PTC自顶向下(Top-Down)设计教程
自顶向下设计
自顶向下(Top-down)设计方法目前,很多人在利用三维软件进行机械产品设计时,首先设计好各个零部件,然后在组件模式下将这些零部件通过匹配、对齐、插入、相切等约束进行装配。
如果在装配过程中发现干涉现象或者某些零部件根本安装不上去等等,这时需要对零部件进行重新设计与装配,而在装配过程中存在很多父子关系,当修改完某些零件后,会发现以这些零件的点、线、面为基准的其它零件装配不上去,缺失装配基准,这样会造成蝴蝶效应,更严重的是有时候还必须从头开始进行装配,大大延长了设计周期,降低了设计效率。
这是一种传统的自底向上的设计方法,由于事先没有一个很好的规划,没有一个全局的考虑,修改起来特别麻烦,重复工作量大,造成人力和时间的浪费,这对产品快速推出市场有很大的影响。
为了缩短设计周期,提高设计效率,吸音板自动生产线布料机的设计采用了与之相反的一种设计方法即自顶向下的设计方法。
产品的设计尤其是新产品的开发设计是一个复杂的过程,是将产品市场需求映像成产品功能要求、并将产品功能要求映像成几何结构的过程。
要实现该过程,首先要分析产品的功能要求,先设计出初步方案及装配结构草图,得到产品的功能概念模型,再对功能概念模型进行分析,设计计算,确定每个设计参数,将概念模型映像成装配体模型,通过装配体模型传递设计信息,然后各设计小组在此装配体模型的统一控制下,并行地完成各子装配体及零部件的详细设计,最后对设计产品分析,返回修改不满意之处,直至得到满足功能要求的产品。
即要经过概念设计、功能结构设计、产品详细设计及产品分析等阶段,是一自顶向下的设计过程[8],如图3.1所示。
图3.1 自顶向下设计流程Fig.3.1 Top-down design process从图3.1可以看出自顶向下设计方法强调在设计中首先从整体和全局入手,通过装配体模型自顶向下地传递总体设计信息,然后在统一模型的约束下对各个部分进行详细设计。
在整个过程中,可随时对设计进行修改。
PTC CREO Top-Down空调产品设计
空调市场上流行的风冷冷热水模块机组主要有以下几种
H型
产品特点:换热器竖直放置,距离底部一定高度,外框方型,因整体像 H 而命名
V型 产品特点:换热器倾斜放置,距离底部一定高度,外框方型,因换热器像 V 而命名
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PTC CREO 空调产品 TOP-DOWN 设计 G型
编著 孔春光
版权所有,违者必究
产品特点:换热器竖直放置,距离底部一定高度,外框方型,因换热器像 G 而命名
1.1.3.2 Top-Down 设计流程以及特点
Top-Down 设计是目前比较流行的高级设计方法,其设计流程如下图所示。
2
PTC CREO 空调产品 TOP-DOWN 设计
编著 孔春光
版权所有,违者必究
Top-Down 设计流程
特点:
(1) (2)
(3)
布局修改后,设计变更能自动传递到相关零部件,保证设计一致性。 对工程师要求较高,前期布局的合理性,全局的把握等等,都要求设计者不但熟悉软 件操作,还要熟悉产品的结构。 变更简单,只需要修改布局,相关修改即可自动更新,可以大大节约修改时间。由于 修改需要重新计算,因此对硬件要求较高。此外,还要求对整个数据要有良好的设计 平台管理。
1.2 TOP-DOWN 设计步骤
TOP-DOWN 设计步骤
六步法
1) 定义设计意图 defining design intent 2) 定义初步产品结构 defining preliminary product structure 3) 建立骨架模型 introducing skeleton models 4) 关联组件结构 communicating design intent throughout the assembly structure 5) 细化组件设计 continued population of the assembly 6) 管理零件相互性 managing part interdependencies
TOP_DOWN设计方法
自顶向下设计
自顶向下设计功能提供:
• 产品结构定义和操作的工具 • 在子系统级和装配级捕捉设计意图的工 具。 • 管理设计标准的交流和设计意图的完整 性的工具。 • 管理零部件间相互依赖性,增强工程数 据再利用能力的工具。 .
为什么要使用自顶向下设计?
设计意图的管理和组织
完全控制和分发设计意图 更好地组织和操作 阻止不正确的参考建立 更容易更精确地测试设计变型 确保公用设计和信息的一致性 设计变更的快速传播 变更发生要求更少的时间,资金和资源 验证运动范围,检查运动干涉
自顶向下设计的6个阶段
概念设计工程 (定义设计标准)
定义主产品结构
捕作设计意图 (骨架模型) 管理相互依赖 相关性交流设计意图 装配的扩展、充实
概念设计工程
Output of Existing 3rd Party Apps
Product Structure
Engineering Experience Existing Graphical Images Design Requirements and Constraints
27ZB1-00001_skel.prt
28ZB1-00020.asm
28ZB1-00020_skel.prt
29ZB1-00001.asm
29ZB1-00001_skel.prt
29ZB1-00002.asm
29ZB1-00002_skel.prt
30ZB1-00001.asm
30ZB1-00001_skel.prt 33ZB1-00001.asm
装配的扩展
组元建立
建立单独的零件文件
在装配中建立组元
自顶向下设计解说
但是如果一个组件是要在各个机型使用的通用件,且这个组件的各个型号之间只是差别很小的一些关键性特征尺寸。
这时如果原来的模型是通过“自顶向下”设计的,增加新型号或是对原型号做修改时,往往就事半功倍了。
这时因为机械组件的各个零件之间的尺寸都是有或强或弱的关系(这些关系往往是不同型号的组件都必须遵守的,要不然组件设计不能满足使用要求)存在,这时就可以将这些关系抽象出几个参数,这些参数可以控制组件中所有零件的重要尺寸。
如果一个组件是别人设计过的成熟产品;或是虽然是你初次设计,但是你已经用ACAD对整个组件包含哪些零件,并且各个零件相对装配位置你已经成竹在胸的,就可以开始用“自顶向下”方法设计了。
我的一般步骤是:1,先用AutoCAD将一个组件会用到的各种零件排好位置,大概确定各种零件大概尺寸(这些尺寸往往是相关尺寸,比如装配位置尺寸;如果零件的某个尺寸设变,不会影响到组件中的其它零件,这种尺寸就可以放在细节设计再考虑),整理好CAD档,把它存成DXF文件。
2,打开PROE,新建文件/LAYOUT(布局),将刚才建好的DXF文件调入。
在此布局中新建一个表格,用尺寸标注工具建立尺寸,系统会提示你对这个尺寸命名(注:此命名即会将这个特定尺寸用参数表示,你可以在任何零件中应用这些尺寸参数,到时你要修改尺寸时,只要改此参数对应的具体尺寸就可以了,如果你用过WORD中的“替换”功能就能理解这种建模方式给你带来的设计效率的提升),命名好后,会要求你对尺寸参数赋初值。
将所有你需要用到的参数都建好后,LAYOUT就建好了(如果在设计中发现需要增加一个参数,可以随时修改此布局)。
3,建立一个组件文件,在此组件的界面下插入/创建一个“骨架”文件(你要建的零件最好是每个零件对应一个骨架,这样所有零件的“父子”关系就很顺了,要将组件检入到“intralink”也就轻松一些,且不会引起不必要的零件跟零件存在混乱的“父子”关系的),将所有要创建的空骨架文件取上一个与各自对应零件名加一个_SKEL(或者你中意的其它后缀)的名字,都以“默认”的装配关系装配在组件中。
自顶向下的设计理念
第9章自顶向下的设计理念(Top-Down Design)本章学习要点:●了解自顶向下的设计理念(Top-Down Design)●用自顶向下的设计理念进行规划设计。
●介绍用这Per/E进行设计的一般流程以及一些常用技巧●了解父子关系并能正确处理父子关系。
9.1 Top-Down Design简介在用Per/E进行设计时,往往不只是设计单一的零件,而是设计多个有某种组合关系的零件。
为使设具有价值,用户需要创造出符合市场需求的好产品,设计中需要具有灵活性。
在维持设计意图不变的情况下,灵活性是一个友好、健壮的产品设计所要考虑的关键因素,为此需要在设计产品特别是比较复杂的产品前,用户应该对所要设计的产品有宏观的了解,比如了解产品的整体功能、形式和适合的搭配等,也就是要在设计前进行整体规划。
目前,有两种常用的方法可以帮助用户进行规划,即自顶向下的设计和自下向上的设计。
自顶向下设计:从已完成的产品对产品进行分析,然后向下设计。
因此,可从主组件开始,将其分解为组件和子组件。
然后标识主组伯元伯及其关键特征。
最后,了解组件内部及组件之间的关系,并评诂产品的装配方式。
掌握了这些信息,就能进行规划设计并能在模型中体现总体设计意图。
自顶向下设计是业界范例,用于频繁修改的产品,或者被设计各种产品的各公司所广泛采用。
由下到上设计,用户元件级开始分析产品,然后向上设计到主组件。
注意,成功的由下到上设计要求对主组件有基本的了解。
基于自下而上方式的设计不能完全体现设计意图。
尽管可能与自顶向下设计的结果相同,但加大了设计冲突和错误的风险,从而导致设计不灵活。
目前,由下到上设计仍是设计界最广泛采用范例。
设计相似产品或设计不需要在其生命周期中进行频繁修改的产品采用由下到上的设计方法。
9.1.1 Top-Down Design的优点Top-Down Design是一种概念化设计(Conceptual Design),属高层次的总体设计问题,是整个设计过程最重要、创造性最强、最集中、影响也最大的一个阶段。
pro-e_4.0中的TOP-DOWN建模学习
创建骨架模型—标准(为骨架模型命名),然后再弹出的对话框中选择复 制现有,选择刚才建的模型文件skel-1.prt,如图。
至此才真正建立了骨架模型文件,如图,最初的模型文件只是作为调用文 件起作用。当然,还可以先建立空装配文件,在空装配文件里建立一个空 的骨架模型文件,然后打开骨架模型文件进行编辑。
Hale Waihona Puke Top-Down建模3. 发布几何特征
打开已建立的骨架模型文件,如图。 执行插入-共享数据-发布几何命令,如图。定义要发布的零件,有几个配
合相关联的就发布几次,本例只有盖和盒身,因此要发布两次。
Top-Down建模
4. 详细发布过程
在弹出的对话框有可发布的内 容有三项,曲面,链,参照。
Pro/e 4.0 TOP-DOWN建模学习
Top-Down建模
1. 建立一个骨架模型文件
骨架模型是pro/e特殊的模型文件,其实质是一个零件实体文件,后缀名也 是.prt;建议在命名骨架模型文件的时候尽量加上skel字样以区别零件模型 文件。
本例用一标准的矩形盒子做示范.在骨架模型里面要把分割曲面都做好,本 例用中间的曲面把盒子分成上下两部分.在骨架模型里面要创建特征的基本 原则是,只要是与配合有关的特征都创建完整,单个零件的特征不建议在骨 架模型里面创建,直接把零件分割开后再创建比较便于管理.骨架模型的最 终结果尽量用除实体以外的特征来表达,如:曲面,基准点,基准轴,基准曲线 等等非实体特征。
到cover和under两个集合特征。如图。 把发布了几何的骨架模型文件保存。
Top-Down建模
6. 建立零件模型
PROE TOP_DOWN设计方法(PTC)
82
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录目
用使部内所101天航
C TP 6002 ©
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C TP 6002 ©
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用使部内所101天航
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用使部内所101天航
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用使部内所101天航
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C TP 6002 ©
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creo自顶向下设计方法
CREO自顶向下设计方法TOP-down一、方法介绍设计思路:在产品开发的前期按照产品的功能要求,预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,在完成方案和结构设计之后进行详细设计。
其设计方法分为两种:一种是骨架Top-down设计方法;另一种是主控模型Top-down设计方法。
骨架Top-down设计方法如图1所示,先在装配特征树的最上端建立顶级骨架,然后在各组件下建立次级骨架,参照次级骨架进行零部件设计。
该方法可以通过控制不同层级的骨架对相应的零件进行更改,但不利于数据重用。
主控模型Top-down设计方法(如图2所示)是将顶级骨架从整个装配关系中剥离出来,然后在各组件下建立次级骨架,零件设计参照次级骨架,但在数据重用时各组件互不干涉。
底盘产品在开发过程中模型共享现象较多,因此,宜采用主控模型Top-down设计方法。
图2主控模型Top-down设计方法中组件1和组件2是相互独立的组件。
鉴于此特点,在本次示例中采用模块化设计思路。
根据模块划分的原则:模块间的依赖程度要尽量小,模块内部的关联要尽可能多;再依据底盘的功能分布,将底盘划分为5个模块(如图3)。
这几个模块在底盘的位置相对固定、功能相对集中,因此,各模块可以作为一个独立的组件进行开发。
采用主控模型结合模块化设计思想,底盘主控模型的结构框图如图4所示。
在此框图中,顶级骨架独立于装配产品,在各模块下建立二级骨架,其必要设计信息参照顶级骨架。
Top-down的设计流程包括设计意图定义、产品结构定义、骨架模型定义、设计信息发布、部件详细设计。
在底盘的开发中,首先根据底盘的基本参数建立骨架即三维总布置,其次建立分模块内部系统骨架布置方案,最后进行详细的部件设计。
采用PTC公司的CREO软件和Windchill系统搭建协同设计环境,需先在Windchill系统建立各个模块的工作文件夹,然后在本地建立对应工作区并与之关联。
具体的开发流程如图5所示,三维总布置包括整车主要参数的拟定、布局和骨架的建立。
PTC自顶向下Top Down设计教程
© 2006 PTC
Stage 4
Manage Interdependencies Phase Reference Viewer & Reference Graph
Tools to Manage References External Reference Control • Ensures Top-Down Design methodology is followed • Incorporate design management rules directly into the design • Ensures proper design reuse Pro/INTRALINK Model Tree Global Reference Viewer Reference Graph
Method of placing critical information in a high-level location
Communicating that information to the lower levels of the product structure
Capturing the overall design information in one centralized location
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Why should you use it?
Benefits:
Reduced design time Reduced errors (right the first time) Increased quality Better project management visibility Concurrent engineering Confidence in top-level regeneration Knowledge of how modules interface Top-level change control
PTC自顶向下(Top-Down)设计教程解析
Top-Down Design Tools
Managing Complex Assemblies
Victor Remmers Holland Engineering Consultants BV
Top-Down Design Philosophy
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Design Information
Component
Component
Component
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A more integrated approach….
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© 2006 PTC
Top Down Design Stages – It is a concept.
6-Stage Process
Component Design
3
Component Design
Component Design
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Possible example Bottom Up?
Mate
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Hale Waihona Puke © 2006 PTCTop-Down Design Philosophy
“Top-Down Design”
Method
Skeleton Models
4.
Manage Interdependencies Phase
Reference Viewer & Reference Graph
5.
Communication of Design Intent Phase
Copy Geoms, Publish Geoms & Shrinkwrap
什么是自顶向下设计(Top-down design)
Industrial Design
Pro/NOTEBOOK ™ Pro/INTRALINK ™ Pro/DESKTOP Models
Pro/DESKTOP ™
DETAILED DESIGN CAPTURING DESIGN CRITERIA
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自顶向下设计的目标
有效率的推动自顶向下设计 定义以及掌握工程知识 重复使用以前完成的设计工作 管理系统的互动 更加弹性的维护整个设计 让计算机掌握一般的计算 设计定义的源头是唯一的 需要的资料是由一个共同的源头拉进来的
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贯联式设计
Pro/DESIGNER ™
Large Assembly Management 4
CONCEPTUAL DESIGN RESULTS
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六大步驟
设计意图 (Design Intent)
主要产品结构
骨架模型 (Skeleton Models) 设计意念的传递 衍生实体的建立 管理相互关联的零件
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为什么使用自顶向下设计
使用自顶向下设计的原因 重复使用 pro/e 的资料 使用这些功能去管理外部参考 (external references) 能够有效率的探索设计变异 以拉的方式取代推的方式进行资料交换 改善工作流程,而且有计划的执行 整个项目的结构能够被修改成适合设计团队的结构,以进行同步 工程
什么是自顶向下设计(Top-down design)?
自顶向下设计 从一个系统的角度,计划所有的设计过程 建立整个系统或设计里, 组件和次系统之间的关系 在可能最上层的部分建立设计意图,并将其往较下层 的部分发展
Top-Down设计概念介绍
Top-Down设计流程 总装配
长城发动机内部使用
先规划整个产品的结构,再往下作细节设计
Layout
总骨架
优点: 1. 坐标系或缺省坐标系装配; 2. 修改骨架尺寸,所有关联零件 自动再生; 子零件 3. 符合设计思路; 4. 整个产品开发项目易于管理 ,设计意图能够很好的进行 传递和共享,便于在设计团 队中实施和推动协同并行设 计。
发布几何是一系列功能相似的设计基准的集合,面向特定功能创建; 通过命名,给特定的部件参考专用,便于管理;
子组件设计员只需选择对应的发布几何,不必在总布置中自己查找参考;
方便总体约束部件设计,使之约束在制定的范围内; 发布几何在骨架特征树的最后,设计条件变更后,可方便的从中添加或去除设计 基准。
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2013-7-21
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设计工具:复制几何
长城发动机内部使用
在部件骨架或零部件中使用复制外部几何的方法,继承总体骨架中创建的发 布几何,然后进行详细设计。使用复制外部几何有如下好处:
在部件中面向特定功能接收数据。 通过命名,描述其功能或源头,条理清晰,便于管理。
子组件设计员在获得数据后只需在子组件内部设计,不必再调用总装配,可 开展并行工程。
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设计工具:布局Layout 布局是实体模型的一种概念 性图表,用于建立其尺寸和位置 的参数和关系。 布局不是比例精确的绘图, 与实际的三维模型几何不相关。 布局通过图表记录用于组件 及其成员的全局参数,将关键的 参数集中在一起。 零部件通过声明布局,获取 所需的全局参数及参照基准等。
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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)页脚内容1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。
应用PTC Creo自顶向下方法进行变压器的设计
应用PTC Creo自顶向下方法进行变压器的设计邹炳辉【摘要】This paper first introduced the concept and the development of the CREO software, analyzed the difference between the Top-down design and the design method of the bottom up. Detailed introduced the top-down main design method, namely the skeleton model and layout. Introduced the concept and characteristics of them and create method. And through the concept design, skeleton model design, product design, parts and the layout of the child component design process finish straight gear reducer design the model. In the CREO environment, with top skeleton model as the link, used the top-down design method to design transformer. Facts proves, CREO based on the top-down design method conforms to the designer's subjective feeling, supports cooperative design and concurrent engineering, can improve the design efficiency, shorten the design cycle.%随着CAD/CAM/CAE一体化的三维软件的飞速发展,Pro/Engineer成为现代机械设计三维建模的一种重要工具,作为Pro/Engineer中的传统设计方法,自底向上的设计方法显然满足不了人们对于三维设计由简至繁的要求,自顶向下设计逐渐有了新的应用领域。
应用PTC Creo自顶向下方法进行变压器的设计
的应用领域 。以 P r 0 厄软件 为平 台 ,分析 了 自顶 向下设 计与 自底 向上设计方 法的 区别 。详 细地介绍 自顶 向下 的主要设 计方法 :
骨架模 型和布局 。介绍 了骨架模 型和布局 的概 念和特点以及创建方法 。通过概念设计 、骨架模型设计 、产 品的布局设计 、零件
和子组件设计 的流程完成模型设计 。通过在 P r o E 的环境下 ,以顶层骨架模型 为纽带 ,采用 自 / 顶 向下 的设 计方法设计变压器 的 实例来加 以论述 。事实证 明,基 于 P r o E 的 自顶 向下设计方法 符合设计者 的主观感受 ,支持协 同设计 和并 行工程 ,能提高设计 / 的效率 ,缩短设计周期 。
制造 业信
DOI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 9 - 9 4 9 2 . 2 0 1 5 . 0 8 . 0 4 2
应用P T C C r e o 自顶向下方法进行变压器的设计
邹 炳辉
( 广东省人 力资源社会保 障厅 职业技能鉴定 中心 , 广东广州 5 1 0 1 1 5 )
关键词 :变压器 ;C r e o ;顶层骨架模 ;布局 ;自顶向下设计
中图分类号 :T P 3 9 1 . 7 2 文献标识 码:A 文章编号 :1 0 0 9—9 4 9 2( 2 0 1 5)0 8 —0 1 4 9—0 4
To p - Do wn De s i g n o f Tr a n s f o r me r b y Us i n g PTC Cr e o
Ab s t r a c t :T hi s p a p e r ir f s t i n t r o d u c e d t h e c o n c e p t a n d t h e d e v e l o p me n t o f t h e CREO s o f t wa r e ,a n a l y z e d t h e d i f e r e n c e b e t we e n he t To p -d o wn d e s i g n a n d t h e d e s i n g me t h o d o f he t b o t t o m u p .De t a i l e d i n t r o d u c e d t h e t o p — d o w n ma i n d e s i n g me ho t d ,n a me l y t h e s k e l e t o n
TOP DOWN概念
快速定义虚拟产品的层次结构
定义子系统=定义要分配到各个设计 团队中的任务
在任何零部件的几何图形定义之前 未定位零部件(无几何图形) 包括的零部件(有几何图形,不显示)
智能化地,自动地指向“start
models” 保证所有设计共享相同的共用信息
如: 层,视图,参数等
灵活的,相关的BOM报告
Real-time kinematic studies
Microsoft® Office integration
ATB powered Pro/ENGINEER® integration
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概念设计 (定义设计意图)
草绘概念
模型
已有的 2D and 3D CAD 数据
部分地或全约束零部件
综述
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Phases of Top-Down Design
Top-Down 设计由六个阶段组成
概念设计 (定义设计意图) 定义主产品结构 引入骨架模型 管理零件间的相互依赖关系 通讯交流设计标准 充实装配,完成详细设计
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概念设计 (定义设计意图)
collaboration
innovation
global solutions
Advanced Top-Down
Design
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目的
该讲稿帮助您回答下列问题:
什么是 Top-Down 设计? Top-Down 设计为什么很重要? Top-Down 设计包括那几个阶段? Top-Down 设计是如何工作的?
运动的占位空间和干涉检查
Top-down流程
Bottom up和Top down设计流程浅谈使用參數式軟體設計Top Down設計流程及整合同步設計(Concurrent Engineering)的方式前言:目前機構設計常常採用的設計流程通常有兩種模式,其中最常被採用的是一般的Bottom up設計流程,另一方面則是使用Top Down的設計流程。
A.Bottom up設計流程,就是將所設計的元件互相堆疊在一起,藉由已知的主要零件介面去產生新的零件外型。
1.優點為對於零件與零件之間的細部設計可以充分考量,且設計的步驟較為簡短,可較為快速的進入細部設計階段。
2.缺點因為其機構生成方式是採取積木式的相互堆疊,其間的尺寸皆互參考,因此機構完成之後的可變動性相當的低,同時因為零件彼此之間的強烈關聯性,無法進行設計機構分割,所以也較為難以進行所謂的同步設計工作。
B.Top Down設計流程,主要的概念是將機構的重要資訊集中在一個能夠貫穿全部機構的主架構,零件的生成必須參考主架構。
1.優點為零件之間彼此不會互相牽制,所有重要變動可以由主架構來控制,設計彈性較大。
2.缺點為先期的規劃時程較長,進入細部設計可能會需要經過較長的時間。
但是因為零件彼此間的關聯性較低,機構可預先拆分給不同的人員進行設計工作,充分達到設計分工及同步設計的工作。
進而縮短設計時程,使得產品能較早進入市場。
使用參數式軟體設計機構,如要發揮其完整的功能,達到效率化的設計,一般皆建議使用Top Down設計方式,因為此種方式可使用少數在主架構上的幾個變數定出機構的規格,進而在參數式的系統中隨意調整,達成所謂設計參數化的效率。
因此使用全參數式的系統,上述主架構建立需要較長時間的缺點也可獲得解決,理論上只要變動主架構上的機構規格參數,就可以產生一個新的機構。
以往在過去使用2D舊式的設計工具時,因為其軟體功能的關係,一直無法很有效的使用Top Down設計流程,所以一直在想辦法簡短設計時程,期望用短期內完成多個設計案的方式來彌補Bottom up方式沒有設計彈性的缺點,如今由於電腦科技及軟體撰寫技術成熟,已經發展出可以全參數化的3D設計軟體。
TOP-DOWN设计实战
我们在作图的时候,就要考虑这个地方不必要参考的就一定不要去参考在top_down design 中,涉及到不同零件间的配合和外形的配和部份都应该在skeleton里完成.然后在skeleton里分别copy出不同的publish供不同的子零件使用.整个装配间的父子关系主要是skeleton和子零件间的关系.这样涉及到外形和装配的改动都可以在skeleton内改动并传递到子零件做Skeleton的主要目的也就是使参考关系简单化,所有零件只参考的Skeleton 线和基准。
这样一来父子关系当然简单明了skeleton是整个产品几何建构的三维布局,它不一定非要符合PTC帮助中所说的只能是线,面和基准。
我觉得可以是任何特征可以设定参考只能从skeleton,避免因不小心造成不同零件的循环参考.对大装配尤甚TopDown Design(自顶向下的设计,台湾有称之为贯连式设计) 在Pro/ENGINEER 里的作法是:建立能够抓取整个设计团队所使用的设计知识以及相关规则的模型定义最顶层的设计意图,并使用Pro/E提供的Top-Down Design工具和方法去掌握这个设计意图,组件和子装配都是整个系统的一部分,设计信息从中心位置传递到各个子系统:布局(Pro/Notebook)--->骨架模型(Skeletons)-->装配(Assemblies)组件(Components)为什么要使用Top-Down Design进行产品设计?使用Top-Down Design的原因:捕获设计过程中的设计信息和设计意图提高产品开发的效率减少设计错误产品设计模块化加快设计的反复性能够高效率地进行设计变更重复使用Pro/E的资料以拉的方式取代推的方式进行资料交换改善工作流程,而且有计划地执行使整个专案的结构能够修改成适合设计团队的结构以进行同步工程Top-Down Design步骤(六大步骤):确立设计意图(Design Intent);定义主要产品结构(Assemble Structure);构造骨架模型(Skeleton Models);设计意图的传递;衍生实体的构建;管理相互关联的零件自顶向下设计步骤(一)---->设计意图产品的设计一定会伴随一些主要的计划书:草图(Sketches)ID效果图、线框图想法(Ideas)建议书(Proposals)产品开发规范(Specification)定义设计规范和限制了解什么是此次设计的需求了解元件间的关系定义主要元件和从属元件规划装配模型树及零件命名计划在整个设计过程中要考虑的问题利用二维布局(Layout),来体现设计意图二维“工程图”的环境表格用来定义核心的设计参数;利用带有尺寸的草绘去提供可视化的参考;利用多页的表去组织设计信息;利用关系式去建立设计检测自顶向下设计步骤(二)--->主要产品结构:创建主要虚拟装配产品的结构包含了一系列的子装配和元件定义设计时,许多的子装配(Subassembly)将会被决定:Top级骨架模型子装配子装配骨架零件定义虚拟装配的优点:放置的位置相同对所有设计者之间有良好的沟通设计总师控制所有的架构具体的设计者专注于自己的设计工作没有几何信息的定义自顶向下设计步骤(三)---->骨架模型构建设计的骨架模型:包括主要的表面和包络几何曲面组(Surfaces);基准面组;基准轴组;基准点组;坐标系统;要点:几何体素由最高层骨架模型驱动骨架模型的作用:共享设计信息控制参考运动模拟使用骨架模型的优点:仅对总体的关键进行设计,使设计更加明了加强了组件彼此之间设计数据的沟通支持组件彼此之间的设计数据的共享和传递容易确认、控制和观察设计全局使得设计数据的沟通无阻碍设计出的产品更加柔性化自顶向下设计步骤(四)--->设计意图的传递设计意图传递的作用:重要位置与空间宣告的衍生确定骨架模型与子装配中的子骨架模型的关系确定子骨架模型与子装配中元件的关系设计意图传递的方法:使用复制几何特征(Copy Geometry)建立发布式的共享几何特征(Publish Geometry)使用继承映射零件主模型技术复制几何特征的优点:可以用来沟通的几何特征包含了基准曲线、面等特征及时更新(Up-to date)复制几何的相互依附关系可以随时更改元件的参考状态在模型树中显示出来比单纯复制曲面更节省磁盘空间发布式几何特征的优点(Publish Geometry):可以对一组复制几何定义、命名方便设计时对复制几何特征的提取自顶向下设计步骤(五)---->衍生实体的建立:直接在装配的环境中创建元件在单个的零件环境中创建实体特征,然后再装配进去自顶向下设计步骤(六)---->管理相关联的零件管理相互关联的零件的方式:对外部参考(External Reference)进行管理在模型中控制组件的参考范围对设计变更的控制与组件的更新管理外部参考:利用外部参考创建特征利用外部参考进行装配元件限制外部参考的使用控制组件的参考范围:控制组件的参考范围的优点:管理者更有效地对设计共享数据进行管理避免产生不必要的依靠关系参考与父子关系:参考控制全局参考观察器模型树利用修改骨架模型的外形,改变产品设计或进行设计变更,修改骨架来全局控制设计变更我知道很多人以为skeleton肯定是和很多的关系联系起来,其实不然,我说了它可以是任何东西的。
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External Copy Geometry
Build relationships on external models independent of an assembly Useful for coordinate system assembly practices
Inheritance – Inherit model geometry for one-way associativity Shrinkwrap (included in Foundation Advantage Package)
Design Information
Component
Component
Component
5
© 2006 PTC
A more integrated approach….
6
© 2006 PTC
Top Down Design Stages – It is a concept.
6-Stage Process
15
© 2006 PTC
Why should you use it?
Benefits:
Reduced design time Reduced errors (right the first time) Increased quality Better project management visibility Concurrent engineering Confidence in top-level regeneration
Traditional Design Approach
“Bottom-Up Design”
Design of individual components independent of the assembly Manual approach to ensure that components fit properly and meet the design criteria Components and those placed in sub-assemblies are brought together to develop the top-level assembly Errors are manually identified and modifications to each component are made to make the adjustment. As assembly grows, detecting these inconsistencies and correcting them can consume a considerable amount of time Top Level Assembly
Tips & Techniques
Top-Down Design Tools
Managing Complex Assemblies
Victor Remmers Holland Engineering Consultants BV
Top-Down Design Philosophy
2
© 2006 PTC
6.
Population of the Assembly Phase
Automatic Component Constraints & Component Interfaces
7
© 2006 PTC
The Bobcat example
8
© 2006 PTC
Stage 1
Conceptual Engineering Phase Layouts and Engineering Notebook
Foundation for efficient task distribution Assembly Population Environments
• •
Pro/E menus and Model Tree pop-up menus Pro/INTRALINK and PDMLink
Component Creation Methods
Capturing Design Intent Phase Skeleton Models
What needs to happen?
Capture conceptual design parameters within the context of the assembly Capture & control critical object interfaces in a single, convenient location
Manage Interdependencies Phase Reference Viewer & Reference Graph
Tools to Manage References
External Reference Control
• Ensures
Top-Down Design methodology is followed
Special Treatment in BOMs, Simplified Reps, Drawings, Model Tree & Mass Property Calculations Uniquely supported Scope Control Setting
11
© 2006 PTC
Stage 4
1.
Conceptual Engineering Phase
Layouts and Engineering Notebook
2.
Preliminary Product Structure Phase
Pro/INTRALINK, Model Tree
3.
Capturing Design Intent Phase
How? Skeletonthway for communication Facilitate task distribution Promote well-organized design environments
Enable faster, more efficient propagation of change
Understand Existing Situation
High-level Requirements Space Allocation
Define New Space and Motion
2D Sketches 3D Models Rapid Iteration & Convergence Animations
12
© 2006 PTC
Stage 5
Communication of Design Intent Phase Publish Geoms, Copy Geoms & Inheritance
Publish Geometry Features
Provides ability to pre-determine the geometry to be referenced by a Copy Geometry feature Allows designers to define their interfaces to the rest of the design
Capture Key Design Intent
9
Parameters Notes Spreadsheets Proprietary Data
© 2006 PTC
Stage 2
Preliminary Product Structure Phase Pro/INTRALINK, Model Tree
Copy Geometry Features
Allows copying of all types of geometry
Surfaces, edges, curves, datums, quilts, copy/publish geometry
Retains copied geometry name and layer settings Dependency on parent geometry can be toggled Can be “Externalized”
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© 2006 PTC
Stage 6
Population of the Assembly Phase Automatic Component Constraints & Component Interfaces
What tools are available for populating the assembly?
Assembly Tools
• •
Drag & Drop Placement Component Interfaces
Component Creation
•
•
Within the context of the assembly
Mirror Parts or Subassemblies
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© 2006 PTC
Skeleton Models
4.
Manage Interdependencies Phase
Reference Viewer & Reference Graph
5.
Communication of Design Intent Phase
Copy Geoms, Publish Geoms & Shrinkwrap
design management rules directly into the design proper design reuse