1.2 小車架的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)

    模塊化研究的結(jié)果是將按照產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)將產(chǎn)品分解成一個(gè)個(gè)功能模塊，但是這些功能模塊是靜態(tài)的，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要將這些功能模塊進(jìn)行必要的變異，以產(chǎn)生新的模塊，參數(shù)化技術(shù)就是利用CAD 技術(shù)，將產(chǎn)品的功能模塊進(jìn)行變異，產(chǎn)生新的模塊，從而使功能模塊由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，達(dá)到創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的，對(duì)于小車架而言，參數(shù)化驅(qū)動(dòng)主要分三個(gè)步驟來進(jìn)行：首先是對(duì)各功能模塊進(jìn)行參數(shù)化定義，然后對(duì)其進(jìn)行變參，產(chǎn)生新的功能模塊（功能模塊的參數(shù)化模型）。

    （1）功能模塊的參數(shù)化定義。對(duì)于給定形狀的零件，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變，變化的主要是它的尺寸參數(shù)。因此建立相同結(jié)構(gòu)不同尺寸的參數(shù)化零件，我們只要實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)聯(lián)動(dòng)即可。即使僅僅考慮零件的尺寸參數(shù)，忽略其它的參數(shù)，這類參數(shù)還是數(shù)量大，關(guān)系復(fù)雜，必須根據(jù)區(qū)分出的各個(gè)特征，確定主約束參數(shù)和次約束參數(shù)。然后提取主約束參數(shù)，建立主約束參數(shù)與次約束參數(shù)之間的關(guān)系。主約束參數(shù)確定有兩個(gè)原則。是必須保證參數(shù)化特征的所有次約束參數(shù)都可以直接或間接地和主約束參數(shù)發(fā)生聯(lián)系；二是設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求以及決定設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵參數(shù)應(yīng)該作為主約束參數(shù)。在每個(gè)特征部分將參數(shù)分為三類：①主參數(shù)。決定零件裝配約束或形狀結(jié)構(gòu)的參數(shù)。參數(shù)之間是相互獨(dú)立的，由設(shè)計(jì)者或者應(yīng)用計(jì)算程序確定其值；②次參數(shù)。其值由主參數(shù)決定。主參數(shù)確定以后，根據(jù)參數(shù)關(guān)系表達(dá)式確定次參數(shù)。這類參數(shù)不能人工進(jìn)行改變；③常數(shù)。這類參數(shù)是設(shè)計(jì)中其它關(guān)系表達(dá)式要用到的一些常數(shù)，將它們也作為一種固定參數(shù)表達(dá)式列出。

    現(xiàn)取小車架上的一個(gè)模塊卷筒支承座為例進(jìn)行說明，如圖4所示。首先根據(jù)它的特征，確定主約束參數(shù)，即L，W，H，T1，T2，T3，X1，X2和X3另外根據(jù)各個(gè)零件間的拓?fù)潢P(guān)系，利用參數(shù)關(guān)系表達(dá)式，來確定次參數(shù)。如零件1的長(zhǎng)寬高特征參數(shù)分別為：L，W，T3；零件2的長(zhǎng)寬高特征參數(shù)分別為L(zhǎng)，H-T3，T2；零件3的長(zhǎng)寬高特征參數(shù)分別為：W-X3-T2，T1，H-T3；零件4的長(zhǎng)寬高特征參數(shù)分別為：X3，T1，H-T3；零件3的相對(duì)坐標(biāo)是：X1+T1；零件4的相對(duì)坐標(biāo)：X1+T1+X2+T1。

    圖4 卷筒支承座的參數(shù)劃分簡(jiǎn)圖

    （2）功能模塊的參數(shù)化模型建立。在本系統(tǒng)中，主要采用的是參數(shù)修改法，即在SolidWorks中，利用已有的模型，通過修改模型參數(shù)的方法得到需要的新模型。用此方法建立參數(shù)化模型，必須有模型庫(kù)的支持，模型庫(kù)通常是由用戶事先用手工方式建立，保存在程序指定的目錄下。需要使用時(shí)，從模型庫(kù)中打開模型文件，對(duì)指定的尺寸參數(shù)進(jìn)行修改，重建，就可以獲得滿足需要的模型。

    1.3 小車架的參數(shù)——模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

    本系統(tǒng)是針對(duì)橋式起重機(jī)上的小車架設(shè)計(jì)開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具。從用戶的角度來講，通過簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入和操作，就可以得到符合設(shè)計(jì)要求的一系列零部件三維模型以及工程圖；從邏輯上講，系統(tǒng)包括零件庫(kù)，工程圖庫(kù)，模型驅(qū)動(dòng)軟件幾個(gè)部分，首先通過分析建立小車架各個(gè)模塊的參數(shù)化模型，然后建立模型驅(qū)動(dòng)軟件，當(dāng)用戶輸入簡(jiǎn)單的一切驅(qū)動(dòng)參數(shù)，就可以得到新的符合設(shè)計(jì)要求的零部件模型和工程圖。

    2 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例

    啟動(dòng)SolidWorks(本系統(tǒng)需運(yùn)行在SolidWorks2006版本)，點(diǎn)擊【文件】【打開】選擇相應(yīng)的打開文件類型*.dll進(jìn)行加載。

    點(diǎn)擊【小車架參數(shù)化設(shè)計(jì)】【總體參數(shù)】，啟動(dòng)小車架設(shè)計(jì)界面進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。對(duì)其主要參數(shù)進(jìn)行——設(shè)計(jì)，既而得到新的小車架以及主要特征參數(shù)。

    3 結(jié)束語(yǔ)

    隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，CAD技術(shù)已經(jīng)深入到制造行業(yè)的各個(gè)方面了。模塊化設(shè)計(jì)思想要求設(shè)計(jì)人員采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，快速檢索以往的設(shè)計(jì)信息，在此基礎(chǔ)上經(jīng)少量修改，迅速滿足用戶需求。本文正是將模塊化設(shè)計(jì)和CAD技術(shù)結(jié)合起來，建立產(chǎn)品的模塊庫(kù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化，以此來支持產(chǎn)品的變異設(shè)計(jì)。

    企業(yè)的初步使用說明，小車架參數(shù)——模塊化設(shè)計(jì)方法適合于開發(fā)有很強(qiáng)適應(yīng)性和靈活性的橋式起重機(jī)變型產(chǎn)品，它不僅可以滿足用戶多樣化多層次的需求，而且具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短、成本低的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。