Healing_Assistant教程

1、1Healing Assistant修复助手修复助手（讲义）（讲义）CATIA V5 R13 培训材料培训材料2课程介绍课程介绍目的目的了解了解 Healing Assistant（HA1）的适用场合，掌握使用方法。的适用场合，掌握使用方法。对象对象设计人员，特别是模具设计人员。设计人员，特别是模具设计人员。前提前提3D 线框及曲面线框及曲面0.5 天天3HA 模块介绍模块介绍数据修整的需求数据修整的需求Join 操作的出错信息操作的出错信息Join 操作的合并距离（操作的合并距离（Merging Distance）4修整 = 生成符合 V5 建模规范的封闭曲面模型引发的一些问题：-数据质量难

2、以控制-与V5的建模标准不统一-数据经过转换后质量下降-用户的违法操作 (丢失，重叠，交叉 )为什么要做数据的修整？为什么要做数据的修整？外来数据：外来数据： IGES，STEP，CATIA V4，封闭曲面模型封闭曲面模型模具设计模具设计数控加工数控加工快速成型快速成型补充设计补充设计模拟验证模拟验证封闭在这里指的是：封闭在这里指的是：1、曲面没有边界；、曲面没有边界；2、曲面具有完整的边界，且这些边界、曲面具有完整的边界，且这些边界之间不相交、不重叠；之间不相交、不重叠；3、曲面不存在、曲面不存在内边（内边（Internal Edges）。）。5步骤 1 ：用参量“merging dista

3、nce”逐一比对曲面两两之间的邻接状况问题：曲面之间的交线存在断开、交叉 、重 叠等缺陷。Join 操作的一些错误信息操作的一些错误信息 (1/3)Join 操作要经历两个步骤：d12 d 0.001mm (系统精度): 边界共享，几何封闭 0.001mm d merging distance : 缝隙超差，不能封闭步骤 2： 使几何或拓扑封闭的曲面的法矢方向一致 问题：有时无法做到一致图示曲面2经Join操作后其法矢与原来相反（原始曲面的法矢并未改变）126问题问题 1: 曲面含有自相交的边（曲面含有自相交的边（self-intersecting edges）最常见的情况是曲面内有窄小区域（

4、thin area）取决于Merging distance的设定，窄小区域指的是曲面的边在那里重合，无法找到唯一的顶点。减小Merging distance的值可以消除一些窄小区域。其它的情况还有Join 操作的一些错误信息操作的一些错误信息 (2/3)边界不正确，含有内边。边界线本身断开、重叠、交叉。拓扑结构不合理（例如一个曲面位于另一个封闭曲面之上）7问题问题 2：劣质的拓扑结构：劣质的拓扑结构最常见的情况是细小的重叠（或交迭）：其它的情况：（如图）Join 操作的一些错误信息操作的一些错误信息 (3/3)边界共享 (d merging distance)左图曲面2的法矢与曲面1的一致，但

5、交迭那部分的法矢却是不确定的。增大Merging distance的值可以忽略这些重叠的地方。d12?不能定义该曲面的唯一的法矢123?例如在有相邻的另一曲面时，系统将无法分配统一的法矢。8如何选择如何选择 Merging Distance (1/2)必须综合考虑连接的精度：精度过高将遗留很多缝隙，要花很多时间来修补。必须综合考虑连接的精度：精度过高将遗留很多缝隙，要花很多时间来修补。 而且精度过高时根本无法完成而且精度过高时根本无法完成Join操作操作 (Bad topology)而精度过低时，虽然可以完成而精度过低时，虽然可以完成Join操作操作, 但一些缝隙依然存在，会影响后续的操作。但

6、一些缝隙依然存在，会影响后续的操作。 例如用于数控加工的零件是不应存在缝隙的，如图：例如用于数控加工的零件是不应存在缝隙的，如图：Join操作将去除所有小于操作将去除所有小于Merging distance的共享边界，这在的共享边界，这在Merging distance太大时太大时会引发其它问题（会引发其它问题（Join的结果将产生自相交（的结果将产生自相交（Self-intersecting）的边的边 ）。）。merging dist. = 0.001mmmerging dist. = 0.01mmmerging dist. = 0.1mm9要点：要点：先选取较低的先选取较低的Merging

7、 distance值值只在产生劣质拓扑结构时才增加只在产生劣质拓扑结构时才增加Merging distance的值的值获得了拓扑封闭的曲面后，应增大获得了拓扑封闭的曲面后，应增大Merging distance的值以消除缝隙；做一个新的的值以消除缝隙；做一个新的Join，不要修改刚刚生成的不要修改刚刚生成的Join，以免以免 产生自相交。产生自相交。利用利用Healing Assistant的工具的工具Surface connection checker检查拓扑结构检查拓扑结构Local Join, Local Healing弥合缝隙弥合缝隙如何选择如何选择 Merging Distance

8、(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工作台工作台访问访问 Healing Assistant 工作台工作台用户界面用户界面修复方法修复方法11访问工作台访问工作台1- Start工作台图标显示当前所在的工作台工作台图标显示当前所在的工作台2- Mechanica

9、l Design3- Healing Assistant12用户界面用户界面13Healing Assistant 的修复方法的修复方法准备准备：将需要修复的曲面全都放到一个将需要修复的曲面全都放到一个Geometrical Set 中，删除无关中，删除无关的数据。的数据。Join 所有曲面所有曲面 使用较为严格的公使用较为严格的公差（例如差（例如0.01mm）用用 Face Checker 检查检查每一个曲面每一个曲面用用Surface Connection Checker评估输入数据的偏差评估输入数据的偏差用用Face Smooth一次性清理一次性清理所有曲面的边界，简化模型。所有曲面的边

10、界，简化模型。分析检查分析检查修复修复修复修复分析缝隙分析缝隙弥合缝隙弥合缝隙生成实体生成实体非非 V5 有效曲面有效曲面劣质拓扑结构劣质拓扑结构合格合格14使用使用 Healing Assistant 分析数据分析数据逐一地检查曲面逐一地检查曲面检查非法的拓扑结构检查非法的拓扑结构15Face Checker (1/2)用途用途检查自相交（检查自相交（Self-Intersection）、）、边界连续性（边界连续性（Hole）、）、细小表面（细小表面（Thin Face）。）。将不合格曲面隔离到一个新建的将不合格曲面隔离到一个新建的Geometrical Set中，并自动修复自相交的元素（如

11、果中，并自动修复自相交的元素（如果能修复的话）。能修复的话）。新建的新建的GeometricalSet的名称的名称该选项只对自相交有效该选项只对自相交有效打开文档打开文档“HealingAssistantPanHandle.CATPart”16Face Checker (2/2)决定检查对象是曲面（决定检查对象是曲面（Surface，默认）还是默认）还是表面（表面（Face，选中），若为表面，则自动从选中），若为表面，则自动从曲面内抽取有问题的表面，将其隔离、修复。曲面内抽取有问题的表面，将其隔离、修复。自相交：相邻两边界部分重合，间距小自相交：相邻两边界部分重合，间距小于给定公差（两边界不存

12、在唯一的交点（如下图）。于给定公差（两边界不存在唯一的交点（如下图）。如果同一边界的两段曲线间的距离如果同一边界的两段曲线间的距离大于给定公差，那么表明该边界是大于给定公差，那么表明该边界是断开的（不连续）。断开的（不连续）。细小表面：其边界汇聚为一条线细小表面：其边界汇聚为一条线线宽小于给定公差。线宽小于给定公差。17Surface Connection Checker (1/3)检查曲面或曲面内部表面的连接特性（质量）检查曲面或曲面内部表面的连接特性（质量）如果只选择了一个曲面，那么检查该曲面内部表面的连贯性；如果选择了多个曲面，那么检查曲面间的如果只选择了一个曲面，那么检查该曲面内部表面

13、的连贯性；如果选择了多个曲面，那么检查曲面间的连贯性。连贯性。 检查结果包括：缝隙（毫米检查结果包括：缝隙（毫米）、）、切向连续性（度），、曲率连续性（百分比），超差的元素在屏幕上亮切向连续性（度），、曲率连续性（百分比），超差的元素在屏幕上亮显。当切向夹角接近显。当切向夹角接近180度时，将造成劣质拓扑结构（度时，将造成劣质拓扑结构（Bad Topology）。）。 将将Tangency错误中的错误中的Site.33隔离（隔离（Transfer） 到到“G1 gaps”打开文档打开文档“HealingAssistantPanHandle.CATPart”18Surface Connectio

14、n Checker (2/3)1、Search distance：边界间相邻两点的距离小于给定值时视为一条边界，边界间相邻两点的距离小于给定值时视为一条边界，即这些边界被合并，值越大需要合并的边越多。即这些边界被合并，值越大需要合并的边越多。2、Internal deges：用法同于用法同于Face Checker3、Connex domains：Apply后检测到的连贯域的个数后检测到的连贯域的个数4、Connection distance：小于该值的两个元素被视为一个小于该值的两个元素被视为一个5、Tangency error：定义切向不连续的夹角范围定义切向不连续的夹角范围6、结果、结果

15、 Duplicate：两个元素成几何与位置的复制关系两个元素成几何与位置的复制关系 Embedded：一个元素完全包括于另一个（如右下图），它们是来自同一个元素完全包括于另一个（如右下图），它们是来自同一个曲面的两个表面。取样精度（影响运算速度）的设置，会是该检查存一个曲面的两个表面。取样精度（影响运算速度）的设置，会是该检查存在遗漏。在遗漏。 Multiple Connection：曲面在同一个边界处存在与多个曲面的连接曲面在同一个边界处存在与多个曲面的连接 Overlap：一个元素遮盖了另一个元素的一部分，只在表面的法矢夹角一个元素遮盖了另一个元素的一部分，只在表面的法矢夹角大于大于135

16、度时才需要做该项检查，而且应在度时才需要做该项检查，而且应在Distance检查之后进行。该检检查之后进行。该检查主要是为了避免劣质拓扑机构的产生。查主要是为了避免劣质拓扑机构的产生。 Boundary：边界（包括内部边界）边界（包括内部边界） Distance：缝隙缝隙 Tangency：切向不连续性切向不连续性19Surface Connection Checker (3/3)7、Transfer：隔离隔离 Number of anomalies：错误的数目错误的数目 Name：错误的名称，错误的名称，Site指将两个存在缺陷的表面分指将两个存在缺陷的表面分成一组成一组 Value：检测到

17、的数值检测到的数值 Domain：几个存在缺陷的表面组成的一个域几个存在缺陷的表面组成的一个域新建新建Geometrical Set的默认命名：的默认命名：Duplicate faces DuplicateDuplicate faces DuplicateEmbedded casesEmbedded cases EmbeddedEmbeddedMultiple connection cases Multiple connection cases Multiple connectionMultiple connectionOverlap casesOverlap cases OverlapOve

18、rlapBoundariesBoundaries BoundaryBoundaryG0 gapsG0 gaps DistanceDistanceG1 gapsG1 gaps TangencyTangency20修整拓扑结构修整拓扑结构修复无效曲面修复无效曲面修复劣质拓扑结构修复劣质拓扑结构检查缝隙检查缝隙21修复无效曲面修复无效曲面修复方法修复方法 用边界裁减无效的曲面（用边界裁减无效的曲面（Split） 删除无效曲面，重新生成。删除无效曲面，重新生成。一般情况：裁减一般情况：裁减 SPLIT打断被休整元素与其他元素的关联打断被休整元素与其他元素的关联求出该元素的全部边界（求出该元素的全部边界

19、（full BOUNDARY）（）（无关联无关联datum）必要时必要时对边界实施对边界实施SMOOTH CURVEDISASSEMBLE边界，检查修整后再边界，检查修整后再JOINUNTRIM被休整元素被休整元素SPLIT重新生成曲面重新生成曲面FILLLOFT or BLEND （规则曲面）规则曲面）22Face Smooth （1/2）修复无效曲面（仅适用于含有单一表面的曲面（修复无效曲面（仅适用于含有单一表面的曲面（Mono-face surface） 打开文档打开文档“HealingAssistantPanHandleForFaceSmooth.CATPart” 1、求出、求出Sur

20、face.65的边界的边界Boundary.1 2、Disassemble边界边界Boundary.1 发现该边界由发现该边界由48段组成段组成 3、删除边界、删除边界Boundary.1 4、选择、选择Surface.65，再点击图标再点击图标 5、OK，生成新的曲面生成新的曲面Surface.65 smoothed，再用再用 检查新曲面的边界，由检查新曲面的边界，由3段段 组成。组成。23Face Smooth （2/2）缺陷值在Min和Max之间的表面（Face），得以改善。减少边界的分段数除去边界中小于给定值的曲线段AllInteractively/SequentiallyNotsmo

21、othable24修复劣质拓扑结构修复劣质拓扑结构用用Connection checker找到将导致劣质拓扑结构的曲找到将导致劣质拓扑结构的曲面（面（Tangency偏差接近偏差接近180度，度，Overlap），），并隔离。并隔离。 仔细分析问题所在仔细分析问题所在有可能只是相邻曲面间的法矢不一致有可能只是相邻曲面间的法矢不一致修复方法：修复方法： 删除多余的曲面删除多余的曲面剪裁（剪裁（Trimming）曲面曲面 修正曲面的法矢修正曲面的法矢 25检查缝隙检查缝隙 (1/2)显示曲面的缝隙显示曲面的缝隙 求取曲面的边界（求取曲面的边界（Boundary） 若曲面是封闭的则会有明确的提示若曲

22、面是封闭的则会有明确的提示设置设置 Tools/Options/Display/Visualization/Surfaces Boundaries26检查缝隙检查缝隙 (2/2)存在存在4种缝隙种缝隙 2: Duplicated 元素元素1: Gap (包括包括 overlap) 大于大于Join 操作的合并公差操作的合并公差4: 元素丢失元素丢失3: 无效的元素无效的元素 (Join操作不能识别操作不能识别)27封闭曲面封闭曲面弥合缝隙弥合缝隙拓扑封闭拓扑封闭 Join几何封闭几何封闭 Healing28弥合缝隙弥合缝隙 (1/3)修复的最终结果是得到封闭的曲面（水密，无缝修复的最终结果是得

23、到封闭的曲面（水密，无缝 ） 曲面若能转化为实体，就表明它是封闭的。曲面若能转化为实体，就表明它是封闭的。为此需要分析输入曲面数据，弥合缝隙。为此需要分析输入曲面数据，弥合缝隙。曲面闭合填充形成实体曲面闭合填充形成实体用曲面裁减或作为界限用曲面裁减或作为界限生成实体生成实体例如：模具件例如：模具件例如：冲压件例如：冲压件29弥合缝隙弥合缝隙 (2/3)合缝之前应先修补元素丢失、复制、无效等缺陷。合缝之前应先修补元素丢失、复制、无效等缺陷。元素复制：将多余元素删除，元素复制：将多余元素删除，或者使用或者使用Near操作将其去除。操作将其去除。元素丢失：用填充（元素丢失：用填充（Fill）或或其它

24、生成曲面的方法补面其它生成曲面的方法补面无效元素：删除重建无效元素：删除重建30弥合缝隙弥合缝隙 (3/3)用用Surface Connection Checker检测缝隙的大小检测缝隙的大小合缝方法：合缝方法：拓扑封闭拓扑封闭增大增大Merging distance 进行进行 Join 或者或者 Local Join 操作操作几何缝隙依然存在，只是被忽略了。几何缝隙依然存在，只是被忽略了。拓扑及几何封闭拓扑及几何封闭删除坏面重建；删除坏面重建；Healing 或者或者Local Healing删除坏面之前先将其它表面抽取出来删除坏面之前先将其它表面抽取出来选择坏面选择坏面31Local Jo

25、in弥合指定边界处的缝隙，而周围曲面保持不变。弥合指定边界处的缝隙，而周围曲面保持不变。实际上是放宽指定边界处的连接公差实际上是放宽指定边界处的连接公差通过选择通过选择 Boundary 而一次性地合缝而一次性地合缝可以是拓扑封闭（可以是拓扑封闭（Join）也可以是几何封闭（也可以是几何封闭（Heal补面）补面） Options Automatic Merging：当至少选择了两个边时，系统计算其间的当至少选择了两个边时，系统计算其间的距离，显示于右侧，点击该按钮，则自动将距离值作为距离，显示于右侧，点击该按钮，则自动将距离值作为Local Join或或LocalHealing的输入条件，出现在的输入条件，出现在Criteria域。域。 Join：Local Join Join/Heal：Local Join 及及 Healing Automatic Join/Heal：自动进行自动进行Local Joi