CATIA逆向工程教程

2016-12-02 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

1. 引言

CATIA軟件在造型風(fēng)格、車身等方面具有獨(dú)特的長(zhǎng)處,使用自動(dòng)化的多表面曲率與切矢管理,可幫助用戶快速進(jìn)行風(fēng)格造型和曲面造型。目前,CATIA發(fā)布了第6版本。

一些著名汽車制造商如Renault、Toyota、Kar2man、Volvo、Chrysler等已經(jīng)100%的切換為CATIA設(shè)計(jì),并且被各國(guó)的汽車零、部件供應(yīng)商所認(rèn)可。

CATIA事實(shí)上已成為汽車行業(yè)CAD軟件標(biāo)準(zhǔn)。CATIA的數(shù)字化外形編輯器(Digital Shape Editor,DSE)、快速曲面重建(Quick Surface Reconstruction,QSR)以及創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊(GenerativeShape Design,GSD)是強(qiáng)大的逆向開發(fā)工具。它們能完成點(diǎn)云讀入、輸出、編輯以及曲面快速而便捷的重建。本文介紹以CATIAV5的DSE、QSR和GSD模塊為零件逆向開發(fā)基本過程。

2.CATIA逆向步驟

利用CATIA逆向的方法很多,但總的來(lái)說(shuō)可分三種典型的方法,下面就各方法詳細(xì)說(shuō)明。

2.1.預(yù)處理

各方法雖然不一樣,但是起點(diǎn)是相同的,那就是對(duì)點(diǎn)云的處理。處理點(diǎn)云的步驟如下:

2.1.1.導(dǎo)入

常規(guī)的幾種點(diǎn)云類型catia都可以導(dǎo)入,在CATIAV5中的DSE模塊中,通過Inset/Importcloud CATIA逆向工程教程導(dǎo)入零件的點(diǎn)云。在導(dǎo)入過程中導(dǎo)入過程中可以用鼠標(biāo)移動(dòng)6個(gè)綠色的控制點(diǎn),改變導(dǎo)入點(diǎn)云邊界,過濾一些無(wú)用的點(diǎn)(即降噪)。

2.1.2.過濾

選擇Insert/CloudEdition/Cloud Filter CATIA逆向工程教程,利用Adaptative選項(xiàng)能將曲面變化小的地方過濾較多的點(diǎn),而變化大的地方過濾較少的點(diǎn),使特征變得更明顯。該值越大則過濾掉的點(diǎn)越多。

2.1.3. 刪除

通過Insert/Cloud Edition /Remove Point CATIA逆向工程教程,進(jìn)一刪除掃描過程中邊界部分的誤點(diǎn)和缺陷點(diǎn)。

2.1.4.鋪面

對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行鋪面處理,它是點(diǎn)云的三角片圖像,主要是為了提高點(diǎn)云的可視性,以便于提高曲面造型的效率。選擇Insert|Mesh/MeshCreation CATIA逆向工程教程進(jìn)行鋪面。如果有破洞存在,不能單純?cè)黾?/span>Neigborhood的值,否則一些不該補(bǔ)的部分也會(huì)被鋪成面可用Insert | Mesh | Fill Holes CATIA逆向工程教程完成破洞的手動(dòng)修補(bǔ)。

2.2.典型方法1

此方法適用于以大曲面為主、圓角特征明顯的模型。如下圖。

2.2.1.區(qū)分三角網(wǎng)格曲面

將三角網(wǎng)格去除圓角之后,剩下的就是各個(gè)大曲面。通過Insert /Cloud Edition /Activate CATIA逆向工程教程激活需要編輯的曲面網(wǎng)格。

2.2.2.重建曲面

在QSR模塊下,根據(jù)分割出來(lái)的曲面,利用Insert /Surface Creation/PowerFitCATIA逆向工程教程做出曲面。

2.2.3.擴(kuò)展曲面

一般情況下,由于網(wǎng)格的局限,由PowerFit出來(lái)的曲面還不夠大,需要用Insert /Operations/Extrapolat CATIA逆向工程教程對(duì)此面擴(kuò)展。

2.2.4.修剪曲面

當(dāng)做好兩個(gè)或多個(gè)曲面以后,就可以用Insert /Operations/Split CATIA逆向工程教程剪切曲面,這樣可以使圖面整潔干凈,便于建模,最終可得到未倒角的模型。

2.2.5.重建圓角

創(chuàng)建圓角特征,所建圓角要盡量貼合點(diǎn)云。

2.3.典型方法2

此方法適用于以平面為主,具有明顯機(jī)械外形的模型。這里的機(jī)械外形是指:平面、圓柱、球體、錐體。

2.3.1.區(qū)分三角網(wǎng)格曲面

將三角網(wǎng)格去除圓角之后,剩下的就是各個(gè)大平面和機(jī)械外形。同樣也是通過Insert /Cloud Edition /Activate CATIA逆向工程教程激活需要編輯的曲面網(wǎng)格。

2.3.2.重建曲面

在QSR模塊下,根據(jù)分割出來(lái)的三角面,利用Insert /Surface Creation/Basic SurfaceRecognition CATIA逆向工程教程,可以快快速重建各種平面、圓柱、球體、錐體。

并且在創(chuàng)建這些圖形時(shí)就可以改變圖形的大小,無(wú)需再對(duì)圖形進(jìn)行擴(kuò)展,加快了逆向的速度,但是需要設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確判斷圖形的形狀。下圖就是平面和圓柱面為主。

2.3.3.修剪曲面

同樣,在做好兩個(gè)或多個(gè)曲面以后,就可以用Insert /Operations/Split CATIA逆向工程教程剪切曲面。

2.3.4.重建圓角

創(chuàng)建圓角特征,所建圓角也應(yīng)盡量貼合點(diǎn)云。

2.4.典型方法3

此方法主要針對(duì)以全曲面為主、外形復(fù)雜的模型。

2.4.1. 創(chuàng)建特征線

從零件具體結(jié)構(gòu)特征出發(fā),先用斑馬線仔細(xì)分析點(diǎn)云的鋪面(如下圖所示),進(jìn)行曲面重構(gòu)之前的合理規(guī)劃。

劃分曲面塊的主要依據(jù)是零件的棱線以及面的曲率變化。特征線的創(chuàng)建方法很多,QSR模塊Insert/Scan Creation/Planar Sections CATIA逆向工程教程提取部分特征線,用Insert /ScanCreation /Free Edges CATIA逆向工程教程得到點(diǎn)云邊界線,還得利用Insert/CurveCration/Curve from Scan CATIA逆向工程教程來(lái)得到曲線,也可以直接用Insert/CurveCration/3D Curve在三角面上畫出曲線。

2.4.2. 曲線分割

利用Insert /Operations/ Curves Slice CATIA逆向工程教程分割所畫的曲線,這步很必要,對(duì)以后構(gòu)建不同分片很有用。

2.4.3.創(chuàng)建曲面

根據(jù)特征線利用netserface生成曲面,或者用powerfit生成曲面,曲面質(zhì)量的好壞取決于上步所做的曲線,這步關(guān)鍵是要有好的線,而且線不宜過多。

也可利用利用GSD提供的掃掠(sweep)、混合(blend)等曲面造型功能生成特征面,再通過求交(join)、裁減(trim)、倒圓(fillet)等操作將各曲面片光滑拼接或縫合成整體的復(fù)合曲面。

3.CATIA逆向中應(yīng)注意的問題

3.1.誤差問題

對(duì)于車身覆蓋件,考慮到在沖壓后的回彈以及拆卸時(shí)的變形,在曲面重建時(shí)應(yīng)從整車裝配工藝出發(fā)在保證曲面質(zhì)量的前提下,要充分考慮零件之間的配合面問題,確保間隙和段差在合理公差允許的范圍內(nèi),并且均勻一致。如果只追求完全忠實(shí)于零件,零件的制造誤差和缺陷會(huì)不斷帶到建模中,從而導(dǎo)致逆向零件裝配的不良。

3.2.曲面重構(gòu)問題

對(duì)于零件細(xì)小的結(jié)構(gòu)可稍后考慮,先構(gòu)建較大的面。大面可以分塊,面與面之間可以用blend或者QSR模塊中的powerfit方式連接。對(duì)曲率變化較小或者變化均勻的曲面,可將它當(dāng)作一張曲面來(lái)構(gòu)建。對(duì)于曲率變化不是很大的地方,直接由特征線建面(如用拉伸、掃掠和放樣等功能)的精度比用powerfit更高。

4. 結(jié)語(yǔ)

基于CATIA的逆向建模技術(shù)已開始應(yīng)用到新產(chǎn)品的開發(fā)、舊零件的還原和產(chǎn)品的檢測(cè)中,它不僅還原實(shí)物原型,而且還能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)修改,制造出新產(chǎn)品。

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