《中望3D技术文档(原VXCAD技术文档)-曲面实体建模一体化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中望3D技术文档(原VXCAD技术文档)-曲面实体建模一体化（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Software 软件世界59CAD/CAM 与制造业信息化 栏目主持：刘振敏投稿信箱:一、 前言VX 采用的第二代系统内核OVERDRIVE ， 首先推出了曲面 / 实体复合建模概念， 使设计人员可轻松完成从概念设计产品设计模具设计直至数控加工的全部流程， 是真正的一体化设计。VX 将线框、 曲面和实体建模功能集成在单一的用户界面和数据库中。用户可以运用传统的实体建模功能，比如拉伸、 旋转、 放样和扫描来建立一个基本实体， 然后在此基础上进行布尔运算、 倒角等操作来完成设计工作。VX 具有其复合式边界表示法， 能让用户用量化的线框和曲面功能从无到有地建立模型。 一旦曲面模型完全闭合， 就会自
2、动转变为一个实体。 这种复合式实体建模路径可以通过运用更多高级的曲面建模功能来定义复杂的部件， 而这些是单独的实体建模功能所无法做到的。这种集成复合式建模环境的优点就是在 VX 中， 用户很难发现无法建模的部件， 并且这种集成化的功能并不会让 VX 系统比纯实体建模的 CAD 系统更加复杂， 图 1 为 VX CAD/CAM 友好的图形用户界面。图 1 VX CAD/CAM 友好的图形用户界面二、 VX 功能特点1 智能绘图VX 最有特色的就是智能绘图功能。 仅仅一个命令， 可以创建所有普通草图的几何元素。 一个智能的高度交互的光标帮助定义、 捕捉目标。 在几何图素创建时， 就能自动完成尺寸标
3、注和条件约束。 在绘制几何图和设置草图时， 可以方便地参考 3D 零件数据。因为 VX 容许过约束和欠约束的草图， 用户能创建和修改尺寸上的和几何上的约束， 无论其结果是合适的或不合适的， 交互查询工具帮助正确创建约束下的几何图素。 当需要定义一个全约束的草图时， 一个强大的快速解算功能， 可以提供自动提示和生成任何缺失的尺寸和约束。针对对象的编辑工具保证了编辑的方便与直观。 例如， 要修改尺寸驱动的几何图素时， 只需要一个简单的双击即可完成。 双击一条曲线， 可以进入强大的基于样条曲线的约束关系编辑器。 选择一个实体， 然后按住鼠标， 可以进入针对实体的全部的编辑方法列表。 利用强大的过滤器
4、， 选择一列实体的边界， 然后选择一个方法， 可以执行集体编辑。 可以在草图之间剪切和粘贴实体。 VX 的操作就这么简单。2 工程图绘制对于使用传统的 2D 工程制图技术的需要， VX 更加应付自如。 借助无与伦比的智能化快速制图和快速尺寸标注两个工具， 用户仅用两个命令就可以完成近乎标准的几何元素创建和尺寸标注。 当然， VX 直观的面向对象编辑命令使这些变换易如反掌。VX 强大的工具还包括生成符合ANSI 、 ISO 、 DIN 和 JIS 标准的工程图，用于快速创建细节的工具， 如符号库 、面域的布尔运算以及边界剪裁等。3 实体建模VX 还提供了进一步的创建实体功能， 包括了所有的实体构
5、建基本功能，如拉伸、 旋转、 放样和扫描等。 此外还有高级功能， 如螺旋线、 螺纹、 参量和参数量化的延展等， 其中参数量化延展， 有许多选项来控制剖面图的定向，增加偏移量缩放和扭曲因子。 其他一些功能还包括倒圆角、 圆角融接和抽壳等。 倒角功能能够智能地配合广泛随着新一代软件的开发并权衡当前的实际应用， CAD/CAM 系统逐渐变得智能化， 直观化。 VX 采用的第二代系统内核 OVERDRIVE ，实现了从概念设计产品设计模具设计直至数控加工的全部流程的一体化设计， 为广大设计、 制造者提供了方便迅捷的软件平台， 同时开创了 CAD/CAM 的新时代。VX CAD/CAM 曲面实体建模一体
6、化【 上海学府机电科技有限公司 柯世伟 李毅 赵亚坤 】软件世界 SoftwareCAD/CAM 与制造业信息化 60的拓扑条件。 定值和参量量化倒角可以支持圆形以及二次曲线断面。 抽壳功能非常强大， 用户可以对整个实体进行抽壳， 再让所选择的面保持开放状态， 或者用户可以设定整个薄壳或各个面的厚度。 其他实体功能还包括钻孔、 加肋、 布尔运算、 冲孔、 调整以及切割等。 图 2 为实体建模界面。图 2 实体建模4 复合式建模为了全程完成 3D 建模任务从工业设计到机械工程再到模具和刀具设计， 专家们认为 ， 集成的 CAD/CAM 系统必须支持实体、 曲面及线框建模技术。 这种方法就是众所周
7、知的复合式建模， 也是由 VX 所引领的思想。 在这种技术方面， 没有其他公司比 VX 更有经验， 也没有哪个建模软件像 UPG2 那样天衣无缝地集成了实体、 曲线与线框几何学。 UPG2 集成非常完美， 事实上， 这种集成没有任何障碍。 真正令人兴奋的是， 用户可以在开放的实体剖面上或曲面上实现传统的实体功能， 如钻孔、 切削、 加料、 加肋等功能， 如图 3 所示。图 3 复合式建模5 自由曲面建模在 VX 的曲面造型中， 所有的曲面都是基于 NURBS 的 A 级曲面， 这些曲面在曲率和配对面相切方面受到完全的控制。 曲面编辑工具具有相当的延展性。 用户可以分割、 调整、 恢复调整、循环
8、置换、 延伸、 分解、 合并、 反向、缝合曲面， 这只是其中一部分。 交互式的曲线曲面编辑器可以协助用户进行添加、 删除、 移动和调整控制点等操作。 高级曲面功能能够提供快速曲面，多变的量化延展曲面， 如线形、 圆形、二次曲线曲面等。 用户可以通过插入一个点阵来建立曲面， 这对采用 CMM（软件能力成熟度模型， CapabilityManurity Model ）， 测量点数据进行逆向操作， 即逆向工程 （ ReverseEngineering ）， 产生曲面很有帮助。 用户可以分析曲线和曲面的曲率和相切情况， 并可显示出配对曲面、 多边形控制、 曲线与曲面网格间连续性误差， 如图 4 所示。
9、图 4 高级自由曲面建模6 部件装配装配建模处于 VX 产品理念的中心。 对装配件的有效定义、 处理及管理的支持是 VX 体系结构中设计环节考虑的一个基本要素。 例如， 如果对象没有被激活编辑， VX 对象管理器仅仅将对象显示的数据载入内存。 对于给定的装配件， 这就减少了内存的占用， 有效增加装配件调用数量。 对象管理器允许用户决定怎样存储装配文件 可以一个文件存一个部件， 也可以将全部装配存入一个文件中， 当然， 也可任意配置。 在装配阶段， VX 支持布尔特征。用户可以移除、 合并和相交， 将部件插入其他部件， 也可以进行复制和镜像操作。 同时， 用户可以进行部件之间的干涉检查并显示物料
10、清单 （ BOM ）。 必要时， 可以自动地或者互动地将之分解和折叠。7 模具设计VX 模具设计是特别针对注塑模、压铸模和吹塑模的设计和工程图出图而捆绑配置的优化工具。 建立在 VX 内核和以装配为中心的数据库的基础上，并能充分发挥其作用， 模具设计模块一系列的特殊工具， 快速、 简易执行普通模具的设计功能， 同时解决最困难的模具设计难题。VX 的模具设计包括一些强大的功能， 如生成拔模角度和分析、 型芯和型腔的分离、 模架库的定义、 分型线和分型面的生成以及滑块和抽芯的设计等。这些工具被合理有序地组织进一个界面， 从最初参考或导入部件几何体， 一直到生成工程图和各类详图， 帮助设计师组织和管
11、理整个模具设计过程。设计工作一旦完成， 3D 模型即刻直接进入 3 轴 CAM 工具包， 用于加工， 大大提高生产效率， 如图 5 所示。图 5 模具设计Software 软件世界61CAD/CAM 与制造业信息化 8 钣金设计VX 钣金设计提供相当丰富的生成标准钣金特征的设计工具， 是一种交互性 很 强， 使用 很 轻松的解决方案， 应用于底板、 支架、 壳体以及其他钣金零部件和钣金组装件的设计和工程图出图。用户可以将钣金折弯和展开进行一些细节处理。 默认的钣金属性包括弯曲半径、 K 因子 （材料的膨胀和压缩的比率）、 厚度和平面容差等。 这些都可以一次性设置完成， 如图 6 所示。图 6
12、钣金设计9 逆向工程在实际开发制造过程中， 设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型， 但很多时候， 却是从上游厂家得到产品的实物模型。 设计人员需要通过一定的途径， 将这些实物信息转化为 CAD 模型， 这就应用到了逆向工程技术 （ Reverse Engineering ）。正基于此， VX 提供了逆向工程设计模块， 可以接受有序点 （测量线）， 还可以接受点云数据和分析数据， 以及对生成的曲面进行光顺处理。10 接口处理及数据修复VX 拥有非常齐全的数据交换接口， 可以直接进行二维 / 三维数据交换，如 IGES 、 STEP 、 VDA 、 DWG 、 DXF 、PARASO
13、LID 、 STL 、 PS2 、 PS3 、CATIA 、 UG 和 Pro/ENGINEER 等。 经过客户的多次验证， VX 的 IGES 接口非常好用， 在从其他系统接受数据后， 可以自动将其封闭曲面转换成实体， 删除数据中重复的元素， 自动修正一些边界曲面错误等， 从而最大限度地保证数据的正确性与完整性。11 VX 高级渲染VX 提供了一些高级渲染选项， 可以调节渲染的一些基本属性， 如光源设置、 模型属性 （颜色、 透明度和反射系数等）， 可以指定模型的材质， 部分材质带有纹理贴图， 可以产生很逼真的画面。三、 成功案例以三星电子成功使用 VX CAD/CAM 为例。在概念设计、
14、建模和产品的设计方面， 三星电子已经使用过许多商业版 CAD/CAM/CAE 软件， 这给三星带来了困扰。在产品设计过程中， 产品从一个设计步骤转到另一个设计步骤时，CAD 数据资料很少能无丢失地从一个CAD 系统转换到另一个 CAD 系统， 这就需要进行产品的再设计。 而且， 由于工程部门与制造部门的不同需求， 软件使用单位不能满足于软件商提供的有限的 API 或宏指令， 工程师们常常抱怨因软件缺乏弹性， 在捕捉设计 Know-How 时增加了难度。为改变早期使用软件无法解决的问题， 三星公司努力配合美国Varimetrix 公司， 开发出新一代 CAD/CAM 软件。 1998 年三星公司
15、以手机开发来测试刚刚出炉的 VX VISIONAlpha 版， 所测试的目标产品就是折叠式手机模型， 从建模到图形渲染， 产生3D 刀具加工路径和打样凹凸模， VX 的表现超乎工程人员的想象。 经过一再测试， 一些使用者发现和建议的问题，经由开发者和使用者之间紧密互动的除错改进， 经过短期使用， 工程师们发现他们很快就变成 VX 通， 而且能使用优越的曲面与实体特征设计复杂模型。他们尤其赞赏以特征建立产生的特征树历史记录， 可唤出再次编辑修改和无限次 UNDO/REDO 来方便他们在之前所设计的模型上修改。 经过 VXVISION 所渲染的影像， 也因太逼真而被使用到产品评估的展示中， 模具建
16、构特征， 比如自动分型线 / 分型面的产生， 电极产生也是强有力的， 足以取代之前所使用的模具设计方式。 对于那些模具需经常变更设计的使用者来说，VX CAD/CAM 功能使他们更为便利，孔径与 2.5D 到 3 轴铣床加工， 已被证明对复杂形状打样加工非常有效， 还可以在加工策略基础结构让您重复使用已有的加工技术资料。 三星一直扮演着使用者和建议者的角色， 已有 50% 现有系统更换为 VX VISION ， 以迎接 21世纪新的挑战。四、 结束语随着新一代软件的开发并权衡当前的实际应用， CAD/CAM 系统逐渐变得智能化、 直观化。 利用 3D 来造型的设计人员及工程人员不断增多， 他们的反馈信息也相应增多， 这同时也促进了 CAD/CAM 新的发展。 随着经济的全球化、 不断变换的市场条件及现实情况， 商家需要性能优越
