book七、catia_v5修復助手

1、CATIA V5Healing Assistant修復助手喻寶華培訓目的本課程學習Healing Assistant (修復助手）, 解決三個問題：1。為什么要修復？2。什么時候需要修復？3。怎樣修復？培訓對象所有各專業(yè)設計師，工藝師，特別是模具設計師。前提要求Wire frame & Surface Design課程內容1 . Introduction to Healing Assistant修復助手導言Why do you need healing ?為什么需要縫合修復？Some information on the Join operator拼合操作的若干信息How to choose

2、a merging distance怎樣選擇拼合距離2 . Workbench presentation工作平臺介紹Accessing the workbench訪問工作平臺The user interface用戶界面Methodology for healing關于縫合修復的方法3 . Model analysis with Healing Assistant模型分析Face Checker曲面片檢查器Surface Connection Checker曲面連接檢查器4 . Creating Topology創(chuàng)建拓撲結構Repairing invalid surfaces補救殘缺曲面Face

3、 Smooth曲面片光順Repairing bad topology situations修復“壞”的拓撲結構Checking for free sides校驗自由邊5 . Closing a topology完整化拓撲結構Fixing free sides修整自由邊Local Join局部連接The healing operator縫合修復Local Healing局部縫合修復修復助手導言為什么需要修復？ 拼合操作拼合距離為什么需要修復（Healing） ?Healing（修復，縫合） ： 根據任何類型的數據，創(chuàng)建有效閉合模型的過程和方法創(chuàng)建閉合模型這些外來數據可能出現的問題: 精度沒有控制

4、； 合法標準有別于V5； 在轉換過程中，數據質量逐級下降； 用戶違反運作規(guī)程(丟失, 復制, )外來數據: IGES, STEP,其它。 模具設計 快速成型 工藝模型設計仿真NC 加工關于Join 操作的一些要點 (1/3)JOIN 是拓撲創(chuàng)建的主令，兩個主要概念需要理解清楚。第一 ：在精度參數 merging distance 的控制下. 比較所有曲面各邊界是否足以成為共享邊.d21 d 0.001mm (0.001為系統(tǒng)缺省公差): 邊共享 (幾何封閉)； 0.001mm d merging distance : 邊不共享,邊界有殘缺。PROBLEM:曲面邊界模糊，不能夠摘選出共享邊界。第

5、二 ： 在共享邊界的情況下，需要所有要并合的曲面片具有一致的方向（方位）。12曲面內藏著方向，如果方向不一致，則會出現問題。PROBLEM:如果方向不一致，會出現問題。關于Join 操作的一些要點 (2/3)問題 1: 曲面邊界自交大多數情況: 曲面呈尖細區(qū)域。尖細區(qū)域的棱邊由于不可能求得公共頂點，所以被認為是雙重的。解決這種情況需要減小合并距離merging distance。在輸入數據中，另外的情形也可能存在 :不正確的邊界 (隱藏顯示也是不正確的)邊界中有非常小的曲線 (引發(fā)多頂點)不支持拓撲(例如: 曲面位于封閉曲面上)關于Join 操作的一些要點 (3/3)d?21問題 2: “壞”

6、拓撲的例子大多數情況 :重疊邊界共享 (d merging distance)方向設置一致, 但還是有含糊 (cuso cusp?)。如果選擇的錯誤的方向,稍候就可能出現矛盾。這種狀況發(fā)生在減小Merging distance 的時候。例如,當加進第三個曲面做拼合操作時，矛盾可能就出現了.1?2 3?其他情況: 分不清楚內外側 ( 著名的莫比烏斯 Moebius type )這種狀況不可能定義出一致的方向。怎樣選擇 Merging Distance (1/2)merging dist. = 0.001mmmerging dist. = 0.01mmmerging dist. = 0.1mm必須

7、考慮要連接數據的精度: 如果選擇精確的公差, 而且連接有許多自由的面，就要花時間去修正它。還有，有時候選擇精確的公差，連接操作會不成功 (bad topology) 另一方面，如果釋放公差太大，某些間隙被隱藏但幾何上還是有間隙，這樣在以后的處理中會出麻煩。例如：在零件加工時，間隙會引起明顯的痕跡。別忘記，間隙可以是:或者:最后，連接將去掉所有小于合并距離的邊。所以，如果合并距離太大，就會引發(fā)問題。小曲線的抑制在后面可能產生無效曲面片 (自交情形可能發(fā)生)。怎樣選擇 Merging Distance (2/2)適用技巧: 從合并距離的低值出發(fā) 如果要避免“壞”拓撲，僅僅增大距離值一旦連接成功還可

8、以增加距離來隱藏間隙（在拓撲級）; do it by creating a new Join rather than by modifying the first one, in order to avoid suppressing small edge curves 閉合模型如果有殘余自由面: Analyse and close如果“壞”拓撲持續(xù): 分析問題 和 修正問題連接操作距離=0.001mm如果自由面太多:以更大的距離來創(chuàng)建連接Limit = 0.01 to 0.05mm如果“壞”拓撲:增大距離Limit = 0.01 to 0.05mm開始如果使用Healing Assistant

9、 ,不要增加太多距離值。要查明無效拓撲狀況(使用 surface connection checker) 要閉合殘余自由面 (Local Join, Local Healing)關于修復助手訪問修復助手（Healing Assistant） 工作臺 用戶界面 修復方法訪問工作臺1- Start2- Mechanical Design3- Healing Assistant 當前工作臺.用戶界面Healing Assistant在下面有5個彈出菜單,其他菜單來自其他工作臺如果“壞拓撲”檢查“壞拓撲”狀況修補“壞拓撲”修正有病的曲面閉合自由邊分析自由邊如果 OK個別地檢查所有曲面如果曲面有病連接所

10、有曲面給定公差 (例如： 0.01mm)用Healing Assistant 修復的方法可選擇:清除所有曲面的邊界， 簡化模型可選擇:測量曲面間的間隙，以評估輸入數據的誤差數據準備 =將所有要拼合的曲面放進一個幾何集里面， 去掉不必要的曲面創(chuàng)建幾何體用Healing Assistant 進行模型分析 個別地檢查曲面檢查 拓撲結構曲面片檢查工具（Face Checker）Face checker 的用途:Internal check:如果某些曲面是多單元構成，可以選擇激活單獨個別地檢查曲面片，這個方法勝于整體檢查。Angular threshold : 角度限制值分類選項被使用在存在多單元（多曲

11、面片）的情形中： Move: 無效曲面被移動到一個新的幾何集里； Split and Move: 僅僅把無效曲面片移動到新的幾何集里，剩余部分還將保留在原來的幾何集里； None: 不移動曲面到另外一個幾何集里。選擇要檢查的曲面Merging distance .用來做有效性檢查：根據這個距離值，檢測不能包含在一個連接里的曲面。檢查每個區(qū)面并確定曲面的有效性（在給定的連接距離范圍內）； 挑選有效曲面并移動曲面到一個新的幾何集里面去。WARNING: 用曲面檢查工具檢查所有曲面和移掉偵測到的無效曲面不保證連接操作就會成功。進一步的有效性檢查工作還可能需要做。曲面連接檢查（Surface Conn

12、ection Checker） (1/2)在多個曲面之間或者多曲面片（multi-cell OR multi-face ）曲面內部進行連接檢查； 如果只選擇了一個曲面，檢查曲面的內部連續(xù)性。如果選擇了多個曲面，僅僅檢查曲面之間的連接狀況，也就是檢查外部連接?？梢詼y量間隙 (Distance in mm), 相切連續(xù)性(tangency in degrees) 和 曲率連續(xù)性(curvature in %)。間斷值大于給定的值，屏幕上將醒目顯示。使用這個功能求得切矢間隙接近180度, 可能引起 “Bad Topology” 信息的出現。 鋒利邊緣角度大于179 度間隙大于0.01mm例如, 發(fā)現

13、間隙大于179度 曲率不連續(xù)大于 5 %曲面連接檢查（Surface Connection Checker） (2/2)不連續(xù)性作為 間隙 被標示出來； 可以再組織 間隙 以分析它；可以轉移間隙到一個新的幾何集稍后來分析它。Exercise PresentationAnd now practice on the first and second steps of the lateral fender exercise to learn about :Face checkerSurface connection checker創(chuàng)建拓撲（Creating Topology）修補 曲面（Invali

14、d Surfaces）修補“壞拓撲”情形（Bad Topology ） 檢查自由邊（Free Sides）修補 曲面（Invalid Surfaces）前面已經陳述了 曲面的各種主要表現形式； 可以通過下面的方法來修復 元素：利用曲面的邊界和曲面本身，通過Split 再創(chuàng)建新的曲面；特別是，使用CATIA的創(chuàng)建曲面的標準功能來快速創(chuàng)建新的曲面而放棄 曲面。通常情況: 使用SPLIT再創(chuàng)建曲面。隔離元素創(chuàng)建元素的全邊界，作為前提數據。如果有必要:可對邊界進行光順（SMOOTH CURVE） 拆分（DISASSEMBLE）邊界,檢查和修補曲線然后再JOIN起來UNTRIM 曲面然后再SPLIT 曲

15、面。簡單情況: 用新的元素替換原來的元素填充（FILL）放樣（LOFT） 或橋接（BLEND）(特別是直紋面ruled surfaces)一旦曲面位置確定，修補這些曲面都是非常簡單和快捷的。曲面片的光順（Face Smooth）曲面還能夠通過Face Smooth功能來修補（僅對單一曲面片） 在給定精度的范圍內，它更改邊界的邊，為了：填充間隙（在邊之間按給定的長度）；糾正小的切矢（按給定的角度）；糾正曲率的非連續(xù)性（按給定的百分比值）。它還能夠 ：通過刪除或連接來抑制非常小的邊；在考慮到切矢連續(xù)的情況下連接邊曲線，以減少曲線的數量。修補“壞拓撲”（Bad Topology ）曲面可能是bad

16、topology 情況，可以使用connection checker來分類摘選； 這些曲面必須細心分析以找出它們是否引起問題：它們可能是簡單的鄰接曲面，但方向相反。Bad topology 通常能夠被修復，通過:刪除多余曲面；裁減曲面；連接引發(fā)矛盾方向的曲面。在模型上一旦找到了位置，修補bad topology還是非常容易的。檢查自由邊（Free Sides） (1/2) 能夠顯示曲面的自由邊：用邊界功能來高亮（醒目）顯示自由邊； 當曲面閉合，邊界功能給出清晰的提示在 Tools/Options/Display/Visualization menu 設置。檢查自由邊（Free Sides） (

17、2/2)自由邊有四種可能的情況。大于merging distance1: 存在間隙Gap (包括：重疊overlap)2: 存在復制元素（Duplicated element）3:元素（Invalid element）4: 丟失元素（Missing element）Exercise PresentationAnd now practice on the third step of the lateral fender exercise to learn about :Repairing invalid surfaces Repairing bad topology situations Che

18、cking for free sides完善拓撲（Closing a Topology） 修正拓撲曲面的多余自由邊； 在拓撲級，修正間隙； 在拓撲級和幾何級兩個層面，修正間隙。修正自由邊（Free Sides） (1/3)一旦創(chuàng)建了拓撲，必須使得它閉合（滴水不漏，保證無縫）；我們說一個曲面是閉合的，是指它能夠用來創(chuàng)建成一個實體（幾何體）；為此，必須分析和抑制所有的自由邊。使用Close Surface功能創(chuàng)建實體例如: 模型零件使用 Split or Pad/Up to surface來創(chuàng)建實體例如: 沖壓模具表面修正自由邊（Free Sides） (2/3)一旦找到了缺失元素、復制元素和 元

19、素，糾正它們是很容易的。缺失元素:?？梢允褂肍ill 等其它曲面功能來重新創(chuàng)建復制元素:找到它刪除即可。元素：刪除它，然后利用Fill等曲面功能再造。修正自由邊（Free Sides） (3/3)雖然缺失元素、復制元素和 元素被修整，但還可能存在殘余間隙；可以使用Surface connection Checker來測量間隙值；間隙可以這樣修正:只在拓撲層面，調整merging distance 來Join 或者Local Join。此時，幾何間隙還是存在，它僅僅是隱藏起來了。在拓撲和幾何層面：為了從拓撲中去除惡性的曲面片，可以使用Extract（Complementary mode選項）來抽

20、取所有曲面片（注意：選擇不需要的惡性曲面片）。 去除惡性曲面片，用一個新的取而代之；選擇惡性曲面片 使用Healing 或者Local Healing局部連接（Local Join）局部連接用來閉合給定的間隙，而對整個曲面不發(fā)生改變。 其概念是僅僅對所選擇的棱邊釋放公差；在一次操作中，你也可以選擇Boundary來處理所有的間隙；閉合間隙可以只在拓撲級進行，也可以在拓撲級和幾何級來進行；選擇的要處理的棱邊列表； (它們必須屬于相同的曲面或者Boundary 曲線）選擇Join (拓撲級)或選擇 Join + Healing(拓撲級+幾何級) 應用到選擇棱邊的公差縫合修復（Healing Operator）Healing的概念是一個調節(jié)、權衡的連接概念。它將所有選擇的曲面片連接起來（這點相同于Join),并且修改曲面片（當縫隙距離在給定的Merging distance之內時）