輸入資料點至Pro/E構成曲線之方法

輸入資料點至Pro/E構成曲線之方法

很久以前寫的，Pro/E的界面上雖然已經變更了，但應該還是通用．

就請大家參考看看吧．

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輸入資料點至Pro/E構成曲線之方法

l      使用目的

3D實體模型（Solid Modeling）的建立原理為以點構成線，再以線構成面，最後再以面「縫製」成實體。因此若是拿到沒有設計圖面的複雜零件，想要精確的將此零件以CAD軟體重建（即所謂的逆向工程），就必須使用量測工作將其表面輪廓掃瞄出來，並將掃瞄得到的資料點輸入到CAD軟體之中，再將這些資料點以點→線→面→實體的方式建立為實體模型。這些掃瞄（或量測）點資料若是只有幾筆資料，則還有可能手動一一輸入到CAD軟體之中，但若是資料點數龐大，則就必須有快速的輸入方法，以提升繪製效率。本文主旨即在於介紹直接將資料點以檔案的方式輸入Pro/E，並進而建立曲線。

l      使用原理

在Pro/E之中，可以使用From File的方式來建立曲線。而可輸入的檔案格式共有ibl（*.ibl）、IGES（*.igs）、SET（*.set）、VDA（*.vda）四種格式。後面三種格式是利用其他軟體建立好的曲線直接輸入進來給Pro/E使用；而ibl檔則是Pro/E自訂的一種文字檔格式，原本是建構3D管線所用。在此種檔案中可以加入任意資料點，而Pro/E就會將這些資料點連成雲形線（Spline）。以下先介紹ibl檔的格式與建立方法，進而利用ibl檔將資料點讀入以建立曲線。

ibl檔案的標準範例如下所示：

  

可將此格式整理為以下規則：

1.  檔案中的第一行與第二行必定為open與arclength這兩個關鍵字。

2.  構成每一段曲線資料的前兩行則是宣告曲線之指令begin section ! n與begin curve。

3.  每一資料點的座標按照XYZ的順序，間隔一個空格輸入。前面可以加上號碼，也可不忽略不加。

4.  只有兩個資料點的區段構成直線，超過兩個資料點以上的區段則連結成雲形線（Spline）。

5.  檔案中定義的每一段曲線，可以不相連。但如果要相連的話，則前一曲線的最後一筆資料點必須與下一曲線的第一筆資料點相同。

 

只要瞭解以上規則，就可以使用任意文字編輯器（Notepad、UltraEdit、Word、Excel），將資料寫入，另存為ibl檔（或是先儲存為txt檔，再變更附檔名為ibl檔），即可給Pro/E使用並建立曲線。

l      使用方法

以下分別說明使用Notepad與Excel建立ibl檔的方法與進入Pro/E建立曲線的相關操作方法。

A. 使用Notepad（記事本）建立ibl檔的方法（手動輸入資料點）

1.  在Windows下執行[開始]>[程式集]>[附屬應用程式]>記事本。

2.  參照使用原理中的範例，在記事本中輸入資料，如下圖所示：

  

3.  執行[檔案]>[另存新檔]，將檔案儲存為*.ibl，即完成ibl檔的建立（可使用其他的文字編輯器進行上述步驟，方法類似，在此不贅述）。如圖所示：

 

B. 使用Excel建立ibl檔的方法（利用現有量測資料點）

    1.  執行Excel，打開儲存有資料點的文字檔格式檔案（*.txt、*.csv等），如下圖所示：

 

      2.  刪除掉不必要的文字部分，加入open、arclength、begin section ! 1、begin curve等四行（如果有多段曲線，則應在各段的開頭將上begin section ! n、begin curve…..），如下兩圖所示：

 

 

3.執行[檔案]>[另存新檔]，將檔案儲存為[文字檔（Tab字元分隔）（*.txt）]，如下圖所示：

    4.  在Windows底下打開檔案總管，將副檔名變更為ibl，即完成ibl檔的建立，如下圖所示：

 

 

C. 在Pro/E中讀取ibl檔建立曲線的方法與相關技巧

    1.  執行Pro/E、建立新檔或開啟需要建立曲線的檔案。

    2.  在下拉式選單中執行指令Insert>Datum>Curve..（或使用預設的Icon）>From File>Done，如下圖所示：

        3.  選擇一個座標系作為ibl檔中資料點的參考座標系>Done Sel，如下圖所示：

 

   

       4.  選擇已經建立好的ibl檔>Open，如下圖所示：

 

   

        5.  至此就完成曲線的建立，結果應類似下圖所示：

 

   

       6.  由於量測儀器產生誤差或是被量測物體本身有缺陷，因此上圖中建立出來的曲線可能會不平滑，甚至產生鋸齒狀，這樣的不平滑或鋸齒狀可能會造成建立曲面失敗，因此有必要加以處理。在Pro/E之中可以利用Redefine的方法來進行，其方法為選擇指令Feature>Redefine>選擇剛才建立好的曲線（或直接點選該曲線>按下右鍵>Redefine）>Done，如下圖所示：

 

        7.  接下來在Edit Curves選單下可以看到如下圖之指令，各指令的簡介則分別說明於圖之右側：

 

    8.  在上圖的指令中，可以用來調整不平滑現象或鋸齒狀的指令為Edit File與Spline Pnts。至於其他指令都是針對只用到原始曲線的一部份時才用得到，且其操作方法並不困難，這裡不特別說明。而選擇Edit File後，可以直接修改ibl檔中的原始資料，適用大幅度修改曲線形狀時所用，如下圖所示：

 

       9.  如果只要修整曲線的平滑程度（相當於Curve Fitting）的話，最適當的作法還是使用Spline Pnts指令。而點選了Spline Pnts指令後，會看到如下圖之指令選單，各指令的簡介也說明於圖之右側：

 

    10.  在上圖中，Sparse顧名思義就是放鬆資料點密度（數量）而達到相同曲線效果的指令，因此其主要目的在於簡化曲線點數，方便設計調整。（點數過多容易導致調整過久）至於Add/Move是增加減少構成曲線點數用的指令；Show/Blank是搭配Add/Move使用，方便選擇資料點之用；而Move是做曲線平移用；因此進行曲線平滑化效果最好的莫過於Smooth指令。因此這裡特別介紹Smooth的使用方法（其他指令使用也不困難，在此省略。）：Smooth>選擇需要進行平滑化的曲線>輸入一奇數做為平均點數（Averaging）之用，如下圖所示：

 

       11.  上述之平均化奇數之預設值為3，數值越大則平滑效果越好，但與原本曲線形狀差異越大。設定好後，ProE會把平滑處理過的曲線以綠色顯示，而原本曲線形狀以紅色顯示，作為預覽之用。如果滿意此數值下的平滑效果，則選擇Accept完成指令的執行；否則選擇Reject重新設定，直到滿意為止。如下圖所示：

 

l      注意事項

1.  在Excel中儲存為文字檔時，注意不要誤儲存為Unicode文字檔，否則將無法成功轉成ibl檔（以Unicode文字檔變更附檔名做成的ibl檔讀入Pro/E時會出現Error）。另外存檔後，Excel會警告是否要儲存成文字檔，選擇[是]即可。

2.  除了前述的逆向工程重建Model外，也可應用此功能於LD光能量效率模擬或零件靠面輪廓模型的建立上。