《CATIA逆向设计基础》课件-第7章 快速曲面重构模块QSR

第7章快速曲面重构模块7.1简介7.2点云编辑7.3创建交线7.4创建曲线7.5划分点云7.6创建轮廓7.7创建曲面7.8操作Operations7.1简介点云经过数字曲面编辑器（DSE）处理后，可以在快速曲面重构(QuickSurfaceReconstruction)模块中进行快速而有效地重构曲面(缩短产品的开发流程)。快速曲面重构模块拥有强大的曲面重构功能，包括：建立自由边界、提取特征曲线、多边界重构自由曲面、辨识与重建基本曲面(平面、圆柱、球、圆台等)。点云编辑创建交线创建曲线划分点云：智能划分点云特征线（根据点云表面的曲率或者斜度划分）创建轮廓：由现成的曲线构造封闭轮廓，为创建曲面做准备创建曲面：由轮廓线与点云（网格面）构造曲面操作：对曲线曲面进行结合、切割等操作与DSE模块的工具功能相同7.2点云编辑此工具可暂时隐藏局部点云！被隐藏的点云可恢复。逆向设计中使用频率极高！！！模式Mode：单选pick/框选trap/笔刷brush/点云连续flood框选类型traptype矩形rectangular

/多边形polygonal

/样条线splineSelectedpart可以选择获得圈内点云或者是圈外点云Validatetrap单击该按钮可使圈选生效，此时被选点云以红色显示若要恢复显示所有点云，可点击工具以及圈选的点云，单击Activateall按钮恢复所有点云的显示。激活所有隐藏的点云/网格面隐藏部分与显示部分切换7.3创建交线曲线投影curveprojection此工具可将空间中的曲线沿着指定方向投影至点云/网格面上，生成点云/网格特征线。使用频率较高！步骤：选取投影的曲线；选取点云/网格面；选取方向（direction）；应用+确定。表示在创建交线的同时也生成曲线；当投影方向上曲线与点云/网格面之间有两次交集时，仅取最邻近的交线右击可选择投影方向曲线7.3创建交线截面线planarsections此工具可在网格面/点云上获取与截面相交的断面交线。逆向设计中使用频率高！1.拾取网格面/点云2.拾取截面：XY、YZ、XZ，也可自定义截面3.设置交线参数：交线的数量与间距4.改变截面的位置，拖动箭头5.设置交线的存储方式：单个集合体、按参考截面、各交线6.应用+确定7.4创建曲线3D曲线3DCurves此工具可创建出3D曲线，也可双击3D曲线进行编辑。取点时出现长方体的虚线框，表示此点在网格面/交线上。创建类型：通过点——3D曲线通过取点位置；控制点——取点位置为3D曲线的控制点；近接点——可改变3D曲线的阶次（较复杂）点处理（可编辑3D曲线）插入点——在现有的两点间添加新点；删除点——删除曲线上某点。注：双击已创建的3D曲线，可通过鼠标左击/右击对曲线上的点进行编辑与修改。注:交线的质量较好时使用Curvefromscan构成曲线；交线的质量较差时使用3DCurves构成曲线，尽量做到与网格面之间的距离小于0.1mm！7.4创建曲线交线曲线Curvefromscan此工具可将交线转换成可编辑的曲线。使用频率极高！步骤：拾取交线；选择曲线的生成模式：平滑smoothing：在参数parameters设定范围内，平滑连接交线上的点；插值Interpolation:交线的点之间插值运算后生成点及曲线；设置曲线的参数parameters：公差值、最大阶数和曲线分段准则（角度）；应用；点击可对生成曲线的曲率进行分析；确定。注：单击交线上某位置可创建新点，曲线也将被分段，光标手势由转变为后，可对该点进行删减、强加切线连续等操作，也可删除端点（fixed）。曲线创建好后，可将不必要的交线隐藏，以方便后续的操作。在曲线质量允许条件下，公差值尽可能取小！7.5划分点云对于一些复杂曲面，在曲面重构时一般都要进行分块处理，也就是将网格面/点云划分为各个较简单区域，然后进行单独构面。根据曲率划分Segmentationbycurvature此工具可在三角网格面上根据曲率变化生成扫描线，对网格面进行分块。划分类型（type）：曲率Curvature：按曲率值划分网格面，指针在网格面上滑动生成扫描线；半径radius：按曲率半径划分网格面，指针在网格面上滑动生成扫描线。结果（results）：Scans：确定后生成扫描线；Clouds：确定后生成三角网格面。segmentation1.CATPart7.5划分点云根据倾斜角度划分Segmentationbyslope此工具根据三角网格面的法向相对于视角方向的倾斜角度生成扫描线。Compass选项组中可自定义设置视角方向。结果（results）：Scans：确定后生成扫描线；Clouds：确定后生成三角网格面。segmentation1.CATPart7.6创建轮廓创建规则轮廓Cleancontour在点云上绘制好曲线后，利用该命令根据一些相交的曲线构造规则的封闭轮廓。生成的轮廓相对于源曲线有一定偏差。SurfNetwork.CATPart7.6创建轮廓网格曲线Curvesnetwork网格曲线是指一组封闭且相连的轮廓曲线（线框）。此工具即利用现有的曲线构造网格曲线，为后续构造网格曲面做准备（与Surfacesnetwork搭配使用）。步骤：拾取曲线；拾取网格面（support）；设置参数（maxdistance）；应用+确定。SurfNetwork.CATPart7.7创建曲面此工具条可以辨识及重建曲面，能够快速而有效地重构曲面。基本曲面辨识Basicsurfacerecognition当点云上的局部点云为某些规则的几何曲面（如平面、球面、圆柱面或圆锥面），可以利用此工具对其进行辨识，并自动拟合为相应的规则几何曲面。步骤：激活局部区域的点云；打开基本曲面辨识工具；选择点云；应用+确定。Canonic1.CATPart注：若点云的显示方式不合理，可通过右击模型树上的点云，

“属性”→

“displaymodes”→仅勾选

“point”7.7创建曲面强力拟合Powerfit此工具可将局部点云拟合为自由曲面，即由构成边界的曲线+内部的网格面/点云拟合成曲面。逆向设计中使用频率高！步骤：激活局部区域的点云打开强力拟合工具选择点云的边界曲线；选择网格面/点云；应用+确定。powerfit.CATPartParameters选项卡中Tolerance设置为0.01~1，曲面质量许可下，取下限！（拟合曲面平均偏差的最大值）强力拟合后，需要将全部点云重新激活7.7创建曲面多截面曲面此工具可以根据多个不同轮廓，通过系统自动计算以渐变的方式产生连接曲面。Multi-sectionssurface.CATPart原始文件Multi-sectionssurface.igs注：多截面曲面之间的区域可以通过桥接方式连接，两端可以通过二次曲线+填充方式创建曲面。（分段为提高生成曲面质量！）注意各曲线轮廓的方向！（曲线端点出的箭头方向要一致）7.7创建曲面网格曲面Surfacesnetwork该工具利用已有的网格曲线生成网格曲面。SurfNetwork.CATPart7.7创建曲面自动生成曲面此工具能够直接利用网格面生成曲面，无需构线。生成的曲面会忽略网格面的尖角部分！AutomaticSurf01.CATPart7.8操作点云上绘制的曲线一般都很杂乱，不利于构面。操作工具栏可以对曲线进行切片，调整曲线节点，分割规则轮廓，以及对曲线/曲面进行分割、修剪、外插延伸和接合等等。曲线切割Curvesslice此工具可以根据曲线相交情况对曲线进行分段，即利用曲线的交点将曲线分为许多小段。此处曲线的相交并不一定要求严格相交，只要两条曲线在某一视角相交且空间距离小于Maxdistance设定的值，系统即默认两条曲线相交。Slice1.CATPart7.9实例分析实例分析1——基本曲面重构chair.stl有视频！点云曲面三维实体本实例主要展示了逆向设计中曲面创建方式之一——基本曲面重构功能，并结合创成式外形设计模块中的曲面创建与编辑工具，获得与点云相拟合的曲面，并在零件设计模块中设计出三维实体。7.9实例分析（1）点云的导入进入DSE模块。插入→几何图形集→创建几何图形集；使用Import工具导入点云文件chair.stl，勾选Createfacets。chair.stlchair.CATPart7.9实例分析（2）基本曲面重构——椅子顶面进入QSR模块（快速曲面重构模块）使用激活工具单独拾取（brush）椅子顶面的网格面；打开基本曲面重构工具，Cloud中拾取网格面，Method选择Plane；点击应用；拖拽图形区中的绿色箭头，使平面大于顶部网格面；（方便后续的修剪工作）点击确定。7.9实例分析（3）基本曲面重构——椅子侧面使用激活工具显示椅子全部的网格面（activateall）；使用激活工具拾取（brush）椅子的某一侧面（平面部分）；打开基本曲面重构工具，Cloud中拾取网格面，Method选择Plane；点击应用；拖拽图形区中的绿色箭头，使平面大于顶部网格面点击确定。依照步骤a~f再创建出椅子其他侧面的平面。注：可将已创建的曲面隐藏，以方便后续操作！7.9实例分析（4）修剪曲面打开修剪工具；拾取两相邻曲面(正确选择被剪出区域)；点击确定。依照a~c修剪其他曲面。7.9实例分析（5）基本曲面重构——椅子棱角将步骤（4）修剪的曲面隐藏；使用激活工具拾取（brush）椅子的某一棱角；（注：由于椅子棱角处仅有一个网格面，基本曲面重构工具无法创建曲面，故需要采用其他方法创建该处的曲面；）打开3DCurve工具，在步骤b的网格面绘制三条直线（要求封闭！）；进入创成式外形设计模块(GSD)，使用填充工具拾取三条直线，创建曲面；点击外插延伸工具将步骤d创建的曲面扩展(注：勾选已外插延伸的边线，拾取曲面的边界而非上述直线)；依照步骤a~e再创建出椅子其他棱角处的曲面；显示所有已创建的曲面，利用修剪工具剪去不需要的区域。7.9实例分析（6）修剪侧面轮廓将所有已创建的曲面隐藏；进入草图编辑器（YZ平面），创建如右图所示的轮廓；（为修剪曲面做准备！）退出草图工作台，点击拉伸工具，将步骤b的轮廓拉伸（使其尺寸足够与已创建曲面相交），弹出框中选择保留所有元素；利用分割工具，将步骤c