相對于其它的三維CAD軟件,ProE和Creo的精度系統是個另類存在。其它軟件的精度一般都是躲在背後偷偷起作用,對用戶而言都是透明的存在。ProE和Creo的精度設置卻經常會跳上舞台表演,不但會影響系統的計算時間,而且還會實際影響幾何的創建成功與否。
正是因為這點,不少用戶在實際的建模過程中,使用不恰當的精度而引起的各種莫名其妙的失敗時有發生。比如類似下面視頻裡的實際案例,就是精度問題所造成的奇怪曲面變形:【引發Creo曲面變形的詭異原因,高手從分析到放棄】。
遇到這種充滿弦學而無法解釋的失敗,嚴重影響了使用者的工作情緒和效率,用一個詞來形容,那就是:憋屈。
莫名失敗造成的憋屈心情
下面我就對ProE和Creo的精度系統進行一些探讨,力求幫助大家從原理上理解兩者所采用的精度系統,避免遇到因為精度問題而造成的特征失敗而一籌莫展。
在我們講解精度之前,我們首先了解一下ProE和Creo有關精度的配置選項:
實際上,對于精度的下限,在proe和creo中我們實際可設的精度并不等于精度下限,而是要比精度下限要小10倍,這個10倍應該是為了安全起見而設置的安全系數,一般來說,這個安全系數在0.1到1之間,對于絕對精度亦然。比如你如果設置精度下限為1e-3,實際操作中你最小可以設置為1e-4。而如果模型最大尺寸為100,那麼絕對精度就可以設置為0.01左右而不是0.1左右。
精度的設置
在ProE和Creo中,有兩種精度系統,它們分别是相對精度和絕對精度。以Creo為例,要設置精度,我們可以通過菜單【文件】->【準備】->【模型屬性】打開【模型屬性】的設置對話框,在模型屬性對話框中,找到精度那行,通過右側的【更改】按鈕,可以進行精度系統的設置。
模型屬性對話框設置精度
在打開的精度對話框中,用戶可以從精度下拉菜單中選擇【相對】或【絕對】精度系統;也可以直接選擇【從模型複制值】,這種情況通常用于外部複制參考的情形,為了保證當前模型從其他模型複制過來的參考不因精度問題而變形引起各種失敗,比如原本實體的面組複制過後無法實體化,這時候就把當前模型的精度設置為從參考模型複制值,就可以避免這種情況的發生,特别是在進行模具分模的時候。
精度設置對話框
但有的用戶打開這個對話框時,可能會發現無法選擇絕對精度,那是因為沒有配置對應的config選項,要打開這個選擇功能,需要先設置config選項enable_absolute_accuracy并把值設為yes。下面再來了解下相對精度和絕對精度的區别。
相對精度
顧名思義,相對精度是使用一個和模型大小相對的比例值來設置模型中的最小尺寸,默認是0.0012。這個比例值的含義是這樣的:構建一個剛好能完全包含模型中所有實際幾何(包括實體、曲面、曲線、集中點等)的最小長方體,那麼就可以把這個長方體的對角線作為模型的最大輪廓尺寸(最大對角線),那麼用這個尺寸值乘以相對精度值等到的尺寸,就是理論上模型中可以存在的最小幾何尺寸。而為了能适應各種類型的幾何,還添加了一個值在0.1到1之間的安全比例,這個比例乘以剛才得到的最小尺寸才是真正在模型中允許的尺寸值,小于這個尺寸值的幾何都會被認為零幾何,或者說不存在的。
舉個簡單的例子,有個100x100x2的薄闆,那麼模型最大對角線長度大概是140m左右,那麼在我們的模型中,允許的理論最小尺寸大概就是140*0.0012=0.17左右,然後再乘以安全系數0.1,那麼模型中實際可以存在的最小尺寸就是0.017。模型的最大對角線尺寸在creo中可以通過【工具】選項頁中【調查】溢出菜單中選擇【模型大小】來查看,creo會在模型上創建一個長方體輪廓框和對角線,大小結果會在底部的信息區顯示
Creo模型大小查看方法
如果我們在其中一條邊上倒圓角,輸入0.01作為圓角大小,這時系統就會提示你最小的圓角必須是0.017以上(有可能比這個值略大,比如0.02),在這裡0.017這個尺寸就是我們這模型可以辨别的最小尺寸,凡是小于這個尺寸的幾何将會認為是零值,比如圓角、間隙、短邊等等。當然,安全系數并不總是等于0.1,具體的确定方法我們也無法清楚的确定,我們知道的隻能是一個大概範圍,但這已經足夠我們用來進行判斷我們的精度系統是否合适了。
為了加深我們的理解,我們繼續在這個模型上進行特征的創建,首先我們在其上創建一個直徑0.05的圓柱拉伸,你會發現,這個創建可以成功再生(因為0.05>0.017);不過,雖然特征可以成功再生,但是這個圓柱的顯示變成了多邊形截面了,這也是因為太接近最小尺寸的緣故,要改善這個情況,如果提高顯示質量依然無法改善的話,那麼就隻有提高模型的精度。
把這個尺寸改為0.01的時候,你就會發現這個特征失敗(因為0.01<0.016)了,雖然單純從建模原理上它不應該失敗.
而我們如果想解決這個失敗,可以采用提高精度的方法,比如把相對精度改為0.0001,但碰到這種極端的情況下,我們一般采用絕對精度的方法更為合适。
絕對精度
相對于相對精度,絕對精度對于最小尺寸的定義和模型的大小無關,也就是說,不管模型尺寸如何,當設定絕對精度後,那麼模型的最小尺寸就隻和絕對精度有關而和模型無關,這就是絕對精度名稱的來由。
比如對于上例中的模型,假設我們把絕對精度設為0.01,那麼就可以成功解決因為精度而引起的特征失敗。
絕對精度除了應用于這種極端尺寸比例的模型外,一般還用于裝配的零件間有幾何參考的情況,為了避免因為不同零件的精度不同而導緻在複制幾何的時候出現不必要的非理性失敗,通常就會使用絕對精度以保持不同零件之間具有相同的精度。我們再用一個例子來演示這種情況所帶來的問題。首先我們創建一個裝配,裝配中有一個殼體零件,尺寸大概是250x120x40,還有一塊PCB,PCB上有一排直徑0.5的裝配孔。我們現在想在殼體零件中複制PCB的一個底面以方便作内部結構的參考,殼體用相對精度0.01,PCB為0.0012。
在孔徑為0.5的時候,我們複制過去的平面正常,正如我們期望的,四個裝配孔都順利在殼體上反映出來。但當我們把孔徑改為0.2再生的時候,你就會發現在殼體中四個孔就會消失,而我們複制的方法其實根本沒有改變,這是什麼原因呢?
裝配孔憑空消失
當然,這其中就是兩個模型的精度不一緻作怪。在殼體中,最大尺寸大約300,相對精度0.01,所以最小尺寸大概為300*0.01*0.1=0.3左右;而對于PCB而言,最大尺寸大概50,相對精度0.0012,所以最小尺寸大約為50*0.0012*0.1=0.06,所以對于0.2的孔完全沒有問題,但是這些孔複制到了殼體後,因為它們比殼體的最小尺寸還小,所以系統就完全不認為其上存在孔了,這也就是孔消失了的原因。同樣的道理,假如我們的模型中有使用這個孔作參照的幾何的話,那麼就會造成了失敗,這就是有的時候不同零件件複制曲面會失敗的原因。
要解決這個問題,我們可以把殼體的精度直接改為絕對精度并且讓它跟随PCB的精度,因此精度設置可以選擇“從模型複制”并指定PCB便可。
這種情況尤其用于分模的裝配之下,因為對于分模的零件不少情況都是輸入的模型,模型本身就存在大量的細小邊或細小間隙,當從一個零件複制到另一個零件的時候這些細小邊或間隙就會消失,從而在新的零件中所生成的幾何就和原始幾何發生了偏差引起失敗。
總結
兩種精度各有特點,使用相對精度,系統自動根據模型的大小設定最小尺寸界限,這樣在大多數的情況下都能在兼顧模型的情況下減少計算資源的損耗和提高系統運算速度;因為在一般的情況下,一個大模型不太可能有很小的特征,比如一個10幾米的機床上恐怕你找不到一個1mm的孔或5mm的倒角,但某些特殊情況下還是會存在的,比如2米的汽車内飾件上就很可能有R1的圓角,在這種情況下,使用相對精度就會帶來麻煩。
當然,随着ProE和Creo處理的模型越來越複雜,電腦硬件越來越先進,相對精度相比絕對精度所節省的那一點點資源已經變得無足輕重了,為了避免精度問題對模型造成幹擾,特别是現在越來越多的高精度精密儀器的設計,PTC也把在ProE中默認所采用的相對精度系統改成了現在Creo的絕對精度系統了。
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