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1、2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。前提3D 線框及曲面0.5 天天3HA 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）4修整 = 生成符合 V5 建模規範的封閉曲面模型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 )為什麼要做數據的修整？為什麼要做數據的修整？外來數據外來數據 IGES IGES，STEPSTEP，CATIA V4CATIA V4，封閉曲面模型封閉曲面模型模具設計模
2、具設計數控加工數控加工快速成型快速成型補充設計補充設計類比驗証類比驗証封閉在這裡指的是封閉在這裡指的是1 1、曲面沒有邊界；、曲面沒有邊界；2 2、曲面具有完整的邊界，且這些邊界、曲面具有完整的邊界，且這些邊界之間不相交、不重疊；之間不相交、不重疊；3 3、曲面不存在、曲面不存在內邊（內邊（Internal EdgesInternal Edges）。）。5步驟 1 用參量“merging distance”逐一比對曲面兩兩之間的鄰接狀況問題曲面之間的交線存在斷開、交叉 、重 疊等缺陷。Join Join 操作的一些錯誤訊息操作的一些錯誤訊息 (1/3) (1/3)Join 操作要經歷兩個步驟d
3、12 d 0.001mm (d 0.001mm (系統精度系統精度): ): 邊界共享，幾何封閉邊界共享，幾何封閉 0.001mm d merging distance: 0.001mm d merging distance : d merging distance : 縫隙超差，不能封閉縫隙超差，不能封閉步驟 2 使幾何或拓撲封閉的曲面的法矢方向一致 問題有時無法做到一致圖示曲面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）126問題問題 1: 1: 曲面含有自相交的邊（曲面含有自相交的邊（self-intersecting edgesself-intersecting edg
4、es）最常見的情況是曲面內有窄小區域（最常見的情況是曲面內有窄小區域（thin areathin area）取決于取決于Merging distanceMerging distance的設定，窄小區域指的是曲面的邊在那裡重合，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。無法找到唯一的頂點。減小減小Merging distanceMerging distance的值可以消除一些窄小區域。的值可以消除一些窄小區域。其它的情況還有其它的情況還有Join Join 操作的一些錯誤訊息操作的一些錯誤訊息 (2/3) (2/3)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
5、合理（例如一個曲面位于另一個封閉曲面之上）7問題問題 2 2劣質的拓撲架構劣質的拓撲架構最常見的情況是細小的重疊（或交迭）最常見的情況是細小的重疊（或交迭）其它的情況其它的情況（如圖）（如圖）Join Join 操作的一些錯誤訊息操作的一些錯誤訊息 (3/3) (3/3)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。d12?不能定義該曲面的唯一的法矢123?例如在有相鄰的另一曲面時，系統將無法分發統一的法矢。8如何選擇如何選擇 Merging Distance (
6、1/2)Merging Distance (1/2)8 必須綜合考慮連接的精度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。精度過高將遺留很多縫隙，要花很多時間來修補。8 8 而且精度過高時根本無法完成而且精度過高時根本無法完成JoinJoin操作操作 (Bad topology)(Bad topology)8 而精度過低時，雖然可以完成而精度過低時，雖然可以完成JoinJoin操作操作, , 但一些縫隙依然存在，會影響后續的操作。但一些縫隙依然存在，會影響后續的操作。 8 例如用于數控加工的零件是不應存在縫隙的，如圖例如用于數控加工的零件是不應存在縫隙的，如圖8 Join
7、Join操作將去除所有小于操作將去除所有小于Merging distanceMerging distance的共享邊界，這在的共享邊界，這在Merging distanceMerging distance太大時會引發其太大時會引發其它問題（它問題（JoinJoin的結果將產生自相交（的結果將產生自相交（Self-intersectingSelf-intersecting）的邊）的邊 ）。）。merging dist. = 0.001mmmerging dist. = 0.01mmmerging dist. = 0.1mm98 要點要點8 先選取較低的先選取較低的Merging distance
8、Merging distance值值8 只在產生劣質拓撲架構時才增加只在產生劣質拓撲架構時才增加Merging distanceMerging distance的值的值8 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 distanceMerging 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JoinJoin，不要修改剛剛生成的，不要修改剛剛生成的JoinJoin，以免，以免 產生自相交。產生自相交。8 利用利用Healing AssistantHealing Assistant的工具的工具8 Surface connection chec
9、kerSurface connection checker檢查拓撲架構檢查拓撲架構8 Local Join, Local HealingLocal Join, Local Healing彌合縫隙彌合縫隙如何選擇如何選擇 Merging Distance (2/2)Merging Distance (2/2)用用0.001mm Join如果劣质拓扑结构产生，如果劣质拓扑结构产生，则增加值则增加值取值范围：取值范围：0.01 0.05mm若问题依旧，分析后修补若问题依旧，分析后修补如果缝隙太多，则用较大如果缝隙太多，则用较大的值的值Join取值范围：取值范围：0.01 0.05mm若问题依旧，分析
10、后修补若问题依旧，分析后修补封闭的结构封闭的结构开始的时候开始的时候10工作台訪問 Healing Assistant 工作台用戶界面修復方法11訪問工作台訪問工作台1- Start1- Start工作台圖標顯示當前所在的工作台工作台圖標顯示當前所在的工作台2- 2- Mechanical DesignMechanical Design3- 3- Healing AssistantHealing Assistant12用戶界面用戶界面13Healing Assistant Healing Assistant 的修復方法的修復方法準備準備將需要修復的曲面全都放到一個將需要修復的曲面全都放到一個G
11、eometrical Set Geometrical Set 中，刪除無關的數中，刪除無關的數據。據。Join Join 所有曲面所有曲面 使用較為嚴格的公使用較為嚴格的公差（例如差（例如0.01mm0.01mm）用用 Face Checker Face Checker 檢查每檢查每一個曲面一個曲面用用Surface Connection CheckerSurface Connection Checker評評估輸入數據的偏差估輸入數據的偏差用用Face SmoothFace Smooth一次性清理所有一次性清理所有曲面的邊界，簡化模型。曲面的邊界，簡化模型。分析檢查分析檢查修復修復修復修復分析
12、縫隙分析縫隙彌合縫隙彌合縫隙生成實體生成實體非非 V5 V5 有效曲面有效曲面劣質拓撲架構劣質拓撲架構合格合格14使用 Healing Assistant 分析數據逐一地檢查曲面檢查非法的拓撲架構15Face Face C Checker (1/2)hecker (1/2)用途用途檢查自相交（檢查自相交（Self-IntersectionSelf-Intersection）、邊界連續性（）、邊界連續性（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 SetGeometrica
13、l Set中，並自動修復自相交的元素（如果中，並自動修復自相交的元素（如果能修復的話）。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打開文檔打開文檔“HealingAssistantPanHandle.CATPart”HealingAssistantPanHandle.CATPart”16Face Face C Checker (2/2)hecker (2/2)決定檢查對象是曲面（決定檢查對象是曲面（SurfaceSurface，默認）還是，默認）還是表面（表面（FaceFace，選中），若為表面，則自動
14、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）。斷開的（不連續）。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。線寬小于給定公差。17Surface Surface C Connection onnection C Ch
15、ecker (1/3)hecker (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）、切向連續性（度），、曲率連續性（百分比），超差的元素在螢幕上亮縫隙（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。當切向夾角接近顯。當切向夾角接近180180度時，將造成劣質拓撲架構（度時，將造成劣質拓撲架構（
16、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”打開文檔打開文檔“HealingAssistantPanHandle.CATPart”HealingAssistantPanHandle.CATPart”18Surface Surface C Connection onnection C Checker (2/3)hecker (2/3)1 1、Search distanceSearch distance邊界間相鄰兩點的距
17、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，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后檢測到的連貫域的個數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 errorTange
18、ncy error定義切向不連續的夾角範圍定義切向不連續的夾角範圍6 6、結果、結果 DuplicateDuplicate兩個元素成幾何與位置的複製關係兩個元素成幾何與位置的複製關係 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
19、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切向不連續性切向不連續性19Surface Surface C Connectio
20、n onnection C Checker (3/3)hecker (3/3)7 7、TransferTransfer隔離隔離 Number of anomaliesNumber of anomalies錯誤的數目錯誤的數目 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檢測到的數值檢測到的數值 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 Dup
21、licateDuplicate faces DuplicateEmbedded cases EmbeddedEmbedded cases EmbeddedMultiple connection cases Multiple connectionMultiple connection cases Multiple connectionOverlap cases OverlapOverlap cases OverlapBoundaries BoundaryBoundaries BoundaryG0 gaps DistanceG0 gaps DistanceG1 gaps TangencyG1 ga
22、ps Tangency20修整拓撲架構修復無效曲面修復劣質拓撲架構檢查縫隙21修復無效曲面修復無效曲面修復方法修復方法 用邊界裁減無效的曲面（用邊界裁減無效的曲面（SplitSplit） 刪除無效曲面，重新生成。刪除無效曲面，重新生成。一般情況一般情況裁減裁減 SPLITSPLIT打斷被休整元素與其他元素的關聯打斷被休整元素與其他元素的關聯求出該元素的全部邊界（求出該元素的全部邊界（full BOUNDARYfull BOUNDARY）（）（無關聯無關聯datumdatum）必要時必要時對邊界實施對邊界實施SMOOTH CURVESMOOTH CURVEDISASSEMBLEDISASSEMB
23、LE邊界，檢查修整后再邊界，檢查修整后再JOINJOINUNTRIMUNTRIM被休整元素被休整元素SPLITSPLIT重新生成曲面重新生成曲面FILLFILLLOFT or BLEND LOFT or BLEND （規則曲面）（規則曲面）22Face Smooth Face Smooth （1/21/2）修復無效曲面（僅適用于含有單一表面的曲面（修復無效曲面（僅適用于含有單一表面的曲面（Mono-face surfaceMono-face surface） 打開文檔打開文檔“HealingAssistantPanHandleForFaceSmooth.CATPart”HealingAssis
24、tantPanHandleForFaceSmooth.CATPart” 1 1、求出、求出Surface.65Surface.65的邊界的邊界Boundary.1Boundary.1 2 2、DisassembleDisassemble邊界邊界Boundary.1Boundary.1 發現該邊界由發現該邊界由4848段組成段組成 3 3、刪除邊界、刪除邊界Boundary.1Boundary.1 4 4、選擇、選擇Surface.65Surface.65，再點擊圖標，再點擊圖標 5 5、OKOK，生成新的曲面，生成新的曲面Surface.65 smoothedSurface.65 smooth
25、ed，再用，再用 檢查新曲面的邊界，由檢查新曲面的邊界，由3 3段段 組成。組成。23Face Smooth Face Smooth （2/22/2）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AllInteractively/SequentiallyNotsmoothable24修復劣質拓撲架構修復劣質拓撲架構用用Connection checkerConnection checker找到將導致劣質拓撲架構的曲面找到將導致劣質拓撲架構的曲面（TangencyTangency偏差接近偏差接近180180度，度，OverlapOverlap
26、），並隔離。），並隔離。 仔細分析問題所在仔細分析問題所在有可能只是相鄰曲面間的法矢不一致有可能只是相鄰曲面間的法矢不一致修復方法修復方法 刪除多餘的曲面刪除多餘的曲面剪裁（剪裁（TrimmingTrimming）曲面）曲面 修正曲面的法矢修正曲面的法矢 25檢查縫隙檢查縫隙 (1/2)(1/2)顯示曲面的縫隙顯示曲面的縫隙 求取曲面的邊界（求取曲面的邊界（BoundaryBoundary） 若曲面是封閉的則會有明確的提示若曲面是封閉的則會有明確的提示設置設置 Tools/Options/Display/Visualization/Surfaces BoundariesTools/Option
27、s/Display/Visualization/Surfaces Boundaries26檢查縫隙檢查縫隙 (2/2)(2/2)存在存在4 4種縫隙種縫隙 2: Duplicated 2: Duplicated 元素元素1: Gap (1: Gap (包括包括 overlap) overlap) 大于大于Join Join 操操作的合併公差作的合併公差4: 4: 元素丟失元素丟失3: 3: 無效的元素無效的元素 (Join (Join操操作不能識別作不能識別) )27封閉曲面彌合縫隙拓撲封閉 Join幾何封閉 Healing28彌合縫隙彌合縫隙 (1/3)(1/3)修復的最終結果是得到封閉的曲
28、面（水密，無縫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。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。為此需要分析輸入曲面數據，彌合縫隙。曲面閉合填充形成實體曲面閉合填充形成實體用曲面裁減或作為界限用曲面裁減或作為界限生成實體生成實體例如例如模具件模具件例如例如沖壓件沖壓件29彌合縫隙彌合縫隙 (2/3)(2/3)合縫之前應先修補元素丟失、複製、無效等缺陷。合縫之前應先修補元素丟失、複製、無效等缺陷。元素複製元素複製將多餘元素刪除，將多餘元素刪除，或者使用或者使用NearNear操作將其去除。操作將其去除。元素丟失元素丟失
29、用填充（用填充（FillFill）或）或其它生成曲面的方法補面其它生成曲面的方法補面無效元素無效元素刪除重建刪除重建30彌合縫隙彌合縫隙 (3/3)(3/3)用用Surface Connection CheckerSurface Connection Checker檢測縫隙的大小檢測縫隙的大小合縫方法合縫方法拓撲封閉拓撲封閉增大增大Merging distance Merging distance 進行進行 Join Join 或者或者 Local Join Local Join 操作操作幾何縫隙依然存在，只是被忽略了。幾何縫隙依然存在，只是被忽略了。拓撲及幾何封閉拓撲及幾何封閉刪除壞面重建；
30、刪除壞面重建；Healing Healing 或者或者Local HealingLocal Healing刪除壞面之前先將其它表面抽取出來刪除壞面之前先將其它表面抽取出來選擇壞面選擇壞面31Local JoinLocal Join彌合指定邊界處的縫隙，而周遭曲面保持不變。彌合指定邊界處的縫隙，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 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（JoinJoin）也可以是幾何封閉（）也可以是幾何封閉（HealHeal補面）補面） OptionsOpti
31、ons Automatic Merging Automatic Merging當至少選擇了兩個邊時，系統計算其間的當至少選擇了兩個邊時，系統計算其間的距離，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，出現下的輸入條件，出現下CriteriaCriteria域。域。 JoinJoinLocal JoinLocal Join Join/Heal Join/HealLocal Join Local Join 及及 HealingHealing Auto
32、matic Join/Heal Automatic Join/Heal自動進行自動進行Local Join Local Join 和和 Local HealingLocal Healing32HealingHealing如果表面間距超出給定值，那么修改這些表面。如果表面間距超出給定值，那么修改這些表面。修改后表面間距在給定範圍之內修改后表面間距在給定範圍之內一般來說，一般來說，JoinJoin用于間距小于用于間距小于HealingHealing設定值而大于設定值而大于JoinJoin設定值的場合，而修改曲面設定值的場合，而修改曲面HealingHealing則用于間距大于則用于間距大于Heal
33、ingHealing設定值的場合。設定值的場合。HealingHealing先變形曲面至可以拓撲封閉（先變形曲面至可以拓撲封閉（間隙間隙0.1mm0.1mm），然後做），然後做JoinJoin。d12 d 0.001mm d 0.001mm （系統公差）幾何封閉（同時拓撲封閉）（系統公差）幾何封閉（同時拓撲封閉） 0.001mm d merging distance 0.001mm d merging distance d merging distance不做任何操作，曲面保持原狀。不做任何操作，曲面保持原狀。两曲面间有缝隙两曲面间有缝隙插入新的共享边界插入新的共享边界以边界为基准变形两个以边
34、界为基准变形两个曲面曲面33Local HealingLocal Healing改善相鄰曲面或表面之間的連接質量改善相鄰曲面或表面之間的連接質量不同于不同于HealingHealing，Local HealingLocal Healing不包含不包含JoinJoin操作。操作。Local HealingLocal Healing必須作用于共享的邊。必須作用于共享的邊。 打開文檔打開文檔“HealingAssistantLocalHealing.CATPart”HealingAssistantLocalHealing.CATPart”，做連貫性檢查，發現曲面，做連貫性檢查，發現曲面存在兩處缺陷存在兩處缺陷Distance 0.003mm Tangency 0.3degDistance 0.003mm Tangency 0.3deg。 用用Local HealingLocal Healing修整兩個邊，消除缺陷。修整兩個邊，消除缺陷。34總結總結應掌握如下內容應掌握如下內容分析引入模型數據分析引入模型數據修整無效數據修整無效數據修整無效的拓撲架構修整無效的拓撲架構建立符合建立符合CATIA V5CATIA V5建模標準的拓撲架構建模標準的拓撲架構分析查找縫隙分析查找縫隙彌合縫隙（幾何彌合縫隙（幾何/ /拓撲封閉）拓撲封閉）