基于NX平台的CAD数据质量控制

时雨晟

在产品三维CAD建模过程中，由于种种原因出现数据质量上的缺陷，这种缺陷可能会引起后续应用的各种问题。比如曲面上某点出的曲率半径过小，将使后续的数控加工不能正常进行；模型中的微小元素在数据交换过程中容易丢失。更为严重的是，数据质量的缺陷如果不能在设计阶段被及时的发现和更正，由此引起的产品质量问题可能在制造甚至产品使用阶段才能被发现，这会给企业带来产品设计周期延长及直接的经济损失。另外，如果模型存在质量缺陷，也会造成企业间进行产品模型数据交换过程中出现很多问题。这些问题的出现使得有效保证CAD模型数据的准确性和规范性显得非常重要。

有效控制CAD数据质量的意义

1）保证数据交换过程中模型数据的一致性

随着信息技术的发展和制造业领用专分工越来越细，产品要有不同的设计人员、制造商和零部件供应商合作完成。在这一过程中，必然涉及到不同厂商间交换CAD模型数据的问题。在对数据进行交换时，往往会使用一些中间格式进行交换。CAD中间数据格式，也被称为交换格式或中性格式，目的是方便不同品牌、厂商和版本的CAD/CAE/CAM系统之间交互数据而衍生出的模型格式。换言之，是CAD模型的一种特定格式，这种格式的模型文件可被绝大多数CAD系统识别和读取。当前比较通用的交换格式包括二维的DXF，三维的IGES, SAT, STL和STEP等等。由于中间格式大多采取某种协议方式搭建三维模型，并读写相应的系统驱动，而其表达能力和构建方式因考虑兼容性，而取系统间的性能交集，因此可以说，中间格式存在技术上的妥协。使用中间格式进行数据交换是会出现很多问题，需要对数据质量进行有效控制，保证数据交换前后模型数据的一致性。

2）规范数字化设计与制造的数据源

与中间格式向对应，原始格式是指基于某一种CAD系统创建的，并由该系统默认识别的格式，通常以文件扩展名进行识别，比如NX的*.prt格式，CATIA的*.CATPart/*.CATProduct格式等等。产品由设计到制造过程，CAD模型数据是信息的源头，只有保证源头数据质量，才能在后期的CAE、CAM、CAPP、PDM中准确传达数据信息。

3）产品质量“提前预防”

产品模型出现质量问题会引发制造阶段一系列问题的发生，如模型不能抽壳、不好倒圆角、加工出现问题等。模具产品在分型时，内部开口区域必须进行封闭才能创建型芯及型腔。

数据源头质量的准确性及在数据交换前后的一致性必须依靠“提前预防”，使用目前已成熟的检测工具按照企业或行业标准进行检测，提前发现问题并制造前期解决问题，避免制造阶段问题引发的返工和成本损失。

以下内容主要简单介绍如何使用NX平台现有功能在早期对数据进行检测及修复工作。

基于NX平台下的CAD数据质量的控制方法

NX check-mate检测工具

NX软件是目前在中国应用最广泛的CAD/CAM/CAE软件之一。

提供数据检查工具及经过客制化的检查规则，保证公司的所有模型、图纸和装配均符合规范化的设计要求，便于企业内部文件的共享，并保证下游应用部门获得正确的数据;

以及按中国用户要求在Check-mate中定制的模型质量及标准检查工具，包含：

　　· 模型文件检查;

　　· 制图文件检查;

　　· 装配文件检查；

　　·保证了公司的所有模型/图纸均符合规范，便于企业内部文件的共享，避免了错误的模型进入下一流程。

此外其他CAD平台也有相应的模型检测工具，除了主要针对模型设计规范进行检测外，对数据的几何质量也做一定的检测，但目前国内并没有统一的数模几何信息质量规范。而且这些CAD自带的检测工具都存在同样的缺陷，其只能针对本平台数据进行检测，虽然目前CAD开发商纷纷着力于开发直接读取其他CAD的接口以吸引客户，但通过这些接口由系统自动完成并读入软件只是代替了以前需要人工转换第三方格式的工作，省略了过程步骤，但实际上并不是真正意义上的“直接打开”。读入的数据仍无法复现建模参数，数据质量问题依然存在，而且目前包括check-mate、Q-check等在内的检测工具无法做到修复功能，检测发现问题后必须由工程师借用其他工具或手动修复。

以下就给大家介绍一下NX自带的简易修复功能及相关手动修复功能。

NX系统自动修复功能

NX平台中自带的几何修复工具是按照系统后台制定的修复规则对数据进行导出前的数据优化，主要内容如下：

1、在数据导出之前或导入之后更正多种几何类型和拓扑问题。

2、在NX工作部件实体上操作，以移除微小对象（例如，边、面、长条、锐刺）并减少或消除拓扑结构问题（例如，容错边、损坏的拓扑结构）。）

3、几何体修复操作并不保留对所修复体的NX参数化。

注意事项：

修复几何体应用模块将工作部件导出至另一个NX部件中，以对选定实体执行任何必需的修复操作。因此，修复完成后，工作部件与此应用模块启动前的状态相同。

此外，修复操作不保留（与已修复体之间的）关联性，即原体与图纸数据、装配引用集或任何其他关联性链接类型之间的关联性。

操作方式：

file:///C:\Users\asus\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-27253.png

选择文件→导出→修复几何体。

1.微小公差值可度量几何特征的大小，小于该值时将执行修复操作来移除此特征。

2.可使用指定输出文件子菜单将输出部件名改为除所显示的输出文件默认部件名以外的名称。默认部件名是工作部件的文件名，并带有 _hg 后缀，代表已修复的几何体。

3.选择确定将运行此应用模块。

修复过程中将高亮显示每个实体。NX 窗口状态行报告进度如下：正在修复体

NX信息汇总窗口

信息窗口中显示了主要修复操作的汇总计数。例如，

移除/修复汇总计数：

    8 处减小边缘公差

    7 处减小顶点公差

    162 处压缩微小边缘

    13 处移除微小面

    0 处删除线框边缘

    144 处移除锐刺和长条边

    64 处移除长条面:

    3 处自相交

    7 处 B 样条简化