UGNX中STL文件的处理及其在加工中存在的问题.doc

UGNX中STL文件的处理及其在加工中存在的问题发衣旺间：2006-8-26赵戴呑徉STL文件冷式是快速廉型制造领城中标准的文件恪式UG NX支持STL文件的输入和输出，也支持小平面体的部分编输功能本文介绍/ UG NX ffj Modeling和Manufacturing 慎块中对STL文件的操作功能以及存在的问题1前言STL文件格式是山美国3D SYSTEM公司于1987年发布的-种数据格式STL文件不同于其他一些基于特征的实体模型，它是一种将CAD实 体数据模型进行三角化处理后的数据文件，是川许影空间三角形小平面逼近原CAD实体模型UG NX可以将实体文件输lli STL文件格式，也可以 输入STL文件格式，但并不能将导入文件处理成实体，而是像导入JT文件一样，将其处理成小平面体＜Faceted Body)在UG NX的Modeling 模块中可以对小平面体进行简单•编辑.而在Manufacturing模块中.很多地方亦支持对STL文件的选择2小平面体的編辑眩 Sketch...Curve ►Feature►Facet Body►Sn ip...¥Decimate...Smooth...Point Set To Point Set...Best Fit …图1小平面体编辑菜单常见的针对STL文件格式的处理软件，如比利时Materialize公司的MagicsRP.除了造型功能以外，还可以对模型的三角面进行细化，使数模 表面更加光顺。

如果模型的三角面片过于细密，会导致文件体积庞大，所以还应该有三角面片的简化功能在UG NX的Modeling模块中的Edit 下有—•个Facet Body菜氓，展开该菜单可以看到它可以对小半直体进行裁剪(Snip).简化(Decimate).光顺(Smooth)和对齐(Alignment), 如图1所示•裁剪操作相对简虹.卜•而主耍介紹后3种按作功能图2二角面简化前的模型图3三角血简化后的模型2.1 小平面体简化(Decimate Facet Body)图2三角面简化前的模型由图2和图3可以看出，经过简化处理，模型的三角而数竜大为降低，同时数模的梢度也冇所损失比UGNX里，町以通过设定简化方法和极限角(Angle Threshold)来控制简化的结果此外还可以通过设定边界来对某一区域进行简化，其对话惟如图4所示图 4 Decimate Facet Body 对话框2.2 小平面体光顺(Smooth Facet Body)从某种程度來说•光顺的作用与简化相反，它通过增加三角面片的数量來使曲面更加光顺在UG NX里.我们可以通过设定光顺因子(SmoothingFactor)和修正比(Modific/ion Percentage〉來控制光顺的结果“此外同样可以通过设定边界來对某一区域进行操作•其对话框如图5所示.图 5 Smooth Facet Body 对话框2.3 小平面体对齐(Alignment Facet Body)图 6 Best Fit Alignment 对话框对齐操作乂分为放佳逼近对齐(Best Fit Alignment. 对齐可以设肖分辨率(Resolution)的商低。

其对话框如图6所示)和点集与点集对齐(Point Set To Point Set Alignment)最佳逼近图7对齐前的三个车门饭金面图8对齐后的三个车门级金面如图7和图8所示采用的是最佳過近对齐，当想要对齐的面形状差异明显的时像，可以采用点集与点集对齐2.4评价可以看出，UG NX对STL文件的处理功能并不是很强大•在进行特征造型的时候，绝大多数操作并不支持Facet Body<3对STL文件进行数控编程时存在的问题STL文件与其它文件格式相比有一些很匝要的特点首先.它便于修复.UGNX修圮-个复杂的.残缺不全的(通常是指外来输入的非参数化 的)模塑.往往襦要数个小时.其至数沢的时间.用专用的修复STL文件的工具.则仅需要数卜分钟菽至更短STL文件比较适合用來描述拥有 很复朵的曲面的模孙比如人的头骨、手板等在UGNX中，此类文件往往非常庞大.因此，我们希望可以找到一种新的工艺流程，直接基于STL 文件进行数控編程3.1创建几何体在对零件进行数控編程Z前，-•般需要先创建儿何体，设定工件、加工边界.加工区域和加工坐标系在创建儿何体的对话柩中，我们在实际应 用中发现不仅仅可以选择特征以及点、线、liib体等常见体素，还可以选择Facets （见图9）。

这使得基于STL文件的数控編程任UG NX中有j‘ 初步的可能v但H前还不能选择加工的区域也无法设定加工边界，这会给数控编禅帶来一定的麻烦Selection OptionsQ) Features Q Geometry3)FacetsFilter MethodsFaceted Bodies7' J defect All图9可选择项中包括Facets （小平面体）3.2创建操作UG NX将铳（三轴）操作大致分为平面铳和型腔铳平面铳不仅耍求设定加工工件，还必须设定加工面，也就是Face Geometry和Cui Area 在Materialize公司开发的针对STL文件进行数控编程的软件Magics Mill中，加工区域的设定是通过对该区域的三介面进行染色來实现的而在 UGNX中，Faceted Body是一个完整的Shell.无法提敢其边界.也不能选中模型中的某一个面故而，对STL文件进行平面铳操作存在很大闲 难&型腔统种类繁多.选择Cavity_Mill.可以不需要指定扫工而，直接浪据工件得到加工路径（见图10）,这里使用STL文件进行編程绘可能的“ 对于简单形状的零件，可以采用这种方法加工，但这样也失去了釆用STL文件格式的意义。

图10基于STL文件的NC編程III上可见，无法选择Faceted Body的表面和边界是阻碍STL文件在UG CAM中应用的主要原因4结论由于STL文件格式简单而且不需耍复杂的CAD系统支持，当数据出现错谋时，特别容易修复，现在己经发展成为CAD系统与快速成型系统Z 间数据交换格式的标准其优越性也使其越來越受到数控加工行业的重视，因此越來越命的CAM软件开始支持STL恪式，而H还岀现了面|« STL 格式的CAM软件随看对STL恪式的研究不断深入.必定会出现海粘度.低数据绘的STL文件，使得基于STL的数控加工方法得到进一步的普 及与应用.UG NX作为全球技术领先的著名商用CAD\CAM\CAE软件，应该來取相应的举措，以在模型修改和数控加工方而更好地支持STL文件 格式［参考文献］⑴傅杰.UG NX数控加工案例精选，人民邮电出版社，2005［2］ 王卫兵.UG NX数控编程实用教程，涓华大学出版社，2004［3］ 单岩,王卫兵•数控编程墓本实现过程/与制适业信息化［J］.2003,(9)： 79-80。