catia破面修復(fù)教程中文

1、1,Healing Assistant修復(fù)助手（講義）,CATIA V5 R13 培養(yǎng)訓(xùn)練材料,2,課程介紹,目的了解 Healing Assistant（HA1）的適用場合，掌握使用方法。對象設(shè)計人員，特別是模具設(shè)計人員。前提3D 線框及曲面,0.5 天,3,HA 模塊介紹,數(shù)據(jù)修整的需求Join 操作的出錯訊息Join 操作的合併距離（Merging Distance）,4

2、,修整 = 生成符合 V5 建模規(guī)範(fàn)的封閉曲面模型,引發(fā)的一些問題︰數(shù)據(jù)質(zhì)量難以控制與V5的建模標準不統(tǒng)一數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后質(zhì)量下降用戶的違法操作 (丟失，重疊，交叉 …),為什麼要做數(shù)據(jù)的修整？,外來數(shù)據(jù)︰ IGES，STEP，CATIA V4，…,,,,,,封閉曲面模型,模具設(shè)計,數(shù)控加工,快速成型,補充設(shè)計,類比驗証,,,,,,封閉在這裡指的是︰1、曲面沒有邊界；2、曲面具有完整的邊界，且這些邊界之間不相交、不重疊；3、曲

3、面不存在內(nèi)邊（Internal Edges）。,5,步驟 1 ︰用參量“merging distance”逐一比對曲面兩兩之間的鄰接狀況問題︰曲面之間的交線存在斷開、交叉 、重 疊等缺陷。,Join 操作的一些錯誤訊息 (1/3),,Join 操作要經(jīng)歷兩個步驟︰,d merging distance : 縫隙超差，不能封閉,步驟 2︰ 使幾何或拓撲封閉的曲面的法矢方向一致

4、 問題︰有時無法做到一致,圖示曲面2經(jīng)Join操作后其法矢與原來相反（原始曲面的法矢並未改變）,,,6,問題 1: 曲面含有自相交的邊（self-intersecting edges）最常見的情況是曲面內(nèi)有窄小區(qū)域（thin area）取決于Merging distance的設(shè)定，窄小區(qū)域指的是

5、曲面的邊在那裡重合，無法找到唯一的頂點。減小Merging distance的值可以消除一些窄小區(qū)域。其它的情況還有──,Join 操作的一些錯誤訊息 (2/3),,,,邊界不正確，含有內(nèi)邊。,邊界線本身斷開、重疊、交叉。,拓撲架構(gòu)不合理（例如一個曲面位于另一個封閉曲面之上）,7,問題 2︰劣質(zhì)的拓撲架構(gòu)最常見的情況是細小的重疊（或交迭）︰其它的情況︰（如圖）,Join 操作的一些錯誤訊息 (3/3

6、),邊界共享 (d < merging distance)左圖曲面2的法矢與曲面1的一致，但交迭那部分的法矢卻是不確定的。增大Merging distance的值可以忽略這些重疊的地方。,,,,,,,,d,1,2,,,,,,?,?,不能定義該曲面的唯一的法矢,例如在有相鄰的另一曲面時，系統(tǒng)將無法分發(fā)統(tǒng)一的法矢。,8,如何選擇 Merging Distance (1/2),必須綜合考慮連接的精度︰精度過高將遺留很多縫隙，要花很

7、多時間來修補。 而且精度過高時根本無法完成Join操作 (Bad topology)而精度過低時，雖然可以完成Join操作, 但一些縫隙依然存在，會影響后續(xù)的操作。 例如用于數(shù)控加工的零件是不應(yīng)存在縫隙的，如圖︰Join操作將去除所有小于Merging distance的共享邊界，這在Merging distance太大時會引發(fā)其它問題（Join的結(jié)果將產(chǎn)生自相交（Self-intersect

8、ing）的邊 ）。,9,要點︰先選取較低的Merging distance值只在產(chǎn)生劣質(zhì)拓撲架構(gòu)時才增加Merging distance的值獲得了拓撲封閉的曲面后，應(yīng)增大Merging distance的值以消除縫隙；做一個新的Join，不要修改剛剛生成的Join，以免 產(chǎn)生自相交。利用Healing Assistant的工具Surface connection checker檢查拓撲架構(gòu)Local Join, Local

9、Healing彌合縫隙,如何選擇 Merging Distance (2/2),10,工作臺,訪問 Healing Assistant 工作臺用戶界面修復(fù)方法,11,訪問工作臺,1- Start,,,,工作臺圖標顯示當(dāng)前所在的工作臺,,2- Mechanical Design,3- Healing Assistant,12,用戶界面,,,,,,,,,,,,,13,Healing Assistant 的修復(fù)方法,準備︰將需要修復(fù)

10、的曲面全都放到一個Geometrical Set 中，刪除無關(guān)的數(shù)據(jù)。,,,,Join 所有曲面 使用較為嚴格的公差（例如0.01mm）,用 Face Checker 檢查每一個曲面,用Surface Connection Checker評估輸入數(shù)據(jù)的偏差,用Face Smooth一次性清理所有曲面的邊界，簡化模型。,,,,,分析檢查,修復(fù),修復(fù),,,,,,,,,分析縫隙,彌合縫隙,,,,生成實體,非 V5 有效曲面,劣質(zhì)拓撲架構(gòu),合

11、格,14,使用 Healing Assistant 分析數(shù)據(jù),逐一地檢查曲面檢查非法的拓撲架構(gòu),15,Face Checker (1/2),用途檢查自相交（Self-Intersection）、邊界連續(xù)性（Hole）、細小表面（Thin Face）。將不合格曲面隔離到一個新建的Geometrical Set中，並自動修復(fù)自相交的元素（如果能修復(fù)的話）。,,,,新建的GeometricalSet的名稱,該選項只對自相交有效,,打

12、開文檔“…\HealingAssistant\PanHandle.CATPart”,16,Face Checker (2/2),,決定檢查對象是曲面（Surface，默認）還是表面（Face，選中），若為表面，則自動從曲面內(nèi)抽取有問題的表面，將其隔離、修復(fù)。,,,自相交︰相鄰兩邊界部分重合，間距小于給定公差（兩邊界不存在唯一的交點（如下圖）。,,,如果同一邊界的兩段曲線間的距離大于給定公差，那么表明該邊界是斷開的（不連續(xù)）。,

13、,,細小表面︰其邊界匯聚為一條線線寬小于給定公差。,,17,Surface Connection Checker (1/3),檢查曲面或曲面內(nèi)部表面的連接特性（質(zhì)量）如果只選擇了一個曲面，那么檢查該曲面內(nèi)部表面的連貫性；如果選擇了多個曲面，那么檢查曲面間的連貫性。 檢查結(jié)果包括︰縫隙（毫米）、切向連續(xù)性（度），、曲率連續(xù)性（百分比），超差的元素在螢?zāi)簧狭溜@。當(dāng)切向夾角接近180度時，將造成劣質(zhì)拓撲架構(gòu)（Bad Topology）。

14、 將Tangency錯誤中的Site.33隔離（Transfer） 到“G1 gaps”,打開文檔“…\HealingAssistant\PanHandle.CATPart”,18,Surface Connection Checker (2/3),1、Search distance︰邊界間相鄰兩點的距離小于給定值時視為一條邊界，即這些邊界被合併，值越大需要合併的邊越多。2、Internal deges︰用法同于Face

15、 Checker3、Connex domains︰Apply后檢測到的連貫域的個數(shù)4、Connection distance︰小于該值的兩個元素被視為一個5、Tangency error︰定義切向不連續(xù)的夾角範(fàn)圍6、結(jié)果── Duplicate︰兩個元素成幾何與位置的複製關(guān)係 Embedded︰一個元素完全包括于另一個（如右下圖），它們是來自同一個曲面的兩個表面。取樣精度（影響運算速度）的設(shè)置，

16、會是該檢查存在遺漏。 Multiple Connection︰曲面在同一個邊界處存在與多個曲面的連接 Overlap︰一個元素遮蓋了另一個元素的一部分，只在表面的法矢夾角大于135度時才需要做該項檢查，而且應(yīng)在Distance檢查之后進行。該檢查主要是為了避免劣質(zhì)拓撲機構(gòu)的產(chǎn)生。 Boundary︰邊界（包括內(nèi)部邊界） Distance︰縫隙 Tangency︰切向不連續(xù)性,19,

17、Surface Connection Checker (3/3),7、Transfer︰隔離 Number of anomalies︰錯誤的數(shù)目 Name︰錯誤的名稱，Site指將兩個存在缺陷的表面分成一組 Value︰檢測到的數(shù)值 Domain︰幾個存在缺陷的表面組成的一個域,新建Geometrical Set的默認命名︰Duplicate faces

18、 DuplicateEmbedded cases EmbeddedMultiple connection cases Multiple connectionOverlap cases OverlapBoundaries BoundaryG0 gaps

19、 DistanceG1 gaps Tangency,20,修整拓撲架構(gòu),修復(fù)無效曲面修復(fù)劣質(zhì)拓撲架構(gòu)檢查縫隙,21,修復(fù)無效曲面,修復(fù)方法 用邊界裁減無效的曲面（Split） 刪除無效曲面，重新生成。,一般情況︰裁減 SPLIT打斷被休整元素與其他元素的關(guān)聯(lián)求出該元素的全部邊界（full BOUNDARY）（無關(guān)聯(lián)datum）

20、必要時──對邊界實施SMOOTH CURVEDISASSEMBLE邊界，檢查修整后再JOINUNTRIM被休整元素SPLIT,重新生成曲面FILLLOFT or BLEND （規(guī)則曲面）…,22,Face Smooth （1/2）,修復(fù)無效曲面（僅適用于含有單一表面的曲面（Mono-face surface） 打開文檔“…\HealingAssistant\PanHandleForFaceSmo

21、oth.CATPart” 1、求出Surface.65的邊界Boundary.1 2、Disassemble邊界Boundary.1 發(fā)現(xiàn)該邊界由48段組成 3、刪除邊界Boundary.1 4、選擇Surface.65，再點擊圖標 5、OK，生成新的曲面Surface.65 smoothed，再用

22、 檢查新曲面的邊界，由3段 組成。,23,Face Smooth （2/2）,缺陷值在Min和Max之間的表面（Face），得以改善。,,,,減少邊界的分段數(shù),,,除去邊界中小于給定值的曲線段,,All,Interactively/Sequentially,Notsmoothable,24,修復(fù)劣質(zhì)拓撲架構(gòu),用Connection checker找到將導(dǎo)致劣質(zhì)拓撲架構(gòu)的曲面（Tangency偏

23、差接近180度，Overlap），並隔離。 仔細分析問題所在有可能只是相鄰曲面間的法矢不一致修復(fù)方法︰ 刪除多餘的曲面剪裁（Trimming）曲面 修正曲面的法矢,25,檢查縫隙 (1/2),顯示曲面的縫隙 求取曲面的邊界（Boundary） 若曲面是封閉的則會有明確的提示設(shè)置 Tools/Options/Display/Visualization/Surface’s Boundaries,26,檢查縫隙 (2/2

24、),存在4種縫隙,2: Duplicated 元素,1: Gap (包括 overlap) 大于Join 操作的合併公差,,,,,4: 元素丟失,,3: 無效的元素 (Join操作不能識別),,,,27,封閉曲面,彌合縫隙拓撲封閉 Join幾何封閉 Healing,28,彌合縫隙 (1/3),修復(fù)的最終結(jié)果是得到封閉的曲面（水密，無縫 …） 曲面若能轉(zhuǎn)化為實體，就表明它是封閉的。為此需要分析輸入曲面數(shù)據(jù)，彌合縫隙。,,曲面閉

25、合填充形成實體,,用曲面裁減或作為界限生成實體,例如︰模具件,例如︰沖壓件,29,彌合縫隙 (2/3),合縫之前應(yīng)先修補元素丟失、複製、無效等缺陷。,元素複製︰將多餘元素刪除，或者使用Near操作將其去除。,元素丟失︰用填充（Fill）或其它生成曲面的方法補面,無效元素︰刪除重建,30,彌合縫隙 (3/3),用Surface Connection Checker檢測縫隙的大小合縫方法︰拓撲封閉──增大Merging distanc

26、e 進行 Join 或者 Local Join 操作幾何縫隙依然存在，只是被忽略了。拓撲及幾何封閉──刪除壞面重建；Healing 或者Local Healing,刪除壞面之前先將其它表面抽取出來,,選擇壞面,,,,31,Local Join,彌合指定邊界處的縫隙，而周遭曲面保持不變。實際上是放寬指定邊界處的連接公差透過選擇 Boundary 而一次性地合縫可以是拓撲封閉（Join）也可以是幾何封閉（Heal補面）

27、 Options── Automatic Merging︰當(dāng)至少選擇了兩個邊時，系統(tǒng)計算其間的距離，顯示于右側(cè)，點擊該按鈕，則自動將距離值作為Local Join或LocalHealing的輸入條件，出現(xiàn)下Criteria域。 Join︰Local Join Join/Heal︰Local Join 及 Healing Au

28、tomatic Join/Heal︰自動進行Local Join 和 Local Healing,32,Healing,如果表面間距超出給定值，那么修改這些表面。修改后表面間距在給定範(fàn)圍之內(nèi)一般來說，Join用于間距小于Healing設(shè)定值而大于Join設(shè)定值的場合，而修改曲面Healing則用于間距大于Healing設(shè)定值的場合。Healing先變形曲面至可以拓撲封閉（間隙<0.1mm），然後做Join。,d mergin

29、g distance︰不做任何操作，曲面保持原狀。,33,Local Healing,改善相鄰曲面或表面之間的連接質(zhì)量不同于Healing，Local Healing不包含Join操作。Local Healing必須作用于共享的邊。 打開文檔“…\HealingAssistant\LocalHealing.CATPart”，做連貫性檢查，發(fā)現(xiàn)曲面存在兩處缺陷︰Distance 0.003mm Tangency 0.3deg