CATIA_V5-曲面修补教程R21

检查和修补曲线然后再JOIN起来
UNTRIM 曲面
然后再SPLIT 曲面。
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）。
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
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
连接所有曲面 给定公差 (例如： 0.01mm)
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。 简单情况: 用新的元素替换原来的病态元素
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, 填充（FILL） 放样（LOFT） 或桥接（BLEND） (特别是直纹面ruled surfaces) …
merging dist. = 0.001mm merging dist. = 0.01mm merging dist. = 0.1mm
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。
模具设计
快速成型
工艺模型设计
仿真
NC 加工
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。
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.
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• d < 0.001mm (0.001为系统缺省公差): 边共享 (几何封闭)； • 0.001mm < d < merging distance: 边共享 (仅仅拓扑封闭)； • d > merging distance : 边不共享,边界有残缺。 d
将Tangency错误中的Site.33隔离（Transfer） 到“G1 gaps”
曲面连接检查（Surface Connection Checker） (2/3)
1、Search distance︰边界间相邻两点的距离小于给定值时视为一条边界， 即这些边界被合併，值越大需要合併的边越多。
2、Internal deges︰用法同于Face Checker 3、Connex domains︰Apply后检测到的连贯域的个数 4、Connection distance︰小于该值的两个元素被视为一个 5、Tangency error︰定义切向不连续的夹角范围 6、结果── Duplicate︰两个元素成几何与位置的複製关系 Embedded︰一个元素完全包括于另一个（如右下图），它们是来自同 一个曲面的两个表面。取样精度（影响运算速度）的设置，会是该检查存 在遗漏。 Multiple Connection︰曲面在同一个边界处存在与多个曲面的连接 Overlap︰一个元素遮盖了另一个元素的一部分，只在表面的法矢夹角 大于135度时才需要做该项检查，而且应在Distance检查之后进行。该检 查主要是为了避免劣质拓扑机构的产生。 Boundary︰边界（包括内部边界） Distance︰缝隙 Tangency︰切向不连续性
如果 OK
如果曲面有病
个别地检查所有曲面
如果“坏拓扑”
分析自由边
检查“坏拓扑”状况
闭合自由边
修正有病的曲面
修补“坏拓扑”
创建几何体
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 Checker (1/2)
用途 检查自相交（Self-Intersection）、边界连续性（Hole）、细小表面（Thin Face）。
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)。
怎样选择 Merging Distance (2/2)
适用技巧:
先选取较低的Merging distance值 产生“坏”拓扑时，适当增加Merging distance值 获得了拓扑封闭的曲面后，应增大Merging distance的值以消除缝隙；做一个新的 Join，不要修改刚刚生成的Join，以免 产生自相交。 如果使用Healing Assistant ,不要增加太多距离值。
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（Invalid Surfaces）
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：
2
2.1 2.2 2.3
3
3.1 3.2
4
4.1 4.2 4.3 4.4
5
5.1 5.2
5.3
5.4
缝合修复
局部缝合修复
修复助手导言
曲面修复的应用 拼合操作 拼合距离
曲面修复的应用
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, …) 创建闭合模型 Healing（修复，缝合） ： 根据任何类型的数据， 创建符合V5建模规范的 有效闭合模型的过程和方法
闭合模型
如果“坏”拓扑持续: 分析问题 和 修正问题
如果有残余自由面: Analyse and close
关于修复助手
进入修复助手工作台 用户界面 修复方法
进入修复助手工作台
1- Start 2- Mechanical Design 3- Healing Assistant
当前工作台.
用户界面
目录
1
1.1 1.2 1.3
修复助手导言 曲面修复的应用 拼合操作的要点 怎样选择拼合距离 工作平台介绍 进入工作平台 用户界面 关于缝合修复的方法 模型分析 曲面片检查器 曲面连接检查器 创建拓扑结构 补救残缺曲面 曲面片光顺 修复“坏”的拓扑结构 校验自由边 完整化拓扑结构 修整自由边 局部连接
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（Free Sides） (1/3)
例如,当加进第三个曲面做拼合操作 时，矛盾可能就出现了.
1
2
d
?
?
1 ? 3
2
其他情况: 分不清楚内外侧 ( 著名的莫比乌斯 Moebius type )
?
这种状况不可能定义出一致的方向。
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。
曲面连接检查（Surface Connection Checker） (3/3)
7、Transfer︰隔离 Number of anomalies︰错误的数目 Name︰错误的名称，Site指将两个存在缺陷的表面分 成一组 Value︰检测到的数值 Domain︰几个存在缺陷的表面组成的一个域 新建Geometrical Set的默认命名︰ Duplicate faces Duplicate Embedded cases Embedded Multiple connection cases Multiple connection Overlap cases Overlap Boundaries Boundary G0 gaps Distance G1 gaps Tangency
将不合格曲面隔离到一个新建的Geometrical Set中，并自动修复自相交的元素（ 如果能修复的话）。
新建的Geometrical Set的名称
该选项只对自相交有效
曲面片检查工具Face Checker(2/2)
决定检查对象是曲面（Surface，默认）还是 表面（Face，选中），若为表面，则自动从 曲面内抽取有问题的表面，将其隔离、修复。
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)
开始
连接操作 距离=0.001mm 如果“坏”拓扑: 增大距离 Limit = 0.01 to 0.05mm 如果自由面太多: 以更大的距离来创建连接 Limit = 0.01 to 0.05mm
如果同一边界的两段曲线间的距离 大于给定公差，那么表明该边界是 断开的（不连续）。
细小表面︰其边界ຫໍສະໝຸດ Baidu聚为一条线 线宽小于给定公差。
自相交︰相邻两边界部分重合，间距小 于给定公差（两边界不存在唯一的交点（如下图）。
曲面连接检查（Surface Connection Checker） (1/3)
检查曲面或曲面内部表面的连接特性（质量） 如果只选择了一个曲面，那么检查该曲面内部表面的连贯性；如果选择了多个曲面，那么检查曲面间的 连贯性。 检查结果包括︰缝隙（毫米）、切向连续性（度），、曲率连续性（百分比），超差的元素在萤幕上亮 显。当切向夹角接近180度时，将造成劣质拓扑架构（Bad Topology）。
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 (3/3)
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。
PROBLEM: 曲面边界模糊， 不能够摘选出共享边界。 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。
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PROBLEM: 如果方向不一致，会出现问题。
关于Join 操作的一些要点 (2/3)
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。 在输入数据中，另外的情形也可能存在 :
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”（Bad Topology ）
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（Free Sides） (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（Free Sides） (2/2)
自由边有四种可能的情况。
1: 存在间隙Gap (包括：重叠overlap) 大于merging distance
2: 存在复制元素（Duplicated element）
4: 丢失元素（Missing element）
3: 病态元素（Invalid element）