1、第X章曲面快速重建(QUICKSURFACERECONSTRUCTION)CATIAV5曲面快速重建(QUICKSURFACERECONSTRUCTION)模塊為重建不論是否具有機械幾何特征的曲面提供了一種快捷易用的手段。曲面快速重建(以下簡稱QSR)不僅可以構造諸如不具有平面、圓柱面和倒圓角特征的自由曲面，還可以構造包括自由曲面在內的其他具有機械特征如凸臺、加強筋、斜度和平坦區域的特征曲面。使用QSR模塊可以直接依據點云數據重建曲面，也可以將原有實體修改后通過數字化處理成點云數據利用QSR重建原有的CAD模型上需修改的曲面OQSR模塊可以讓設計者決定是注重重建曲面的效力還是重建曲面質量或兩者

2、都綜合考慮以滿足不同需求。QSR構造的曲面還可以有參數以適應修改的需要。x.1相關的圖標菜單CATIAV5的曲面快速重建模塊由如下圖標菜單組成：點云編輯菜單(CloudEdition)、掃描線創建菜單(ScanCreation)、曲線創建菜單(CurvesCreation)、輪廓清理菜單(CleanContour)、曲面創建菜單(SurfaceCreation)、幾何操作菜單(Operations)、變換菜單(Transformations)以及分析菜單(Analysis)。x.1.1點云編輯菜單(CloudEdition)激活點云x.1.2掃描線創建菜單(ScanCreation)Proje

3、ctCurves創建投影掃描線創建平面截面掃描線x.1.3曲線創建菜單(CurvesCreation)3Dcurve創建空間曲線3CurvefromSeans由掃描線創建曲線Intersection創建交線Projection創建投影線x.1.4輪廓清理菜單(CleanContour)CleanContour輪廓清理x.1.5曲面創建菜單(SurfaceCreation)PowerFitLoftSurface創建放樣曲面x.1.6幾何操作菜單(Operations)Join合并幾何元素延長曲線/曲面&Split切割曲面或線框元素易Trim修剪曲面或線框元素CurvesSlice曲線分段Edge

4、Fillet曲面棱線倒圓x.1.7變換菜單(Transformations)移動幾何體轉動幾何體縮放幾何體對稱幾何體x.1.8分析菜單(Analysis)CurvatureAnalysis曲率分析SlopeAnalysis斜度分析DistaneeAnalysis距離分析ConneetChecker曲面連接性檢查亠BasicSurfaceRecognition特征曲面識別智能擬合x.1.9點云顯示菜單(CloudDisplayOptions)CloudDisplayOptions點云顯示x.2QSR功能介紹本節將詳細地介紹相關的功能及各功能在實際造型中的應用。x.2.1點云編輯菜單(CloudE

5、dition)點云編輯菜單里只有一個命令即激活點云(Activate)。此命令用來直接選擇點云元素(如點、掃描線、點云)或利用兩維、三維圈定部分點云作為當前工作點云。x.2.2掃描線創建菜單(ScanCreation)x.2.2.1創建投影掃描線(ProjectCurves)創建投影掃描線是將一根或一組曲線沿指定方向投影至點云生成掃描線。x.2.2.2創建平面截面掃描線(PlanarSections)創建平面截面掃描線是將指定數量的平面與點云相截得到的掃描線。x.2.3曲線創建菜單(CurvesCreation)x.2.3.1創建空間曲線(3Dcurve)空間曲線可單獨在三維空間或幾何體上創建

6、，也可在兩者之間混合創建。當空間曲線所依托的幾何元素修改時，空間曲線會自動更新。x.2.3.2由掃描線創建曲線(CurvefromSeans)5點擊匸，出現以下對話框:CurrtFromScan?SplitArgle90.000創建模式(Creationmode)下有光順模式(Smoothing)及插補模式(Interpolation)兩個選項可選：光順模式(Smoothing)：曲線光順通過兩極點之間所有的點。若選中該模式，則對話框內參數(Parameters)里各參數可調節。精度(Accuracy):此數值控制曲線與點之間的最大誤差。若生成的曲線符合精度要求，則以綠色背景顯示誤差值，反之，

7、則以紅色背景顯示誤差值。階數(Degree):此數值控制生成曲線的控制點的數目。分段數(Number)：此數值為生成曲線的最大分段數光順參數(SmoothingFactor):若數值為0,則不進行光順操作。增加數值則提高曲線的張緊度。選擇掃描線，點擊Apply按鈕，系統顯示臨時生成的曲線，分別調節以上參數再次點擊Apply按鈕檢查生成的曲線質量,系統依次以階數(Degree)、精度(Accuracy)、分段數(Number)為優先次序相互影響生成曲線的質量，點擊0K按鈕完成命令。可以在掃描線上選擇點將生成的曲線在選擇點處斷開，斷開點處缺省的約束是點連續(Point),可以點擊綠色區域選擇相切(

8、Tangent)，第二次點擊則又為點連續(Point)。使用彈出菜單可刪除斷開點(RemoveSplit)(包括生成曲線的端點即Ext點)及改變約束方式。x.2.3.3創建交線(Intersection)點擊門，選擇兩元素，在結果(Result)里選擇生成交線的方式。IntersectioelIIeiini+1utlEl舸iEnt2:JNoselectiorLCurvee工nAersec+ionfiithCominurLAi_ea耽MTllt：電匚s0FoiIitSSnrtace_F：rtIntersection臉suit：屯匚outourOS-urEsLCCx.2.3.4創建投影線(Proj

9、ection)命令可將點沿法向或指定方向投影到曲線及曲面上或將曲線沿法向或指定方向投影到曲面上。x.2.4輪廓清理菜單(CleanContour)輪廓清理菜單下只有一個命令即。輪廓清理。用此命令可將一組相交或不相交曲線或曲面邊界形成封閉或不封閉的輪廓。點擊。，出現以下對話框：選擇曲線或曲面邊界，此時選中的曲線同時顯示缺省的約束(自由Free或固定Fixed)。點擊綠色區域可直接改變約束種類，也可用右鍵彈出菜單選擇所需約束。Fjwed若需去除對已選曲線的選擇，可直接點擊此曲線或在對話框中的選擇元素列舉欄內(ElementsSupportsList)選中要去除的元素名稱，右鍵彈出菜單點擊Remov

10、e。輪廓清理命令將按以下計算方法并參考曲線約束狀態對所選元素進行處理：1）假如兩曲線之間的最小距離點在兩曲線之間且不是端點，則兩曲線連于此點或假想交點：2）假如兩曲線之間的最小距離點是兩曲線端點，系統依兩曲線長度權重自動產生一最小距離點，并依此點將兩曲線相連3)假如兩曲線之間的最小距離點其中之一是一條曲線的端點，系統將此曲線端點移至另一曲線相應的最小距離點處。在對話框中選中封閉輪廓(ClosedContour),則按上述原理在最小距離點處裁減曲線后自動形成封閉輪廓。自動相切約束(AutomaticTangentConstraint)選項選中是指當這些曲線在端點與生成曲線相切的角度低于最大相切角

11、度(MaxAngleG1)時強迫生成相切曲線。點擊OK完成，系統將原有曲線隱藏，生成新的輪廓線。若結果不符合要求，可嘗試使用將曲線打斷后再使用此命令。x.2.5曲面創建菜單(SurfaceCreation)x.2.5.1特征曲面識別(BasicSurfaceRecognition)點擊亠，出現如下對話框:|10|o|0Planeerrormas冋炯呱IIAxisIICenter-MethodOPlaneOSphereOCylinderO匚ore袒AulomaticIIRadius=LessSpikes,出現跨距(Span)選項即階數(Deg)和面片數(Number)以及間距選項G0和G1等選項

12、。階數(Deg)表示在某方向上控制點的最大數目，數值從5到15。面片數(Number)表示計算曲面的最大面片數，缺省值為64,最大為256。G0表示生成的曲面與邊界線的誤差值，缺省值為1。G1表示兩相鄰曲面的相切誤差值，缺省值為0.5。半徑(Radius)：當點云跳點較多時，很難達到生成的曲面都通過點云和輪廓。可以通過指定半徑值將以選定曲線為中心的管狀區域內的點過濾掉。張量(Tension)：數值從0至4,較高張量值可得到較為張緊的曲面。狀態(Statistics):顯示生成曲面與點云符合設定誤差值的百分比。6)點擊Apply生成曲面。x.2.5.3創建放樣曲面(Loft)出現如下對話框:Lo

13、ftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBSGuides寸Spine|Coupling|Relimilatic|卜rrGuideLoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBSAddRemoveLoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBSOOKOApplpJCancelILoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:

14、LoftBS選擇兩條以上截面線，或同時選擇導線完成。x.2.6幾何操作菜單(Operations)x.2.6.1合并幾何元素(Join)該功能用于合并曲線或曲面。x.2.6.2延長曲線/曲面(Extrapolate)該功能用于將指定的曲線/曲面延長一定的長度x.2.6.3切割曲面或線框元素(Split)該功能用于將一個或幾個幾何元素去切割另一個幾何元素x.2.6.4修剪曲面或線框元素(Trim)該功能用于實現兩個曲面或兩個線框元素之間的相互剪切x.2.6.5曲線分段(CurvesSlice)此命令可將不相交的曲線，在假想交點處打斷并相交。點擊，出現如下對話框：-ParametersMdwdis

15、tanceMinlength|i點擊More顯示參數：最大距離(Maxdistanee):兩曲線之間的垂直最短距離。缺省值為1mm。實際運用中取各個兩曲線之間的垂直最短距離的最大值。最小長度(Minlength):控制生成曲線時產生的最短曲線長度。點擊OK完成。二豈510.3Cur*-：26Curv-27Cuiv-：28Curve.29Curv-30Curve.32Curv-3Sx.2.6.6曲面棱線倒圓(EdgeFillet)LoftedSurfaceDefinition:LoftBS該功能用于沿一個曲面的內部棱線生成一個過渡曲面。x.2.7變換菜單(Transformations)x.2.

16、7.1移動幾何體(Translate)該功能用于將一個或幾個幾何體沿指定方向移動一定的距離x.2.7.2轉動幾何體(Rotate)該功能用于將選定的幾何體沿某軸旋轉一定的角度。x.2.7.3縮放幾何體(Scale)該功能用于改變幾何體的大小。x.2.7.4對稱幾何體(Symmetry)該功能通過對稱來移動幾何體。x.2.8分析菜單(Analysis)x2.8.1曲率分析(CurvatureAnalysis)點擊口，出現如下對話框：CurvatureAnal戶話BQTvpe匚urvatureAbsolute-ResultsScansODistinclGroupedCloudQiOKiriCanc

17、eil選擇上色顯示的多邊形點云。在對話框類型選項(Type)里有曲率(Curvature)和半徑(Radius)選項。曲率(Curvature)選項里有：最大曲率(Maximum)最小曲率(Minimum)絕對曲率(Absolute)平均曲率(Mean)高斯曲率(Gauss)半徑(Radius)選項里只有最大值(Maximum)和最小值(Minimum)。最大曲率和最小曲率按以下方法形成：做一個平面，此平面包含曲面指定一點處的法線方向，用此平面沿通過曲面指定點的一條已知區率的曲線去切曲面。假如平面繞法線旋轉，與曲面相交的曲線曲率會出現兩個極值，分別為最大曲率(KM)和最小曲率(Km)。絕對曲率

18、等于|KM|+|Km|，其極值出現處通常代表曲面最為平坦的地方。平均曲率等于(KM+Km)/2，其極值出現處通常代表曲面最為扭曲的地方。高斯曲率相當與Km和Km，其描述曲面上某點處形狀：正值代表此點為橢圓形狀，負值代表此點為雙曲線形狀，0代表此點為拋物線形狀。在對話框類型(Type)選擇所需類型，然后點擊點云適當位置,在結果(Results)選項里可選擇產生掃描線(Scan)或點云(Cloud)或兩者都要。使用過濾(Filter)可去除不需要的點。下圖為選擇Cloud后的結果：LoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftB

19、SX2.8.2斜度分析(SlopeAnalysis)點擊，出現如下對話框:LoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBS點擊點云，在對話框中羅盤(Compass)選項中可定義參考方向，亦可直接拖動羅盤定義參考方向。在數值(Values)中可定義角度值，系統會按在結果(Results)選項中指定的生成方式生成掃描線(Scans)或點云(Cloud)或兩者都生成。7CancelOKa=53.1257jScansODistirittdGroupedCloudx.2.8

20、.3距離分析(DistaneeAnalysis)ValuesAngle;9SFilterJISlopeAnalysisCompassAngle:!0逡ResultsLoftedSurfaceDefinition:LoftBSLoftedSurfaceDefinition:LoftBS1)選擇一個元素或一組元素，LoftedSurfaceDefinition:LoftBS2)點擊，出現如下對話框:MoreInvertAnalysisType廠DisplayOptionsOK4CancelDhtance-SelectionState詒FirstsetOSecondsetORunningpoint-

21、Prci|ection選擇第二組元素，此時系統按選擇類型和顯示方式進行距離分析。若RunningPoint選中，系統顯示指針所指點與另一組元素的投影點具體距離。2074.022mm.2796.r329ioNirF1869.S54io.點擊反向分析按鈕(invertAnalysis)可將分析結果在另一元素上顯示。距離分析類型(Type)有四種：垂直距離(Normaldistanee)：計算至另一組元素的垂直距離指定方向距離(Distaneeingivendireetion)：按指定投影方向計算距離投影距離(Projecteddistanee)：僅適用于兩條曲線，計算兩曲線投影至一指定平面后的垂直

22、距離4)平面距離(Planardistanee)：計算一條曲線與包含此曲線的平面與曲面交線的距離當選定指定方向距離(Distaneeingivendireetion)時，投影(Projeetion)選項可選分別有:1)沿X方向2)沿Y方向3)沿Z方向4)沿當前羅盤方向顯示二維距離分析圖表。點擊表示用多種顏色顯示對應的距離值。點擊表示用有限顏色顯示對應的距離值。以顏色顯示距離區域(Colorscale)顯示最小最大值(Min/Maxvalues)顯示計算點(Points)梳狀線顯示(Spikes)，其中有：自動顯示比例(Autoscale)反方向顯示(Inverted)包絡線顯示(Envelope)離散顯示計算點比例(Discretization)：移動指針可調節顯示比例自動篩選計算點(Automatictrap)x.2.8.4曲面連接性檢查(ConnectChecker)選擇要分析的曲面，點擊出現以下結果:用此工具可以分析曲面間的距離(Distance)，切矢連續性(Tangent)和曲率連