基于参数化技术的CAD创新设计方法研究

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1、基于参数化技术的CAD创新设计方法研究——齐从谦崔琼瑶文章编号:1004-132Ò(2003)08-0681-03基于参数化技术的CAD创新设计方法研究齐从谦崔琼瑶摘要:介绍了基于参数化技术的自顶向下设计过程和实施方法,提出了以顶层基本骨架作为自顶向下设计时信息传递纽带的思想,并以三维参数设计软件ProöENGINEER为平台,结合产品设计实例,实现了以顶层基本骨架为核心的自顶向下的零件设计和模具设计过程。该设计思想和方法支持并行工程及工作组之间的协同设计和相关设计。关键词:自顶向下设计;参数化建模;顶层基本骨架;CADöCAM齐从

2、谦教授中图分类号:TP391.72;TN929.53文献标识码:A最基本功能和要求,在设计顶层构筑一个基本骨1参数化技术及以顶层基本骨架为核心的架,称之为顶层基本骨架(topbasicskeleton,自顶向下设计TBS),随后的设计过程基本上都是在该TBS的基1.1参数化技术与自顶向下设计础上进行复制、修改、细化、完善并最终完成整个设在CAD中,参数化技术是采用参数预定义的计的过程。方法建立图形的集合约束集,指定一组尺寸作为参传统的装配是零件之间的互相贴合、定位或者数使其与几何约束集相关联,并将所有的关联式融对齐。而在自顶向下设计

3、中的装配则是子装配及零入到应用程序中,然后以人机交互方式修改参数尺件都装配在同一基准即TBS(包括基准点、线、面,寸,通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。空间的点、线、面或者产品的点、轮廓线、轮廓面等)参数化设计过程中,参数与设计对象的控制尺寸有上,最后用这个可以不断变更、发展的顶层基本骨明显的对应关系,并具有全局相关性。参数化设计架来控制整个产品的设计(包括设计的变更)。不同于传统的设计,它储存了设计的整个过程,能设计出一族而非单一的在形状和功能上具有相似1.3TBS的主要功能性的产品模型。正是有了这种参数化建模技术,才(1)

4、管理TBS可以被用来管理大型的装配使得数据的改变在不同层次(如不同的子装配系统设计,允许设计者仅仅调出顶层装配的基本骨架到和不同的零件)之间的传递变得唯一和即时。这样,内存中,来控制整个产品的设计及其更改。TBS包才有了真正意义上的自顶向下设计及以这种设计含了重要的设计基准,如基座的位置、产品的外形、为基础的并行设计,后者是团队设计的基础。子装配、零件及设计参数(如最重要的尺寸所需要1.2顶层基本骨架概念的提出的空间要求)。可以在顶层对基本骨架进行更改,而自顶向下设计是首先从产品的顶层开始,通过这些更改将会被传递到其所有的子系统中。

5、在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法,这(2)组织TBS可以增强零件在装配中的相[1,2]种设计方法在产品的概念设计环节尤为重要。互关联和依赖性。这些存在于实际装配中的相互关为此,我们在产品设计的最初阶段,按照该产品的联和依赖关系可以很好地在最初的总体布局中被捕获并抽取出来,构成TBS,为子装配和零件所享收稿日期:2001—12—18修回日期:2002—03—24用。在本文手机产品和模具的设计实例中,将体现[3]LarmanC.ApplyingUmlandPatterns:anIntro2作者简介:张金,男,1962年生。华中科

6、技大学(武汉市ductiontoObject-OrientedAnalysisandDesign.430074)机械科学与工程学院副教授、博士,武汉开目信息技术有NewJersey:Prentice-Hall,1997限责任公司(武汉市430223)技术中心主任。研究方向为制造业信息化理论研究及软件应用技术开发。获省级科技进步一等奖1[4]周之英.面向对象系统分析与设计.北京:清华大学项,获中国专利2项。发表论文近20篇。唐新炎,男,1976年生,出版社,2000武汉开目信息技术有限责任公司产品规划部经理、助理工程师。[5]派恩BJ

7、Ê著.大规模定制.操云甫译.北京:中国人肖骏,男,1972年生。武汉开目信息技术有限责任公司PLM事民大学出版社,2000(编辑卢湘帆)业部总经理。·681·中国机械工程第14卷第8期2003年4月下半月出这种组织上的关联性,即手机的按钮是由面板上性,是TBS的重要组成部分,但骨架模型并不顾及的孔所定位,两者的形状和位置都由面板控制,当组件的具体尺寸和细节。在构筑骨架模型时,更注面板的形状和其上面的孔的位置改变时,按钮的形重在最初的产品总体布局中捕获和抽取各子装配状和位置会作相应的变更。和零件间的相互关联性和依赖性。在设计后期,使(

8、3)共享数据一个有组织的装配骨架允许信用置换功能,用一个个具有实际功能形状的复杂零息在不同层次间能够被共享,如果在某一层发生改部件替换原始三维草图中的简单图形,从而实现自变,那么和它相关联的装配和零件都能够获得这种顶向下设计的全过程。