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篇1

關鍵詞:UG; 參數化; 注塑模; 車載箱

中圖分類號:TG76;TP391 文獻標識碼:B

文章編號:1004-373X(2010)12-0053-02

Parametrization Design of Bicycle-bone Case

XIE Fang1, JIA Yi-chao2, LIU Xing-gang1

(1.Zhangjiakou Vocational and Technical College, Zhangjiakou 075000, China;

2.School of Material Science and Technology, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

Abstract:According to the bicycle-bone cases that can be quickly installed on the bicycles made in other countries, the product shaping and mold design are performed with the function of the parametrization design of UG. All the design parameters of the product are stored in the database, and the relations of all size data are set up with the expresions when the product shaping and mold design are carried out. As any dimension is changed, the overall size of the product model is variated with the change and the parametrization drive is realized. The mold design was implemented with UG Mold Wizard module. The practical design proves that the parameterization design is helpful for the improvement of design speed and work efficiency.

Keywords: UG; parametrization; injection mould; bicycle-bone case

0 引 言

模具工業已成為國際經濟的重要基礎工業,地位無可替代。隨著我國逐步成為全球制造業的基地,模具行業得到了迅速的發展[1]。在如此激烈的競爭中,如何縮短制造周期、提高模具質量、降低模具成本,成為了模具企業的一項挑戰。隨著模具CAD/CAM技術的不斷發展,掌握CAD/CAM 軟件的使用,并用于模具的數字化設計與制造是其中的關鍵。為提高產品設計的開發效率,零件參數化設計方法被越來越多的設計人員掌握與使用,與其他設計方法相比,參數驅動方法具有簡單、方便和易開發使用等特點,同時CAD技術的發展也為參數化設計提供了有力的方法和工具[2-5]。

1 產品介紹

該產品主要在國外自行車上使用,其特點是能夠通過專用卡具與自行車迅速裝卡。產品特設提手功能,方便攜帶,合葉蓋設計,方便整理。車載箱在使用中需要有一定得強度和硬度要求,選用了ABS塑料。其成型性能好、流動性好、成型收縮率小,在模具中凝固也較快,模塑周期短;但吸水性大,成型前必須使原材料充分干燥[6]。

利用UG軟件對形狀相似的產品進行模具設計時,產品及模具的所有尺寸都存在數據庫中,生產需要某種規格的產品時,只需要修改三維模型的某一尺寸改變后,相應的三維模型、二維工程圖、組建及模具等都隨尺寸發生了改變,實現了參數化驅動[7-8]。

2 車載箱參數化建模

所謂參數化,是指對零件的各種特征施加各種約束形式,各個特征的幾何形狀與尺寸大小用變量參數的方式來表示。參數化設計的主要特點是:基于特征、全尺寸約束、全數據相關、尺寸驅動設計修改。

參數化建模有以下3種方法:一種是在建模時,模型的幾何尺寸由其中某個尺寸值決定,適合于形狀規則、截面簡單的零件;另一種是先繪制模型草圖,將模型中的幾何尺寸改為取某個尺寸值,適用于截面復雜的零件;第三種是基于裝配的參數化設計建模方式是將裝配關系引入參數化設計中,可以解決復雜模型某個部分無法定位的難題,同時可以進行部件的整體參數化設計[3,9-10]。參數化建模的首要步驟是對產品進行形體分析,從而確定設計變量和建模策略,然后進行參數化建模以及參數提取,最后進行模型的驗證[3]。如圖1(a)所示,該產品設計時,為滿足外觀要求,其長寬高尺寸比采用黃金分割比例,比例系數取0.618。黃金比具有嚴格的比例性、藝術性、和諧性,蘊藏著豐富的美學價值。根據車載箱的用途還可以設計成其他樣式,如圖1(b)這款車載箱可作為裝載寵物的工具。

圖1 車載箱模型

利用UG中的參數化功能,可以實現尺寸驅動。對于車載箱的箱體部分,如圖2所示,圈內的結構是與自行車快速卡具連接部分的尺寸為固定值,其余箱體外形尺寸在建模后,在UG的表達式窗口中將其數值修改為公式,來完成尺寸驅動的參數化設計,還需要將零件鞲霆尺寸的名稱改變一下并統一管理,以便在實現參數化驅動,改變某一尺寸時,能夠及時找到相應的變量名稱,圖3列出了箱體主要參數的表達式關系。產品造型完成后生成一份產品數據的Excel表格。設計者可以在表達式窗口中或Excel工作表中修改箱體長度(length)的值產生所需尺寸規格的產品模型。

圖2 車載箱箱體三維造型

使用同樣的方法創建箱蓋和提手的三維造型,每個三維模型都附帶一個參數表達式的Excel表格,用戶可將產品的各部分表達式數據統一管理起來,通過改變或添加參數表達式就可以方便地改變已存在產品的形狀或生成不同規格的零件,不再需要重新建模。將上面3個部件導入UG中,并選擇合適的裝配關系完成產品的裝配。產品造型的系列化效果如圖4所示。

圖3 車載箱箱體尺寸的表達式

圖4 系列產品示意圖

3 模具設計流程

利用UG MoldWizard進行模具設計的流程如下: 加載產品和項目初始化;定義模具坐標系統和材料收縮率;定義分型線和創建分型面;創建型心、型腔、頂出系統、澆注系統、冷卻系統和排溢系統;加入模架和標準件,最終設計結果如圖5所示。

圖5 模具裝配圖

篇2

關鍵詞：參數化設計 產品形態 邏輯構成 結構構成肌理構成

中圖分類號：TB47

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2016）02-0024-02

參數化設計目前在現代設計中的應用比較廣泛，在各類造型領域的探索中，建筑行業的應用已經取得了較為顯著的成績。隨著技術的不斷進步，參數化設計的應用面在不斷擴大，逐漸由建筑領域擴展到其他領域，初步展開在產品形態設計中的應用，并出現一些相關設計作品，但對于設計方法和應用路徑的研究還不完善。基于應用路徑的研究一定程度上對推動設計創新具有重要的現實意義。

1 參數化設計概述

參數化設計其實就是參變量化設計，即把設計參變量化，每個參變量控制或表明設計結果的某種重要性質，改變參變量的值會改變設計結果。

參數化設計的最大特點表現在參數的即時調節和與之相對應數字模型的即時反饋。在參數化設計系統中，不變參數通過一定的邏輯規則形成設計基礎，再通過可變參數的數值調節進行方案的調整和優化，最終生成設計結果。在這個過程中，各種影響因素被數據化和關聯化，并通過規則和邏輯貫穿在一起。參數化的這種可變和易于調節的特點，使設計變得更加方便和靈活，設計師只需要調節規則邏輯中的參數就能迅速調整方案的呈現效果。參數化設計的運用可以在短時間內生成一系列方案，設計師或用戶可以根據設計要求或審美經驗進行方案選擇，這在一定程度上帶來更為豐富、多變的體驗，促進基于互聯網的個性定制的發展和完善，為設計行業帶來新的活力。

2 參數化設計與產品形態設計

數理邏輯又稱“符號邏輯”，是一門用數學方法研究思維的形式結構及其規律的學科。數理邏輯在形態塑造中的運用能夠體現比例與尺度、對稱與均衡、節奏與韻律、統一與變化等形式美法則。從古至今，一些簡單而經典的數理邏輯被廣泛運用到設計當中，最為人們熟知的就是黃金分割比，古代的埃及金字塔、印度泰姬陵到現代蘋果公司的很多產品設計都以黃金分割比為內在邏輯，這些設計無不被人奉為經典。

當代，計算機技術的快速發展與3D打印技術的進步，使復雜數理邏輯的呈現成為可能，參數化設計便是其中之一，其作為一種新的設計方法在現代設計中的探索極為引入注目。尤其在產品形態設計領域，參數化設計使原來不可能實現的復雜結構與形式得以呈現，形態的內在數理邏輯性使產品展現出變化豐富、充滿律動的形式美感，既能豐富產品的視覺呈現效果，又可以滿足用戶的個性化需求。參數化設計正逐漸應用于產品形態設計中，并呈現出一個新的發展潮流“。

3 參數化設計在產品形態設計中的應用路徑

參數化設計在產品形態設計中的應用主要表現為邏輯構成形態、結構構成形態和肌理構成形態三個方面。

3.1 邏輯構成形態

邏輯構成形態是指以符合或接近數理邏輯關系的規則塑造的形體，著重強調形態的邏輯性。參數化的產品邏輯構成形態設計的基本流程如下：（1）確定設計目標；（2）找出對設計目標具有影響的各類因素，將這些因素轉化為有效的參量，通過研究和邏輯推理，確定參數之間的基本關系；（3）運用某種規則系統（即算法）構筑參數關系，逐步實施算法生成產品的設計原型；（4）通過對算法中關鍵變量的調整，生成海量方案，這一環節如果達不到理想效果，則返回去進一步修改算法，進行新一輪的實施和迭代，從而得到另一類可能性，在算法的反復實施和迭代中生成理想的設計結果；（5）設計師或用戶在生成的一系列方案中進行方案挑選。整個流程可以概括為：設計目標――參量設定――算法構建――參數調整――評價――確定。

例如由美國設計師Matthias Pliessnig為私人客戶所設計的阿瑪達長凳（圖1），是參數化的產品邏輯構成形態設計的一個典型案例。其設計目標是一個貫穿空間的寬大流動的長凳，設計師首先運用曲線干擾、細分等規則營造一個高低起伏、凹凸有致的流動效果，構造出長凳的設計原型；其次通過對整體尺寸、細分次數等參數數值的調節，生成一系列的形態結果。最后根據自己的經驗、審美或腦海中的預想等進行方案評估和挑選，得到令人滿意的視覺形態。

3.2 結構構成形態

對于參數化的產品結構構成形態設計，一方面可以通過相關參數化軟件對現有產品進行拓撲優化，以達到某種經濟或生態效益；另一方面也可以運用參數化設計方法研究及模擬自然界和傳統人工物中的結構，賦予產品以新的結構形式。

3.2.1 拓撲優化

拓撲優化算法主要用于結構優化。基于設計目標的拓撲優化可以將材料均質的模型優化為材料在空間中的最佳分布模型，也可以從力學角度出發對原有產品模型進行拓撲變形，通過這兩種方式的反復迭代優化，最終產生一種新的結構形態。可以總結為：設計目標――力學分析――變形優化――評價――確定。

例如德國設計師Marco Hemmerling和Ulrich Nether設計的這款衍生椅（圖2），即是參數化的產品結構拓撲優化的典型案例。其設計目標是在原材料減少的同時保證座椅的穩定性及舒適度。設計師在設計構建時主要采用有限元建模軟件，對座椅的結構性能、材料特性、人機工程學數據以及生產加工工藝等參數進行綜合分析，并通過反復迭代，生成一個最優化的方案模型，最終呈現的是經過計算機邏輯運算之后的結構，亦是座椅的最終形態。衍生椅設計通過參數化軟件的運用，在功能優化的基礎上，實現了產品的形態創新和制造的經濟性。

3.2.2 結構模擬

大自然中的諸多結構不僅具有科學的力學法則，并且擁有和諧的美感，前人通過學習、模仿和研究自然界中的生物結構，創造了很多優秀的人工結構，流傳至今。參數化的產品結構構成形態設計的另一種方式就是研究自然界和傳統人工物中的結構，將影響產品及結構構件的要素轉化為多個參數，設定模擬算法，并進行優化與創新，在反復迭代中生成最終的結構形態。即：設計目標――研究現有結構――模擬優化――評價―確定。

例如荷蘭Studio Drift工作室設計的可以動態變化的吊燈――TheShylights（羞羞燈）（圖3），便是通過對自然界中優秀結構的模擬，所實現的產品創新。綻放是花最美的瞬間，然而到了夜間，美麗的花朵便害羞般的閉合起來，The Shylights（羞羞燈）正是模擬花瓣盛開和閉合這兩個動作，即垂下綻放時燈具打開，向上收縮時燈具關閉。其設計的關鍵是利用參數化軟件模擬花的開合，為燈具制作了可伸縮并極其精密的機械骨架，以此生動地呈現花朵綻放時所展現出的自然生命力。

3.3 肌理構成形態

肌理是物體表面組織結構的表現形式，是產品形態的重要組成部分。參數化的產品肌理構成形態設計的基本流程如下：（1）確定設計目標；（2）找出影響特定產品肌理設計的各種因素，將其轉化為參（變）量，并基于對這些參（變）量的分析確定具體的設計元素；（3）設定該元素自身的變化及組合邏輯（算法），通過算法的逐步實施構造出設計原型；（4）確定變量，調節變量數值，推敲方案；（5）通過對參數的綜合調節進一步優化方案，并在比較的基礎上挑選最終效果。該流程可以概括為：設計目標――確定設計元素――基于元素的變化及組合邏輯（算法）構建――變量數值調節――評價――確定。

例如由馬薩諸塞州的Nervous System實驗室設計的Hyphae Lamps（圖4），是參數化的產品肌理構成形態設計的一個典型案例。HyphaeLamps是系列化的有機臺燈設計，以自然界中的生物生長規律為元素，設定生長算法，從最初的種子和一個基面，通過節點的不斷分支與合并，生長為一個有機的鏤空網絡。同時，算法可以隨著參數數值的調整而發生改變，每個燈都是基于這些類似算法而單獨種植的，因此，這一系列有機臺燈中的每一個都是獨一無二的，其自然化的肌理可以通過LED燈向墻上或天花板上投射獨特的圖案，創造一種空靈和有機的氛圍。

4 結論

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【關鍵詞】結構設計；頂層參數；參數化設計；表達式鏈接

Product Electrical System Design Automation

【Abstract】According to the different types of topological structure similar case,by different stylist design,dynamic,and old duplicated error probability and could cut a repeated the same mistake.And after cutting sometimes parts processing,appear unable to assembly needs to repair to use,the serious influence product development cycles,thus the enterprise competitive power decrease.Through 1/2ATR and 3/4ATR size of box/structural parameter technology research,built chassis parametric design system,and experience,with test satisfactory results have been obtained.Make this kind of product design,built good and trees become public resources system reusable,make a design and production efficiency is greatly increased.

【Key words】Struture design;The level parameter;Parametric design;Expression links

0.概述

計算機輔助設計（CAD）技術是現代設計的必備工具，在國內外企業中得到了越來越多的應用。然而，雖然現有的CAD技術應用已經在很大程度上改變了傳統的設計理念，但大多數企業并未實現真正意義上的參數化設計。只有真正意義的參數化設計，才能使得產品設計周期大大縮短，設計成本大幅度降低。參數化設計技術作為一項先進的技術必將得到越來越多的應用。

對于具有相似拓撲結構的光機結構產品，只是為適應市場需求，尺寸和布局發生了變化，如箱體類、軸系類等等零件及裝配都可以進行結構的參數化設計。針對不同的設計需求，依靠該結構的全局設計參數，快速自動完成整個結構部件設計。本文可用大型三維結構設計軟件-UG5.0軟件中CAD部分的Modeling、Assembly和Drafting模塊進行標準密封機箱的參數化設計研究。

UG是一套功能強大的三維CAD/CAM/CAE軟件系統，其內容涵蓋了產品從概念設計、工業造型設計、三維模型設計、分析計算、動態模擬與仿真、工程圖輸出，到生產加工成產品的全過程。其應用范圍涉及機械、航空航天、汽車、造船、通用機械、醫療器械和電子等諸多領域。

本文對標準密封機箱的參數化設計及應用情況進行論述[1]~[12]。

1.參數化模型的建立

機箱參數化模型的建立主要包括以下內容：零件及裝配模型的設計及機箱參數化模型的測試。

1.1設計工作主要內容

參數化模型的設計工作，需對建立的模型進行反復的測試與反復修改模型及表達式，主要設計內容包括以下方面。

頂層表達式的建立

首先需要確定機箱的頂層設計參數，因頂層設計參數是全局設計變量，參數化模型就是用全局設計變量來驅動模型的變化。機箱的設計輸入即為全局設計變量。

圖一 頂層表達式的建立

對于機箱來說，設計輸入為機箱的外形尺寸，每塊電路板的厚度，每塊電路板上冷板厚度，電路板間距，機上安裝孔間距等等，這些設計輸入都是作為頂層參數來建立頂層表達式。建立的頂層參數的表達式如圖一所示。

機箱參數化建模方式

機箱采用自上而下和自下而上相結合的方式進行建模。自上而下建立模型，即先建裝配，再在裝配中建立零件模型；自下而上建模，即零件模型建好后，再裝配在一起。根據機箱的總體外形尺寸，在裝配粗略建立機箱的前面板、側板、上蓋板、下蓋板等零件的外形尺寸，然后再分別對零件進行詳細設計。

1/2ATR和3/4ATR兩種尺寸機箱裝配參數化模型建立

根據GJB 441-1988電子設備機箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸等標準來分別建立兩種尺寸機箱。

1/2ATR機箱的外形尺寸為：寬和高分別為：194mm和124mm，長度根據實際情況來定。外形尺寸如圖二所示：

圖二 1/2ATR機箱外形結構尺寸

3/4ATR機箱的外形尺寸為：寬和高分別為190.5mm和194mm，長度根據實際情況來定。外形尺寸如圖三所示：

圖三 3/4ATR機箱結構外形尺寸

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工藝裝備（工裝）是機械工業的重要組成部分，是機械產品性能、精度、質量、壽命、生產效率以及控制生產成本的基礎保證。結構越是緊湊、精度越高的機械裝置，其制造過程對工裝的依賴程度便越高。以沈陽機床（集團）有限責任公司（以下簡稱“沈陽機床”）研制的機械式雙軸轉臺pct40為例，該產品有35種零件，裝配工裝就有21種之多，其中一些工裝結構相同或類似，但零件尺寸不同。按照我們以往的設計流程，在三維建模和繪制工程圖時，設計員需要進行較多的重復工作，影響了設計效率。結構相同或類似零件的三維模型和工程圖等技術文件也影響到技術文件的管理。本文以偏心法蘭調整工具為例介紹了利用Pro/ENGINEER的“族表”工具和“重復區域”功能，對一類結構相同的工裝進行參數化設計，有效地減少了設計員的重復工作和技術文件數量。

二、關于參數化設計

參數化設計是指零件或部件的形狀比較定型，用一組參數約束該幾何圖形的一組結構尺寸序列，參數與設計對象的控制尺寸有顯式對應，當賦予不同的參數序列值時，就可驅動達到新的目標幾何圖形，其設計結果是包含設計信息的模型。參數化為產品模型的可變性、可重用性及并行設計等提供了手段，使用戶可以利用以前的模型方便地重建模型，并可以在遵循原設計意圖的情況下方便地改動模型，生成系列產品，大大提高了生產效率。參數化概念的引入代表了設計思想上的一次變革，即從避免改動設計到鼓勵使用參數化修改設計。

Pro/ENGINEER提供了多種二次開發工具，如族表工具、用戶定義特征（UDF）、Pro/Program、J-link以及Pro/TOOLKIT等。通過族表可以方便地管理具有相同或相近結構的零件，特別適用于標準零件的管理。族表工具是通過建立一個通用零件作為父零件，然后在其基礎上對各參數加以控制生成派生零件。整個族表是通過電子表格來實現的，因此可以稱其為表格驅動。

三、偏心法蘭調整工具設計

偏心法蘭內外圈的中心線是不重合的，如圖1所示，法蘭內外圓中心線距離為S。當法蘭以外圓中心線為軸轉動時，內圓中心線就以外圓中心線為軸，以S為半徑轉動，從而實現法蘭內圈在垂直方向上的位置移動，移動的最大距離為2S。弧面分度凸輪機構就應用偏心法蘭來調整凸輪軸與分度盤中心距，避免出現二者配合過緊或過松的現象。裝配時，偏心法蘭的外圓與箱體上的孔配合，保證了其軸線沒有徑向移動，凸輪軸通過軸承與偏心法蘭內圈結合，根據實際情況轉動偏心法蘭，使其內圓中心線在垂直方向上產生位移，達到通過改變機構的中心距使弧面凸輪與分度盤獲得優良配合的目的。根據裝配需要，設計出偏心法蘭的調整工具，調整工具的二維示意圖如圖2所示。

在調整工具一端任選兩個相對的孔打入圓柱銷，裝配調整時，將圓柱銷插入偏心法蘭端面上的孔Фd0中；調整工具的另一端也是利用端面上的孔與類似卡鉗的工裝連接，該工裝的設計與本文內容無關，故不在此做介紹。

四、調整工具參數化設計

以沈陽機床研制的機械式雙軸轉臺pct40為例，該產品有2種尺寸不同的偏心法蘭需要使用調整工具，另外分別安裝與之配合的2種鎖緊法蘭也需要同樣結構但不同尺寸的調整工具，因此這里需要設計4件調整工具。這種現象在工裝設計中是常見的情況，若是按照傳統設計流程，設計員必須分別進行多次重復的三維建模和繪制工程圖的工作才能完成設計任務。但是利用Pro/ENGINEER的族表功能，對其進行參數化設計，將不再需要重復建模，而只需對一個模型的尺寸參數進行重新設計，便可得到一組不同的調整工具。從而達到減少設計人員的重復勞動，提高工作效率的目的。

1.三維模型參數化設計

以需要設計的任一調整工具作為原始模型建立三維模型，以后再需要設計結構類似的調整工具時，不再重復建模，而是運用族表功能對相關尺寸約束進行參數設計。在創建“族表”之前，我們有必要將模型的相關尺寸名稱按照我們需要的進行修改，如d1、L1和外徑等。然后，便可進行“族表”的創建，先將模型相關尺寸添加到“族項目”中，為了讓設計員快速定位尺寸參數可以插入“注釋行”對每個尺寸的含義做詳細的描述，“族表”便建立完成。當我們需要重新設計一件與其結構相同但尺寸不同的調整工具時，不再需要重新建模，只要在“族表”中插入實例行，對相關尺寸參數進行設計，便可得到另一個模型，如圖3所示。

2.工程圖的繪制

工程圖的繪制方式有兩種，一種是按照繪圖標準繪制一張完整的工程圖并做完整的尺寸標準，將工程圖中的尺寸數值更改為特定代號，然后附上顯示三維模型族表的表格。該表格使用Pro/ENGINEER的“重復區域”功能來制作，通過“更新表”可以使該表格與三維模型的族表同步。此方法繪制的工程圖可以定義為列表式，如圖4所示。

第二種方法可稱為模板式，即建立一個“工程圖模板”。所謂“工程圖模板”是在一張工程圖上設置其“出圖行為”，作為工程制圖的出圖規范，每個視圖的詳細規范通過模板視圖指令對話框設定，如圖5所示。需要出圖時，在指定模板選框中選擇使用模板，然后選取已制定好的工程圖模板，點擊確定便會按照設計員制作的工程圖模板形成工程圖文件，移動各視圖至適當位置并整理尺寸便完成了工程圖的繪制，大大提高了設計員的出圖效率。

這兩種方法各有優劣，使用列表式繪制工程圖時，不同型號的零件需要從列表中選擇對應的尺寸參數，所以不太適用于結構較復雜的零件，但特別適用于標準零件的繪制，如企業的標準工裝、標準工具等這些結構相同，尺寸不同且數量較多的零件。模板式繪制工程圖則適用于另一些結構較為復雜的零件。

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關鍵詞：調壓線圈；參數化設計；二次開發；AutoCAD

中圖分類號：TM411 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）03-0110-02

在大部分中小企業中，由于技術力量薄弱，圖紙的修改難度極大，經常出問題，返工的圖紙時有發生，不僅浪費了大量的物力、人力和財力，更浪費了很多寶貴的競爭機會，能開發一套實用的繪圖軟件，將大大減少技術人員的勞動量，且出錯的概率減小到了最低，對企業來說是一件低投資高回報的事情。本文介紹的是給某變壓器廠制作軟件時高壓線圈圖紙的開發過程。

1 總體規劃

根據圖紙將各部分開完成，分為高壓線圈視圖、中壓線圈視圖、線圈端面視圖、壓裝高度示意圖、HTV角環放置示意圖、MTV角環放置示意圖、MTV匝數簡圖、HTV出頭示意圖、參數特性表、技術要求、標題欄和明細欄這幾個部分。

主函數中完成函數調用，塊插入，書寫技術要求，標題欄和明細欄填寫。

2 高壓線圈主視圖繪制

基點確定了視圖的位置，其它點坐標都根據基點坐標計算得到，基點選擇在圖1所示的點，該點是線圈相線起始位置，相線標注、撐條繪制、匝線繪制等都與該點直接相關，所以選擇該點作為基點。

基點確定后，根據編程習慣，在使用到該點的地方定義點坐標。開始時，定義了圖2所示坐標。

2.1 設計思路

設計時，重復性部分、有規律變化部分設計為獨立模塊，用函數來處理，其余部分在該函數中完成。經過已有圖紙的分析，函數部分為撐條繪制、匝線繪制、相線序號標注、油道排列標注、墊塊厚度標注、匝線數目標注，其余部分直接在該函數中完成。

2.2 詳細繪圖

首先進行不規則的圖線繪制，如第一條直線（PT1 PT2）直線，其余直線按順序進行繪制。

2.3 撐條繪制函數

算法設計：根據所給撐條數，繪制等長直線，算法簡單，用repeat循環實現，循環次數為撐條數加1，圖中多畫一根撐條，循環體中只繪制直線即可，步長值為撐條間距*自增變量。下面是函數功能說明和完整的函數清單。

； 程序功能：繪制撐條

； 參數說明：pt_ct 撐條基點坐標（中心撐條與線圈最上沿交點）

； ct_num 撐條數

； ct_jj 撐條間距

； ct_len 撐條高度

； 使用方法：帶參調用

（defun 6DB602_4draw_ct（pt_ct ct_num ct_jj ct_len / col_width pt_base ）

（setq col_width 0 pt_base （polar （polar pt_ct （/ pi 2） 5） pi （* ct_jj （/ ct_num 2））） ）

（repeat （+ ct_num 1）

（command "clayer" "細實線層" "line"

（polar pt_base 0 （* ct_jj col_width））

（polar （polar pt_base 0 （* ct_jj col_width））

（/ pi -2） ct_len） ""）

（setq col_width （1+ col_width）） ） ）

函數執行后結果如圖3所示。

2.4 匝線繪制

算法設計：匝線要傾斜，中間斷開，繪制時使用repeat函數，次數為匝線數目，循環體中繪制兩條直線，注意直線的右邊縱坐標小于左邊。

函數如下：

（defun 6DB602_4draw_zx（pt_zx ct_num ct_jj zx_num zx_jj / l_height zx_len）

（setq l_height 0 zx_len （* （/ ct_num 2） ct_jj））

（repeat zx_num （command "clayer" "細實線層" "line" （polar pt_zx （/ pi -2） （* zx_jj l_height））

（polar （polar （polar pt_zx （/ pi -2） （* zx_jj l_height）） （/ pi -2） 1） 0 （+ zx_len 3）） ""）

（command "clayer" "細實線層" "line" （polar （polar （polar pt_zx （/ pi -2） （* zx_jj l_height）） （/ pi -2） 1） 0 （+ zx_len ct_jj））

（polar （polar （polar （polar （polar pt_zx （/ pi -2） （* zx_jj l_height）） （/ pi -2） 1） 0 zx_len） （/ pi -2） 1） 0 zx_len） ""）

（setq l_height （1+ l_height））））

2.5 相線序號標注

算法設計：相線標注要求每一相線根據給定的起點序號，逆時針累加，在平面圖中，向右遞增，直到撐條數為最大值時，從1開始遞增，到達撐條數一半時，從左邊開始標注。標注時遇到相等的情況，減少一相的標注，不等時，必須每相進行標注。根據以上要求，設計時，先判斷相線起點是否相同，在進行每一相的標注。

2.6 油道排列標注

算法設計：油道排列標注要求從起點開始，能實現逆時針和順指針旋轉標注，標注數字按下面公式進行計算：（油道數+油道寬度）/撐條數×撐條序號+4.5。

2.7 墊塊厚度序列標注

算法設計：墊塊厚度序列標注要求根據給定墊塊厚度序列字符串進行標注，設計時，先將字符串進行分離，得到對應的值，再將其進行標注。函數注釋及程序清單如下。

2.8 序號標注及其它

線性標注、序號標注及其他繪制均按AUTOCAD習慣完成。

3 中壓線圈主視圖繪制

中壓線圈主視圖，大部分與高壓線圈主視圖一致，點位圖中，基點坐標選擇一致。

設計時，中壓線圈思路與高壓線圈思路一致，不再贅述，現將有區別的部分加以闡述。

墊塊高線繪制時，要求將總高輸入后，將其逐一除以25-35，能除盡時，商就是單個墊塊高度。

4 線圈端面視圖繪制

端面視圖中，相線序號標注用函數實現，相線起點和終點引線用塊插入，其余按AUTOCAD繪圖順序進行繪制。

根據圖形特點，以圓心為基點。基點確定后，進行圓的繪制，直線繪制并進行陣列，陣列的數目由撐條數確定。

環形數字標注時，重點是坐標的計算，起點確定后，根據標注的數目，均分整圓，得到他們之間的夾角，使用polar函數，起點和移動距離相同，只需要改變角度即可。

5 其它部分繪制

HTV角環放置示意圖、MTV角環放置示意圖、MTV匝線簡圖、壓裝高度示意圖使用、特性表使用塊插入的方式進行繪制。圖副、技術要求、標題欄、明細欄調用已有工具函數完成。

6 結 語

經過上述編程，按要求完成了所有功能，為類似零件的二次開發提供了多個有用的函數。

參考文獻：

篇6

Y：先介紹一下當時申請AA的情況吧。

DY：那個時候知道AA是從建筑學導報，1996年有一期很詳細地介紹了AA的教育體系和每個UNIT的研究方向，這樣對AA這個學校就有了個大概的認識，之后也時常關注一些相關的信息，不過那個時候AA的主頁遠沒有現在這么精致，信息量也不大，然后大三學年結束后接觸到一位老師，她自己對AA所進行的教育模式以及內容方向很感興趣，同時也鼓勵學生去接觸這方面的知識，了解國外的不同設計理念和設計方法。

Y：那你認為國內和國外比較起來，哪些比較大的因素導致了各種差別呢?

DY：我覺得最重要的是各種信息量的差別，AA的研究很具有前瞻性，也就是我們常說的很前衛，大部分因為它有自己的信息產生以及消化的系統和平臺，使得獲取信息很有效率，讓內容也很豐富。當然，這個也有學校至今160年歷史的積累和自身形成的風格。

Y：那你能舉個例子說下AA所謂的系統嗎?

DY：比如我們大家都見過“泡沫”，也聽說過“泡沫邏輯”(voronoD，雖然這個理論和邏輯在很早以前就已經被發現并深入的研究過，但都多是基于幾何學上對泡沫幾何形式生成的研究，但有些AA的學生和老師就根據這一幾何形式的產生規律發展出了一種生成物理形式的方法，并對這種形式的生成方法加以控制，進而提出一種建筑形式、空間的可能性。AA學生設計的前衛和創新就是因為從來不遵循舊有的思維和方法，以不同的家度對待、應用以知的知識。

Y：我發現英國很大部分學校仍然還是在打圈，就一直沒跳出原有思維和方法，學生和老師經常看的東西也只是40～50年前的，英國人的頑固與守舊是出了名的，也許是物極必反的原因，所以反而有全世界最前衛和激進的學校和學生，AA的誕生最開始好像就是兩位不滿學院制度教育的學生輟學后建立的一個俱樂部。

DY：國內的建筑學教育模式確實需要更新，記得我在大四時，那位導師帶了我一年，我們做了一個影劇院的設計，這個設計沒有以往要求的標準的二維CAD圖，卻比較側重物理模型和三維的表達。特別是通過手做的模型去感受和分析建筑體量、材料和空間的關系，最后每個設計小組的人都錄制了一段DV記錄片，記錄下了設計、推導的過程，這個DV和最后一個1：200的模型就是我們交付的課程設計作業，這個設計對我有比較深遠的影響，并不是說設計出來的東西有多么的不同，而是因為這個因設計而產生對建筑設計理解的角度不同，讓我意識到從研究材料的形式以及材料形態的組合去發展設計也是未嘗不可的，而且也是一條非常有意思的思路。

Y：或者說形式的存在本來就是有它的理由，最近兩年參觀AA夏季學生作品展上發現有很多物理模型，而且材料也用的比較多。

DY：我想AA的建筑是從形態出發歸結到功能，而普遍的建筑學教學模式是從功能出發，歸結到形式，AA是研究形式的可能性，比如之前說的泡沫，以一個泡沫為基本的元素或者結構，將一個兩個放在一起和幾十上百個放在一起能有什么不同形式的組合和變化?怎么樣通過這樣的不同形式組合來滿足不同的功能?這是一個很有意思的問題，答案可以有無數種，你可以花一輩子的時間在這個上面，順帶提一下，最近曝光率很高的水立方，就是其中的一種答案。可以說大多數學校的做法是將平面、立面和剖面逐步細分，而AA是在思考如何將一個單一的物體依托某種規律或邏輯而生長為一個建筑。

Y：AA的特點也讓我聯想到赫爾佐格，他的作品也挺重視材料、形式和空間給人的感覺，路易康也很重視形式的本質，尊重材料的原有屬性。

DY：我想在方法論上或許有相同之處，以材料本身出發，不過AA更多地借助了電腦的功能，所以從材料形式的復雜性來講，較前人來講更加的多樣化與理性。

Y：在你申請的時候，除了之前學習當中的作品集，有要求你相關的軟件和編程經驗嗎7

DY：學校并不會以你的電腦水平來評價你設計的好壞，我想AA會更加注重你的設計所表達出來的想法，以及你對建筑設計的理解角度是否符合你要申請的unit的要求。

Y：副進入AA的時候有感覺到什么困難嗎?

DY：主要的困難還是在語言，不過不單是聽得懂與否，而更是一種語境的區別，因為文化背景不一樣，就如同學商科的與學畫畫的聊畫廊，大家背景不同，注重點也不同，自然語言中的著重點和用詞就都不相同，很容易就誤解了。這個磨合期大概有3～4個月吧。不過當時在AA的組員英語都還不錯，所以也幫助提高了不少。

Y：能舉例介紹下腳本和數學在AADRL的運用嗎?

DY：其實用數學不太準確，應該說是一種算法邏輯，叫algorithm。舉例來說，我們先在MAYA里面畫出5個點，取任意每兩個點連線，10分鐘的時間，我們也許可以畫出10個聯法，而如果將這5個點增加到5萬個，再去聯線就需要借助電腦腳本編程了，同時那將會生成很多種比較有趣的圖案，簡單地說，電腦腳本編程可以在短時間以大量的數據計算，來檢驗最初的設計概念。

Y：數位建筑在建筑界也是20世紀90年代興起的，因為其涉及面廣而深，所以還處在一個探索的階段，可能性比較多。那么你覺得將數位建筑和其他科學結合起來會有可能嗎7我個人就比較喜歡EMERGENT ARCHlTECTURE在結構生態和建筑的研究。

DY：據我所了解EMERGENT ARCHlTEC―TURE用到的主要是T~SELLATION(鑲嵌)，一種多面體細分算法，用最少的面將一個復雜的形式無縫地銜接起來，舉個簡單的例子，就是將一個蛋殼打碎，然后計算如何將它組合起來，以建筑的角度來講，根據不同的功能，碎的蛋殼可以部分是墻壁，部分是開窗，但都包含在一個大的整體的曲面內。

Y：關于數位建筑，在AADRL以及AA其他部門里面有什么特定的研究方向嗎?

DY：數位建筑可以涉及的東西很多，在DRL的課程研究中，一些人側重于由面生成建筑，一些人研究單位物體的組合變化如何衍生為建筑。另外，AA里面也有很多你剛才所說的EMERGENT ARCHlTECTURE那種方向，結合其他科學領域，我記得有研究粒子系統的，將一個粒子放大為一個小球，試驗小球的群體流動行為，并進而在和基地地形的結合情況下繼續實驗，看小球的群體行為是怎樣表現基地的特征信息的，同時研究不同的小部分小球群體如何衍變、細分為實體的空間以滿足不同的功能需要，我自己曾經研究過彈性這一材料特性對材料形式的影響，以不同彈性強度去測試同一個面，再用同一個彈性數值測試不同的面，結果是有的材料變形接近，有的大不相同，這樣來嘗試出各種不同結果，當然更有意思的是，我可以在MAYA的模型空間中對大量的不同材料進行同時測試：比如，對一條線(線狀的材料樣本)設置不同的彈性強度，彈性強度為10時，會是某種變形，12又是不同的變形，多次嘗試后會首先對彈性強度與材料形式的關系有個感性的認識，然后將上百條線同時設定不同變化數值，就有了一個連續而又變化的整體圖解，這樣就是一個最基本的數位建筑設計模式。

所謂數位建筑設計，就我的理解，它和傳統的建筑設計最大區別就在于它擴展了人的能力，不管是想象能力還是實現能力，傳統的手段和方法根本無法實現數位建筑的復雜性與多邊性。比如我如果個人計算的話，也許只能計算出1到20的彈性強度使材料產生的變化，而計算機能在短短的幾秒內就能計算出上萬根線在1到1000之間的變化，所產生的變形將更豐富、更有意思。

Y：AA的建筑雖然很前衛，但也很注重于實踐，不管在技能在思維培養方面。

DY：AA很注重建筑的實現性，所以很重視實際模型，這點和BARTLETT很不一樣，BARTLETT更注重個人抽象思維能力以及表達方法。

Y：最后，能介紹一下你在ZAHA那里的工作情況嗎?我了解過AA畢業的學生很容易被ZAHA接收，畢竟趣味相投，再加上走數位建筑的學校本來也很少。

篇7

為了有效地縮短設計周期，避免人為大量計算、校對過程中出現錯漏，提高設計準確性及合同應對能力、降低設計不良，因此對公交型扶梯進行參數化設計勢在必行。

關鍵詞：公共交通型扶梯、準確率、效率、參數化設計

1.背景與目的

公交型扶梯主要使用于地鐵、BRT、火車站、輕軌等公共交通場所。隨著市場的不斷擴大，公交型扶梯使用數量不斷提高，業務也不斷地提升。

當前，公交型扶梯合同設計中，都會對扶梯的各變化部件進行一次新的計算、校對、審核等參數確定過程。流程過多地依賴手工計算，重復性操作較多，這樣，不但設計周期長，而且參數計算過程中出錯率也比較高，設計人員工作負擔過大。

而且，目前公交型扶梯變化部件一碼多物的問題，是由設計人員在合同基礎設計書內采用ATO（assemble to order）指引來解決，才能達到下游部門完成生產定制的需要。

EPD（elevator parametric design）參數化設計系統是專門針對電梯行業開發的產品設計系統。可自動生成整個電梯的三維模型、二維工程圖紙、鈑金展開圖、整梯及各部件的物料清單，完成材料、圖號、成本核算等生產所需相關信息的匯總。能快速提高產品及零部件的系列化及標準化程度，降低非標設計比例，提高設計準確率、設計效率，可在最短時間內為后續生產、采購、倉儲提供準確數據。EPD參數化設計系統已在直梯和商用扶梯中投入使用。

公交型扶梯設計中前述的問題要得到解決和改善，需通過對公交型扶梯的EPD參數化設計系統開發，才能達到縮減設計周期，避免繁瑣的計算出現錯漏，在采用EPD參數化設計系統對公交型扶梯開展設計工作后，通過系統功能驅動三維模型變化，達到不同變化部件一物一碼的目的。實現公交型扶梯合同自動生成基礎設計書。

2.分析公共交通型扶梯變化規律

公共交通型（公交型）扶梯的設計高度必須按土建實際尺寸開展，同時需要精確到1mm，采用參數化設計是開展此類提升高度要求的有效設計方案。

EPD參數化設計系統具有良好的人機界面，其參數化設計思想與公交型扶梯參數化設計相契合，并能與PLM系統中龐大的數據庫相關聯，在PLM中原有的部件均可直接引用。公交型扶梯EPD參數化設計系統開發前，按系統要求，需確定公交型扶梯的變化部參數的變化規律，并將這些規律用合理簡化的主要基本參數計算。

目前公共交通型扶梯產品的合同設計是在PLM系統上完成，鑒于提升高度精確化的特殊性，變化的零部件一碼對應多物，不利于下游部門直接生成MBOM。在基礎設計書中，需對出現參數變化的各個零部件進行具體數值化指引，借助制作指引欄、備注欄輔助完成變化零部件的具體值。公交型扶梯合同基礎設計書需作備注指引的主要有桁架、中間導軌、欄桿三大部分。

經過對桁架、導軌、欄桿等各變化部的數據分析，我們可以了解公交型扶梯的變化規律。通過一個具體的提升高度H，將需要作ATO指引的變化部參數關聯在一起，從而實現參數化設計。把計算公式應用到EPD系統中，作為系統的腳本參數及賦值邏輯。

3.公交型扶梯參數化設計系統應用

經過對公交型扶梯三大部分中間變化部參數變化規律及參數數據分析，完成了公交型扶梯采用EPD參數化設計系統進行參數化設計的數據前處理。在公交型扶梯進行產品數據結構化的前提下，EPD系統內進行公交型扶梯腳本邏輯編制，完善參數化模型設計，實現在EPD系統自動生成工號基礎設計書。

公交型扶梯在PLM系統可將其零部件進行數據結構分類，其數據結構由桁架、導軌、桁架小部件及安全裝置、主傳動系統、扶手帶驅動系統、樓層板、欄桿、電氣系統組成。在EPD設計系統中將數據結構進一步細化和分層。

公交型扶梯的結構層就像“金”字塔結構一樣，每層間傳遞著參數的相關信息。此數據結構層為EPD系統中公交型扶梯大架構。在此大架構下，將各部件細分形成產品數據結構，再將細分后的各部件編碼化，使其在EPD系統最后生成的基礎設計書內的各部件按產品數據結構架構有序排列。

通過對公交型扶梯內容的信息數據輸入，數據信息測試完成后，可在EPD系統生成基礎設計書，但此生成的基礎設計書，還不能生成生產所必需的ATO指引，還必須對相關的變化參數部件，即需作ATO指引的部件進行變量賦值。根據公共交通型扶梯變化規律，編制變化部裝配腳本邏輯。

完成公交型扶梯產品數據結構、基本信息錄入、腳本邏輯編制后，運行EPD系統，可在EPD系統中自動生成公交型扶梯基礎設計書，并以EXCEL的格式顯示。

4.擴展

在EPD系統中，完整的腳本邏輯應包含編制變化部裝配腳本邏輯和驅動3D模型腳本邏輯。前者能夠自動生成公交型扶梯的基礎設計書，后者可以驅動各個變化零件參數變化。

在編寫模型腳本邏輯前，需要對各個零部件進行三維模型創建。參照原有的公交型扶梯參數化設計思想，借助Solidworks三維輔助設計工具進行模型的建模，模型經EPD系統腳本控制驅動后，可實現各個變化部子件的參數化設計，得到各個子件的基本信息，實現一物一碼的目標。

完成模型腳本邏輯后，能實現不同高度3D模型，能直觀地了解各部件之間的裝配，減少因二維制圖設計帶來的干涉、錯誤。另外，還能運用ansys對模型進行有限元分析，對扶梯的受力、強度等進行檢驗和校對。另一方面，也可以通過腳本邏輯輸出二維圖紙而非三維模型。這樣，既可以減少設計人員圖紙輸出強度，也減少3D模型設計的時間和難度。并且，不但符合企業發展的業務要求，也可以減少維護人員的負擔。

參考文獻：

[1]《電梯設計系統培訓手冊》 沈陽中新科技開發有限公司。

[2] 陳超祥 葉修梓主編 《SolidWorks零件與裝配體教程》 機械工業出版社；

[3] 濮良貴 紀名剛主編 《機械設計》 高等教育出版社；

篇8

關鍵詞：二次開發；SolidWorks；參數化；摩托車

引言

本文以某摩托車公司的產品開發為應用例子，將參數化設計技術與三維制圖軟件SolidWorks的二次開發技術相結合，開發出適應于摩托車行業的參數化設計系統。通過本系統可以對摩托車的零部件進行參數設計和選擇，來實現產品的個性化、系列化開發。同時也發揮了開發新產品的優勢，節省成本，縮短開發時間，提高開發效率的現實意義。

1.SolidWorks二次開發技術

對于SolidWorks自身來說，為用戶提供了進行二次開發可能性，即SolidWorks 提供了自由、開放的API（ Application Program Interface，應用程序接口）函數，這些API函數是SolidWorks 的OLE（Object Linking and Embedding，對象鏈接或嵌入） 和COM （Component Object Model，組件對象模型）的接口[1]，所有支持OLE和COM的編程語言都可以作為SolidWorks的開發工具，如：Delphi、VBA和Visual Basic、等。本文研究發開的系統采用的是Visual Basic 6.0作為SolidWorks的二次開發工具。

1.1 SolidWorks的個性化菜單的定制

本系統通過Visual Basic 6.0來定制SolidWorks的個性化菜單。菜單插件的制作應該注意的關鍵點：在工程引用中需要勾選：Solidworks Exposed Type Libraries For add-in Use（SolidWorks插件庫）、Sldworks Type-bray（SolidWorks類庫）、SolidWorks Constant Type Library（SolidWorks常數庫）[2]。成功完成制作的個性化菜單如圖1所示。

1.2 尺寸驅動的參數化設計

系統利用Visual Basic 6.0編制而成的界面，通過輸入或者選擇的參數值，給變量值賦，再由算法計算出相關的數值。最后將各個數值通過調用SolidWorks API中的對應的函數，賦值給圖形的對應尺寸，來實現模型快速變形設計。尺寸的修改是通過約定算法和函數Dimension來實現。尺寸修改的關鍵代碼為[3]：Set Dimension = Part.Parameter（“尺寸名稱@草圖/特征名稱”）

Dimension.value = 參數值（或者尺寸算法）

2.實例演示

零部件參數化設計模塊用CG125車型的后平叉為實例，在菜單中的二級菜單中點擊“后平叉參數化設計”即可彈出如圖2所示的參數化設計界面。我們可以根據設計需要來設定各個主動參數，這里的設置也是有約束規則的。設置完成后，即可單擊確認按鈕來實現自動修改3D模型。

3.結論

本文通過SolidWorks的二次開發實現了摩托車零部件的參數化設計，同時也將SolidWork二次開發的關鍵技術做了深入的研究。并通過實例演示，來展示了系統的功能。很好的解決了摩托車產品開發與市場的矛盾。減少了設計繁瑣，提高了設計效率。

參考文獻：

[1]WANG Q H，LI J R，GONG H Q. A CAD-linked virtual assembly envirornment[J].Internstional Journal of Product Research，2006，44（3）：467-486

[2]于洋，賀棟，魏蘇麒.基于SolidWorks二次開發的智能裝配技術研究[J].機械設計與制造，2011，3：60-62

[3]殷國富，尹湘云，胡曉兵.SolidWorks二次開發實例精解?沖模標準件3D圖庫[M].北京：機械工業出版社

作者簡介：

篇9

【關鍵詞】醫用升降椅；優化設計；迭代計算

0 概述

科學技術的飛速發展，產品功能要求的日益增多，壽命期縮短，復雜性增加，更新換代速度變快。此外，由于國際化市場的激烈競爭，用戶對產品功能、質量、價格、供貨期、售后服務等要求越來越高，以信息科學與微電子技術為代表的現代科學技術對制造業的滲透、改造和更新，使傳統的制造技術演變成為一門涵蓋從產品設計、制造、管理、銷售到回收再生的全過程的跨多個學科且高度復雜化、集成化的先進制造技術[1]。現代設計是現代制造的基礎，伴隨著先進制造技術的發展，以計算機和信息技術為主體的產品現代設計方法得到了普遍應用。

1 優化設計

優化設計是從多種方案中選擇最佳方案的設計方法。在眾多的優化設計中，結構優化是其他優化設計的前提和基礎，只有在結構優化的基礎上，才能進一步進行性能的優化，結構優化是在給定約束條件下，按某種目標求出最好的設計方案，通常以計算機為手段，根據設計所追求的性能目標，建立目標函數，在滿足給定的各種約束條件下，尋求最優的設計方案。

2 醫用升降椅優化設計

2.1 升降椅及其結構組成

升降椅是一種新型的椅子，市面上的升降椅使用的升降裝置分為3類――油壓、機械式和氣壓。在低端的升降椅中以氣壓的居多。氣壓式升降椅里有個氣缸，氣缸內的活塞氣動桿上下運動支配椅子升降。

近年來，由于氣壓升降椅的事故頻頻發生，液壓式升降椅的市場占有率在程上升趨勢，液壓升降椅由于升降過程動作平穩等一系列有點，被廣泛應用于美容店、醫療機構等。如圖1所示，本文設計的醫用液壓升降椅主要由座板、靠背、扶手、支架、支架搖臂、升降定位裝置（馬達和活塞桿）和椅腳構成。其特征在于：支架和椅腳之間由支架搖臂進行對應鉸接，支架搖臂以鉸接在椅腳上鉸接軸為圓心上下轉動，當搖動支架搖臂時帶動支架進行升降，實現座板的升降；另外，在支架與椅腳之間還設置了升降定位裝置。

2.2 升降椅的優化設計

使用優化設計軟件SolidWorks/simulation進行優化，優化參數為搖臂長度、搖臂高度和活塞桿伸縮長度，邊界約束條件為最大升降位移和最小升降位移，優化目的是馬達力最小化。

分析優化結果可以看出，迭代3得到的結果最優，即在搖臂長度為0.4m，搖臂寬度為0.3m，活塞桿伸長量為0.6m時，滿足最小、最大升降位移的約束條件下，馬達力達到最小值1393.25N。

3 結論

馬達力隨搖臂長度增加呈正比關系增長，隨搖臂寬度增加呈減小趨勢，在搖臂寬度為0.15-0.27的范圍內降低較快，基本上呈線性趨勢，之后基本趨于穩定（最小值），所以在設計時可以固定搖臂寬度，變量減少一個，可以大大簡化優化設計過程，尤其在分析變量與變量相關性的優化過程中，這樣做尤為重要。另外，馬達力隨活塞桿伸長量的增大而減小，基本上呈線性趨勢。本文的優化設計過程為醫用升降椅設計提供了重要的理論依據。

【參考文獻】

[1]周小東，成思源.基于參數化逆向建模的仿真優化設計[J].組合機床與自動化加工技術，2015，11（12）：13-18.

[2]衛巍，呂志軍，黃東欣.基于遺傳算法的堆垛機結構多目標優化設計[J].華東大學學報，2012，10（12）：513-516.

[3]秦松，侯斌魁.面向模具并行設計的任務分派過程研究[J].機械設計與制造，2015，6（12）：245-247.

[4]馬巧云，洪流.多Agent系統中任務分配問題的分析建模[J].華中科技大學學報：自然科學版，2007，35（12）：54-57.

[5]彭觀明，胡靜，曹延華.基于Cult3D 技術的機電產品虛擬設計[J].煤炭技術，2013，10（12）：22-24.

[6]劉電霆.綠色設計中產品模塊劃分的不確定優化及GA求解[J].桂林理工大學學報，2013，11（12）：743-746.

[7]李斌，趙新樂.煤礦機械的綠色設計與制造技術研究[J].煤炭技術，2013，11（12）：45-46.

[8]謝里陽.機械可靠性理論、方法及模型中若干問題評述[J].機械工程學報，2014，7（12）：27-34.

[9]明志茂，張云安，陶俊勇，等.研制階段系統可靠性增長的Bayesian 評估與預測[J].機械工程學報，2010，46（4）：150-156.

篇10

這種生產模式給設計部門帶來了更大的挑戰。如何在現有定型產品的基礎上，根據客戶需求，完成定制部分的變形設計，做到快速響應？如何對定制部分的變形設計進行管理，保證技術管理的規范化？如何生成包括變形設計的完整定單BOM？設計工具多種多樣，二維、三維設計軟件并存，如何突破工具軟件的限制，更好地適應大規模定制性業務？這些都是大家亟待解決的問題。

目前普遍使用的三維設計軟件都是參數化的，如Pro/ENGINEER、SolidWorks等，三維軟件的參數化是基于零件之間的相互參照而進行變化。本文所述的中集華駿PLM參數化設計系統，是以PLM為平臺，以PLM的產品結構為基礎建立起來的參數化設計系統，與三維軟件的參數化有著本質的區別。該系統以模塊化和參數化為思路，以參數傳遞和參數變化來驅動物料的生成，實現以銷售訂單為驅動，根據訂單參數進行公式計算完成訂單的技術設計，生成完整的訂單BOM。

雖然PDM/PLM有配置管理的功能，但是只能根據配置變量確定各總成是否被選擇以及選擇后的數量，不能進行程序運算。所以，配置管理只適合于客戶定制較少的行業（如轎車等），而專用車行業屬于典型的大規模定制性業務，沒有過配置管理的成功應用。

一、PLM參數化設計系統的原理

PLM參數化設計系統分為參數化零件、參數化總成和參數化模板三個層次。系統各層級之間的關系，如圖1所示。

1.自定義的變量和公式

允許使用者自定義變量和公式是本參數化系統的特點。使用者可以根據產品特點，對不同類別的產品定義不同的變量和公式，以滿足大規模定制性業務極為復雜的數據處理需求。本系統中的變量，包括定單參數、模板變量和總成變量，共三種變量。變量類型可以為整數型、實數型和字符串型等不同的數據類型。本系統中的公式是指由許多行代碼組成的程序段。公式具有算術運算、關系運算、邏輯運算、函數調用和循環控制等功能，可以完成復雜的計算。系統在變量定義和公式定義時，均采用了直觀的表格化的方式，并以總成為單位，分段定義公式，既方便用戶使用，又降低了對用戶程序編制水平的要求，為系統的推廣應用提供了保障。

2.參數化零件

PLM中零件一般都具有代號、名稱和材料等屬性，對于一個零件，這些屬性值都是固定的。而在本參數化系統中，零件除具有固定屬性外，還具有參數化屬性。其中，零件的參數化屬性值是可變的，屬性的值變化后，系統就生成一個原零件的實例，該實例的固定屬性與原零件保持一致。零件有多個參數化屬性，這些屬性值的組合，對應一個唯一的實例。

如圖2所示，系統為零件定義了名稱、工藝路線等固定屬性，還定義了零件的5個參數化屬性，分別為材料種類 C、規格 D、材質 M、下料長 L、下料寬 W和有效質量（有效質量根據以上5個參數化屬性自動計算）。當零件的這5個參數化屬性變化后，就會生成一系列的實例。圖3所示列出了零件SGH-5770001-E的4個實例。

零件的參數化屬性有固定的變量代號，如，下料長對應的變量是 L，L的值是通過其所屬總成的公式計算來確定的（如圖6中的“式.下料長公式”項）。

3.參數化總成

總成一般由子總成和零件構成，在PLM中也顯示為樹狀的產品結構，普通的總成其產品結構是固定的。

在本參數化系統中，定義有一類特殊的總成，即參數化總成。它具有總成變量、零件計算公式和可變的產品結構，能夠由總成變量和總成計算公式驅動導致其產品結構變化和零件屬性值變化，生成總成實例和零件實例。

（1）總成變量用于接收產品模板輸入的值，起著參數化總成與產品模板之間交換數據的功能。零件計算公式包含各零件的材料公式、尺寸公式和數量公式等，它根據總成變量的值對零件的參數化屬性進行運算，計算出該總成的產品結構和零件的參數化屬性值。

（2）參數化總成的實例是由總成變量控制的。這些總成變量取不同的值時，就產生一系列實例。這些總成變量值的組合，對應一個唯一的總成實例。

圖4所示是一個參數化總成（專用車的一個車廂總成），該總成定義了內控長和主廂高等總成變量。圖5列出了這些總成變量的名稱、代號和取值類型等。圖6是總成的計算公式。當總成的內控長、主廂高等總成變量取不同的值時，就會計算生成一系列的實例，圖7是參數化總成的實例。

4.參數化模板

在本參數化系統中，定義有一種參數化的產品模板。它包含所有可選的普通總成和參數化總成，具有訂單參數、模板變量、總成選擇公式和總成計算公式等。

（1）訂單參數用于接收銷售系統傳來的數據。訂單參數不足以支持公式計算時，可以定義模板變量。訂單參數和模板變量都可以參與模板中的公式計算，可以與總成變量相互交換數據。

（2）在參數化模板中，每一個參數化總成都有對應的總成選擇公式和總成計算公式，在這些公式中，訂單參數和模板變量、總成變量都可以使用。總成選擇公式用來決定各參數化總成的數量（若數量的計算結果為0，則不被選擇）。在總成計算公式中，確定該參數化總成的所有總成變量的值。

車型模板的公式定義頁面如圖8所示，在該頁面上可以定義各總成的選擇公式和各總成的計算公式。點擊圖8上方的單元格后，可以在下方的公式編輯區域輸入多行的公式。

二、參數化設計系統的訂單設計過程

在訂單設計時，首先選用“產品模板”將銷售訂單數據傳給訂單參數，然后完善模板變量。點擊計算按紐后，系統開始依次執行總成選擇公式和總成計算公式，計算各總成變量值。參數化總成根據總成變量的值，計算其零件的尺寸和重量，并生成實例。最終完成訂單全部總成和全部零件的計算，確定訂單的產品結構。具體的訂單設計過程如圖9所示 。

三、系統應用示例

該系統已在中集華駿的罐式車、自卸車和半掛車上全面應用，效果十分顯著。圖10所示為粉罐半掛車使用參數化系統的計算點示意圖。

圖11所示是訂單設計頁面，用于讀取訂單參數和確定模板變量的值。上半部分是讀取的訂單參數，它來源于銷售訂單，其值是不可修改的。下半部分是設計時需要確定的模板變量。各模板變量的值確定后即可點擊“計算BOM”，讓系統開始計算。

圖12所示是訂單計算完成后，系統生成的技術規范確認書，用于下發指導生產。

將計算后的訂單導入ERP系統，就是完整的訂單BOM。如圖13所示。