《CATIA逆向設計基礎》課件-第7章 快速曲面重構模塊QSR

第7章快速曲面重構模塊7.1簡介7.2點云編輯7.3創(chuàng)建交線7.4創(chuàng)建曲線7.5劃分點云7.6創(chuàng)建輪廓7.7創(chuàng)建曲面7.8操作Operations7.1簡介點云經過數字曲面編輯器（DSE）處理后，可以在快速曲面重構(QuickSurfaceReconstruction)模塊中進行快速而有效地重構曲面(縮短產品的開發(fā)流程)?？焖偾嬷貥嬆K擁有強大的曲面重構功能，包括：建立自由邊界、提取特征曲線、多邊界重構自由曲面、辨識與重建基本曲面(平面、圓柱、球、圓臺等)。點云編輯創(chuàng)建交線創(chuàng)建曲線劃分點云：智能劃分點云特征線（根據點云表面的曲率或者斜度劃分）創(chuàng)建輪廓：由現成的曲線構造封閉輪廓，為創(chuàng)建曲面做準備創(chuàng)建曲面：由輪廓線與點云（網格面）構造曲面操作：對曲線曲面進行結合、切割等操作與DSE模塊的工具功能相同7.2點云編輯此工具可暫時隱藏局部點云！被隱藏的點云可恢復。逆向設計中使用頻率極高?。?！模式Mode：單選pick/框選trap/筆刷brush/點云連續(xù)flood框選類型traptype矩形rectangular

/多邊形polygonal

/樣條線splineSelectedpart可以選擇獲得圈內點云或者是圈外點云Validatetrap單擊該按鈕可使圈選生效，此時被選點云以紅色顯示若要恢復顯示所有點云，可點擊工具以及圈選的點云，單擊Activateall按鈕恢復所有點云的顯示。激活所有隱藏的點云/網格面隱藏部分與顯示部分切換7.3創(chuàng)建交線曲線投影curveprojection此工具可將空間中的曲線沿著指定方向投影至點云/網格面上，生成點云/網格特征線。使用頻率較高！步驟：選取投影的曲線；選取點云/網格面；選取方向（direction）；應用+確定。表示在創(chuàng)建交線的同時也生成曲線；當投影方向上曲線與點云/網格面之間有兩次交集時，僅取最鄰近的交線右擊可選擇投影方向曲線7.3創(chuàng)建交線截面線planarsections此工具可在網格面/點云上獲取與截面相交的斷面交線。逆向設計中使用頻率高！1.拾取網格面/點云2.拾取截面：XY、YZ、XZ，也可自定義截面3.設置交線參數：交線的數量與間距4.改變截面的位置，拖動箭頭5.設置交線的存儲方式：單個集合體、按參考截面、各交線6.應用+確定7.4創(chuàng)建曲線3D曲線3DCurves此工具可創(chuàng)建出3D曲線，也可雙擊3D曲線進行編輯。取點時出現長方體的虛線框，表示此點在網格面/交線上。創(chuàng)建類型：通過點——3D曲線通過取點位置；控制點——取點位置為3D曲線的控制點；近接點——可改變3D曲線的階次（較復雜）點處理（可編輯3D曲線）插入點——在現有的兩點間添加新點；刪除點——刪除曲線上某點。注：雙擊已創(chuàng)建的3D曲線，可通過鼠標左擊/右擊對曲線上的點進行編輯與修改。注:交線的質量較好時使用Curvefromscan構成曲線；交線的質量較差時使用3DCurves構成曲線，盡量做到與網格面之間的距離小于0.1mm！7.4創(chuàng)建曲線交線曲線Curvefromscan此工具可將交線轉換成可編輯的曲線。使用頻率極高！步驟：拾取交線；選擇曲線的生成模式：平滑smoothing：在參數parameters設定范圍內，平滑連接交線上的點；插值Interpolation:交線的點之間插值運算后生成點及曲線；設置曲線的參數parameters：公差值、最大階數和曲線分段準則（角度）；應用；點擊可對生成曲線的曲率進行分析；確定。注：單擊交線上某位置可創(chuàng)建新點，曲線也將被分段，光標手勢由轉變?yōu)楹螅蓪υ擖c進行刪減、強加切線連續(xù)等操作，也可刪除端點（fixed）。曲線創(chuàng)建好后，可將不必要的交線隱藏，以方便后續(xù)的操作。在曲線質量允許條件下，公差值盡可能取?。?.5劃分點云對于一些復雜曲面，在曲面重構時一般都要進行分塊處理，也就是將網格面/點云劃分為各個較簡單區(qū)域，然后進行單獨構面。根據曲率劃分Segmentationbycurvature此工具可在三角網格面上根據曲率變化生成掃描線，對網格面進行分塊。劃分類型（type）：曲率Curvature：按曲率值劃分網格面，指針在網格面上滑動生成掃描線；半徑radius：按曲率半徑劃分網格面，指針在網格面上滑動生成掃描線。結果（results）：Scans：確定后生成掃描線；Clouds：確定后生成三角網格面。segmentation1.CATPart7.5劃分點云根據傾斜角度劃分Segmentationbyslope此工具根據三角網格面的法向相對于視角方向的傾斜角度生成掃描線。Compass選項組中可自定義設置視角方向。結果（results）：Scans：確定后生成掃描線；Clouds：確定后生成三角網格面。segmentation1.CATPart7.6創(chuàng)建輪廓創(chuàng)建規(guī)則輪廓Cleancontour在點云上繪制好曲線后，利用該命令根據一些相交的曲線構造規(guī)則的封閉輪廓。生成的輪廓相對于源曲線有一定偏差。SurfNetwork.CATPart7.6創(chuàng)建輪廓網格曲線Curvesnetwork網格曲線是指一組封閉且相連的輪廓曲線（線框）。此工具即利用現有的曲線構造網格曲線，為后續(xù)構造網格曲面做準備（與Surfacesnetwork搭配使用）。步驟：拾取曲線；拾取網格面（support）；設置參數（maxdistance）；應用+確定。SurfNetwork.CATPart7.7創(chuàng)建曲面此工具條可以辨識及重建曲面，能夠快速而有效地重構曲面。基本曲面辨識Basicsurfacerecognition當點云上的局部點云為某些規(guī)則的幾何曲面（如平面、球面、圓柱面或圓錐面），可以利用此工具對其進行辨識，并自動擬合為相應的規(guī)則幾何曲面。步驟：激活局部區(qū)域的點云；打開基本曲面辨識工具；選擇點云；應用+確定。Canonic1.CATPart注：若點云的顯示方式不合理，可通過右擊模型樹上的點云，

“屬性”→

“displaymodes”→僅勾選

“point”7.7創(chuàng)建曲面強力擬合Powerfit此工具可將局部點云擬合為自由曲面，即由構成邊界的曲線+內部的網格面/點云擬合成曲面。逆向設計中使用頻率高！步驟：激活局部區(qū)域的點云打開強力擬合工具選擇點云的邊界曲線；選擇網格面/點云；應用+確定。powerfit.CATPartParameters選項卡中Tolerance設置為0.01~1，曲面質量許可下，取下限?。〝M合曲面平均偏差的最大值）強力擬合后，需要將全部點云重新激活7.7創(chuàng)建曲面多截面曲面此工具可以根據多個不同輪廓，通過系統(tǒng)自動計算以漸變的方式產生連接曲面。Multi-sectionssurface.CATPart原始文件Multi-sectionssurface.igs注：多截面曲面之間的區(qū)域可以通過橋接方式連接，兩端可以通過二次曲線+填充方式創(chuàng)建曲面。（分段為提高生成曲面質量?。┳⒁飧髑€輪廓的方向?。ㄇ€端點出的箭頭方向要一致）7.7創(chuàng)建曲面網格曲面Surfacesnetwork該工具利用已有的網格曲線生成網格曲面。SurfNetwork.CATPart7.7創(chuàng)建曲面自動生成曲面此工具能夠直接利用網格面生成曲面，無需構線。生成的曲面會忽略網格面的尖角部分！AutomaticSurf01.CATPart7.8操作點云上繪制的曲線一般都很雜亂，不利于構面。操作工具欄可以對曲線進行切片，調整曲線節(jié)點，分割規(guī)則輪廓，以及對曲線/曲面進行分割、修剪、外插延伸和接合等等。曲線切割Curvesslice此工具可以根據曲線相交情況對曲線進行分段，即利用曲線的交點將曲線分為許多小段。此處曲線的相交并不一定要求嚴格相交，只要兩條曲線在某一視角相交且空間距離小于Maxdistance設定的值，系統(tǒng)即默認兩條曲線相交。Slice1.CATPart7.9實例分析實例分析1——基本曲面重構chair.stl有視頻！點云曲面三維實體本實例主要展示了逆向設計中曲面創(chuàng)建方式之一——基本曲面重構功能，并結合創(chuàng)成式外形設計模塊中的曲面創(chuàng)建與編輯工具，獲得與點云相擬合的曲面，并在零件設計模塊中設計出三維實體。7.9實例分析（1）點云的導入進入DSE模塊。插入→幾何圖形集→創(chuàng)建幾何圖形集；使用Import工具導入點云文件chair.stl，勾選Createfacets。chair.stlchair.CATPart7.9實例分析（2）基本曲面重構——椅子頂面進入QSR模塊（快速曲面重構模塊）使用激活工具單獨拾?。╞rush）椅子頂面的網格面；打開基本曲面重構工具，Cloud中拾取網格面，Method選擇Plane；點擊應用；拖拽圖形區(qū)中的綠色箭頭，使平面大于頂部網格面；（方便后續(xù)的修剪工作）點擊確定。7.9實例分析（3）基本曲面重構——椅子側面使用激活工具顯示椅子全部的網格面（activateall）；使用激活工具拾?。╞rush）椅子的某一側面（平面部分）；打開基本曲面重構工具，Cloud中拾取網格面，Method選擇Plane；點擊應用；拖拽圖形區(qū)中的綠色箭頭，使平面大于頂部網格面點擊確定。依照步驟a~f再創(chuàng)建出椅子其他側面的平面。注：可將已創(chuàng)建的曲面隱藏，以方便后續(xù)操作！7.9實例分析（4）修剪曲面打開修剪工具；拾取兩相鄰曲面(正確選擇被剪出區(qū)域)；點擊確定。依照a~c修剪其他曲面。7.9實例分析（5）基本曲面重構——椅子棱角將步驟（4）修剪的曲面隱藏；使用激活工具拾?。╞rush）椅子的某一棱角；（注：由于椅子棱角處僅有一個網格面，基本曲面重構工具無法創(chuàng)建曲面，故需要采用其他方法創(chuàng)建該處的曲面；）打開3DCurve工具，在步驟b的網格面繪制三條直線（要求封閉?。贿M入創(chuàng)成式外形設計模塊(GSD)，使用填充工具拾取三條直線，創(chuàng)建曲面；點擊外插延伸工具將步驟d創(chuàng)建的曲面擴展(注：勾選已外插延伸的邊線，拾取曲面的邊界而非上述直線)；依照步驟a~e再創(chuàng)建出椅子其他棱角處的曲面；顯示所有已創(chuàng)建的曲面，利用修剪工具剪去不需要的區(qū)域。7.9實例分析（6）修剪側面輪廓將所有已創(chuàng)建的曲面隱藏；進入草圖編輯器（YZ平面），創(chuàng)建如右圖所示的輪廓；（為修剪曲面做準備?。┩顺霾輬D工作臺，點擊拉伸工具，將步驟b的輪廓拉伸（使其尺寸足夠與已創(chuàng)建曲面相交），彈出框中選擇保留所有元素；利用分割工具，將步驟c