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CATIA曲面重构技术典型应用

时间:2008-04-22   来源:西飞公司信息技术处   作者:马晓辉   阅读: 次   评论:0 条   字体:【
在产品逆向造型中,CATIA 正在扮演着越来越重要的角色。一方面是其强大的曲面造型功能,结合他的快速曲面重建模块和点云编辑模块可以很方便的完成产品的逆向造型,另一方面,由于CATIA本身的高度集成,完成造型后就可以直接进行模具设计、加工、分析等一系列后续工作,避免了不同软件间的数据交换所带来的数据丢失等麻烦。所以用CATIA 进行逆向造型会带来很多的方便。

下面几种情况是比较典型的CATIA 示例应用

一、 具有复杂曲面的造型件:象玩具、汽车外形、汽车内饰、日用塑料制品、雕塑等等,这类产品的特点是外型比较复杂,基本是曲面造型,在CATIA 中我们可以利用他强大的曲面功能通过构造线来进行最后的曲面重构工作。



图1 具有复杂曲面的逆向流程

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二、 另外一种情况是产品具有典型的大的曲面特征,曲面过渡是通过倒角完成的一类产品,这个在家电产品上表现比较多,比如吸尘器、电视机后盖、洗衣机外型等等。这类产品对产品的精度要求不是很高,但对外型曲面有较高的要求。


图2 具有大曲面特征的逆向产品流程

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三、 对于机械产品,往往都有比较明显的几何特征,比如平面、圆孔、球面、圆角等等,象航空用钣金件、机械连接件等都是这种情况比较多。

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以上几种情况是比较典型的应用,但实际逆向过程中可能根据不同的要求和形状特征,往往需要各种方法的综合运用。下面以一个玩具造型来说明CATIA 产品逆向造型过程以及其中的几个要注意的问题。

在CATIA 输入点云以后我们首先要分析这个产品,发现这个玩具造型主要是以曲面为主,而且曲面比较复杂,曲面特征比较多,是个对称造型,对称面已经是定义好的坐标平面。另外,由于是玩具塑料制品,精度要求不是很高。为此,我们有了大概的处理流程。

1.进行三角网格的建立:

点云的三角化,是做逆向过程中一个很重要的步骤。扫描点云往往很大,有的大的点云有上百万甚至几百万个点,如果不生成三角片进行简化,目前的计算机硬件设备将很难对其操作;另外一个很重要的原因,三角化简化后,可以很方便的为以后的构线辅面做好准备。这里有几个注意的问题,点云汇入后要进行点云的处理,一般选择自适应(Adaptative)方式对点云进行过滤,这样的好处是可以在曲率变化大的地方保留更多的点,曲率变化小的地方保留的点少。另外一个是进行三角化的时候,邻近点(Neighborhood)参数的选择要适度,如果太大,产生的三角片质量不好,如果太小,产生的破洞太多。一般根据经验,判断产生三角片的质量,剩余个别的破洞可以利用修补工具进行修补。还有一个要注意的问题是点云生成后,要利用网格清洁(Mesh Cleaner)功能,清除掉点资料中的一些错误。
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