Top-Down设计

第一课Top-down 设计概论

目前常用的两种设计过程是：自底向上（bottom-up）和自顶向下（top-down）。

自底向上的主要思路是先设计好各个零件（可以由不同的人来完成），然后将这些零件拿到一起进行装配，如果在装配过程中发生零件干涉或不符合设计意图时就要对零件进行修改。这样，不断重复这个修改过程，直到设计满意为止。由此可见，如果在设计阶段没有做出很好的规划，没有一个全局考虑，使设计过程重复工作很多，造成时间和人员的浪费，工作效率降低。这种方法不能完全利用三维设计软件的功能完整地进行产品设计。

自顶向下（top-down）是一种先进的产品设计方法，是在产品开发的初期就按照产品的功能要求先定义产品架构并考虑组件与零件、零件与零件之间的约束和定位关系，在完成产品的方案设计和结构设计之后，再进行单个零件的详细设计。这种设计过程最大限度地减少设计阶段不必要的重复工作，有利于提高工作效率。

Pro/ENGINEER软件提供了完整的top-down设计方案，通过定义顶层的设计意图（骨架）并从产品结构的顶层向下传递信息到有效的子装配或零件中。Top-Down设计在组织方式上具有这样几个主要设计理念：确定设计意图；规划、创建产品结构；产品的三维空间规划；通过产品的结构层次共享设计信息；元件之间获取信息。在构建大型装配的概念设计时，Top-Down设计是驾御和控制Pro/ENGINEER 软件相关性设计工具最好的方法。而且在遇到需要进行设计变更的时候，只需改动骨架，子装配、零部件就会随之变化。

Top-down设计基本要素

1. 定义设计意图(layout)

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所有的产品在设计之前要有初步的规划，如设计草图、提出各种想法和建议及设计规范等来实现产品设计的目的和功能。这个规划帮助设计者更好地理解产品并开始系统地设计或进行元件的详细设计。设计者可以利用这些信息开始定义设计结构和独立元件的详细需求并利用Pro/E进行设计。

2. 定义初步的产品结构(定义虚装配)

产品结构由各层次装配和元件清单组成，在定义设计意图时有许多必须的子装配是要预先确定下来的。产品结构在Pro/E中很容易创建，允许创建不含任何零件的子装配或不含任何几何的零件。已经存在的子装配或零件也可以添加到产品结构中而实际上无须马上完成装配。预先定义产品结构可帮助组织规划装配设计，同时便于管理和分配任务到项目组成员。

3. 骨架模型(skeletons)

骨架模型作为产品装配的三维空间规划，可以被用来描述元件的空间需求、重要的安装位置或运动。它们也可用来在子系统之间共享设计信息，并作为在这些子系统之间一种参考控制手段。骨架模型提供多种服务，例如定义装配的形式、策划等功能。主要有顶层装配或子装配层级的三维空间规划或空间策划、元件和元件之间的空间策划、运动描述等。

4.通过装配结构传递设计意图

顶层的设计信息例如重要的安装位置和空间位置需求等，可放在顶层装配的骨架模型中。这个信息可以被分发到所需要的相应的子装配的骨架模型中。这样，每个子装配的骨架模型中就只包含和该子装配相关的设计信息了。这个子装配的设计师就可以安心地进行自己的设计，因为他拥有顶层设计的局部权限（主管设计师通过骨架模型传递设计信息并授予相应的权限）。这种设计信息的沟通意味着不同的设计师可以在他们自己的子装配中进行独立的设计工作，同时参考着相同的顶层设计信息。当顶层设计意图发生变更时，同时会影响到所有相关的子装配，并把更改后的结果传递到子骨架中，再传递到零件。这样协同工作的结果是使设计并行地发展。在不同的产品结构层次中使用保存设计意

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图的工具是骨架模型。拷贝几何特征（Copy Geometry feature）功能允许你通过骨架模型沟通和传播设计意图。

5. 展开后续设计

现在已经明确了设计意图并定义了包括骨架模型在内的产品基本结构和清晰的产品框架。下一步将围绕设计意图和基本框架展开零件和子装配的详细设计。

6. 管理零件的相互参考

用Pro/E软件设计的好处之一是利用它的相关性，具备设计意图修改后目标零件作相应的自动更新的能力。这需要通过外部参考关系、零件间的相互依赖性或参考控制来实现。尽管创建外部参数功能是Pro/E软件最强有力的武器，但对于大型设计仍是非常复杂的工作。因此，可以通过软件提供的外部参数管理工具来调查或管理这些参考。

第二课layout

布局

layout是产品的大概草绘，是表现产品、提出想法的2D图，大概表明一些主要的参数。

优点：

1.对产品进行设计说明：对于创新设计，该说明的帮助较大，能帮助设计者更好地理解产品并开始系统地设计或进行元件的详细设计。

2.使用layout便于设计更改：改变layout的参数就可以做设计变更，装配、零件随layout参数改变而相应变化。

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Layout一般有以下几点：

<1>草绘视图；

<2>标注主要尺寸、参数，注明零件间的关系；

<3>诠释；

<4>设置全局基准，这样可实现自动装配；

<5>2D；

<6>设置参数组。

Layout与零件是单向相关，只能是layout的更改反映到零件。

命令：

新建layout加图框

layout的后缀名为： .lay

画layout有三种方法：

1．直接用pro/E草绘

2．输入.dxf文件命令为：inset data form……

3．通过drawing overlay

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第三课Assembly strudture

定义装配结构

可以在总装图构建多个子装配或零件，然后分工到个人，进行并行设计。

1.创建方法：

新建组件图元件创建选择（骨架、子组件、零件）调用模板确定

2.在总装图下，可以通过以下方式创建子装配的零件：

修改修改子装配(点选模型树上的子装配) 元件创建选择（骨架、子组件、零件）调用模板确定

也可以通过pro/E定义BOM表，建造虚拟装配环境。

创建虚装配的命令：

元件高级工具包含（选元件）

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第四课Skeletons

骨架

所谓骨架：就是用点、线、面来表示产品的设计信息或装配信息。

用途：1、将装配空间大小、位置用曲面定义出来；

2、定义零件之间的配合

在并行设计时，一个零件的定位和定形是事先必须规划好的，骨架事实上就是起到这个定形和定位的作用。结构设计之前就把这些重要的尺寸定下来，就会避免很多外观和装配问题，这对并行设计非常重要。

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驱动关系：Layout 驱动Skeleton 驱动零件

骨架到零件的信息传递只能是单向的，只能是零件使用骨架的设计信息，而不可以是骨架使用零件的设计信息。

骨架使用的特殊之处：

1、缺省颜色为蓝色；

2、骨架可以不显示在BOM表中。

骨架的配置项：Ulities----->options------>shade_surface_feature 选择YES

Ulities----->options------>spin_with_part_entities 选择YES

在总装图修改骨架的时候要注意，要使用骨架自己的Datum面。

第五课Communicating Design Information

传递设计信息

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怎样使信息从Layout中传出来呢？方法有两种：

1.用Declare(声明)和Declare lay

declare--->declare lay--->

2.Publish Geometry Features(出版几何)设置组

Create--->date sharpeng--->publish info 即可

出版几何可以把特征编成组，复制几何可整组copy过去

在选择控制参考的时候，可运用层来关闭一些不需要的特征，以便选取。

在pro/E里，采用外部复制几何拷贝更易特征生成。

而使用骨架进行设计通常使用以下三种方式进行设计信息传递：

Publish geometry(出版几何) ；Copy geometry(复制几何) 和Ext copy geometry（外部复制几何）

使用复制几何有4点优点：

1.复制信息已分组，作为一个特征处理；

2.独立性控制方便，随时可以独立，随时可以关联；（dependency选“独立”则独立，选“依赖”则关联。）

3.界面更清晰，只需有该用到的几何信息；

4.可以控制不必要的层。

外部几何复制比复制几何更好，PTC公司推荐我们使用“外部复制几何”。

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第六课Populating Assemblies 快速装配

在这课中，你可以学到几种有效的零件装配方式，包括复制、阵列、重复装配。除此之外，还能学到怎样利用布局去自动装配元件，以及怎样运用概念块来描绘组件。

Repetitive component placement 重复布置组件

在大多数装配中，一些元件往往重复出现。一般一个零件只装配一次，Pro/E中允许你利用诸如：阵列、复制和重复等工具来重复完成其余几次装配，这在有时候是可能，甚至很多时候是必要的。

Patterning Components 阵列组件

比如有些特征你可以在装配中利用空间关系来驱动阵列或是参考现有的阵列来阵列组件。如果一个零件有阵列的特征并且你需要通过这个阵列来创建其它的特征，这时一般使用参考阵列命令，可以快速的装配其它的相同特征的组件。

在利用空间关系阵列元件时，必须首先使用贴合距离、对齐等关系或者别的能提供尺寸来形成阵列的方法来装配。使用空间关系阵列时，要利用参数来定义阵列数量以及每次方向上的距离。对于另外一些阵列，你可以使用族表来形成许多允许的无规则布置的组件阵列。

Copying Components 复制组件

为了快速的装配相同元件，你也可以使用复制选项。在复制中，你可以完成元件在坐标系中平移和旋转。你能够指定元件在坐标系三个轴方向的平移和旋转。Pro/e也会提示你指定在每个方向上创建的复制对象的数量。

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复制和阵列的区别在于复制不需要原始的空间参照就能完成组件复制，而且每个复制的组件也不依耐于最初的零件布置信息，也不必在每个方向上对现有的组件进行参数定义。

Repeating Components 重复组件

重复组件这种方法比较类似于使用新的参考复制特征。当你选择组件进行重复操作时，你必须指定组件需要哪些参照来进行约束。

重复是一个非常实用的工具。比如，如果想要把螺钉装配到在一个面上的一系列的孔里面，系统只会要求进行对齐约束，而贴合约束系统则默认为常数。这时我们只要选择需要装配的新的孔轴进行对齐，系统就能自动完成装配。如果想要重复装配的孔不在同一平面内，除了进行对齐约束还需要定义贴合约束。较之上述两种装配方法，在已知参照的情况下，重复装配命令更方便、快捷。在实际设计中遇到有相同组件装配特征，一般也是采用重复装配的方法。

小技巧：在装配过程中，按着ctrl+alt键，可以用鼠标中键旋转零件，鼠标右键移动零件。

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第七课Creating Models from Reference Geometry

从几何参照中建模

在装配模式中创建零件

在装配模式中创建独立零件是非常有益的，因为它允许你从别的元件和所有装配中显现的合适的元件中捕获设计意图。在装配模式中进行零件设计时，还应该意识到可以通过外部参考创建以及怎样去避免不必要的父子关系。这里需要注意的是当你指定草绘平面、参照平面或深度时，若你从另外的模型选择了一个参考，系统就建立了一个外部参考。

创建外部参考

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当你在装配中创建一个模型或在草绘模式中草绘新的零件时你可以创建外部特征。在草绘模型中创建外部参照是一种主要的方式，因为大多数的特征需要草绘。可以用下面几种在装配中建立模型：利用Intersect创建零件，零件因为要参考装配模型来定位，所以跟装配有依存关系；

利用Create First Feature创建零件，这时零件也会依赖于装配，因为在创建第一特征时必须以装配图中别的元件为参照（例如草绘平面、定义尺寸的参照）；

利用Mirror创建零件或子装配，选择一个装配面作为镜像参考，新建立的组件会依赖于装配体。

在草绘模型中，执行以下操作以及使用外部模型参考时，系统会建立外部参考：

建立定位尺寸

对齐

草绘同心的圆和圆弧

使用Use Edge和Offset Edge

第八课managing external references

外部参考管理

在这一模块里，你可以学到定义模型的外部参考，并在有需要时删除它们的依存关系。

依存关系

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外部参考的关系存在于两个PRO/E对象之间，如零件或装配之间。在这里面，其中的一个对象所需要的信息是依存于已存在的零件当中。在修复零件时，系统依据外部对象的信息对零件进行再生成。使用外部参考有很多的好处，因为系统会自动把与零件有关的对象关联起来，也产生相应的改变。但是，在很多的情况下依存的对象都会要求参照对象在内存里再生成。如果这不能实现，再生成就会失败。

你能利用下列方法创建外部参考（在零件层次上让装配特征可视化）：

·合并参照

·在装配中拷贝几何

·往高一层装配中的零件装配模型

·在装配中创建零件层次时参考其它模型

当你创建一个模型时，你要考虑以后会否在其他装配中使用它。如果是，你就要在装配中建立互相独立的关系。例如，再汽车的装配中，你把座位的装配建立了依存关系，这时整辆汽车都调入到内存当中，这是为了让你能够改变座位的依存特征。

参照的控制

但你操作装配时，你一定要尽量控制外部参考的生成。为了成功地做到这一点，你一定要了解创建参考的过程以及何时使用它最合适。使用PRO/E的参考控制工具，你可以在模型创建时选择零件的参考范围，以及系统应怎样管理参考的生成过程。

参照范围的设定

通过设定范围，你防止设计者能够在操作装配时创建不必要的外部参考。参考控制工具允许你限制的范围是无、子装配、骨架或者全局。

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（1）无

如果你设定的参考控制范围是无，系统将禁止设计者在创建模型时生成任何的外部参考。以下的任何一项建模操作都会被认为超出了范围：

·当装配中的一个零件被激活去创建特征时而去参照别的模型创建参考

·在激活的子装配中安装零件

·在激活的的装配中参考模型的装配特征

当你设定范围是无时，系统创建的模型将独立于装配。

（2）子装配

如果你设定的参考控制范围是子装配，系统会允许你在从属于子装配的零件中创建外部参考。当你需要把整个子装配用在别的装配当中时就要使用这个设定，但是在子装配中的零件就不能用在装配的外部。

（3）骨架

如果你设定的参考控制范围是骨架，系统只能允许在高层装配的正式骨架图中创建外部参考。它不允许参照其他零件、装配和低层骨架。当你想筛选零件间的外部参考关系和确定所有骨架几何的参照中心时，你就使用该设定。

（4）全局

如果你设定参考控制为全局（PRO/E的默认设置），系统会允许你在装配中的任何对象和位置创建外部参考。

2、参考控制的手工设定

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如果设计者所要创建的外部参考违背所设定的范围，参考控制的手工设定将能定义这一结果。通过以下的任何一种方法，你能控制越权的产生。

·禁止超越范围的参考生成

这一设定将完全禁止任何外部参考。如果设计者尝试创建一个参考的话，系统会信息提示选择无效。

·拷贝超出范围的参考

当设计者打算创建一个外部参考时，系统会提出警告并提示给予确认。如果设计者创建外部参考，系统会使用拷贝几何的功能，创建一个隐藏或本地备份的参考几何。

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