B-REP皮肤的3D设计制造技术

本发明专利技术尤其涉及一种用于设计表示机械部件的3D建模对象的方法。所述方法包括在CAD系统处提供表示机械部件的B‑Rep皮肤。所述B‑rep皮肤具有包括边界面的B‑rep部分。所述方法还包括通过与所述CAD系统的图形用户交互来定义曲面，以及由所述CAD系统自动构造B‑rep替换。所述方法还包括通过所述B‑rep替换来在B‑Rep皮肤中替换所述B‑rep部分。在设计B‑Rep皮肤时，这提供了“替换面”功能。

3D design of B-rep skin

【技术实现步骤摘要】
B-REP皮肤的3D设计
本专利技术涉及计算机程序和系统的领域，并且更具体而言，涉及用于设计表示机械部件的3D建模对象的方法、系统和程序。
技术介绍
市场上提供了许多用于对象设计、工程和制造的系统和程序。CAD是计算机辅助设计的首字母缩写，例如它涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的首字母缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是用于计算机辅助制造的首字母缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这种计算机辅助设计系统中，图形用户界面在技术效率方面起着重要作用。这些技术可以嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统中。PLM指的是一种业务战略，它可以帮助公司分享产品数据，应用通用流程，并利用企业知识从概念到生命结束，在扩展企业的概念上开发产品。DassaultSystèmes(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心以及实现企业集成和连接到工程中心和制造中心的企业中心。所有这些系统一起交付了一个开放对象模型，将产品、流程和资源联系起来，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，其推动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。许多现有的CAD系统允许设计者经由图形用户交互以用边界表示(B-Rep)格式对机械部件进行建模。在该框架中，用户交互的人体工程学尤为重要。由于这个原因，一些CAD系统提供其中用户可以定义用于替换B-Rep体的给定面(即闭合的B-Rep)的曲面，然后系统自动更新B-Rep体，使得将给定面替换为根据定义的曲面创建的新的面。特别是分布在旗下商标Onshape、SolidEdge和ProEngineer中的软件解决方案。然而，仍然存在对在设计B-Rep皮肤(即，开放的B-Rep)时提供这种功能的CAD系统的需要。
技术实现思路
因此，提供了一种用于设计表示机械部件的3D建模对象的计算机实现方法。所述方法包括在CAD系统处提供B-Rep皮肤。所述B-Rep皮肤表示机械部件。所述B-rep皮肤具有B-rep部分。所述B-Rep部分包括由所述B-rep皮肤的一个或多个边界边定界的边界面，以及在所述B-rep皮肤的相应内部边处每个都所述边界面相邻的一个或多个第一面。所述方法还包括通过与所述CAD系统的图形用户交互来定义曲面。所述方法还包括由所述CAD系统自动构造B-rep替换。所述构造包括创建一个或多个第二面，所述一个或多个第二面每个都所述边界面相邻并由所述B-rep皮肤的相应边界边定界。所述构造还包括生成B-rep组件。所述B-rep组件包括每个都所述曲面共点的一个或多个第三面。每一个第三面都具有一个或多个边。每一个第三面的每一个边都在所述B-rep组件的内部。所述B-rep组件还包括每个都相应第一面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第四面。所述B-rep组件还包括每个都相应第二面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第五面。所述构造还包括从B-rep组件中移除每一个第五个面。所述方法还包括通过用B-rep替换，来在B-Rep皮肤中替换B-rep部分。当通过与CAD系统的图形用户交互来设计表示机械部件的B-Rep皮肤时，这种方法改善了人体工程学。值得注意的是，所述方法允许用户交互，其中用户以图形方式定义曲面，并且CAD系统自动构造针对B-Rep皮肤的B-rep部分的B-Rep替换。由于一个或多个第三面每个都该曲面共点，因此所述方法直观且符合人体工程学，因为用户在定义曲面时直接定义最终是结果的一部分的几何形状。并且由于一个或多个第四面每个都相应第一面共点并且与相应第三面相邻，因此该方法构造了B-Rep替换，该B-Rep替换与B-Rep皮肤的初始几何形状一致，换句话说具有初始几何形状最小的变化。另外，所述方法特别适用于B-Rep皮肤情况的这种构造，因为即使B-rep部分包括边界面，换句话说，由B-rep皮肤的一个或多个边界边定界的面，所述方法也可以执行。为此，所述方法创建每个都边界面相邻并由B-rep皮肤的相应边界边定界的一个或多个第二面。然后，在生成期间，一个或多个第二面与一个或多个第一面类似地处理，即，以便产生每个都相应第二面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第五面。这为所述方法提供了鲁棒性。并且当要替换的面被相邻的面(第一面和第二面)围绕时，可以根据用户的意图以鲁棒的方式执行第三面、第四面和第五面的生成。此外，第一面和第二面的这种类似处理使得该功能易于编程以在要替换的面是B-Rep皮肤的边界面的方法的情况下以及在要替换的面是B-Rep皮肤或B-Rep体的内曲面的情况下均有效。实际上，该程序可以简单地包括测试用于运行一个或多个第二面的创建和/或不创建一个或多个第二面以及生成和移除一个或多个第五面的条件，当要替换的面是由一个或多个边界边形成的边界面时，该条件为肯定，否则为否定。该程序可以以相同的方式运行其它模块，而不管条件是肯定还是否定。这样的程序可以适于所有情况，因为可以像在方法中那样作为输入替换B-Rep皮肤的边界面或B-Rep皮肤的内曲面或B-Rep体的内曲面。所述方法可以包括以下中的一项或多项：-创建包括加厚B-rep部分；-加厚包括确定B-rep部分的B-rep偏移，构建将B-rep偏移连接到B-rep部分的一个或多个侧面，以及根据一个或多个侧面确定一个或多个第二面；-一个或多个侧面包括一个或多个侧面带状面，每一个侧面带状面都由B-rep部分的相应边界边和B-rep偏移的相对应的边界边定界，每一个侧面带状面都与边界面相邻并由形成相应第二面的B-rep部分的相应边界边定界；-形成相应第二面的每一个侧面带状面由直纹面支撑；-所述直纹面具有类型其中，L(w,t)＝S(u(w),v(w))+tδN(u(w),v(w))，其中：S是针对参数u和v定义的F的支撑曲面，其中，F是由相应边界边定界的B-rep部分的面，δ是偏移值，-N(u,v)是针对参数u和v定义的S的法向向量，其中，是通过针对参数u和v定义的的支撑曲面，其中，是由相对应的边界边定界的B-rep偏移的面，w是使得是支持相应边界边的3D曲线的参数，并且t是参数t∈[0,1]。-所述机械部件包括弯曲和/或冲压的平面片材；-所述边界面完全位于所述曲面的相应侧上，所述加厚在与所述曲面相反的方向上执行；-所述方法还包括在提供(S30)B-Rep皮肤之前，提供(S10)表示所述机械部件的初始B-Rep皮肤，所述初始B-Rep皮肤具有初始边界面，所述曲面将所述初始边界面划分为若干边界子面，相应边界子面形成所述B-Rep部分的边界面，对所述B-Rep皮肤的提供包括将所述初始B-Rep皮肤划分成若干B-Rep子皮肤，相应B-Rep子皮肤形成所述B-Rep皮肤，每一个其它B-Rep子皮肤都具有相应B-Rep部分，所述B-Rep部分包括由所述其它B-Rep子皮肤的一个或多个边界边定界的相应边界子面，并且针对每一个其它B-Rep本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设计表示机械部件的3D建模对象的计算机实现方法，所述方法包括：/n-在CAD系统处提供(S10，S30)表示所述机械部件的B-Rep皮肤，所述B-rep皮肤具有B-rep部分，其包括：/n■由所述B-rep皮肤的一个或多个边界边定界的边界面，以及/n■在所述B-rep皮肤的相应内部边处，每个都所述边界面相邻的一个或多个第一面；/n-通过与所述CAD系统的图形用户交互来定义(S20)曲面；/n-由所述CAD系统自动构造(S40)B-rep替换，所述构造(S40)包括：/n○创建(S410)每个都所述边界面相邻并且由所述B-rep皮肤的相应边界边定界的一个或多个第二面；/n○生成(S420)B-rep组件，其包括：/n■每个都所述曲面共点的一个或多个第三面，每一个第三面都具有一个或多个边，每一个第三面的每一个边都在所述B-rep组件的内部，/n■每个都相应第一面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第四面，以及/n■每个都相应第二面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第五面；并且/n○从所述B-rep组件中移除(S430)每一个第五面；以及/n-通过所述B-rep替换，在所述B-Rep皮肤中替换(S50)所述B-rep部分。/n...

【技术特征摘要】
20181026 EP 18306397.31.一种用于设计表示机械部件的3D建模对象的计算机实现方法，所述方法包括：
-在CAD系统处提供(S10，S30)表示所述机械部件的B-Rep皮肤，所述B-rep皮肤具有B-rep部分，其包括：
■由所述B-rep皮肤的一个或多个边界边定界的边界面，以及
■在所述B-rep皮肤的相应内部边处，每个都所述边界面相邻的一个或多个第一面；
-通过与所述CAD系统的图形用户交互来定义(S20)曲面；
-由所述CAD系统自动构造(S40)B-rep替换，所述构造(S40)包括：
○创建(S410)每个都所述边界面相邻并且由所述B-rep皮肤的相应边界边定界的一个或多个第二面；
○生成(S420)B-rep组件，其包括：
■每个都所述曲面共点的一个或多个第三面，每一个第三面都具有一个或多个边，每一个第三面的每一个边都在所述B-rep组件的内部，
■每个都相应第一面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第四面，以及
■每个都相应第二面共点并且与相应第三面相邻的一个或多个第五面；并且
○从所述B-rep组件中移除(S430)每一个第五面；以及
-通过所述B-rep替换，在所述B-Rep皮肤中替换(S50)所述B-rep部分。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述创建(S410)包括加厚所述B-rep部分。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加厚包括：
-确定(S4110)所述B-rep部分的B-rep偏移；
-构建(S4120)将所述B-rep偏移连接到所述B-rep部分的一个或多个侧面；以及
-根据所述一个或多个侧面确定(S4130)所述一个或多个第二面。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个侧面包括一个或多个侧面带状面，每一个侧面带状面都由所述B-rep部分的相应边界边和所述B-rep偏移的相对应的边界边定界，每一个侧面带状面都与所述边界面相邻并且由所述B-rep皮肤的形成相应第二面的相应边界边定界。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成相应第二面的每一个侧面带状面由直纹面支撑。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述直纹面具有类型其中，L(w,t)＝S(u(w),v(w))+tδN(u(w),v(w))，其中：
-S是针对参数u和v定义的F的支撑曲面，其中，F是由所述相应边界边定界的B-rep部分的面，
-δ是偏移值，
-N(u,v)是针对所述参数u和v定义的S的法向向量，其中，是通过针对所述参数u和v定义的的支撑曲面，其中，是由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·鲍维尔，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR