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        proe圓軌跡可變掃描方法

        教程分類:曲面造型  來源鏈接: 無維網(www.5dcad.cn)   作者:IceFai [IceFai專欄]   日期:2010-07-21   瀏覽:  

        ProE圓軌跡可變掃描是無維網站長IceFai在2004年所創造的在Pro/Engineerr軟件上進行曲面造型的一種方法,方法主要針對一些不規則輪廓弧形隆起的曲面。這個方法因為操作簡單、適用性廣并且得到的曲面質量高而為廣大ProE用戶所采用。到現在在ProE用戶中應用非常廣泛,本教程詳細講解了圓軌跡可變掃描的基本實現方法,同時也對這些年來不同的用戶所反饋回來的使用上遇到的各種問題做了一次性的全面解答。
        圓軌跡可變掃描通過增加一個圓作為原始軌跡結合產品的外觀輪廓曲線進行可變掃描方法來創建曲面,使用這個方法所創建的曲面就類似于使用旋轉特征所創建的旋轉曲面,不同的是普通的旋轉得到的輪廓是圓,而這個方法的輪廓則可以是自由形狀。典型的通過圓軌跡可變掃描所創建的曲面如圖1和圖2所示
         

        對下面的案例,要使用如圖3所示的平面不規則輪廓曲線,創建一個高度為20的弧形曲面。對于這樣的曲面雖然看起來比較簡單,但如果采用傳統的夠線加截面進行邊界混成的方法,得到的曲面質量不高,并且操作起來也相當繁瑣。下面就來看看如何運用圓軌跡可變掃描來進行這樣的曲面的創建。
        第一步,首先確定弧形曲面的最高點,然后在輪廓曲線所在的平面上對應這個最高點的投影位置上草繪一個基準點PNT0。
          

        第二步,在輪廓曲線所在的平面上,以前面所創建的基準點PNT0為圓心,草繪一個一定大小的圓(圖5),這個圓的直徑可以隨意但不能太小否則會可能導致失敗,其中的原因后面將會有講解。
         

        第三步,采用上一步所創建的圓作為原始軌跡,輪廓曲線作為軌跡進行可變掃描(圖6)。
         

        第四步,進入可變掃描的草繪截面環境,這一步是整個方法成功與否的關鍵,很多用戶就是因為草繪中所選擇的參考和約束方法不當導致可變掃描的失敗,所以務必看清楚下面的步驟并且能夠仔細思考理清楚其中的原理。
        選擇第一步所確定的中心基準點PNT0作為草繪參考(圖7),在這一步中,很多用戶不注意選擇這個參考,特別是在輪廓曲線的中心剛好就是在默認的基準坐標系的時候,不少用戶就直接選擇了其中一個基準曲面做為參考從而導致最終的失敗,其實只需要仔細考慮一下在整個可變掃描過程中你所選擇的參考是否還能夠一樣的存在就可以了,顯然選擇基準平面的話當軌跡轉一個方向后這個基準平面不再和草繪截面法向,自然也不會再有這個參考存在了。而如果系統在進入草繪環境后默認選擇了其中一個基準平面作為參考,也建議用戶刪除然后自己選擇基準點參考。



        通過前面所選的基準點PNT0參考創建一條豎直的中心線(圖8),這條中心線是用于約束草繪截面的最高點的。
         


        接下來是創建截面,根據所要創建的弧面的不同,用戶可以選擇圓弧、圓錐曲線或樣條曲線作為截面的圖元,但不管用什么圖元,都有幾點需要注意的。首先在一般情況下,圓軌跡只是輔助用來確定截面的法向以保證掃描過程中草繪平面始終通過中心軸,因此圓軌跡的參考點一般是不會參與截面的約束的,如果你不小心被自動捕捉上了,就要想清楚是否確實需要。其次,截面圖元的最高點必須在中心軸上并且圖元要法向于中心軸(圖9),這樣才能保證將來的可變掃描結果再最高點是光滑的而不是出現尖點或窩點;最后也是最容易出錯的是,必須要固定草繪截面在中心軸上的最高點的高度,而最直接保險的方法當然是直接標注這一點的高度,有的用戶在使用圓弧作為截面的時候,往往不注意這一點,雖然他注意到了圓弧的中心要在中心軸上,但他直接保留默認的圓弧半徑標注從而導致將來可變掃描結果曲面在最高點處不重合,形成一個螺旋形狀,這一點仔細想想輪廓軌跡交點到中心軸的交點距離并不是不變的就不難明白其中的原因了。
        總結草繪的截面需要注意的地方如下(雖有例外,但對新用戶不妨照搬):
        i. 草繪的參考必須選擇中心基準點而非默認基準平面
        ii. 草繪的圖元一個端點在外輪廓軌跡交點上,另外一個在通過中心基準點的豎直中心線上
        iii. 圓軌跡的交點一般不參與截面的約束
        iv. 必須標注草繪截面在中心軸上的端點的高度
        v. 草繪的截面必須法向于通過中心基準點的豎直中心線。
         

        完成草繪的截面退出草繪環境,就可以看到這個可變掃描成功生成弧形面了(圖10、圖11)。

          

        前面說過這樣生成的曲面和采用普通的旋轉指令所生成的曲面效果類似,下面可以通過曲面的UV網格來對比一下驗證這個說法,可以看到他們的網格分布方式是非常相似的(圖12),而實際上用戶也可以把旋轉看出是一個特殊的圓軌跡可變掃描,特殊的地方在于外輪廓是和圓軌跡同心的圓罷了。



        從曲面質量而言,上面的方法得到的曲面光滑程度和曲率半徑都可以說是滿足了造型的要求,但美中不足的是結果曲面被分成了四塊,如圖13所示,這雖然在大部分情況下沒什么影響,但有些場合還是會帶來一些麻煩,如果能減少這個曲面的塊數自然是最好的。在Pro/Engineer中,封閉的樣條曲線都會被自動分成兩段,外輪廓正是這樣被分成兩段的樣條曲線,同樣一個圓在Pro/Engineer中也是會被自動分成兩半的,而在上面的可變掃描中,因為兩條軌跡的斷點不對應(圖14),所以便得到了四塊曲面。要減少這個曲面塊數,就必須手工參與圓的打斷以便讓它在掃描的時候可以和外輪廓曲線的斷點對應。
           

        要在期望的位置打斷草繪的圓軌跡,首先在進入草繪環境時選擇外輪廓曲線的兩個端點作為參考點(圖15)。



        然后分別通過圓心和兩個斷點連中心線,在這這兩條中心線和圓的交點上放置兩個打斷點就可以把圓按要求分成圖示的兩段了(圖16)
         

        經過這樣的處理后,圓軌跡可變掃描得到的曲面就會變成了兩塊,比原來的少了一半,并且也避免了出現小片面的情況(圖17)。
         


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