CATIA 破面特征丢失修补教程解读课件.ppt

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1、目录,修复助手导言,曲面修复的应用拼合操作拼合距离,曲面修复的应用,模具设计,NC 加工,快速成型,工艺模型设计,仿真,第一 ：在精度参数 merging distance 的控制下. 比较所有曲面各边界是否足以成为共享边.,关于Join 操作的一些要点 (1/3),JOIN 是拓扑创建的主要命令，两个主要概念需要理解清楚。,d merging distance : 边不共享,边界有残缺。,第二 ： 在共享边界的情况下，需要所有要并合的曲面片具有一致的方向（方位）。,曲面内藏着方向，如果方向不一致，则会出现问题。,PROBLEM: 曲面边界模糊，不能够摘选出共享边界。,PROBLEM: 如果方

2、向不一致，会出现问题。,问题 1: 曲面边界自交大多数情况: 曲面呈尖细区域。尖细区域的棱边由于不可能求得公共顶点，所以被认为是双重的。解决这种情况需要减小合并距离merging distance。,不正确的边界 (隐藏显示也是不正确的),边界中有非常小的曲线 (引发多顶点),不支持拓扑(例如: 曲面位于封闭曲面上),关于Join 操作的一些要点 (2/3),在输入数据中，另外的情形也可能存在 :,问题 2: “坏”拓扑的例子大多数情况 : 重叠,边界共享 (d merging distance)方向设置一致, 但还是有含糊 (cusp or no cusp?)。如果选择的错误的方向,稍候就可

3、能出现矛盾。这种状况发生在减小Merging distance 的时候。,d,1,2,?,?,这种状况不可能定义出一致的方向。,1,2,3,?,?,例如,当加进第三个曲面做拼合操作时，矛盾可能就出现了.,关于Join 操作的一些要点 (3/3),其他情况: 分不清楚内外侧 ( 著名的莫比乌斯 Moebius type ),怎样选择 Merging Distance (1/2),必须考虑要连接数据的精度: 如果选择精确的公差, 而且连接有许多自由的面，就要花时间去修正它。还有，有时候选择精确的公差，连接操作会不成功 (bad topology)另一方面，如果释放公差太大，某些间隙被隐藏但几何上还

4、是有间隙，这样在以后的处理中会出麻烦。 例如：在零件加工时，间隙会引起明显的痕迹。别忘记，间隙可以是: 或者: 最后，连接将去掉所有小于合并距离的边。所以，如果合并距离太大，就会引发问题。小曲线的抑制在后面可能产生无效曲面片 (自交情形可能发生)。,适用技巧:先选取较低的Merging distance值产生“坏”拓扑时，适当增加Merging distance值获得了拓扑封闭的曲面后，应增大Merging distance的值以消除缝隙；做一个新的Join，不要修改刚刚生成的Join，以免 产生自相交。如果使用Healing Assistant ,不要增加太多距离值。要查明无效拓扑状况(使用

5、 surface connection checker)要闭合残余自由面 (Local Join, Local Healing),怎样选择 Merging Distance (2/2),关于修复助手,进入修复助手工作台用户界面修复方法,进入修复助手工作台,1- Start,当前工作台.,2- Mechanical Design,3- Healing Assistant,用户界面,Healing Assistant在下面有5个弹出菜单, 其他菜单来自其他工作台,用Healing Assistant 修复的方法,数据准备 =将所有要拼合的曲面放进一个几何集里面， 去掉不必要的曲面,连接所有曲面 给

6、定公差 (例如： 0.01mm),个别地检查所有曲面,可选择: 测量曲面间的间隙，以评估输入数据的误差,可选择: 清除所有曲面的边界，简化模型,检查“坏拓扑”状况,修正有病的曲面,修补“坏拓扑”,分析自由边,闭合自由边,创建几何体,如果曲面有病,如果“坏拓扑”,如果 OK,用Healing Assistant 进行模型分析,个别地检查曲面检查病态拓扑结构,曲面片检查工具Face Checker (1/2),用途检查自相交（Self-Intersection）、边界连续性（Hole）、细小表面（Thin Face）。将不合格曲面隔离到一个新建的Geometrical Set中，并自动修复自相交的

7、元素（如果能修复的话）。,新建的GeometricalSet的名称,该选项只对自相交有效,曲面片检查工具Face Checker(2/2),决定检查对象是曲面（Surface，默认）还是表面（Face，选中），若为表面，则自动从曲面内抽取有问题的表面，将其隔离、修复。,自相交相邻两边界部分重合，间距小于给定公差（两边界不存在唯一的交点（如下图）。,如果同一边界的两段曲线间的距离大于给定公差，那么表明该边界是断开的（不连续）。,细小表面其边界汇聚为一条线线宽小于给定公差。,曲面连接检查（Surface Connection Checker） (1/3),检查曲面或曲面内部表面的连接特性（质量）如

8、果只选择了一个曲面，那么检查该曲面内部表面的连贯性；如果选择了多个曲面，那么检查曲面间的连贯性。 检查结果包括缝隙（毫米）、切向连续性（度），、曲率连续性（百分比），超差的元素在萤幕上亮显。当切向夹角接近180度时，将造成劣质拓扑架构（Bad Topology）。将Tangency错误中的Site.33隔离（Transfer） 到“G1 gaps”,曲面连接检查（Surface Connection Checker） (2/3),1、Search distance边界间相邻两点的距离小于给定值时视为一条边界，即这些边界被合併，值越大需要合併的边越多。2、Internal deges用法同于Fa

9、ce Checker3、Connex domainsApply后检测到的连贯域的个数4、Connection distance小于该值的两个元素被视为一个5、Tangency error定义切向不连续的夹角范围6、结果 Duplicate两个元素成几何与位置的複製关系 Embedded一个元素完全包括于另一个（如右下图），它们是来自同一个曲面的两个表面。取样精度（影响运算速度）的设置，会是该检查存在遗漏。 Multiple Connection曲面在同一个边界处存在与多个曲面的连接 Overlap一个元素遮盖了另一个元素的一部分，只在表面的法矢夹角大于135度时才需要做该项检查，而且应在Dis

10、tance检查之后进行。该检查主要是为了避免劣质拓扑机构的产生。 Boundary边界（包括内部边界） Distance缝隙 Tangency切向不连续性,曲面连接检查（Surface Connection Checker） (3/3),7、Transfer隔离 Number of anomalies错误的数目 Name错误的名称，Site指将两个存在缺陷的表面分成一组 Value检测到的数值 Domain几个存在缺陷的表面组成的一个域,新建Geometrical Set的默认命名Duplicate faces DuplicateEmbedded cases EmbeddedMultiple

11、connection cases Multiple connectionOverlap cases OverlapBoundaries BoundaryG0 gaps DistanceG1 gaps Tangency,创建拓扑（Creating Topology）,修补病态曲面（Invalid Surfaces）修补“坏拓扑”情形（Bad Topology ）检查自由边（Free Sides）,修补病态曲面（Invalid Surfaces）,前面已经陈述了病态曲面的各种主要表现形式；可以通过下面的方法来修复病态元素： 利用病态曲面的边界和病态曲面本身，通过Split 再创建新的曲面； 特别是

12、，使用CATIA的创建曲面的标准功能来快速创建新的曲面而放弃病态曲面。,通常情况: 使用SPLIT再创建曲面。隔离病态元素创建病态元素的全边界，作为前提数据。如果有必要:可对边界进行光顺（SMOOTH CURVE）拆分（DISASSEMBLE）边界, 检查和修补曲线然后再JOIN起来UNTRIM 曲面然后再SPLIT 曲面。,简单情况: 用新的元素替换原来的病态元素填充（FILL）放样（LOFT） 或桥接（BLEND） (特别是直纹面ruled surfaces),一旦曲面位置确定，修补这些病态曲面都是非常简单和快捷的。,曲面片的光顺（Face Smooth）,病态曲面还能够通过Face Sm

13、ooth功能来修补（仅对单一曲面片）在给定精度的范围内，它更改边界的边，为了：填充间隙（在边之间按给定的长度）；纠正小的切矢（按给定的角度）；纠正曲率的非连续性（按给定的百分比值）。它还能够 ：通过删除或连接来抑制非常小的边；在考虑到切矢连续的情况下连接边曲线，以减少曲线的数量。,修补“坏拓扑”（Bad Topology ）,曲面可能是bad topology 情况，可以使用connection checker来分类摘选； 这些曲面必须细心分析以找出它们是否引起问题：它们可能是简单的邻接曲面，但方向相反。Bad topology 通常能够被修复，通过: 删除多余曲面；裁减曲面；连接引发矛盾方向

14、的曲面。在模型上一旦找到了位置， 修补bad topology还是非常容易的。,检查自由边（Free Sides） (1/2),能够显示曲面的自由边： 用边界功能来高亮（醒目）显示自由边； 当曲面闭合，边界功能给出清晰的提示在 Tools/Options/Display/Visualization menu 设置。,检查自由边（Free Sides） (2/2),自由边有四种可能的情况。,2: 存在复制元素（Duplicated element）,1: 存在间隙Gap (包括：重叠overlap) 大于merging distance,4: 丢失元素（Missing element）,3: 病

15、态元素（Invalid element）,完善拓扑（Closing a Topology）,修正拓扑曲面的多余自由边；在拓扑级，修正间隙；在拓扑级和几何级两个层面，修正间隙。,修正自由边（Free Sides） (1/3),一旦创建了拓扑，必须使得它闭合（滴水不漏，保证无缝）； 我们说一个曲面是闭合的，是指它能够用来创建成一个实体（几何体）；为此，必须分析和抑制所有的自由边。,使用Close Surface功能创建实体,使用 Split or Pad/Up to surface来创建实体,例如: 模型零件,例如: 冲压模具表面,修正自由边（Free Sides） (2/3),一旦找到了缺失元素

16、、复制元素和病态元素，纠正它们是很容易的。,复制元素: 找到它删除即可。,缺失元素:可以使用Fill 等其它曲面功能来重新创建。,病态元素：删除它，然后利用Fill等曲面功能再造。,修正自由边（Free Sides） (3/3),虽然缺失元素、复制元素和病态元素被修整，但还可能存在残余间隙；可以使用Surface connection Checker来测量间隙值；间隙可以这样修正:只在拓扑层面，调整merging distance 来Join 或者Local Join。 此时，几何间隙还是存在，它仅仅是隐藏起来了。在拓扑和几何层面：去除恶性曲面片，用一个新的取而代之；使用Healing 或者L

17、ocal Healing,为了从拓扑中去除恶性的曲面片，可以使用Extract（Complementary mode选项）来抽取所有曲面片（注意：选择不需要的恶性曲面片）。,选择恶性曲面片,局部连接Local Join,局部连接指定边界处的缝隙，而周遭曲面保持不变。实际上是放宽指定边界处的连接公差透过选择 Boundary 而一次性地合缝可以是拓扑封闭（Join）也可以是几何封闭（Heal补面）Options Automatic Merging当至少选择了两个边时，系统计算其间的距离，显示于右侧，点击该按钮，则自动将距离值作为Local Join或LocalHealing的输入条件，出现下Cr

18、iteria域。JoinLocal JoinJoin/HealLocal Join 及 HealingAutomatic Join/Heal自动进行Local Join 和 Local Healing,缝合修复（Healing Operator）,Healing的概念是一个调节、权衡的连接概念。它将所有选择的曲面片连接起来（这点相同于Join),并且修改曲面片（当缝隙距离在给定的Merging distance之内时）Healing = Join + modification 并使得曲面在接缝处闭合。,d merging distance : 几何不闭合。拓扑也不闭合。Healing不做任何修

19、整。,过程完全自动: 整个曲面被处理； Healing不仅填充曲面使之闭合，还能够使得曲面连接达到相切(G1)状态, 这点对以后做等距面非常有用； 整个变形保持形状的趋势； 特殊的曲面片能够被冻结以保证不被变形 (如: 平面型曲面, 圆锥形状),局部缝合修复（Local Healing）,Local Healing 让你选择曲面和所有曲面片的共享边，修正共享边成几何级连接；它不包括Join计算,所选择的需要共享的棱边，没有缝合应用于自由边。,所选择的共享边列表 所有边必须属于同一曲面,与HEALING相同的参数,回顾,如何分析输入的外来模型；如何修复病态数据；如何修复病态拓扑结构；如何创建有效的 CATIA V5 拓扑结构；如何分析曲面的自由边；如何拓扑上和几何上修整自由边。最终目的： 闭合曲面模型，为下游的应用做充分准备。,