CATIA破面修复教程课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master subtitle style,Second level,Third level,*,Healing Assistant修復助手（講義）,CATIA V5 R13 培養訓練材料,1,課程介紹,目的,了解,Healing Assistant,（,HA1,）的適用場合，掌握使用方法。,對象,設計人員，特別是模具設計人員。,前提,3D,線框及曲面,0.5,天,2,HA 模塊介紹,數據修整的需求,Join,操作的出錯訊息,Join,操作的合併距離（,Merging Distance,）,3,修整,=,生成符合,V5,建模規範的封閉曲面模型,引發的一些問題,數據質量難以控制,與,V5,的建模標準不統一,數據經過轉換后質量下降,用戶的違法操作,(,丟失，重疊，交叉,),為什麼要做數據的修整？,外來數據, IGES,，,STEP,，,CATIA V4,，,封閉曲面模型,模具設計,數控加工,快速成型,補充設計,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,、曲面不存在,內邊（,Internal Edges,）。,4,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 操作要經歷兩個步驟,d,1,2,d 0.001mm (,系統精度,):,邊界共享，幾何封閉,0.001mm 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,問題,有時無法做到一致,圖示曲面,2,經,Join,操作后其法矢與原來相反（原始曲面的法矢並未改變）,1,2,5,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有窄小區域（,thin area,）,取決于,Merging distance,的設定，窄小區域指的是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，含有內邊。,邊界線本身斷開、重疊、交叉。,拓撲架構不合理（例如一個曲面位于另一個封閉曲面之上）,6,問題,2,劣質的拓撲架構,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),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,1,2,3,?,?,例如在有相鄰的另一曲面時，系統將無法分發統一的法矢。,7,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，會影響后續的操作。,例如用于數控加工的零件是不應存在縫隙的，如圖,Join,操作將去除所有小于,Merging distance,的共享邊界，這在,Merging distance,太大時會引發其它問題（,Join,的結果將產生自相交（,Self-intersecting,）的邊 ）。,merging dist. = 0.001mm,merging dist. = 0.01mm,merging dist. = 0.1mm,8,要點,先選取較低的,Merging distance,值,只在產生劣質拓撲架構時才增加,Merging distance,的值,獲得了拓撲封閉的曲面后，應增大,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 產生自相交。,利用,Healing Assistant,的工具,Surface connection checker,檢查拓撲架構,Local Join, Local Healing,彌合縫隙,如何選擇,Merging Distance (2/2),用0.001,mm,Join,如果劣质拓扑结构产生，则增加值,取值范围：0.01 ,0.05mm,若问题依旧，分析后修补,如果缝隙太多，则用较大的值,Join,取值范围：0.01 ,0.05mm,若问题依旧，分析后修补,封闭的结构,开始的时候,9,工作台,訪問,Healing Assistant,工作台,用戶界面,修復方法,10,訪問工作台,1- Start,工作台圖標顯示當前所在的工作台,2-,Mechanical Design,3-,Healing Assistant,11,用戶界面,12,Healing Assistant 的修復方法,準備,將需要修復的曲面全都放到一個,Geometrical Set,中，刪除無關的數據。,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,評估輸入數據的偏差,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,修復,分析縫隙,彌合縫隙,生成實體,非,V5,有效曲面,劣質拓撲架構,合格,13,使用,Healing Assistant,分析數據,逐一地檢查曲面,檢查非法的拓撲架構,14,Face,C,hecker (1/2),用途,檢查自相交（,Self-Intersection,）、邊界連續性（,Hole,）、細小表面（,Thin Face,）。,將不合格曲面隔離到一個新建的,Geometrical Set,中，並自動修復自相交的元素（如果能修復的話）。,新建的,Geometrical,Set,的名稱,該選項只對自相交有效,打開文檔“,HealingAssistantPanHandle.CATPart”,15,Face,C,hecker (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,曲面內抽取有問題的表面，將其隔離、修復。,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）。,細小表面,其邊界匯聚為一條線,線寬小于給定公差。,16,Surface,C,onnection,C,hecker (1/3),檢查曲面或曲面內部表面的連接特性（質量）,如果只選擇了一個曲面，那么檢查該曲面內部表面的連貫性；如果選擇了多個曲面，那么檢查曲面間的連貫性。,檢查結果包括,縫隙（毫米）、切向連續性（度），、曲率連續性（百分比），超差的元素在螢幕上亮顯。當切向夾角接近,180,度時，將造成劣質拓撲架構（,Bad Topology,）。,將,Tangency,錯誤中的,Site.33,隔離（,Transfer,）,到“,G1 gaps”,打開文檔“,HealingAssistantPanHandle.CATPart”,17,Surface,C,onnection,C,hecker (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 Checker,3,、,Connex domainsApply,后檢測到的連貫域的個數,4,、,Connection distance,小于該值的兩個元素被視為一個,5,、,Tangency error,定義切向不連續的夾角範圍,6,、結果,Duplicate,兩個元素成幾何與位置的複製關係,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）的設置，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，而且應在,Distance,檢查之后進行。該檢,查主要是為了避免劣質拓撲機構的產生。,Boundary,邊界（包括內部邊界）,Distance,縫隙,Tangency,切向不連續性,18,Surface,C,onnection,C,hecker (3/3),7,、,Transfer,隔離,Number of anomalies,錯誤的數目,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 Duplicate,Embedded cases Embedded,Multiple connection cases Multiple connection,Overlap cases Overlap,Boundaries Boundary,G0 gaps Distance,G1 gaps Tangency,19,修整拓撲架構,修復無效曲面,修復劣質拓撲架構,檢查縫隙,20,修復無效曲面,修復方法,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聯,求出該元素的全部邊界（,full BOUNDARY,）（無關聯,datum,）,必要時,對邊界實施,SMOOTH CURVE,DISASSEMBLE,邊界，檢查修整后再,JOIN,UNTRIM,被休整元素,SPLIT,重新生成曲面,FILL,LOFT or BLEND,（規則曲面）,21,Face Smooth （1/2）,修復無效曲面（僅適用于含有單一表面的曲面（,Mono-face surface,）,打開文檔“,HealingAssistantPanHandleForFaceSmooth.CATPart”,1,、求出,Surface.65,的邊界,Boundary.1,2,、,Disassemble,邊界,Boundary.1,發現該邊界由,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 檢查新曲面的邊界，由,3,段,組成。,22,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,除去邊界中小于給定值的曲線段,All,Interactively/,Sequentially,Not,smoothable,23,修復劣質拓撲架構,用,Connection checker,找到將導致劣質拓撲架構的曲面（,Tangency,偏差接近,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,修復方法,刪除多餘的曲面,剪裁（,Trimming,）曲面,修正曲面的法矢,24,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,設置,Tools/Options/Display/Visualization/Surfaces Boundaries,25,檢查縫隙,(2/2),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),26,封閉曲面,彌合縫隙,拓撲封閉,Join,幾何封閉,Healing,27,彌合縫隙,(1/3),修復的最終結果是得到封閉的曲面（水密，無縫,）,曲面若能轉化為實體，就表明它是封閉的。,為此需要分析輸入曲面數據，彌合縫隙。,曲面閉合填充形成實體,用曲面裁減或作為界限生成實體,例如,模具件,例如,沖壓件,28,彌合縫隙,(2/3),合縫之前應先修補元素丟失、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,29,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 distance,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,30,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）,Options,Automatic Merging,當至少選擇了兩個邊時，系統計算其間的,距離，顯示于右側，點擊該按鈕，則自動將距離值作為,Local Join,或,Local,Healing,的輸入條件，出現下,Criteria,域。,JoinLocal Join,Join/HealLocal Join,及,Healing,Automatic Join/Heal,自動進行,Local Join,和,Local Healing,31,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圍之內,一般來說，,Join,用于間距小于,Healing,設定值而大于,Join,設定值的場合，而修改曲面,Healing,則用于間距大于,Healing,設定值的場合。,Healing,先變形曲面至可以拓撲封閉（間隙,0.1mm,），然後做,Join,。,d,1,2,d 0.001mm （,系統公差）幾何封閉（同時拓撲封閉,）,0.001mm d merging,distance不做任何操作，曲面保持原狀,。,两曲面间有缝隙,插入新的共享边界,以边界为基准变形两个曲面,32,Local Healing,改善相鄰曲面或表面之間的連接質量,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“,HealingAssistantLocalHealing.CATPart”,，做連貫性檢查，發現曲面存在兩處缺陷,Distance 0.003mm Tangency 0.3deg,。,用,Local Healing,修整兩個邊，消除缺陷。,33,總結,應掌握如下內容,分析引入模型數據,修整無效數據,修整無效的拓撲架構,建立符合,CATIA V5,建模標準的拓撲架構,分析查找縫隙,彌合縫隙（幾何,/,拓撲封閉）,34,