlížeče CAD nebo tiskových souborů. Například pro soubory DWG a DXF ze systému AutoCAD existuje výborný freewarový prohlížeč Volo View Express přímo od firmy Autodesk.

Pro převod 3D dat používejte pokud možno formáty umožňující výměnu úplného objemového modelu. Po výměnných formátech STEP nebo IGES sáhněte jen v případě, když to jinak nejde (Catia-Mechanical Desktop).

Jestliže se vám převod dat CAD vlastními silami nedaří nebo nechcete kvůli jednorázovému přenosu dat kupovat překladač pro váš systém CAD, můžete využít některou ze specializovaných firem zabývajících se převodem dat. Nabídky těchto firem (např. Theorem Solutions) najdete na internetu.

Potřebujete-li bezchybný převod výkresů a zároveň musí váš partner na výkresech dále pracovat, pošlete mu výkres ve výměnném formátu a přidejte k němu navíc tiskový soubor. Práce i na mírně pošramoceném výkresu nebo 3D modelu je s původním vytisknutým výkresem výrazně jednodušší.

Na závěr chci připomenout, že výběr systému CAD je důležitým strategickým rozhodnutím pro vaši firmu. Možnosti výměny dat s vašimi (i potencionálními) partnery by měly patřit mezi nejdůležitější požadavky, které se vyplatí brát při výběru v úvahu.