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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- 132 (2003) 08- 0681- 03
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基于参数化技术的 CAD 创新设计方法研究
齐从谦崔琼瑶
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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 P ro EN G IN EER 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; CAD CAM 齐从谦教授
中图分类号: T P391. 72; TN 929. 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( top basic skeleton,
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. 3 TBS 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) 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。
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
种设计方法在产品的概念设计环节尤为重要[1, 2 ]。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