PROE變截面掃描

1、可變截面掃描（Variable Section Sweep），單從名字來看我們就知道它的精髓在于一個(gè)可變。這是因?yàn)榭勺兘孛鎾呙璩丝梢缘玫较鄬?duì)規(guī)則的曲面外，它豐富的控制屬性和可以預(yù)見的結(jié)果形狀讓它更能在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合發(fā)揮作用。3.6.1.可變截面掃描（Variable Section Sweep）的構(gòu)成可變截面掃描的控制主要有下面的幾項(xiàng)：軌跡（Trajectory），截面的定向和截面的形狀。軌跡，在可變截面掃描中有兩類軌跡，有且只有一條稱之為原始軌跡（Origin）也就是你第一條選擇的軌跡，原始軌跡必須是一條相切的曲線鏈（對(duì)于軌跡則沒有這個(gè)要求），原始軌跡是確定掃描過程中截面的原點(diǎn)的。除了原始軌跡

2、（Origin）外，其它的都是軌跡，一個(gè)可變截面掃描指令可以有多條軌跡。在WildFire3.0以后的版本中，原始軌跡和軌跡的功能性差異除了這點(diǎn)外可以說沒有任何差異了，截面的定向依賴于兩個(gè)方向的確定：Z方向和X方向。注意看上面的圖片你會(huì)發(fā)現(xiàn)在每條軌跡后面都有三個(gè)可選項(xiàng)分別用X，N和T作標(biāo)題，它們分別代表的是X向量，Normal（垂直方向也就是Z方向）以及Tangency切向參考，在對(duì)應(yīng)的方框內(nèi)打勾就表明采用該選項(xiàng)。很多用戶對(duì)X向量的理解都比較迷惑，對(duì)于它的具體含義總是無法完全把握，其實(shí)它的含義并不復(fù)雜，我們知道可變掃描是一定有一條原始軌跡的，這個(gè)原始軌跡確定了掃描過程中的截面原點(diǎn)，而X向量相當(dāng)

3、于決定了截面坐標(biāo)的X軸上的另一個(gè)點(diǎn)，過這兩個(gè)點(diǎn)確定的直線就是截面的X軸了。X 軸確定了Y軸也就相當(dāng)于確定了，這就是X向量的幾何意義；而當(dāng)留空X向量的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)根據(jù)原始軌跡的法向向量來確定截面的X軸了。顯然對(duì)于可變截面掃描只能有一個(gè)X向量和一個(gè)Z方向，所以你選擇了某個(gè)軌跡后會(huì)自動(dòng)定義曲線為其它軌跡中對(duì)應(yīng)的選擇。對(duì)于切向參考，因?yàn)橐粭l軌跡很可能是兩面鏈的交線，所以有兩個(gè)框來供你選擇不同的面鏈，當(dāng)然你也可以手工選擇作為切向參考的面鏈。圖vss.1.05參考（vss/vss-01.prt）在下面的Section Plane Control（截面平面控制）下拉框中，你可以選擇你的截面的定向方法，

4、缺省是Norma To Trajectory是由軌跡來確定截面的定向，但是你也可以用其它兩個(gè)選項(xiàng)來確定：Normal To Projection（垂直于投影）：可以控制你的截面垂直于軌跡在平面上的投影。Constant Normal Direction（恒定垂直向量）：截面法向始終和給定的方向平行，方向可以用軸，直線或平面法向來確定，如使用平面作參考則在整個(gè)掃出過程截面始終和指定平面平行。水平豎直方向的確定，這可以在Horzontal/Vertical Control下拉框中進(jìn)行選擇。Normal to Surface（垂直于曲面）：截面的Y方向垂直于曲面X-Trajectory(X軌跡)：截

5、面的水平方向由指定的X軌跡來確定。Automatic（自動(dòng)）：截面的水平方向根據(jù)原始軌跡來自動(dòng)計(jì)算下面就來具體看一下各種組合的截面定向方法的表現(xiàn)形式：截面的Z方向始終和軌跡曲線相切，X方向則是曲線的法向截面的Z方向始終和軌跡曲線相切。X方向則根據(jù)所選的參考確定當(dāng)選擇垂直于曲面選項(xiàng)時(shí)，截面的Y方向?qū)⒆詣?dòng)調(diào)整到選擇的曲面的法向方向。如上圖如果有兩條以上的軌跡并指定軌跡時(shí)，截面的Z方向?qū)⑾嗲杏谲壽E并且X方向通過X軌跡和截面的交點(diǎn)。當(dāng)選擇垂直于軌跡（其它）選項(xiàng)時(shí)，截面除了坐標(biāo)原點(diǎn)在原始軌跡上外，軌跡的定向都依靠指定的軌跡來控制。垂直于投影Z 軸在所有點(diǎn)與沿投影方向的投影曲線相切。截面 Y 軸總是垂直于

6、定義的參照平面=更多精彩，源自無維網(wǎng)（）采用恒定法向選項(xiàng)，Z 軸將沿由恒定法向參照所定義的方向。Pro/ENGINEER 沿軌跡計(jì)算 X 和 Y 值如果還指定X軌跡的話Z 軸將沿由恒定法向參照所定義的方向。X 軸穿過截面（垂直于此點(diǎn)的切線）與 X 軌跡的交點(diǎn)Z 軸將沿由恒定法向參照所定義的方向。X 和 Y 方向由沿 Z 軸的參照所定義的方向的投影所確定Z 軸將沿由恒定法向參照所定義的方向。Y 方向通過在恒定法向上投影曲面法線來設(shè)置切向參考（Tangency）很多人都知道用切向參考可以實(shí)現(xiàn)掃出面和已有的面實(shí)現(xiàn)相切連接，但如果僅是局限于定義面相切的話那就是人為的把這個(gè)選項(xiàng)的作用局限在一個(gè)點(diǎn)上了，事

7、實(shí)上利用這個(gè)選項(xiàng)你可以把你的掃出面定以成和參考面成任何角度關(guān)系（當(dāng)然也包括相切的0度關(guān)系）。設(shè)定這個(gè)選項(xiàng)只是告知系統(tǒng)你需要一條關(guān)于參考曲面的切線參考，至于用來定義成什么關(guān)系則完全是你的事了。因?yàn)閰⒖记芯€實(shí)際上就是已有曲面在截面處的切線，所以當(dāng)我們?cè)诮孛嬷卸x截面的圖元和參考線相切時(shí)那么該圖元掃出形成的面自然就是參考曲面相切了。下面就是對(duì)同一條曲面邊軌跡不使用切線參考和使用切線參考的情況?？梢宰⒁獾皆谑褂们芯€參考的情況下進(jìn)入草繪環(huán)境后會(huì)自動(dòng)生成一條曲面的切線。下圖中假設(shè)我們截面為一在切線參考上的直線段，那么掃出的面就是一個(gè)和參考面相切面額帶面，如右下圖的效果。但是如果刻意標(biāo)準(zhǔn)直線段和參考線成一角

8、度如30度，那么掃出的帶面在公共邊的任一垂直截面上兩個(gè)面的交線都是30度（或說是150度）。如右下圖所示在可變截面掃描的Options（選項(xiàng)）中還有幾個(gè)選項(xiàng)：Variable Section和Constant Section分別控制在掃出過程中截面的形狀變化，分別表示可變和恒定，我們?cè)谙旅鏁?huì)用圖來說明則兩者的區(qū)別。Merge ends用于在軌跡和已有的實(shí)體有交點(diǎn)的時(shí)候自動(dòng)把掃描幾何和已有的實(shí)體進(jìn)行融合，和掃描的同名選項(xiàng)的效果是一樣的。Sketch Placement Point用來確定草繪平面的位置。下面的兩個(gè)圖分別說明Variable Section（可變截面）和Constant Secti

9、on（恒定截面）所產(chǎn)生的不同效果。使用Variable Section選項(xiàng)則表明在掃出過程中截面嚴(yán)格按照在草繪中的約束和尺寸來生成掃出過程的截面形狀，所以截面形狀是可變的，不變的是截面的約束和尺寸，下例中草繪的截面是使用拉伸圓柱的邊界而得到的圓，那么在掃出的過程中因?yàn)椴堇L平面的定位改變使用邊界得到的就有可能是橢圓（因?yàn)椤笆褂眠吔纭斑@個(gè)約束維持不變），所以就會(huì)得到如右下圖的形狀。而如果使用constant Section選項(xiàng)，那么掃出過程中系統(tǒng)就會(huì)維持原來的截面形狀不改變（本例中是正圓）。如左下圖所示。我們?cè)倏匆粋€(gè)例子，如下圖的可變截面掃描有兩條軌跡，截面圓經(jīng)過兩條軌跡。從下面的兩個(gè)圖中就可以很

10、明顯看到兩個(gè)選項(xiàng)的不同之處?？梢哉fconstant Section選項(xiàng)的可變截面掃描已經(jīng)不再是可變截面掃描了，它的截面形狀在掃出過程中并不發(fā)生變化。要靈活使用可變截面掃描，自然不可不理解軌跡參數(shù)trajpar。軌跡參數(shù)實(shí)際就是掃出過程中當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的原始軌跡位置相對(duì)整個(gè)原始軌跡的比例值，其值為0到1之間，它也是可變截面掃描特征特有的一個(gè)參數(shù)。在草繪截面時(shí)可以把這個(gè)參數(shù)作為已知參數(shù)來編寫關(guān)系以控制截面的形狀。如下圖，假設(shè)pnt0在曲線中的位置比例為0.3，那么在可變截面掃描的過程中在這點(diǎn)處的軌跡參數(shù)值就是0.3（或0.7）。假設(shè)我們?cè)诮孛嬷刑砑拥年P(guān)系為sd3trajpar*50,那么在這點(diǎn)sd3

11、就是0.3*50=15推而廣之，那么在整個(gè)掃出過程中截面的sd3值就上從0到50發(fā)生線性變化，所以形狀就類似下圖所示：利用這個(gè)參數(shù)和不同數(shù)學(xué)函數(shù)的組合就可以生成各種規(guī)則的變化。而很多花哨的變化其實(shí)就是一些簡(jiǎn)單的變化的累加。大小漸變：尺寸實(shí)現(xiàn)從某個(gè)值漸變到另一個(gè)值（變大或變小），常用有兩個(gè)關(guān)系（當(dāng)然你用任何關(guān)系都可以），線性變化和正弦變化：線性：sd#V0+Vs*trajpar正弦：sd#V0Vs*sin(trajpar*90)其中： V0是初始值，Vs是變化幅度它決定變化的速度和終了值（V0Vs），Vs為正值則增大，為負(fù)值則為減小。如果要實(shí)現(xiàn)先小再大最后再變小的峰狀變化，你可以用Sd#V0+V

12、s*abs(trajpar-0.5)或sd#V0Vs*sin(trajpar*180)等，如下面兩圖所示：螺旋變化：螺旋變化其實(shí)就是線性變化和圓周變化的累加。原始軌跡的自動(dòng)變化就是線性變化，截面的變化只需加上角度的圓周變化就可以完成螺旋變化，一般的關(guān)系形式如下：Sd#=trajpar*360*n其中#是變化角度尺寸，trajpar是軌跡參數(shù)，n是需要的螺旋圈數(shù)。掃出的結(jié)果如下，效果類似沿軌跡的的螺旋效果周期變化一般來說都是用正弦（sin）或余弦（cos）來實(shí)現(xiàn)截面的周期變化，基本的關(guān)系表現(xiàn)形式如下：Sd#=Vs*sin(trajpar*360*n)+V0其中V0是基準(zhǔn)值，Vs是幅度值（變化幅度

13、），n是周期數(shù)。如下圖，原始軌跡為直線，截面為正圓，關(guān)系如下這個(gè)關(guān)系表明在掃出的過程中圓的直徑sd4的值以20為基準(zhǔn)，10為幅度在掃出過程中作4個(gè)周期的變化。所以不難想象結(jié)果如下所示：最小的直徑為10，最大的直徑為30，總共發(fā)生四個(gè)周期的變化。而如果把原始軌跡換成為圓周的，那么就實(shí)現(xiàn)了圓周和周期變化的疊加，得到結(jié)果如下：同樣的道理你可以實(shí)現(xiàn)和螺旋以及其它任何形狀的疊加。你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多貌似復(fù)制的花哨形狀其實(shí)是很簡(jiǎn)單的。而在實(shí)際情況中，更多的是遇見的橢圓和圓之間的過度變化，這個(gè)時(shí)候你要善于應(yīng)用橢圓和conic線，要注意的是長(zhǎng)短軸相等的橢圓就是正圓，而rho值為sqrt(2)-1的conic線就是正橢

14、圓弧。而當(dāng)軌跡相切的時(shí)候要實(shí)現(xiàn)形狀的連接相切時(shí)要保證截面形狀在端點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)連續(xù)。下面舉例說明。如下圖，我們要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軸為40短軸為20的橢圓到直徑20的圓柱間的順接?；蛟S很多人都能想到用軌跡參數(shù)來控制長(zhǎng)軸的變化以使得在和圓柱的接合點(diǎn)處值變?yōu)?0，為此就會(huì)加入下面的關(guān)系但是結(jié)果出來后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)雖然在結(jié)合的地方形狀是對(duì)了，但是卻不能實(shí)現(xiàn)順接，如下圖所示這是為什么呢，這是因?yàn)槟愕慕孛娴淖兓蔷€性的也就是說如果把trajpar作為一個(gè)變量來看待，那么截面在連接點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值就為10，而圓柱的導(dǎo)數(shù)則為0所以導(dǎo)數(shù)不連續(xù)不能實(shí)現(xiàn)相切。知道道理后要修改就簡(jiǎn)單了。我們只需把上面的關(guān)系改為Sd4=20-10*sin(t

15、rajpar*90)就可，至于原因我想你已經(jīng)不難想到了軌跡參數(shù)通常還和計(jì)算函數(shù)evalgraph來結(jié)合使用，也正是因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合的頻繁度所以給很多人造成一個(gè)錯(cuò)覺，那就是evalgraph本身就是專給可變截面掃描而使用的，其實(shí)不然，evalgraph只是Proe提供的一個(gè)用于計(jì)算圖表graph中的橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)的值的一個(gè)函數(shù)，你可以用在任何場(chǎng)合而非只是可變截面掃描。如圖，假設(shè)我們有一條名字為“graph“的圖表graph，我們要計(jì)算它在橫坐標(biāo)x處對(duì)應(yīng)的值，那么就可以用evalgraph(“graph”,x)來獲得，函數(shù)返回的就是這條graph在x處的縱坐標(biāo)值。利用這個(gè)函數(shù)結(jié)果軌跡參數(shù)我們就可以實(shí)現(xiàn)