CATIA破面修复教程

修復方法
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訪問工作台
1- Start 2- Mechanical Design 3- Healing Assistant
工作台圖標顯示當前所在的工作台
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用戶界面
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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。
修復
生成實體
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使用 Healing Assistant 分析數據
逐一地檢查曲面
檢查非法的拓撲架構
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Face Checker (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）。
1
2Байду номын сангаас
問題︰有時無法做到一致
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Join 操作的一些錯誤訊息 (2/3)
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──
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為什麼要做數據的修整？
外來數據︰ IGES，STEP，CATIA V4，…
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 …)
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）。
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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 Interactively/ Sequentially Not smoothable
All
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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
封閉曲面模型
修整 = 生成符合 V5 建模規範的封閉曲 面模型
模具設計
快速成型
補充設計
類比驗証
數控加工
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Join 操作的一些錯誤訊息 (1/3)
Join 操作要經歷兩個步驟︰
步驟 1 ︰用參量“merging distance”逐一比對曲面兩兩之間的鄰接狀況
• d < 0.001mm (系統精度): 邊界共享，幾何封閉
打開文檔“…\HealingAssistant\PanHandle.CATPart”
新建的Geometrical Set的名稱
該選項只對自相交有效
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Face Checker (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。
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Surface Connection Checker (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
1
2
d
?
? 其它的情況︰（如圖）
例如在有相鄰的另一曲面時，系 統將無法分發統一的法矢。
1 ? 3
?
2
不能定義該曲面的唯一的法矢
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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。
merging dist. = 0.001mm merging dist. = 0.01mm merging dist. = 0.1mm
CATIA V5 R13 培養訓練材料
Healing Assistant 修復助手
（講義）
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。
0.5 天
前提 3D 線框及曲面
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）
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修整拓撲架構
修復無效曲面 修復劣質拓撲架構 檢查縫隙
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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 重新生成曲面
打斷被休整元素與其他元素的關聯
FILL
求出該元素的全部邊界（full BOUNDARY）（ 無關聯datum）
LOFT or BLEND （規則曲面） …
2: Duplicated 元素
3: 無效的元素 (Join操 作不能識別)
4: 元素丟失
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封閉曲面
彌合縫隙
拓撲封閉 Join
幾何封閉 Healing
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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。
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 ）。
1
2
d
„ 0.001mm < d < merging distance: 邊界視為共享，拓撲封閉（非幾何封閉） „ d > merging distance : 縫隙超差，不能封閉
問題︰曲面之間的交線存在斷開、交叉 、重 疊等缺陷。 步驟 2︰ 使幾何或拓撲封閉的曲面的法矢方向一致
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）
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如何選擇 Merging Distance (2/2)
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
曲面閉合填充形成實體
例如︰模具件
用曲面裁減或作為界限 生成實體
例如︰沖壓件
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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。
元素丟失︰用填充（Fill）或 其它生成曲面的方法補面 元素複製︰將多餘元素刪除， 或者使用Near操作將其去除。
無效元素︰刪除重建
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彌合縫隙 (3/3)
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）
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Join 操作的一些錯誤訊息 (3/3)
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）︰ 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。
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。
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）。
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Surface Connection Checker (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）。
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。
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
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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“…\HealingAssistant\PanHandleForFaceSmooth.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
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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/Surface’s Boundaries
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檢查縫隙 (2/2)
存在4種縫隙
1: Gap (包括 overlap) 大于Join 操 作的合併公差
2、Internal deges︰用法同于Face Checker 3、Connex domains︰Apply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
打開文檔“…\HealingAssistant\PanHandle.CATPart”
將Tangency錯誤中的Site.33隔離（Transfer） 到“G1 gaps”
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Surface Connection Checker (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。
开始的时候
用0.001mm Join
如果劣质拓扑结构产生， 则增加值 取值范围：0.01 ~ 0.05mm
如果缝隙太多，则用较大 的值Join 取值范围：0.01 ~ 0.05mm
封闭的结构
若问题依旧，分析后修补
若问题依旧，分析后修补
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工作台
訪問 Healing Assistant 工作台
用戶界面
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。
Join 所有曲面 使用較為嚴格的公 差（例如0.01mm）
合格
非 V5 有效曲面
劣質拓撲架構
分析縫隙
用 Face Checker 檢查每 一個曲面
修復
分析檢查
彌合縫隙