七、CATIA V5修复助手.ppt

CATIA V5,Healing Assistant,修复助手,喻宝华,培训目的,本课程学习,Healing Assistant(,修复助手）,解决三个问题：,1,。为什么要修复？,2,。什么时候需要修复？,3,。怎样修复？,培训对象,所有各专业设计师，工艺师，特别是模具设计师。,前提要求,Wire frame&Surface Design,课程内容,1.,Introduction to Healing Assistant,修复助手导言,Why do you need healing?,为什么需要缝合修复？,Some information on the Join operator,拼合操作的若干信息,How to choose a merging distance,怎样选择拼合距离,2.Workbench presentation,工作平台介绍,Accessing the workbench,访问工作平台,The user interface,用户界面,Methodology for healing,关于缝合修复的方法,3.Model analysis with Healing Assistant,模型分析,Face Checker,曲面片检查器,Surface Connection Checker,曲面连接检查器,4.Creating Topology,创建拓扑结构,Repairing invalid surfaces,补救残缺曲面,Face Smooth,曲面片光顺,Repairing bad topology situations,修复“坏”的拓扑结构,Checking for free sides,校验自由边,5.Closing a topology,完整化拓扑结构,Fixing free sides,修整自由边,Local Join,局部连接,The healing operator,缝合修复,Local Healing,局部缝合修复,修复助手导言,为什么需要修复？,拼合操作,拼合距离,为什么需要修复（,Healing,）,?,外来数据,:IGES,STEP,其它。,这些外来数据可能出现的问题,:,精度没有控制；,合法标准有别于,V5；,在转换过程中，数据质量逐级下降；,用户违反运作规程,(,丢失,复制,),模具设计,NC,加工,快速成型,工艺模型设计,仿真,创建闭合模型,Healing,（修复，缝合）,：,根据任何类型的数据，,创建,有效闭合模型,的过程和方法,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,1,2,d 0.001mm(0.001,为系统缺省公差,):,边共享,(,几何封闭,),；,0.001mm 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。,1,2,PROBLEM:,曲面边界模糊，,不能够摘选出共享边界。,PROBLEM:,如果方向不一致，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,),。,merging dist.=0.001mm,merging dist.=0.01mm,merging dist.=0.1mm,适用技巧,:,从合并距离的低值出发,如果要避免“坏”拓扑，仅仅增大距离值,一旦连接成功还可以增加距离来隐藏间隙（在拓扑级）,;do it by creating a new Join rather than by modifying the first one,in order to avoid suppressing small edge curves,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,surface connection checker),要闭合残余自由面,(Local Join,Local Healing),怎样选择,Merging Distance(2/2),连接操作,距离,=0.001mm,如果“坏”拓扑,:,增大距离,Limit=0.01 to 0.05mm,如果“坏”拓扑持续,:,分析问题 和 修正问题,如果自由面太多,:,以更大的距离来创建连接,Limit=0.01 to 0.05mm,如果有残余自由面,:,Analyse and close,闭合模型,开始,关于修复助手,访问修复助手（,Healing Assistant,）工作台,用户界面,修复方法,访问工作台,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,C,hecker,）,Face checker,的用途,:,检查每个区面并确定曲面的有效性（在给定的连接距离范围内）；,挑选有效曲面并移动病态曲面到一个新的几何集里面去。,选择要检查的曲面,分类选项被使用在存在多单元（多曲面片）的情形中：,Move,:,无效曲面被移动到一个新的几何集里；,Split and Move,:,仅仅把无效曲面片移动到新的几何集里，剩余部分还将保留在原来的几何集里；,None:,不移动曲面到另外一个几何集里。,Merging distance,.,用来做有效性检查：,根据这个距离值，检测不能包含在一个连接里的曲面。,Internal check:,如果某些曲面是多单元构成，可以选择激活单独个别地检查曲面片，这个方法胜于整体检查。,Angular threshold,:,角度限制值,WARNING:,用曲面检查工具检查所有曲面和移掉侦测到的无效曲面 不保证连接操作就会成功。进一步的有效性检查工作还可能需要做。,曲面连接检查（,Surface,C,onnection,C,hecker,）,(1/2),在多个曲面之间或者多曲面片（,multi-cell,OR,multi-face,）曲面内部进行连接检查；,如果只选择了一个曲面，检查曲面的内部连续性。如果选择了多个曲面，仅仅检查曲面之间的连接状况，也就是检查外部连接。,可以测量间隙,(,Distance in mm,),相切连续性,(,tangency in degrees,),和 曲率连续性,(,curvature in%,),。间断值大于给定的值，屏幕上将醒目显示。,使用这个功能求得切矢间隙接近,180,度,可能引起,“,Bad Topology”,信息的出现。,例如,发现间隙大于,179,度,间隙大于,0.01mm,锋利边缘角度大于,179,度,曲率不连续大于,5%,曲面连接检查（,Surface,C,onnection,C,hecker,）,(2/2),不连续性作为 间隙,被标示出来；,可以再组织 间隙 以分析它；,可以转移间隙到一个新的几何集稍后来分析它。,Exercise Presentation,And now practice on the first and second steps of the lateral fender exercise,to learn about:,Face checker,Surface connection checker,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（,I,nvalid,S,urfaces,）,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，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 Smooth,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”（,B,ad,T,opology,）,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（,F,ree,S,ides,）,(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（,F,ree,S,ides,）,(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:,病态元素（,Invalid element,）,Exercise Presentation,And now practice on the third step of the lateral fender exercise,to learn about:,Repairing invalid surfaces,Repairing bad topology situations,Checking for free sides,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（,F,ree,S,ides,）,(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（,F,ree,S,ides,）,(2/3),一旦找到了缺失元素、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（,F,ree,S,ides,）,(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,Local 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,）,局部连接用来闭合给定的间隙，而对整个曲面不发生改变。,其概念是仅仅对所选择的棱边释放公差；,在一次操作中，你也可以选择,Boundary,来处理所有的间隙；,闭合间隙可以只在拓扑级进行，也可以在拓扑级和几何级来进行；,选择,Join(,拓扑级,),或,选择,Join+Healing,(,拓扑级,+,几何级,),选择的要处理的棱边列表；,(,它们必须属于相同的曲面,或者,Boundary,曲线）,应用到选择棱边的公差,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,1,2,d 0.001mm(,系统精度,):,拓扑和几何都闭合；,0.001mm d merging distance:,几何不闭合。拓扑也不闭合。,Healing,不做任何修整。,曲面有缝隙,一个新的公共边被计算出来,修整被作用于两个曲面,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,Exercise Presentation,And now practice on the fourth and fifth steps of the lateral fender exercise,to learn about:,Fixing Free sides,Local Join,Local Join/Heal,总结,怎样分析输入的外来模型；,怎样修复病态数据；,怎样修复病态拓扑结构；,怎样创建有效的,CATIA V5,拓扑结构；,怎样分析曲面的自由边；,怎样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。,