CATIA_破面特征丟失修補教程

1、目錄目錄1修復助手導言修復助手導言1.1曲面修復的應用曲面修復的應用1.2拼合操作的要點拼合操作的要點1.3怎樣選擇拼合距離怎樣選擇拼合距離2工作平臺介紹工作平臺介紹2.1進入工作平臺進入工作平臺2.2用戶界面用戶界面2.3關于縫合修復的方法關于縫合修復的方法3模型分析模型分析3.1曲面片檢查器曲面片檢查器3.2曲面連接檢查器曲面連接檢查器4創(chuàng)建拓撲結構創(chuàng)建拓撲結構 4.1補救殘缺曲面補救殘缺曲面4.2曲面片光順曲面片光順4.3修復修復“壞壞”的拓撲結構的拓撲結構4.4校驗自由邊校驗自由邊5完整化拓撲結構完整化拓撲結構5.1修整自由邊修整自由邊5.2局部連接局部連接5.3縫合修復縫合修復5.4

2、局部縫合修復局部縫合修復修復助手導言修復助手導言曲面曲面修復修復的應用的應用拼合操作拼合操作拼合距離拼合距離曲面修復的應用曲面修復的應用外來數(shù)據(jù)外來數(shù)據(jù): IGES, STEP,其它。其它。這些外來數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的問題這些外來數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的問題:精度沒有控制；精度沒有控制；合法標準有別于合法標準有別于V5；在轉換過程中，數(shù)據(jù)質量逐級下降；在轉換過程中，數(shù)據(jù)質量逐級下降；用戶違反運作規(guī)程用戶違反運作規(guī)程(丟失丟失, 復制復制, )模具設計模具設計NC NC 加工加工快速成型快速成型工藝模型設計工藝模型設計仿真仿真創(chuàng)建閉合模型創(chuàng)建閉合模型Healing（修復，縫合）（修復，縫合） ：根據(jù)任何類型的數(shù)

3、據(jù)，根據(jù)任何類型的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建符合創(chuàng)建符合V5建模規(guī)范的建模規(guī)范的 有效閉合模型有效閉合模型的過程和方法的過程和方法第一第一 ：在精度參數(shù)：在精度參數(shù) merging distance 的控制下的控制下. 比較所有曲面各邊界是否足以成為共享邊比較所有曲面各邊界是否足以成為共享邊.關于關于Join 操作的一些要點操作的一些要點 (1/3)JOIN 是拓撲創(chuàng)建的主要命令，兩個主要概念需要理解清楚。是拓撲創(chuàng)建的主要命令，兩個主要概念需要理解清楚。d12 d 0.001mm (0.001為系統(tǒng)缺省公差為系統(tǒng)缺省公差): 邊共享邊共享 (幾何封閉幾何封閉)； 0.001mm d merging dista

4、nce : 邊不共享邊不共享,邊界有殘缺。邊界有殘缺。第二第二 ： 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）。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）。曲面內藏著方向，如果方向不一致，則會出現(xiàn)問題。曲面內藏著方向，如果方向不一致，則會出現(xiàn)問題。12PROBLEM: 曲面邊界模糊，曲面邊界模糊，不能夠摘選出共享邊界。不能夠摘選出共享邊界。PROBLEM: 如果方向不一致，會出現(xiàn)問題。如果方向不一致，會出現(xiàn)問題。問題問題 1: 曲面邊界自交曲面邊界自交大多數(shù)情況大多數(shù)情況: 曲面呈尖細區(qū)域。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

5、認為是雙重的。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解決這種情況需要減小合并距離merging distance。不正確的邊界不正確的邊界 (隱藏顯示也是不正確的隱藏顯示也是不正確的)邊界中有非常小的曲線邊界中有非常小的曲線 (引發(fā)多頂點引發(fā)多頂點)不支持拓撲不支持拓撲(例如例如: 曲面位于封閉曲面上曲面位于封閉曲面上)關于關于Join 操作的一些要點操作的一些要點 (2/3)在輸入數(shù)據(jù)中，另外的情形也可能存在在輸入數(shù)據(jù)中，另外的情形也可能存在 :問題問題 2: “壞壞”拓撲的例子拓撲的例子大多數(shù)情況大多數(shù)情況 : 重疊重疊邊界共享邊界共享 (d

6、 merging distance)方向設置一致方向設置一致, 但還是有含糊但還是有含糊 (cusp or no cusp?)。如果選擇的錯誤的方向如果選擇的錯誤的方向,稍候就可能出現(xiàn)矛盾。稍候就可能出現(xiàn)矛盾。這種狀況發(fā)生在減小這種狀況發(fā)生在減小Merging distance 的時候。的時候。 d12?這種狀況不可能定義出一致的方向。這種狀況不可能定義出一致的方向。123?例如例如, ,當加進第三個曲面做拼合操作當加進第三個曲面做拼合操作時，矛盾可能就出現(xiàn)了時，矛盾可能就出現(xiàn)了. .關于關于Join 操作的一些要點操作的一些要點 (3/3)其他情況其他情況: 分不清楚內外側分不清楚內外側 (

7、 著名的莫比烏斯著名的莫比烏斯 Moebius type )怎樣選擇怎樣選擇 Merging Distance (1/2)必須考慮要連接數(shù)據(jù)的精度必須考慮要連接數(shù)據(jù)的精度: 如果選擇精確的公差如果選擇精確的公差, 而且連接有許多自由的面，就要花時而且連接有許多自由的面，就要花時間去修正它。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。理中會出麻煩。

8、 例如：在零件加工時，間隙會引起明顯的痕跡。例如：在零件加工時，間隙會引起明顯的痕跡。別忘記，間隙可以是別忘記，間隙可以是: : 或者或者: : 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。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)生自交情形可能發(fā)生) )。merging dist. = 0.001mmmerging dist. = 0.01mmmerging dist. = 0.1mm適用技巧適用技巧:先選取較低的先選取較低的Merg

9、ing distance值值產生產生“壞壞”拓撲時，適當增加拓撲時，適當增加Merging distance值值獲得了拓撲封閉的曲面后，應增大獲得了拓撲封閉的曲面后，應增大Merging distance的值以消除縫隙；做一個新的的值以消除縫隙；做一個新的Join，不要修改剛剛生成的，不要修改剛剛生成的Join，以免，以免 產生自相交。產生自相交。如果使用如果使用Healing Assistant ,不要增加太多距離值。不要增加太多距離值。要查明無效拓撲狀況要查明無效拓撲狀況(使用使用 surface connection checker)要閉合殘余自由面要閉合殘余自由面 (Local Joi

10、n, Local Healing)怎樣選擇怎樣選擇 Merging Distance (2/2)連接操作連接操作距離距離=0.001mm如果如果“壞壞”拓撲拓撲:增大距離增大距離Limit = 0.01 to 0.05mm如果如果“壞壞”拓撲持續(xù)拓撲持續(xù):分析問題分析問題 和和 修正問題修正問題如果自由面太多如果自由面太多:以更大的距離來創(chuàng)建連接以更大的距離來創(chuàng)建連接Limit = 0.01 to 0.05mm如果有殘余自由面如果有殘余自由面:Analyse and close閉合模型閉合模型開始開始關于修復助手關于修復助手進入進入修復助手修復助手工作臺工作臺用戶界面用戶界面修復方法修復方法進

11、入修復助手工作臺進入修復助手工作臺1- Start當前工作臺當前工作臺.2- Mechanical Design3- Healing Assistant用戶界面用戶界面Healing Assistant在下面有在下面有5個彈出菜單個彈出菜單, 其他菜單來自其他工作臺其他菜單來自其他工作臺用用Healing Assistant 修復的方法修復的方法數(shù)據(jù)準備數(shù)據(jù)準備 =將所有要拼合的曲面放進一將所有要拼合的曲面放進一個幾何集里面，個幾何集里面， 去掉不必要去掉不必要的曲面的曲面連接所有曲面連接所有曲面 給定公差給定公差 ( (例如例如： 0.01mm)個別地檢查所有曲面?zhèn)€別地檢查所有曲面可選擇可選

12、擇: 測量曲面間的間隙，以測量曲面間的間隙，以評估輸入數(shù)據(jù)的誤差評估輸入數(shù)據(jù)的誤差可選擇可選擇: : 清除所有曲面的邊界，清除所有曲面的邊界，簡化模型簡化模型檢查檢查“壞拓撲壞拓撲”狀況狀況修正有病的曲面修正有病的曲面修補修補“壞拓撲壞拓撲”分析自由邊分析自由邊閉合自由邊閉合自由邊創(chuàng)建幾何體創(chuàng)建幾何體如果曲面有病如果曲面有病如果如果“壞拓撲壞拓撲”如果如果 OK用用Healing Assistant 進行模型分析進行模型分析個別地檢查曲面?zhèn)€別地檢查曲面檢查病態(tài)拓撲結構檢查病態(tài)拓撲結構曲面片檢查工具曲面片檢查工具Face Checker (1/2)用途用途檢查自相交（檢查自相交（Self-Int

13、ersectionSelf-Intersection）、邊界連續(xù)性（）、邊界連續(xù)性（HoleHole）、細小表面（）、細小表面（Thin FaceThin Face）。）。將不合格曲面隔離到一個新建的將不合格曲面隔離到一個新建的Geometrical SetGeometrical Set中，并自動修復自相交的元素（中，并自動修復自相交的元素（如果能修復的話）。如果能修復的話）。新建的新建的GeometricalGeometricalSetSet的名稱的名稱該選項只對自相交有效該選項只對自相交有效曲面片檢查工具曲面片檢查工具Face Checker(2/2)決定檢查對象是曲面（決定檢查對象是曲面

14、（SurfaceSurface，默認）還是，默認）還是表面（表面（FaceFace，選中），若為表面，則自動從，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。曲面內抽取有問題的表面，將其隔離、修復。自相交自相交相鄰兩邊界部分重合，間距小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）。于給定公差（兩邊界不存在唯一的交點（如下圖）。如果同一邊界的兩段曲線間的距離如果同一邊界的兩段曲線間的距離大于給定公差，那么表明該邊界是大于給定公差，那么表明該邊界是斷開的（不連續(xù)）。斷開的（不連續(xù)）。細小表面細小表面其邊界匯聚為一條線其邊界匯聚為一條線線寬小于給定公差。

15、線寬小于給定公差。曲面連接檢查（曲面連接檢查（Surface Connection Checker） (1/3)檢查曲面或曲面內部表面的連接特性（質量）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。連貫性。 檢查結果包括檢查結果包括縫隙（毫米）、切向連續(xù)性（度），、曲率連續(xù)性（百分比），超差的元素在螢幕上亮縫隙（毫米）、切向連續(xù)性（度），、曲率連續(xù)性（百分比），超差的元素在螢幕上亮顯。當切向夾角接近顯。當切向夾角接

16、近180180度時，將造成劣質拓撲架構（度時，將造成劣質拓撲架構（Bad TopologyBad Topology）。）。將將TangencyTangency錯誤中的錯誤中的Site.33Site.33隔離（隔離（TransferTransfer） 到到“G1 gaps”G1 gaps”曲面連接檢查（曲面連接檢查（Surface Connection Checker） (2/3)1 1、Search distanceSearch distance邊界間相鄰兩點的距離小于給定值時視為一條邊界，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。即這些邊界被合併

17、，值越大需要合併的邊越多。2 2、Internal degesInternal deges用法同于用法同于Face CheckerFace Checker3 3、Connex domainsConnex domainsApplyApply后檢測到的連貫域的個數(shù)后檢測到的連貫域的個數(shù)4 4、Connection distanceConnection distance小于該值的兩個元素被視為一個小于該值的兩個元素被視為一個5 5、Tangency errorTangency error定義切向不連續(xù)的夾角范圍定義切向不連續(xù)的夾角范圍6 6、結果、結果 DuplicateDuplicate兩個元素成

18、幾何與位置的複製關系兩個元素成幾何與位置的複製關系 EmbeddedEmbedded一個元素完全包括于另一個（如右下圖），它們是來自同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。在遺漏。 Multiple ConnectionMultiple Connection曲面在同一個邊界處存在與多個曲面的連接曲面在同一個邊界處存在與多個曲面的連接 OverlapOverlap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一個元素遮蓋了另一個元素的一部分，只

19、在表面的法矢夾角大于大于135135度時才需要做該項檢查，而且應在度時才需要做該項檢查，而且應在DistanceDistance檢查之后進行。該檢檢查之后進行。該檢查主要是為了避免劣質拓撲機構的產生。查主要是為了避免劣質拓撲機構的產生。 BoundaryBoundary邊界（包括內部邊界）邊界（包括內部邊界） DistanceDistance縫隙縫隙 TangencyTangency切向不連續(xù)性切向不連續(xù)性曲面連接檢查（曲面連接檢查（Surface Connection Checker） (3/3)7 7、TransferTransfer隔離隔離 Number of anomaliesNumb

20、er of anomalies錯誤的數(shù)目錯誤的數(shù)目 NameName錯誤的名稱，錯誤的名稱，SiteSite指將兩個存在缺陷的表面分指將兩個存在缺陷的表面分成一組成一組 ValueValue檢測到的數(shù)值檢測到的數(shù)值 DomainDomain幾個存在缺陷的表面組成的一個域幾個存在缺陷的表面組成的一個域新建新建Geometrical SetGeometrical Set的默認命名的默認命名Duplicate faces DuplicateDuplicate faces DuplicateEmbedded cases EmbeddedEmbedded cases EmbeddedMultiple c

21、onnection cases Multiple connectionMultiple connection cases Multiple connectionOverlap cases OverlapOverlap cases OverlapBoundaries BoundaryBoundaries BoundaryG0 gaps DistanceG0 gaps DistanceG1 gaps TangencyG1 gaps Tangency創(chuàng)建拓撲（創(chuàng)建拓撲（Creating Topology）修補病態(tài)曲面修補病態(tài)曲面（Invalid Surfaces）修補修補“壞拓撲壞拓撲”情形情形（B

22、ad Topology ）檢查自由邊檢查自由邊（Free Sides）修補病態(tài)曲面（修補病態(tài)曲面（Invalid Surfaces）前面已經(jīng)陳述了病態(tài)曲面的各種主要表現(xiàn)形式；前面已經(jīng)陳述了病態(tài)曲面的各種主要表現(xiàn)形式；可以通過下面的方法來修復病態(tài)元素：可以通過下面的方法來修復病態(tài)元素： 利用病態(tài)曲面的邊界和病態(tài)曲面本身，通過利用病態(tài)曲面的邊界和病態(tài)曲面本身，通過Split Split 再創(chuàng)建新的曲面；再創(chuàng)建新的曲面； 特別是，使用特別是，使用CATIACATIA的創(chuàng)建曲面的標準功能來快速創(chuàng)建新的曲面而放棄病態(tài)曲面。的創(chuàng)建曲面的標準功能來快速創(chuàng)建新的曲面而放棄病態(tài)曲面。通常情況通常情況: 使用使用

23、SPLIT再創(chuàng)建曲面。再創(chuàng)建曲面。隔離病態(tài)元素隔離病態(tài)元素創(chuàng)建病態(tài)元素的全邊界創(chuàng)建病態(tài)元素的全邊界，作為前提數(shù)據(jù)。，作為前提數(shù)據(jù)。如果有必要如果有必要:可對邊界進行光順可對邊界進行光順（SMOOTH CURVE）拆分拆分（DISASSEMBLE）邊界邊界, 檢查和修補曲線然后再檢查和修補曲線然后再JOIN起來起來UNTRIM 曲面曲面然后再然后再SPLIT 曲面。曲面。簡單情況簡單情況: 用新的元素替換原來的病態(tài)元素用新的元素替換原來的病態(tài)元素填充填充（FILL）放樣放樣（LOFT） 或橋接或橋接（BLEND） (特別是直紋面特別是直紋面ruled surfaces)一旦曲面位置確定，修補這些

24、病態(tài)曲面都是非一旦曲面位置確定，修補這些病態(tài)曲面都是非常簡單和快捷的。常簡單和快捷的。曲面片的光順（曲面片的光順（Face Smooth）病態(tài)曲面還能夠通過病態(tài)曲面還能夠通過Face Smooth功能來修補（僅對單一曲面片）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：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）；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）。糾正曲率的非連續(xù)性（按給定的百分比值）。它還能夠它還能夠 ：通過刪除或連接來抑制非常小的邊；通過

25、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(shù)量。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(shù)量。修補修補“壞拓撲壞拓撲”（Bad Topology ）曲面可能是曲面可能是bad topology 情況，可以使用情況，可以使用connection checker來分類摘選；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：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。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，通過通常能夠被修復，通過: 刪除多余曲面；刪除多余曲面；裁減曲面；裁

26、減曲面；連接引發(fā)矛盾方向的曲面。連接引發(fā)矛盾方向的曲面。在模型上一旦找到了位置，在模型上一旦找到了位置， 修補修補bad topology還是非常容易的。還是非常容易的。檢查自由邊（檢查自由邊（Free Sides） (1/2)能夠顯示曲面的自由邊：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；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當曲面閉合，邊界功能給出清晰的提示在在 Tools/Options/Display/Visualization menu Tools/Options/Display/Visualization menu 設置。設置。

27、檢查自由邊（檢查自由邊（Free Sides） (2/2)自由邊有四種可能的情況。自由邊有四種可能的情況。 2: 存在復制元素（存在復制元素（Duplicated element）1: 存在間隙存在間隙Gap (包括：重疊包括：重疊overlap) 大于大于merging distance4: 丟失元素（丟失元素（Missing element）3: 病態(tài)元素（病態(tài)元素（Invalid element）完善完善拓撲（拓撲（Closing a Topology）修正拓撲曲面的多余自由邊；修正拓撲曲面的多余自由邊；在拓撲級，修正間隙；在拓撲級，修正間隙；在拓撲級和幾何級兩個層面，修正間隙。在拓撲級

28、和幾何級兩個層面，修正間隙。修正自由邊（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）；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）；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。為此，必須分析和抑制所有的自由邊。使用使用Close Surface功能功能創(chuàng)建實體創(chuàng)建實體使用使用 Split or Pad/Up to surface來創(chuàng)建實體來創(chuàng)建實體例如例如: 模型零件模型零件例如例如: 沖壓模具表面沖壓模具表面修正

29、自由邊（修正自由邊（Free Sides） (2/3)一旦找到了缺失元素、復制元素和病態(tài)元素，糾正它們是很容易的。一旦找到了缺失元素、復制元素和病態(tài)元素，糾正它們是很容易的。復制元素復制元素: 找到它刪除即可。找到它刪除即可。缺失元素缺失元素:可以使用可以使用Fill 等其它曲面功能來重新創(chuàng)建。等其它曲面功能來重新創(chuàng)建。病態(tài)元素：病態(tài)元素：刪除它，然后利用刪除它，然后利用Fill等曲面功能再造。等曲面功能再造。修正自由邊（修正自由邊（Free Sides） (3/3)雖然缺失元素、復制元素和病態(tài)元素被修整，但還可能存在殘余間隙；雖然缺失元素、復制元素和病態(tài)元素被修整，但還可能存在殘余間隙；可以

30、使用可以使用Surface connection Checker來測量間隙值；來測量間隙值；間隙可以這樣修正間隙可以這樣修正:只在拓撲層面，調整只在拓撲層面，調整merging distance 來來Join 或者或者Local Join。 此時，幾何間隙還是存在，它僅僅是隱藏起來了。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：在拓撲和幾何層面： 去除惡性曲面片，用一個新的取而代之去除惡性曲面片，用一個新的取而代之； 使用使用Healing 或者或者Local Healing為了從拓撲中去除惡性的曲面片，可以使用為了從拓撲中去除惡性的曲面片，可以使用Extract（Compl

31、ementary mode選項）來抽取所有曲面片選項）來抽取所有曲面片（注意：選擇不需要的惡性曲面片）。（注意：選擇不需要的惡性曲面片）。選擇惡性曲面片選擇惡性曲面片局部連接局部連接Local Join局部連接指定邊界處的縫隙，而周遭曲面保持不變。局部連接指定邊界處的縫隙，而周遭曲面保持不變。實際上是放寬指定邊界處的連接公差實際上是放寬指定邊界處的連接公差透過選擇透過選擇 Boundary 而一次性地合縫而一次性地合縫可以是拓撲封閉（可以是拓撲封閉（Join）也可以是幾何封閉（）也可以是幾何封閉（Heal補面）補面）OptionsOptions Automatic Merging Automa

32、tic Merging當至少選擇了兩個邊時，系統(tǒng)計算其間的當至少選擇了兩個邊時，系統(tǒng)計算其間的距離，顯示于右側，點擊該按鈕，則自動將距離值作為距離，顯示于右側，點擊該按鈕，則自動將距離值作為Local JoinLocal Join或或LocalLocalHealingHealing的輸入條件，出現(xiàn)下的輸入條件，出現(xiàn)下CriteriaCriteria域。域。JoinJoinLocal JoinLocal JoinJoin/HealJoin/HealLocal Join Local Join 及及 HealingHealingAutomatic Join/HealAutomatic Join/Heal自動進行自動進行Local Join Local Join 和和 Local HealingLocal Healin