|
目前國(guó)內(nèi)的A級(jí)曲面的制作軟件中，比較常用的有 Alias、ICEM Surf、UG、CATIA V5 、Imageware/Surfacer等。 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)硬件的不斷發(fā)展和顯卡性能的不斷提升,三維曲面設(shè)計(jì)軟件的曲面設(shè)計(jì)能力也得以不斷加強(qiáng),計(jì)算機(jī)已經(jīng)由高速的運(yùn)算工具演變?yōu)樾庐a(chǎn)品設(shè)計(jì)的得力助手,在新產(chǎn)品制造業(yè)中廣泛應(yīng)用,其相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件也應(yīng)運(yùn)而生,相對(duì)低端曲面設(shè)計(jì)軟件主要用于做家電、家具等小新產(chǎn)品的前期創(chuàng)意和展示,如RHINO,CINEMA 4D,3DMAX等,高端的曲面設(shè)計(jì)軟件可以用來(lái)做摩托車、汽車、飛機(jī)等對(duì)曲面要求高的A級(jí)曲面,如ALIAS、CATIA，Imageware、ICEM Surf等。 總的說(shuō)來(lái),國(guó)外前期造型創(chuàng)意、效果圖,造型曲面設(shè)計(jì)和效果渲染展示都是通過(guò)ALIAS來(lái)實(shí)現(xiàn)的,后期的逆向處理則根據(jù)公司的情況分別運(yùn)用CATIA、Imageware和 ICEM Surf來(lái)實(shí)現(xiàn)的. 當(dāng)然沒(méi)有什么軟件是全能的,充分發(fā)揮軟件各自不同的特點(diǎn),以適應(yīng)不同設(shè)計(jì)階段的工作要求,才有利于工作流程和方法的改善.任何事情都沒(méi)有絕對(duì),每個(gè)公司、每個(gè)使用者的不同都會(huì)使最終的設(shè)計(jì)方法、軟件應(yīng)用研究有所差別.但殊途同歸,揚(yáng)長(zhǎng)避短,改進(jìn)和提高工作效率,完善工作方法對(duì)任何人都有所裨益. 1. Alias： 大多數(shù)設(shè)計(jì)公司和整車企業(yè)采用Autodesk Alias軟件作為A級(jí)曲面生成工具。它主要的優(yōu)點(diǎn)是生成曲面的速度快，在軟件中可以根據(jù)造型的意圖進(jìn)行快速修改，進(jìn)行曲面的檢測(cè)和驗(yàn)收，還能提供很漂亮的造型展示。 Alias 數(shù)據(jù)演示給人的感覺(jué)往往造型很眩，但在軟件中展示的效果與實(shí)際車輛展示效果相差太遠(yuǎn)，樣件不能真實(shí)地表達(dá)汽車的造型。另外由于數(shù)學(xué)算法的局限，它的表面質(zhì)量不能達(dá)到一流水平，滿足不了世界上一流汽車公司對(duì)于產(chǎn)品表面的質(zhì)量要求。Alias Studiotools軟件是目前世界上最先進(jìn)的工業(yè)造型設(shè)計(jì)軟件。是全球汽車，消費(fèi)品造型設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工具。 作為世界領(lǐng)先3D圖形技術(shù)提供商，Alias為電影、視頻、游戲、網(wǎng)絡(luò)、互動(dòng)媒體、汽車、工業(yè)設(shè)計(jì)、教育和視覺(jué)成像市場(chǎng)開發(fā) 了眾多獲獎(jiǎng)軟件、定制開發(fā)和培訓(xùn)解決方案。Alias同時(shí)也為從初級(jí)到高級(jí)的各類用戶提供其最需要的服務(wù)項(xiàng)目。各類學(xué)習(xí)工具及培訓(xùn)、支持和專業(yè)服務(wù)能滿足嚴(yán)格的制作需求。 設(shè)計(jì)行業(yè)客戶包括 AT&T、寶馬、波音、菲亞特、福特、通用汽車、本田、Italdesign、柯達(dá)、Kwikset、Mattel、Price Pfister、Renault、Rollerblade、夏普、Trek Bicycle、Teague 和Timex。 Alias軟件包括Studio/paint、Design/Studio、Studio、Surface/Studio和AutoStudio等5個(gè)部分，提供了從早期的草圖繪制、造型，一直到制作可供加工采用的最終模型各個(gè)階段的設(shè)計(jì)工具。 1. Alias軟件擁有： (1)靈活控制的三維空間； (2)強(qiáng)勁而眾多的曲線及曲面控制功能，比照片更漂亮的渲染效果 ； (3)NURBS曲面輸出不但可作快速成型及模具制造用途，更可直接輸送至其他CAD系統(tǒng)； (4)使用Alias設(shè)計(jì)產(chǎn)品的高效率足以讓您游刃有余地規(guī)劃今后5年的設(shè)計(jì)。 2. Design Studio 產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件 Design Studio是一個(gè)將概念設(shè)計(jì)得以實(shí)施和可視化的一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 其功能模塊有: (1)交互式草圖及噴繪； (2)自由曲面； (3)NURBS 建模 ； (4)二維至三維數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)化 ； (5)設(shè)計(jì)動(dòng)畫 ； (6)逼真的渲染效果 ； (7)與CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化 。 3. Surface Studio A級(jí)曲面軟件 Surface Studio是一個(gè)可創(chuàng)建A級(jí)曲面的專業(yè)曲面生成系統(tǒng)。 其功能模塊包括： (1)直接建模 (2)曲線建模 ； (3)實(shí)時(shí)評(píng)估； (4)診斷上色 ； (5)動(dòng)態(tài)曲面評(píng)估 ； (6)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理 (7)與CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 4. Studio 高端產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件 Studio提供了更完美、更直觀的環(huán)境以創(chuàng)建自由模型和精確的可加工曲面。是一個(gè)將概念設(shè)計(jì)得以實(shí)施和可視化的一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 具備Surface Studio的所有功能，外加: (1)曲率連續(xù); (2)曲面評(píng)估; (3)高階的曲線和曲面。 5. Auto Studio 汽車設(shè)計(jì)軟件 幾乎被所有的汽車生產(chǎn)廠商應(yīng)用，Auto Studio已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)和造型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？山級(jí)（Class-A）曲面。 具備Studio的所有功能，外加: 全局變形、點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理等高端模塊（Global Deformation, Point Cloud）; 高級(jí)評(píng)估工具；Eval Viewer 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理 (IRIX, Solaris, HP-UX); Spider 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理 (Windows platforms) 逆向工程 除了典型的曲面設(shè)計(jì)外，Studio Tools還可用于逆向工程。 可以輸入從掃描或CMM數(shù)據(jù)得到的交叉截面。通過(guò)特殊工具,截面可以控制用于曲面設(shè)計(jì)的有用曲線.有了偏差和曲度診斷的幫助,就能完全控制曲線。 還可以獲得封閉的數(shù)字化截面，大大減少了需要的直接造型的工作量。 現(xiàn)今的工業(yè)產(chǎn)品造型日趨復(fù)雜，講求流線型和美感，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師對(duì)CAD軟件的要求也越來(lái)越高，一般傳統(tǒng)的CAD軟件，所給設(shè)計(jì)師曲線和曲面處理的工具有限，不能滿足造型設(shè)計(jì)師的需要。Alias軟件從本質(zhì)上區(qū)別于CAD類軟件，位于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前端。其價(jià)值在于對(duì)外形設(shè)計(jì)的高自由度及其效率。Alias軟件巧妙地將設(shè)計(jì)與工程，藝術(shù)和科學(xué)連接起來(lái)，整個(gè)設(shè)計(jì)流程天衣無(wú)縫，將設(shè)計(jì),創(chuàng)意,與生產(chǎn)一元化，成為全球工業(yè)設(shè)計(jì)師夢(mèng)寐以求的設(shè)計(jì)工具。應(yīng)用Alias軟件，可以進(jìn)行上至飛機(jī)，衛(wèi)星，下至汽車，日用化工產(chǎn)品口紅等各種產(chǎn)品的造型開發(fā)設(shè)計(jì)，在歐美國(guó)家也廣泛用于最先進(jìn)的軍需品的造型設(shè)計(jì)。 2. Imageware/Surfacer： 它是處理點(diǎn)云的高手，在逆向工程中應(yīng)用非常廣。 它處理點(diǎn)云簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、完成曲面速度較快。因?yàn)榍尜|(zhì)量不高和曲面檢測(cè)手段單一導(dǎo)致主要的汽車廠商應(yīng)用較少，主要用作輔助軟件。 Imageware 由美國(guó) EDS 公司出品，是最著名的逆向工程軟件，正被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、消費(fèi)家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件等設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。該軟件擁有廣大的用戶群，國(guó)外有 BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota 等著名國(guó)際大公司，國(guó)內(nèi)則有上海大眾、上海交大、上海 DELPHI、成都飛機(jī)制造公司等大企業(yè)。 以前該軟件主要被應(yīng)用于航空航天和汽車工業(yè)，因?yàn)檫@兩個(gè)領(lǐng)域?qū)諝鈩?dòng)力學(xué)性能要求很高，在產(chǎn)品開發(fā)的開始階段就要認(rèn)真考慮空氣動(dòng)力性。常規(guī)的設(shè)計(jì)流程首先根據(jù)工業(yè)造型需要設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)，制作出油泥模型之后將其送到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室去測(cè)量空氣動(dòng)力學(xué)性能，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行反復(fù)修改直到獲得滿意結(jié)果為止，如此所得到的最終油泥模型才是符合需要的模型。 它的發(fā)展方向是將高級(jí)造型技術(shù)和創(chuàng)意思維推向廣義的設(shè)計(jì)、逆向工程和潮流市場(chǎng)，其最終結(jié)果就是使加速設(shè)計(jì)、工程和制造的集成、速度和效率達(dá)到高水平的解決方案。允許設(shè)計(jì)者自由地憑直覺(jué)創(chuàng)建，同時(shí)能夠在3D環(huán)境下快速地探究和評(píng)估形狀設(shè)計(jì)。在捕捉物理模型的設(shè)計(jì)意圖和快速后續(xù)應(yīng)用方面（如FEA或CAE創(chuàng)建曲面，構(gòu)造完美的高質(zhì)量曲面，或是檢測(cè)幾何的質(zhì)量和精度方面），能夠滿足藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師和工程師對(duì)自由曲面造型的嚴(yán)格的要求。 2 Imageware構(gòu)建曲面的特點(diǎn) Imageware能夠最大程度地保證構(gòu)建模型的美觀、真實(shí)和曲面的光順。通過(guò)直覺(jué)造型工具，使用者可以利用曲線、曲面或者測(cè)量點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建自由幾何。動(dòng)態(tài)曲面修改工具則允許設(shè)計(jì)變更以交互的方式進(jìn)行探究，并立即將設(shè)計(jì)所蘊(yùn)涵的美學(xué)和工程信息可視化。實(shí)時(shí)診斷工具的使用對(duì)加工前的曲面質(zhì)量提供了全面的分析，包括視覺(jué)上的分析和定量分析，消除了產(chǎn)生錯(cuò)誤猜測(cè)的可能。這些工具可作為一種手段來(lái)識(shí)別曲面曲率和高光效果，以發(fā)現(xiàn)曲面瑕疵、偏差和缺陷。高效的連接性管理工具則保證了曲面間的完美過(guò)渡。 3 Imageware構(gòu)建A面的方法 1.點(diǎn)云數(shù)據(jù)規(guī)劃 Imageware能夠用高斯濾波法濾去點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪聲，再將數(shù)據(jù)拼接成一個(gè)整體，然后對(duì)全部點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃。其中點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割是規(guī)劃中的重要環(huán)節(jié)。如果數(shù)據(jù)分塊得當(dāng)，不僅曲面的建構(gòu)會(huì)變得簡(jiǎn)單，A面的光順性也會(huì)得到很大提高。曲率分析法是數(shù)據(jù)分塊的一種常用方法。車身表面的棱線和過(guò)渡線可以通過(guò)曲率的變化加以判定。 2.創(chuàng)建基礎(chǔ)面 創(chuàng)建基礎(chǔ)面時(shí)，應(yīng)盡量將點(diǎn)云數(shù)據(jù)分為多個(gè)四邊形子域，并且使每塊分得的數(shù)據(jù)盡可能大，這樣有利于曲面的重建。在擬和四邊曲線時(shí)，要選用相同的參數(shù)，以避免生成的曲面局部扭曲，質(zhì)量不好。然后增加面的階次并編輯面的控制點(diǎn)使其達(dá)到足夠的光順與精度。在構(gòu)建過(guò)程中，如果對(duì)曲面控制點(diǎn)的數(shù)量與排列不滿意，可以通過(guò)Specify Span功能來(lái)制定控制點(diǎn)的數(shù)量，同時(shí)可以選擇控制點(diǎn)的排列方式。設(shè)計(jì)人員可以借助截面線與點(diǎn)云作比較，幫助引導(dǎo)曲面編輯，使曲面能夠擬和點(diǎn)云。這是一個(gè)無(wú)限逼近的過(guò)程，需要借助Molding Option功能來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的觀察。在調(diào)整控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先調(diào)整一個(gè)方向的控制點(diǎn)，使其貼近點(diǎn)云，之后再調(diào)整其他方向， 同時(shí)打開曲面診斷工具，幫助控制曲面品質(zhì)。 3.曲面間的過(guò)渡與拚接 基礎(chǔ)面創(chuàng)建后，對(duì)相鄰的基礎(chǔ)面必須進(jìn)行過(guò)渡匹配處理。曲面之間的過(guò)渡曲面應(yīng)滿足給定的幾何連續(xù)條件。連續(xù)曲面的種類可以自己設(shè)定。在兩個(gè)曲面進(jìn)行拚接處理之前，必須保證拚接的曲面階次的定位相同，而且兩曲面的特征網(wǎng)格線應(yīng)分布在同一平面內(nèi)，這樣就會(huì)使拚接后的曲面不會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。 4.曲面質(zhì)量檢查 曲面創(chuàng)建后，進(jìn)行渲染并初步檢查曲面的質(zhì)量。首先可以通過(guò)曲面曲率動(dòng)態(tài)顯示曲面U向和V向的曲率變化與可控制的顯示曲率參數(shù)變更。然后檢查一下各曲面倒圓之后的連續(xù)性，連續(xù)性誤差值完全在設(shè)計(jì)師擬定的A面所要求的范圍內(nèi)。再用反射線法，高亮顯示曲面的流暢外形。直到最終達(dá)設(shè)計(jì)師的要求。Imageware提供了諸如任意截面的連續(xù)性、曲面反射線情況、高光線、光譜圖、曲率云圖和圓柱形光源照射下的反光圖等多種檢測(cè)工具，在曲面構(gòu)建的任何時(shí)候都可以檢查曲面的準(zhǔn)確性、光順性和連續(xù)性，為判斷和修改曲面提供依據(jù)。 在曲面造型領(lǐng)域中，A面的設(shè)計(jì)越來(lái)越受到關(guān)注。尤其是在汽車的車身設(shè)計(jì)中，A面憑借其高品質(zhì)的視覺(jué)感受，已成為汽車產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)利器。目前，Imageware的高級(jí)曲面構(gòu)建功能和質(zhì)量評(píng)估功能使其在汽車車身A面構(gòu)建中的使用越來(lái)越多。除了汽車工業(yè)外，許許多多其他行業(yè)的廠商在其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，也需要生成像A面一樣的曲面。因此，Imageware在A面設(shè)計(jì)的表現(xiàn)，足以使設(shè)計(jì)流暢的產(chǎn)品外形工作變得更加輕松自如。 3. ICEM Ｓurf: ICEM Surf 是非常專業(yè)的高級(jí)曲面生成軟件，是大部分的日本、歐洲和美國(guó)汽車企業(yè)的主要A級(jí)曲面生成軟件，是目前公認(rèn)的生成A級(jí)曲面最好的軟件。 它對(duì)于曲面的操作，自由度非常高，完全可以滿足造和結(jié)構(gòu)對(duì)于復(fù)雜曲面的建模需要，它主要是通過(guò)調(diào)整控制點(diǎn)來(lái)滿足造型曲面的需求。另外，它的展示功能也非常逼真，在ICEM Surf 里面做出來(lái)的圖片與真車照片幾乎沒(méi)有差別，也就是說(shuō)它的展示效果有非常大的可信度。 ICEM Surf 比其他方法具有數(shù)據(jù)更簡(jiǎn)單、更低的數(shù)學(xué)階次的特點(diǎn)，這使它更快，曲面之間的配合更好更光滑。結(jié)果是成形面的設(shè)計(jì)時(shí)間更短，具有高度的可行性、可制造性而不只是概念性的。 它的數(shù)據(jù)質(zhì)量非常高，檢測(cè)手段簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，非常適合做A級(jí)曲面。同時(shí)與其它的工程軟件接口做得非常好。由它生成的曲面轉(zhuǎn)入其它的工程軟件幾乎不會(huì)有數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，而Alias、UG、Imageware等在這方面有很多的問(wèn)題。 缺點(diǎn)是沒(méi)有實(shí)體和參數(shù)化調(diào)整整車曲面的功能。 世界頂級(jí)的產(chǎn)品曲面設(shè)計(jì)魔術(shù)師!更是全球知名應(yīng)用到曲面設(shè)計(jì)的公司首選建 模工具! 如著名的汽車公司：福特汽車公司，奧迪汽車公司，歐寶，雪鐵龍，標(biāo)致汽車，蓮花汽車，Karmann GmbH，蘭博基尼，EDAG工程與設(shè)計(jì)集團(tuán)...等汽車設(shè)計(jì)公司都是ICEM Surf 的客戶，當(dāng)然還有各行業(yè)的許多曲面設(shè)計(jì)建模公司也為ICEM Surf的客戶. ICEM Surf所提供的尖端技術(shù)，確保用戶在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)上，能生產(chǎn)出一流的產(chǎn)品。被公認(rèn)為建立和修改A級(jí)曲面首選系統(tǒng)的 ICEM Surf，能滿足從美學(xué)設(shè)計(jì)人員到生產(chǎn)工程師等所有人的需求。 ICEM Surf的柔性產(chǎn)生了當(dāng)今設(shè)計(jì)環(huán)境所需的高質(zhì)量曲面，并大大縮短了整體設(shè)計(jì)時(shí)間。產(chǎn)品開發(fā)小組使用ICEM Surf，把傳統(tǒng)工藝過(guò)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在身后。 ICEM Surf集成解決方案，能讓用戶實(shí)施一種被稱為虛擬建模技術(shù)的全新、高效產(chǎn)品開發(fā)方法。設(shè)計(jì)人員和工程師可以在屏幕上，動(dòng)態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，并可立即看到他們構(gòu)想的美學(xué)形像和工程效果。 只有ICEM Surf支持直接建模技術(shù)，它對(duì)設(shè)計(jì)和工程的更新周期進(jìn)行優(yōu)化。在創(chuàng)建原始形狀后，用戶可以通過(guò)直接建模、操縱曲面甚至直接處理掃描數(shù)據(jù)（點(diǎn)云），來(lái)集中精力完善形狀。由于掃描數(shù)據(jù)或曲面可以被直接處理，所有特徵都得到動(dòng)態(tài)更新。使用ICEM Surf，用戶可以獲得所見即所得的效果。 通過(guò)使用ICEM Surf全局建模特徵，整個(gè)模型細(xì)節(jié)能夠以全交互和動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行修改 為美學(xué)工程師提供了一個(gè)推出設(shè)計(jì)解決方案的交互式工具。通過(guò)特徵建模技術(shù)，可以不費(fèi)吹灰之力，就把設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)化曲面調(diào) 整到要改進(jìn)的美學(xué)表面。而且，利用同步進(jìn)行的實(shí)時(shí)分析，能讓用戶在處理曲面時(shí)，從參考平面，動(dòng)態(tài)觀察監(jiān)視反射線、曲率或偏差。采用這些方法，結(jié)果是得到了前所未有的高質(zhì)量曲面，這樣，設(shè)計(jì)人員就能在其它系統(tǒng)所需的一小部份時(shí)間內(nèi)，致力于可以生產(chǎn)的曲面。 ICEM Surf增加了一個(gè)新的渲染模塊，它提供了高級(jí)渲染功能和逼真圖象，為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)逼真的模型視圖，以便用于展示及設(shè)計(jì)評(píng)審。在繼續(xù)幾何體建模的同時(shí)，使用立體方式，把CAD模型進(jìn)行3D形像化。基于這些技術(shù)的ICEM Surf，是汽車、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工具和模具工業(yè)的首選工具，用于復(fù)雜曲面建模和分析。并且通過(guò)一組完善、直觀及標(biāo)準(zhǔn)的CAD接口， ICEM Surf可以很方便地與任何CAD系統(tǒng)集成。使用 ICEM Surf，產(chǎn)品造型不再受工程的制約！ ICEM 造形與曲面解決方案業(yè)界中最創(chuàng)新、所向無(wú)敵的曲面技術(shù)工具ICEM Surf 為評(píng)估其他A級(jí)曲面處理軟體效能的標(biāo)竿產(chǎn)品。這套極具彈性的程式，大大簡(jiǎn)化了目前設(shè)計(jì)環(huán)境所要求的高品質(zhì)曲面生產(chǎn)作業(yè)，并且也大幅縮短了整體設(shè)計(jì)時(shí)間。這樣卓越的表現(xiàn)，關(guān)鍵在於使用者可從一套管理完善的資料庫(kù)來(lái)建立簡(jiǎn)單而高精確度的曲面模型，使用者并能隨時(shí)掌握所有狀況。 采用ICEM Surf 的產(chǎn)品開發(fā)小組成員，可完全拋棄過(guò)去傳統(tǒng)的作業(yè)流程。ICEM Surf的Virtual Modeling，是一個(gè)互動(dòng)式的操作環(huán)境，能夠讓使用者進(jìn)行可行性研究的分析，滿足設(shè)計(jì)師和工程師的需求。只有ICEM Surf支援最直接的模型制作技術(shù)，它可以大幅縮短設(shè)計(jì)和工程方面的更新周期。 對(duì)於設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，Global Modeling 可以讓他們以互動(dòng)且動(dòng)態(tài)的方式修改整個(gè)細(xì)節(jié)模型，Global Modeling是美學(xué)設(shè)計(jì)師找出設(shè)計(jì)解決方案不可或缺的一樣工具。而對(duì)於工程師來(lái)說(shuō)， Feature Modeling可以讓他們輕易的讓結(jié)構(gòu)曲面與修改后的美學(xué)曲面結(jié)合。當(dāng)曲面被直接處理的時(shí)候，曲面診斷作業(yè)會(huì)自動(dòng)更新。這種方式可以獲得無(wú)與倫比的曲面品質(zhì)，并且可以讓設(shè)計(jì)師和工程師在符合生產(chǎn)品質(zhì)的曲面上，迅速取得共識(shí)。 ICEM Surf 擅長(zhǎng)於逆向工程的領(lǐng)域，超強(qiáng)的功能使ICEM Surf 比別的系統(tǒng)在更短的時(shí)間內(nèi)，完成數(shù)位化實(shí)際模型的輸入作業(yè)。ICEM Surf Scan可以讓使用者有效率的處理密集、整齊或 隨機(jī)的云狀點(diǎn)資料；而ICEM Surf Clay則提供強(qiáng)化的Global Modeling支援掃瞄作業(yè)。 ICEM Surf 銜接了美學(xué)設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)工程師之間的需求，除了Pro/ENGINEER之外，ICEM Surf也支援許多其他完整標(biāo)準(zhǔn)的CAD界面，利用這些界面，ICEM Surf便可以很輕易的融入任何CAD/CAM環(huán)境。 4. UG: 這是以通用汽車為代表的部分美國(guó)公司的主要A級(jí)曲面生成軟件。比起Alias、ICEM Surf 軟件，UG的應(yīng)用更加貼近工程化，更能滿足曲面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要；另外，參數(shù)化功能是它的特色，局部參數(shù)更改可以調(diào)整造型曲面，使更改應(yīng)用較為方便。 5. CATIA V5: 這是新一代主力工程軟件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有非常大的優(yōu)勢(shì)。但是在A級(jí)曲面生成方面使用過(guò)于麻煩，并且約束條件較多，花費(fèi)的時(shí)間比其它軟件多幾倍，其優(yōu)勢(shì)在圖紙生成和實(shí)體方面應(yīng)該是最好的。 下一代產(chǎn)品將要把ICEM Surf 的主要功能作為一個(gè)模塊ICEM Shape Design添加進(jìn)來(lái)，那時(shí)它將在高級(jí)曲面生成方面的應(yīng)用會(huì)提高一大步。 1 CATIA介紹 CATIA是目前一種優(yōu)秀CAD/CAM/CAE/PDM軟件應(yīng)用系統(tǒng)，由法國(guó)著名飛機(jī)制造公司Dassau1t 開發(fā)。工作站版的該軟件運(yùn)行于IBM 的工作站上，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為VM/CMS，而新版既可運(yùn)行于IBM 的工作站上，也可以運(yùn)行在高檔微機(jī)平臺(tái)上。CATIA 起源于航空工業(yè)，它可以幫助用戶完成大到飛機(jī)小到螺絲刀的設(shè)計(jì)及制造，提供了完備的設(shè)計(jì)能力。其最大的標(biāo)志客戶即美國(guó)波音公司，波音公司通過(guò)CATIA 建立起了一整套無(wú)紙飛機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)，取得了重大的成功。 曲面造型模塊的是評(píng)估任何一種成功的CAD 軟件的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)輔助幾何造型設(shè)計(jì)（CAGD）的主要方法和手段之一。所謂CAGD,即主要研究工程中的幾何造型問(wèn)題。它是對(duì)各種幾何外形信息的計(jì)算機(jī)表示、分析和綜合。曲面造型主要研究曲線曲面的表示方法和分析綜合。廣泛應(yīng)用在航空、航天、船舶、汽車、輕工業(yè)等行業(yè)中。它的主要數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)即為計(jì)算幾何（Computational Geometry）,由函數(shù)逼近論，微分幾何、代數(shù)幾何、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等形成的。與UG、I-DEAS、EUCLID、PRO/ENGNEERING等現(xiàn)在流行軟件相比，該軟件在曲面造型方面具有其獨(dú)到的數(shù)學(xué)準(zhǔn)確性的特點(diǎn)。 在汽車曲面的設(shè)計(jì)中，有很多部分在結(jié)構(gòu)上是由一系列復(fù)雜的空間曲面構(gòu)成的，這些曲面是由不同曲率的空間曲面相互連接而成，這種連接既要滿足零件功能、結(jié)構(gòu)的要求，又要光滑過(guò)渡，達(dá)到平順、和諧的效果。CATIA 軟件的曲面造型模塊功能為這類零部件的設(shè)計(jì)提供了先進(jìn)、方便、快捷的手段，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更趨完美，設(shè)計(jì)周期越來(lái)越短，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)效率。 CATIA 曲面造型技術(shù)主要有規(guī)則曲面造型和復(fù)雜曲面造型兩種，以不同的數(shù)學(xué)算法為依據(jù)，充分考慮各種可能的情況和邊界條件，建立了強(qiáng)大的高級(jí)曲面和曲線的造型功能模塊。具體如下： 根據(jù)其曲面構(gòu)造的方式，曲面分為以下幾類 1. 掃描曲面：發(fā)生線沿“脊線”運(yùn)動(dòng)掃過(guò)形成的曲面； 2. 截面驅(qū)動(dòng)曲面：控制各截面形狀/面積，按“脊線”運(yùn)動(dòng)形成的曲面； 3. 連接曲面：以確定的控制線對(duì)兩個(gè)曲面倒圓形成的曲面； 4. 填充曲面：在已有的曲面圍成的區(qū)域的空白處填充形成的曲面； 5. 網(wǎng)格曲面：由一系列縱橫交錯(cuò)的曲線逼近形成的曲面； 6. 規(guī)律描述曲面：對(duì)構(gòu)成曲面的某一特征量如角度、半徑、面積等按定義的規(guī)律變化形成的曲面； 7. 布爾運(yùn)算曲面：對(duì)幾個(gè)曲面的布爾運(yùn)算形成的曲面。 復(fù)雜曲面的造型是以不同曲線、曲面及各種邊界為約束條件，由一組曲線按一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)和變化產(chǎn)生的。曲面的質(zhì)量即曲面的光順性取決于曲線的光順性，因此構(gòu)造高質(zhì)量的曲面，必須先構(gòu)造高質(zhì)量的曲線。CATIA 提供了REFLECT、COMBINE，PROP 等生成光順曲線的強(qiáng)大功能。通過(guò)光順處理的曲線構(gòu)造出的曲面借助于曲面渲染著色等方法進(jìn)行粗略地檢驗(yàn)、修正，還可以進(jìn)一步借助于分析工具定量分析曲面的最大、最小和高斯曲率，之后根據(jù)需要進(jìn)行修改，使之滿足設(shè)計(jì)需要，達(dá)到滿意 的效果。 因此我們可以看出曲面造型功能模塊在CATIA 軟件中的重要地位與巨大作用。正因?yàn)镃ATIA 所具有的強(qiáng)大的曲面設(shè)計(jì)造型功能，使我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)中外形更完美，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)的了解更清晰，對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)展的進(jìn)一步探索起到了積極的作用。CATIA 的應(yīng)用，使我們?cè)谄嚠a(chǎn)品零件復(fù)雜曲面造型設(shè)計(jì)中使這項(xiàng)工作更加容易實(shí)現(xiàn)和方便操作，使設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)化、快捷、精確，縮短了開發(fā)周期。 A 級(jí)曲面的未來(lái)發(fā)展及在更多產(chǎn)品上的普及，ICEM Surf 將會(huì)起到至關(guān)重要的作用。 |
|
|
來(lái)自： 風(fēng)九天88 > 《機(jī)械》
