掃描使用心得!!

前言
心法之說，只是為引起大家興趣而已。由於SW的幫助太過簡單，而公開的出版物中一般也僅作幾個例子，至於為什麼幾乎很少提及，使學習者很難掌握掃描之要領。本人也是由於覺得放樣和掃描總不能得心應手，於是乎下決心鑽研一下，恰巧在論壇上看到有幾個題目確有意思，通過反復試作，反復驗證，終於有一天可以長歎一口氣自語道“原來如此”。
論壇上有人說這像是武林絕學。哈哈！絕學沒有，因為掃描大家都經常在使用，只是各有方法罷了。但是，絕招還是有的，因為有些方法至少到目前為止，我還沒有在論壇上看到過。
下面例子中的做法不一定是最簡單的，只是為了說明方法而已，有更好的做法歡迎大家一起討論。由於心法實際上只是自己的一些摸索和體會，難免有錯誤或不當之處，希望能得到大家的指正。
基本概念
掃描的三要素
掃描有三要素，輪廓、路徑和引導線。輪廓和路徑是必須的，引導線是選用的。
輪廓是“範本”，是在一個草圖平面上的開口或閉口的實線（不是構造線），掃描過程中的截面形狀由此“範本”決定，開口的輪廓只能用於曲面掃描，只有閉合的輪廓線才能用於實體的掃描特徵。
路徑是“驅動器”和“軌道”，路徑驅動輪廓草圖上一個特定的點在掃描過程中的沿著指定的軌道移動，這個點就是路徑與草圖平面的交點。
（注意路徑不一定是輪廓線的掃描路線。）由此可見路徑必須與輪廓草圖相交（不一定垂直），開口路徑的起點必須在輪廓草圖平面上。
引導線是“控制器”，它強制草圖平面上的一個特定的點在掃描過程中沿著引導線移動，直接或間接地控制著草圖輪廓線在掃描過程中形狀和位置的變化。
輪廓草圖平面在掃描過程中不斷的改變著位置，路徑和引導線在掃描過程中始終保持在原有位置上不動。
輪廓草圖平面的位置變化
在掃描過程中，輪廓草圖平面的位置在不斷的變化，以使用最多的《隨路徑變化》的《方向/扭轉類型》為例，其變化的規則是：
1、掃描前路徑與輪廓草圖平面的交點在整個掃描過程中始終在路徑上；
2、輪廓草圖平面與路徑切線方向的相對位置在掃描過程中沒有變化（這句話可能比較抽象，只能在後面的例子中去體會）。
輪廓形狀和位置的變化
在掃描過程中，輪廓在輪廓草圖平面中的形狀和位置可以不變，這是普通的掃描，此時也不需設置引導線。對於複雜的掃描，我們希望輪廓的形狀或位置能夠變化，這就必須引入引導線。引導線控制掃描的原理如下：
1、應保證在掃描過程中引導線與輪廓草圖平面始終有交點；
2、輪廓草圖平面上由一個點（草圖上的點實體或其他實體中的特定點）與引導線有一個《穿透點》的約束關係，以保證在掃描過程中草圖上的該點能始終在引導線上；
3、在掃描過程中，按引導線的形狀和位置使上述的點在輪廓草圖平面中的位置產生變化，通過該點與草圖輪廓之間的直接或間接的約束關係（必要時應建立輔助的構造線），使草圖輪廓的形狀或位置得到改變。
我們可以想像這樣一種情景。草圖平面上的一部分實體（或實體上的點）因與草圖平面基準軸和基準點的直接或間接的約束，忠實地跟隨著草圖運動；而另一部分實體（或實體上的點）因與穿透點直接或間接的約束，隨著穿透點位置的變化而變化。這張變化著的草圖就是心法的靈魂和奧秘。
如果一條引導線不夠，我們可以使用兩條、三條……
(資料來源~~大陸設計專門論壇)
這是小弟我自己去轉成繁體中文還有一些編排希望對大家有幫助!!


[ 本帖最後由 透明思考 於 2007-11-21 14:12 編輯 ]

例一  變徑變距彈簧
普通彈簧只要一個圓形輪廓的草圖和一個螺旋掃描線，對於變徑變距彈簧就必須引入引導線，這根引導線目前取作在上視基準面上的一個圓。為了達到控制的目的，在輪廓草圖平面上增加了一些控制線。（圖一）



在草圖中被滑鼠拖動的是將來的穿透點，可以看出當該點向下移動時（相當於草圖平面在路徑的驅動下向上移動，而穿透點停留在上視平面）圓形輪廓也跟著同時在水準和垂直方向移動。水準移動是由左邊的一根樣條曲線控制，其決定了掃描時的直徑變化，樣條曲線上移動著的一個點設置有與穿透點的水準約束和與輪廓圓心的豎直約束。垂直移動是由右邊一根樣條曲線控制，其決定了掃描時螺距的變化，沿著樣條曲線移動的一條水準短線的右端與曲線重合左端與座標原點豎直，並且該線段與穿透點重合，與輪廓中心到輪廓平面橫坐標的距離等長，右面一條曲線的斜率與螺距的增量相對應。最後設置穿透約束，變形變距彈簧就完成了。我們還可以改變樣條曲線的形狀，彈簧的形狀也就隨著改變(圖二)。
注意：
1、我們看到輪廓沒有嚴格按路徑運動，可見路徑有時候只是一個驅動器。
2、穿透點約束在編輯掃描特徵前最後設置，該約束未設置前穿透該點不要佈置在有任何特殊關係的位置，以免無意中引入不必要的約束。
3、輪廓草圖上的所有實體，因分別與草圖基準和穿透點建立關係，切不可過約束，在一般性況下也盡可能不要欠約束，以免在掃描過程中發生不可預知的變形。
4、輪廓草圖中的實體應盡可能的少和簡潔，能用簡單線條的不用複雜線條，能用點的儘量不用線。

[ 本帖最後由 透明思考 於 2007-11-21 14:04 編輯 ]

例二  波形彈性墊圈
在此題中，為了保證墊圈的法向厚度一致（不是軸向厚度），所以用先形成一個波形曲面，再加厚成墊圈的方法。關鍵是怎樣形成正弦範本和怎樣由範本生成波形實體。在這裏是用螺旋線在輪廓草圖平面上的投影產生正弦曲線，用曲面掃描生成波形曲面。掃描的路徑是一個圓，為了在圓形掃描過程（角度變化）中直接讀取正弦曲線相應位置（直線變化）上的值，就要有一個角度——線性轉換器，經過反復研究，我找到了一個方便的轉換器就是螺旋線和蝸旋線。在此題中將引導線設為一個蝸旋線(圖三)。
在草图中被鼠标拖动的是将来的穿透点，当该点左右移动时轮廓线跟着上下摆动，事实上该轮廓同时在圆形扫描线的驱动下作绕Z轴的转动，扫描出一个波形的圆面。在草图中正弦曲线上由一个点，该点与将来的穿透点竖直，与轮廓线的左端点水平，轮廓线与原点重合。由于引导线是一个蜗旋线，在蜗旋线上移动的点其扫过的角度与其半径的增量成正比，而此半径在轮廓草图平面上对应的就是穿透点到Y轴的距离，由此就保证了穿透点在草图平面上的移动与草图平面扫过的角度成正比。
注意：
        蜗旋线是角度转换成位移量的方便的转移器

例三  環面蝸杆
我們可以假像此蝸杆由車刀車成，此車刀的切削刃在草圖平面上，在車削過程中車刀繞一固定點轉動，其轉動速度與蝸杆轉動速度相適應（按定比速率轉動），草圖平面通過蝸杆軸。
顯然，路徑是一個螺旋線，但是不能是一個變徑或變距的螺旋線，因為從前面基本概念中知道，在掃描過程中輪廓平面與路徑切線的相對位置不變，以變徑或變距的螺旋線為路徑必將破壞輪廓平面通過蝸杆軸線的條件。幸好我們前面已知道路徑可以只是個驅動器，實際的輪廓運動形態可由引導線來控制。
為了保證輪廓在草圖平面中繞一個中心轉動，我們可以作一個垂直於蝸杆軸線的圓為引導線，該圓的中心在蝸杆軸上，當我們將輪廓的轉動中心作為引導線的穿透點時，該輪廓的轉動中心在蝸杆的軸向位置被固定。
還有一個關鍵問題是怎樣將輪廓的轉動與掃描過程建立一個聯繫，讓我們來看一下輪廓草圖(圖四)(圖五)

從圖中我們看到在掃描過程中，輪廓及其轉動中心受引導線約束不動，被滑鼠拉動的一點隨著螺旋掃描路徑向前移動，在等長約束的作用下蝸旋線有一個線段也在移動，再利用平行約束條件帶動掃描輪廓轉動。因為蝸旋線處的線段長度與轉角成正比，因此保證了掃描輪廓草圖平面隨螺旋線路徑的轉動與輪廓在草圖平面內的轉角呈正比關係。
注意：
1、蝸旋線是螺旋運動轉換成轉角的轉移器；
2、引導線可以是閉合的，它相當於一條無限長的引導線。

例四  漸開線
漸開線有用放樣方法製作，比用掃描方法簡潔，此處用掃描方法只是便於理解挪移心法而已。
由於用漸開線定義作圖，其輪廓、基圓、及作圖平面必須在同一平面上，所以路徑必須與該平面相交，可以採用螺旋線或垂直於輪廓平面的直線，此處路徑採用較簡單的後一種路徑。
本漸開線基圓直徑100，引導線是由基圓生成的帶有外張錐度的螺旋線，螺旋線外張的角度使當一點沿螺旋線轉一周時該點徑向外移100×π。 (圖六)(圖七)
在草圖中可以看出當穿透點沿螺旋線移動時，該點在草圖平面按蝸旋線方式移動，其螺距為100×π，因此該點在移動過程中的徑向增量與移過的基圓弧長相等，圖中我們在切線和螺旋線徑向增量之間添加有一個等長約束，顯見切線長等於基圓弧長，這就是漸開線的定義。
注意到在反映螺旋線徑向增量值和切線長度值的線段處各增長了5mm，是為了避免在初始點出現零長度的線段。
掃描作出的是一個三維曲面，其外邊線在上視面的投影即是漸開線。
注意：
1、在帶有外張錐度的螺旋線上運動的穿透點具有軸向、徑向、切向移動皆成正比的特性，是一個很理想的轉移器，
2、要儘量避免產生零長度的線段，否則容易產生掃描失敗，或掃描不穩定現象

例五  擺線齒輪
在這裏，我們作的是一個短肢外擺線，見下圖(圖八)

圖中一個直徑為10的小圓在一個直徑為180的大圓上純滾動（在滾動時，大小圓走過的弧長相等，即圖中的弧長9.77），在小圓內部的一點（此處距小圓中心3）的軌跡即是擺線。因小圓與大圓外切故稱外擺線，反之稱內擺線。生成軌跡的基點在小圓內稱短肢外擺線，反之稱長肢外擺線。
擺線的形成過程好像行星圍繞太陽公轉的同時又有自轉一樣，俗稱行星運動。由於該過程比較複雜，整個擺線齒輪輪廓一次掃描出來誤差會越來越大，為了減少誤差採用的辦法是先掃描一段輪廓線，選出一個齒的輪廓，再用草圖陣列作出整個齒輪的輪廓來。
掃描線是一條垂直於輪廓的直線。
引導線是一條有外漲錐度的螺旋線，當輪廓草圖平面眼掃描線移動時
草圖的佈置如下圖，圖中公轉控制蝸旋線的螺距是穿透點在有外漲錐度的螺旋線轉一圈時其徑向增量的19倍。所以在掃描過程中，“與小圓心共線”的線段與含穿透點的線段的轉角比為1:19，而含穿透點的線段又與短肢線（3mm 長的線）平行，這樣就實現了公轉和自轉。10mm 長的實線將掃出一個空間曲面，其外邊線在上視面的投影就是外擺線。 (圖九)
注意：
1、使用《螺旋線/蝸旋線》也能將直線路徑轉換出像行星運動這麼複雜的掃描軌跡，可見《螺旋線/蝸旋線》真正是一個非常強大的轉換器；
2、在此題的 PART 中你可以仔細檢查一下，實際上當掃描結束時引導線還有一段沒有用完。SW 規定如果引導線有多餘，掃描按路徑規定結束，多餘的引導線對掃描沒有影響。如果引導線不夠，當引導線用完時掃描提前結束。
3、方法從理論上說即使完全準確，但是還有一個軟體的計算精度問題，在有些情況下甚至是很嚴重的。特別對放樣和掃描，在特徵建立過程中只能作有限個截面，中間部位是插入和擬合的結果，如果掃描成形的變化規律與插入和擬合的規定比較接近，其誤差就比較小，反之誤差就比較大。

圖檔內容!!
請收下!!

[ 本帖最後由 透明思考 於 2007-11-21 14:34 編輯 ]

圖檔二內容
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[ 本帖最後由 透明思考 於 2007-11-21 14:38 編輯 ]

art20217

天阿

太厲害了 整理得那麼詳細

推推推:(

wangnl9225

大大真是厲害!
把 掃出填料/基材 使用解說的如此詳細
還圖文並茂
小弟無法馬上吸收
先收下來慢慢理解其要領.............:oo

最近遇到一些困難~當我在做掃出動作的時候，掃出來的型體和面都會隨著草繪而變化!><

mu_lee

感謝分享！

草圖是基礎，要畫(掃)的好，我還需要多練習才行。