catia_v5教程-第10章__数字曲面设计

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1、第10章 数字曲面设计,数字曲面设计是逆向设计的前期处理工作，通过对实体的扫描，可以得到该实体的空间位置信息文件，通常把这种文件称为云点文件或数据文件。数字曲面设计就是云点文件导入导出、去除坏点、绘制截面线、绘制特征线，以及质量检查等功能。云点经过编辑处理后，并结合Catia V5中的其它模块，如创成式外形设计、自由曲面设计等模块，完成产品的逆向建模。,10.1 数字曲面设计模块介绍,该模块主要是对云点进行导入导出、云点网格化、云点编辑处理、云点操作以及分析等进行操作的工具模块。选择【开始】（Start）|【形状】（Shape）|【逆向点群编辑】（Digitized Shape Editor）

2、命令，在弹出的新建零部件对话框内输入零部件名称，单击【确定】按钮，就可以进入数字曲面设计工作台。,10.2 云点文件导入导出,云点文件格式多种多样，Catia V5可以识别的文件格式有：Ascii free、Atos、Cgo、Gom-3D、Hyscan、Iges、Kreon、Opton、Steinbichler、Stl、3D-Xml等格式。,10.2.1 云点文件的加载,【输入】工具，是用来加载数据文件的工具。单击该工具按钮，系统弹出云点输入对话框,该对话框的内容如下所述： 【选择档案】选项组用于设置导入数据文件的路径、格式等信息参数： 单击【预览】选项组中【更新】按钮，即可预览读入的数据点，

3、并且在几何显示区显示云点的 【选择】选项组对加载的数据做具体的设定：,10.2.2 数据文件的输出,云点的坐标值可以用不同的格式存入数据文件中。保存数据文件的步骤如下所示： （1）单击【云点输入】工具栏上的【输出】工具按钮，系统弹出云点输出对话框。 （2）单击【元素】文本框，选择输出的云点； （3）单击按钮设置输出路径、文件名称、文件格式，如图10.9所示； （4）在【轴系】下拉列表框设置输出数据文件的轴系； （5）单击【确定】按钮，完成云点的保存，保存后的文件可以用“记事本”或“写字板”编辑输出的数据文件。,10.2.3 创建云点,【建立云点】工具，是用于创建简单规则形状云点的工具。使用该工

4、具的步骤如下所示： （1）单击【建立云点】工具按钮，系统弹出云点初始化对话框。 （2）在对话框中【类型】下拉列表框中选择生成云点类型：平面、平行六面体、球体、圆柱体，效果如图10.12所示； （3）在对话框中【参数】选项组中设置云点的参数：点数、尺寸大小； （4）单击【确定】按钮，完成云点的创建。,10.3 云点编辑,输入云点后，需要对云点进行处理，使云点符合设计的需求。云点的处理会用到【云点编辑】工具栏，如图所示，和【云点操作】工具栏，如图所示。,10.3.1 云点激活,在大量数据点构成的云点中，往往只需要对其中小部分进行操作。【激活区域】工具，是可以显示选定区域的工具，而其它部分被系统暂时

5、隐藏调。单击该工具按钮，系统弹出激活对话框，如图所示，该对话框的内容如下所述：,10.3.2 云点过滤,【过滤器】工具，是抽取云点的主要几何特征的工具，减少废数据或冗余数据对建模的影响。单击该工具按钮，系统弹出过滤对话框，该对话框的内容如下所述： 【过滤类型】选项组设置云点的过滤类型：齐次（相似性过滤）和适应（适应性过滤）。对于复杂的云点，可以选择“适应性过滤”，能够识别模型表面的变化情况，变化复杂的地方将保留更多的点； 【统计】列表框显示过滤过程中的相关信息； 选中【输出】选项组中【实际删除】复选框可以将过滤掉的点从内存中清楚掉，单击对话框顶部的【重设】按钮即可恢复云点到未过滤的状态。,10

6、.3.3 移除云点,【移除】工具，是对不需要的云点删除的工具，该操作是不可逆的，只有重新加载才能恢复。单击该工具按钮，系统弹出移除对话框，该对话框的内容与激活对话框的内容完全相同，使用方法也和激活云点相同。,10.3.4 保留云点和特征线,【保护】工具，是对云点和特征线保护进行保护处理的工具，不受云点过滤和删除等操作的影响。单击该工具按钮，弹出保护对话框，选择被保护的云点，单击【确定】按钮，完成云点的保护设置，如果对云点进行过滤或移除，云点变成深绿色的不可编辑状态，如图所示。,10.3.5 云点的操作,云点的操作主要包括合并、修剪、分割、投影以及网格的合并与分割，下面详细介绍各工具的使用方法。

7、 1合并云点 2合并网格 3分割网格或云点 4修剪或分割云点 5投影至平面,10.4 云点网格化,通过云点网格化，可以在云点上建立三角片网格，是云点的几何形状更加明显，方便云点轮廓的建立。网格化功能使用【网格】工具栏，如图所示，该工具栏包含网格建立、偏移、粗略偏移、反转边线、平缓网格、网格清除、孔填充等10格工具。,10.4.1 创建网格面,【建立网格】工具，是对云点网格化提供实体视图而不会生成曲面的工具。单击该工具按钮，系统弹出建立网格对话框，该对话框的内容如下所述： 选中【3D网格器】单选按钮，选中【邻近的】复选框，云点上出现一个圆球，在其后的微调框设置圆球半径，数值越大建立的网格面越密集

8、，单击【弧差值】复选框，在其后微调框中设置弧差值，减少云点上生成的三角面片，但必须使网格符合目标物体； 【2D网格器】单选按钮，需要指定投影方向，单击按钮，选择平面作为投影方向，单击按钮，以指南针的W方向为投影方向，可以旋转指南针改变投影方向； 【显示】选项组用于设置网格化的显示模式：,10.4.2 偏移网格面,【偏移】工具，是将网格面沿着网格面的法向偏移一定距离的工具。 下面以如图所示的网格面为例，讲解【偏移】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【网格】工具栏上的【偏移】工具按钮，系统弹出网格偏移对话框。 （2）在【偏移值】微调框中键入5mm，选中【建立扫描】复选框； （3）选

9、择要偏移的网格面； （4）单击【确定】按钮，网格面偏移创建完成。,10.4.3 粗略偏移网格面,【粗略偏移】工具，是将网格面沿着网格面各点处的法向偏移一定距离的工具。,10.4.4 翻转边线,【翻转边线】工具，是重建三角网格修正网格面的边线，是网格面更加平滑的工具。 下面以如图所示网格面为例，讲解【翻转边线】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【网格】工具栏上的【翻转边线】工具按钮，系统弹出翻转边线对话框。 （2）在对话框中【深度】微调框中键入8，该数值为010，默认值为2； （3）单击【确定】按钮，完成翻转边线的操作，如图10.45所示。,10.4.5 平顺网格,【平缓网格】工

10、具，是对网格面平顺，使网格面更加光顺的工具。,10.4.6 网格清除,【网格清除】工具，是对中断、复制和方向不一致的三角形、无法形成外形的边界、顶点等网格坏面清除的工具。该工具的操作步骤如下所示： （1）选择要清除的网格面； （2）单击【网格】工具栏上的【网格清除】工具按钮，系统弹出网格清除对话框. （3）单击【删除】选项卡中的【分析】按钮，系统自动分析可以删除的坏面，选中要清除的坏面标签前的复选框，单击【应用】按钮，坏面就被清除掉了； （4）单击【构架】选项卡，选中【方向】、【在连接区域分割】复选框，单击【应用】按钮，在图中就会显示相应的图形。,10.4.7 孔填充,【填充】工具，是应用修补

11、网格面上的洞的工具。 下面以如图所示网格面为例，讲解【填充】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【网格】工具栏上的【填充】工具按钮，系统弹出填充对话框。 （2）选择如图所示的网格面，系统自动找到网格的缺口，V表示该缺口的边线已被选中，X表示未被选中； （3）在对话框中进行如下设置： （4）单击【确定】按钮，完成孔的填充操作。,10.4.8 创建三角形网格面,【交互式产生三角形】工具，是通过三点生成网格面的工具。 下面以空间三点创建网格面为例，讲解【交互式产生三角形】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）使用【点】工具按钮（该工具可以是零件设计、自由曲面设计、创成式外形设计

12、等平台），创建空间3点； （2）单击【网格】工具栏上的【交互式产生三角形】工具按钮，系统弹出交互式建立三角形对话框； （3）选择刚才创建的三点，在对话框中，单击【确定】按钮，三角网格面创建完成。,10.4.9 降低网格密度,【缩减】工具，是降低网格密度的工具，当网格密度过大时，系统运行比较慢，在不影响产品特征的情况下，可以使用该工具降低网格密度。单击该工具按钮，系统弹出简化对话框，如图所示，该对话框的内容如下所述：,10.4.10 最佳化网格面,【最佳化】工具，是通过重新分配和改造网格面中的三角形最佳化现有的网格面的工具。使用该工具最佳化网格面的步骤如下所示： （1）单击【网格】工具栏上的【最

13、佳化】工具按钮，系统弹出最佳化对话框。 （2）在对话框中，【最小长度】、【最大长度】微调框中设置三角形边线的最大值和最小值，最小长度小于或等于最大长度的一半；在【角度】微调框中设置两个三角形之间的粮棉角；选中【分析】复选框，在文本框中显示最佳化的信息； （3）选择要最佳化的曲面，单击【应用】按钮的次数代表执行以上设置的参数进行最佳化的次数； （4）单击【确定】按钮，保存最佳化结果。,10.5 绘制扫描交线,在逆向设计过程中，需要在云点或网格面上，绘制交线作为逆向设计其它过程的参考和依据。绘制交线主要使用【创建扫描曲线】工具栏，如图所示，该工具栏包含投影曲线、平面形式切面、扫描曲线和自由边线4个

14、工具。,10.5.1 创建曲线投影,【投影曲线】工具，是将曲线投影到云点或网格面上生成扫描曲线或曲线的工具。单击该工具按钮，系统弹出曲线投影对话框，该对话框的内容如下所述： 【投影型式】下拉列表框列出2中投影方式： 【弧差】微调框用于设置投影到云点上的交线所包含云点的距离，数值越大，交线上的点越少； 【工作中距离】微调框用于设置生成的交线所涉及云点的宽度，数值越大，交线上的点越多； 【建立曲线】复选框用于是否将交线生成曲线，选中该复选框，系统弹出从扫描得到曲线对话框，该对话框的使用方法参见“10.6.2节交线曲线”。,10.5.2 创建平面交线,【平面交线】工具，是用一组平面与云点或网格面相交

15、生成交线的工具。单击该工具按钮，系统弹出平面型式切面对话框，如图所示，该对话框的内容如下所述：,10.5.3 创建扫描曲线,【创建扫描曲线】工具，是通过在云点上选取一系列点构成的交线的工具。使用该工具的操作步骤如下所示： （1）单击【创建扫描曲线】工具栏上的【创建扫描曲线】工具按钮； （2）在云点上选取一系列点，如图所示，双击完成选择，生成交线。,10.5.4 创建网格面边线,【建立自由边线】工具，是从识别出的网格边线生成一系列交线的工具。 下面以如图所示网格面为例，讲解【建立自由边线】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【创建扫描曲线】工具栏上的【建立自由边线】工具按钮，系统弹

16、出自由边线对话框。 （2）选择如图所示网格面； （3）在对话框中选择网格面边线的保存方式：不同的：表示将生成的每条交线单独保存；群组：表示将生成的交线集体保存； （4）选中【建立曲线】复选框，系统弹出从扫描得到曲线对话框，该对话框的使用方法参见“10.6.2节交线曲线”； （5）单击【确定】按钮，完成网格面边线的创建。,10.6 绘制空间曲线,在非数字曲面设计平台中（如创成式外形设计、自由曲面设计），系统会将云点作为一个整体处理，其中的点是不能单独选取的。但在数字曲面设计模块中，可以利用【3D曲线】工具将单个数据点以不同方式连成一条光滑的曲线。本小节主要介绍【曲线建立】工具栏，该工具栏包含3D曲线和从扫描产生曲线2个工具。,10.6.1 创建空间曲线,通过【3D曲线】工具，可以在空间或云点上创建任意形状的空间曲线，该工具的具体使用方法参见“9.3.1创建空间曲线”。,10.6.2 从扫描创建曲线,【从扫描产生曲线】工具，是通过交线生成曲线的工具。单击该工具按钮，系统弹出从扫描得到曲线对话框，该对话框的内容如下所述： 【建立模式】选项组