ProE_Top_Down_设计概念
Top-Down设计概念介绍
建筑设计
总结词
建筑设计也采用Top-down设计理念，从整体建筑的功能和外观出发，逐步细化到各个空间和细节。
保证设计的一致性
统一设计规范
Top-down设计要求遵循统一的设计规范，确保各个模块 在设计风格、色彩、字体等方面保持一致。
01
模块化设计
Top-down设计将整体设计分解为若干 个模块，每个模块遵循统一的设计规范， 保证了设计的一致性。
02
03
减少设计偏差
由于Top-down设计从整体到局部，能 够更好地控制各个模块的设计方向， 减少了设计偏差的出现。
Top-down设计概念 介绍
contents
目录
• 什么是Top-down设计 • Top-down设计的优势 • Top-down设计的实施步骤 • Top-down设计的应用案例 • 总结
01
什么是Top-down设计
定义
• 定义：Top-down设计是一种从整体到局 部的设计方法，即先确定整体架构和主要 功能模块，再逐步细化每个模块的具体实 现。
相结合的设计理念，以实现整体与局部的平衡。
动态设计和调整
02 随着技术的不断进步，未来设计可能更加注重动态调
整和适应性，以满足不断变化的需求和市场环境。
人性化和智能化设计
03
未来设计将更加注重人性化、智能化和情感化，以满
足人们日益增长的个性化需求。
THANKS FOR WATCHING
proe topdown 自顶向下设计
5.组织后续设计
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后，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.管理元件间的相互性
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。
组织：Top-Down设计组织并强化了装配中元件之间的交互性和依赖性。许多交互和依赖性存在于实际的装配设计中并且在设计模型中是需要提取的。举一个关于依赖性的例子，一个零件上有一个安装孔而另外零件的相应位置也存在孔，如果第一个零件的安装孔的位置发生改变，利用Top-Down技术可以控制第二个零件孔的位置也随之改变。这种依赖性用户是可以控制的，利用从动模型的模型树中的工具进行设置可使用户得到或限制元件的依赖性。
二Top-Down设计的六个步骤
Top-Down设计在组织方式上展开装配设计时通常包括六个主要步骤，这些步骤包括：规划、创建产品结构；通过产品的结构层次共享设计信息；独立元件之间获取信息。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。
1.定义设计意图
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/ENGINEER软件完成设计。
CREO top-down设计
3）减少不必要的父子关系：因为设计中尽可能的参考骨架模型，不去参考其他的零 部件，所以可以减少父子关系。
4）可以任意确定零部件的装配顺序：零部件的装配是以骨架模型作为基准装配的， 而不是依赖其它的零部件为装配基准的，因此可以方便的更改装配顺序。
产品3D建模（Top-Down)
产品结构设计方法
1、Bottom-up（自下向上） 2、Top-Down（自上向下） 3、Top-Down设计概念（总结） 4、Top-Down设计工具介绍
传统设计方法（ Bottom-up）
定义：先单独把零件建构出来,再一一装配成产品模型
缺点: 1、装配操作复杂； 2、尺寸修改因难,设计变更时消 耗大量的时间；
Top-Down设计概念（总结）
Top-Down（自上向下）设计是一种设计方法，一种自上而下、逐步细化的 设计过程。即：
总体布置→总体结构 总体结构→部件结构 部件结构→部件零件
设计工具：Skeleton骨架、发布几何、复制几何、合并继承等。
Top-Down设计的设计工具
1、骨架模型(Skeleton) 2、发布几何(Publish Geometry) 3、复制几何(Copy Geometry) 4、合并继承
Layout
总装配 总骨架
子装配 子装配 子零件 子零件
子骨架
子骨架
零件 零件 零件 零件
Top-Down设计方法
优点： 1）集中提供设计数据：骨架模型就是一种.part 文件。在这个.part 文件中，定义了 一些非实体单元，例如参考面、轴线、点、坐标系、曲线和曲面等，勾画了产品的 主要结构、形状和位置等，作为装配的参考和设计零部件的参考。
TOP-DOWN设计思想
第一章布局及组件结构简介可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
创建了布局后，就可使用骨架来定义关键元件尺寸、安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
最终，通过参照骨架和共享组件结构各级之间的设计信息来创建单个元件几何。
目标学习此模块后，您将能够：说明自顶向下设计流程。
使用布局记录设计信息。
创建组件结构。
简介自顶向下设计流程可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的设计规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
然后，使用骨架来定义组件的设计框架。
使用骨架可定义关键元件尺寸和安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
接着，可声明布局的骨架和组件元件。
这样就能够分布关键设计信息，包括整个组件结构中心位置的设计更改。
下一步，使用发何和复制几何功能，将关键设计参照从骨架中选取并复制到低级元件中。
最后，通过参照包含来自骨架的关键设计参照的复制几何特征，在单独的元件中完成设计几何。
自顶向下设计流程传统设计流程∙使用传统设计流程（又称为自底向上方式）可以创建独立于组件的单独元件。
∙将元件放置到子组件中，然后装配子组件来创建顶级组件。
∙创建顶级组件之后，经常发现某些元件无法正确拟合（例如两个模型的关键界面不匹配），您必须手工调整元件和组件来纠正这些问题。
∙当装配更多的元件时，查找和纠正干涉可能要花费大量的时间。
如果出现影响很多元件的重大设计更改（如更改设计的整体宽度），则必须手工标识并修改每个受影响的元件以适应更改。
ProE自顶向下
Global Reference Viewer
可以知道哪個特徵， 可以知道哪個特徵，在哪裡 哪個特徵 哪個檔案的哪個特徵發生 與哪個檔案的哪個特徵發生 參考關係
Top Down Design 第五步：零件間的幾何參考 - Shared Data
在進行設計時，零件幾何參考技術可提供以下便利： 在進行設計時，零件幾何參考技術可提供以下便利： 提供一種在頂級組件中，對次組件驅動， 提供一種在頂級組件中，對次組件驅動，維持配合及功能的機 制。 提供了在次組件中，與頂級資訊的溝通渠道， 提供了在次組件中，與頂級資訊的溝通渠道，而不會增加再生 及重畫的時間。 及重畫的時間。 使多個使用者能完成同期工程。 使多個使用者能完成同期工程。 減少裝配等級的衝突。 減少裝配等級的衝突。
Package的方法
在Assembly中 中 Assemble → Move → 直接將零件移動至適當位置 → Ok Package - 3D Layout
• Add
加入零件至assembly中
• Move
將零件移至適當的位置
Package的延伸使用
零件固定的方法: 將Package零件固定的方法 零件固定的方法 Package → Finalize
Top Down Design 第二步：建構好Model tree ( ME 人員做 )
Top Down Design 第三步：骨架模型 Skeleton
Space Claimons as Design Interfaces
Plastic container interfaces
ID Design
ID外觀檔案來源分成兩類 : Pro/E檔案或非 Pro/E檔案
若是非 Pro/E檔案, 則只保留 iges 格式檔案與 jpg格式檔案, 但 必須 ID Eng.必須將參考資料皆建構成Pro/E檔案, 稱為 ID
proe自上而下布局设计
Creo原创教程（十）top-down-design之布局运用，看后人人都能top-down这是一个布局来控制液压油缸顶升物体的案例，下面就介绍如何创建控制这样的布局由于布局设计尺寸的更改，导致液压油缸顶升的距离的变动，这个就是从顶向下设计的理念中的一部分。
我们现在的很多人都知道什么是top-down-design，一般人第一印象：“它的作用是自动装配,还没看见它还有什么用途，也不知道怎么用。
”殊不知，top-down-design这一设计理念的实质作用。
(反正top-down实现自动装配我不用，还没到用的时候)有人知道他们的区别么？A: top-down-design 从顶向下（从顶级设计到细节零件设计）B: down -top-design 从下到上（反之）你知道什么使用A,什么时候用B么？A：你是自行设计，自主研发，而且后期更改变动很大，需要用A理念来设计B：你是仿制，copy别人的东西，而且变动不是很大，需要用B理念来设计。
在用A的过程，可以穿插着用B（在细节部分），但是A为主导，在主要尺寸上必须用A。
但是你在前期的投入时间比较多，把一些关系和细节做好了，你会事倍功半的，如果前期没有做好，后期你会以加倍的时间来去做它。
在用B设计的时候，可以穿插着用A，但是一B为主导。
实际上top-down-design涉及到proe的知识相当的多，我们在使用上不一定能用到那么多，或许只用到一小部分。
本人是一俗人，没有那么多华丽的辞藻来编制教程，实实在在，通俗的语言文字来描述top-down-design带来的好处以及如何使用它，手把手教会你。
看见了网上有关很多于top-down的帖子，就没有几个详细介绍关于机械top-down-design设计理念的，有ptc原版的教程，但是适合2001版本的，一部分人看不懂，还有的介绍的非常的简略，还有很多都是抄袭的帖子,我们野火老大的帖子被别人抄袭了好几个版本，以四连杆机构居多（那个是运动骨架来设计的），由于一部分是E文的，还有一部分介绍的很简单，一般的人可能都看不懂，于是乎Creo今天特地做一个教程，一个关于类似于煤矿地下矿井支撑油缸撑板支撑墙壁的教程，网上就没有关于布局来控制油缸等机械运动的教程，悲剧！Top-down设计理念主要是布局和骨架，关于这两个的含义我这里就不讲了，今天将布局大体描述一下布局，布局类似于我们工程师的一个笔记本，一张草纸，比如说你要绘制一个设备，你得先画出它的外形吧，把整体尺寸先控制好，长、宽、高，好建模，声明布局，把参数传给设备或者说是零件，建立好关系，你再草纸上把尺寸更改了，模型会检测到你的更改，它会自动按照你的要求去改，实现了人机互动，这样，不需要你每次更改都要到模型里面去改，而且不容易出错，这就是top-down-design。
TopDown设计概念介绍PPT课件
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设计工具：骨架Skeleton
骨架： 设计的框架,将设计信息集中在一个特殊的模型里面,是设计条件的提炼 最基本的设计条件,控制整个设计结构 从上级获取设计条件,对下级提供设计依据 骨架创建内容：类似于总装图 定位信息：各关键特征的位置确定点、轴线、曲线 零部件间的对接面轮廓曲线、曲面 关键件的形状尺寸：表达出空间占位曲线、曲面 零部件的装配位置坐标系、曲面
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设计工具：复制几何
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. 与父项几何产生相关性,继承父项的设计意图. 复制外部几何在部件骨架特征树的最前,布置变更后,也可以很方便的从中填写或去除设计基准.
总装配
子装配
子零件零件零件来自零件零件总骨架
子骨架
子骨架
子零件
先规划整个产品的结构,再往下作细节设计
Layout
什么是Top-Down设计
Top-Down自顶向下设计是一种设计思想,一种自上而下、逐步细化的设计过程.即： 总体布置→总体结构 总体结构→部件结构 部件结构→部件零件 Pro/Engineer的Top-Down设计方法可以传递设计意图,通过Pro/Engineer基本的相关性功能,设计意图的变更可以自顶向下的进行传递,直到最底层的零件和图纸.从而使产品的可修改性大大提高,修改的工作量也大大降低,同时还能保证各部件设计的一致性. 对于比较独立的零部件,对其进行模块化处理,方便地将这些零部件应用到其它产品上,提高数据的重用性. 设计工具：Layout布局、Skeleton骨架、发布几何、复制几何等.
ProE自顶向下设计简介
Capture conceptual design parameters within the context of the assembly 在组装环境下捕捉概念设计参数 Capture & control critical object interfaces in a single, convenient location 在一个单一方便的位置捕捉和控制关键对象的接口 Skeleton Models…使用骨架模型的好处 Centralized pathway for communication参数传递的集中场所,集中了产品设计的设计信息 Facilitate task distribution方便任务分配 Promote well-organized design environments提升设计环境 Enable faster, more efficient propagation of change快速设变 Special Treatment in BOMs, Simplified Reps, Drawings, Model Tree & Mass Property Calculations Uniquely supported Scope Control Setting独特的参考控制设定,控制外部参考的传播 简化了装配的创建，清晰了装配关系(可定义配合位,使配合位的组件始终吻合) 确定组件空间位置,协助创建机构组合,设计机构运动 避免创建不期望的父子关系 允许以任何顺序装配组件
PROE TOP_DOWN设计方法(PTC)
82
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录目
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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用使部内所101天航
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C TP 6002 ©
43
标坐 装安
件部化块模 何几布发
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proe自上而下设计详解
Top_down设计方法严格来说只是一个概念，在不同的软件上有不同的实现方式，只要能实现数据从顶部模型传递到底部模型的参数化过程都可以称之为Top Down设计方法，从这点来说实现的方法也可以多种多样。
不过从数据管理和条理性上来衡量，对于某一特定类型都有一个相对合适的方法，当产品结构的装配关系很简单时这点不太明显，当产品的结构很复杂或数据很大时数据的管理就很重要了。
下面我们就WildFire 来讨论一下一般的Top Down的实现过程。
不过在讨论之前我们有必要先弄清楚WildFire中各种数据共享方法，因为top down的过程其实就是一个数据传递和管理的过程。
弄清楚不同的几何传递方法才能根据不同的情况使用不同的数据共享方法在WildFire中，数据的共享方法有下面几种：λFrom File...(来自文件….)λCopy Geometry…(复制几何…)λShrinkwrap…（收缩几何..）λMerge…(合并)λCutout…(切除)λPublish Geometry…（发布几何…）λInheritance…(继承…)λCopy Geometry from other Model…（自外部零件复制几何…）λShrinkwrap from Other Model…（自外部零件收缩几何..）λMerge from Other Model…（自外部模型合并…）λCutout from Other Model..(自外部模型切除…)λInheritance from Oth er Model…(自外部模型继承…)From File…(来自文件…)实际就是输入外部数据。
Wildfire可以支持输入一般常见的图形格式，包括igs，step，parasolid，catia，dwg,dxf，asc等等，自己试试就可以看到支持的文件类型列表。
在同一个文件内你可以任意输入各种不同的格式文件。
输入的数据的对齐方式是用坐标对齐的方法，所以你要指定一个坐标系统。
基子Pro／E的抗拌车Top—down三维设计
骨架建立后 ， 创建零部件所需的主要骨架信息 发布几何 ， 并将发布几何复制进来 。创建特征过程 中即可参照这些复制几何 ， 可避免零部件间的相互
参照 。
整车骨 架 一 搅拌 筒坐 标
图１ 搅拌简总成模块示意图
按 照 以上 步骤 ，便 可 完成 产 品 的 Ｔ ｏ ｐ — ｄ ｏ ｗ ｎ设 计 。而综 合使 用设 计 工具 ， 能够 确保 产 品的设 计 过
用 于贯彻 设计 意 图。
作 者简 介 ： 裴志军（ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 高级工程 师 ， 在读硕士 ， 研究方 向： 工程车辆及混凝土机械研发。
一
３１一
１ ． ２ Ｔ ｏ ｐ — ｄ ｏ ｗ ｎ设计 过程
在进 行 产 品设计 前 ， 预先 归 纳产 品总成 框 架信 息， 勾勒 主参数 。在 布局文 件 中定义框 架和 主参数 ， 并将 所 有参 数 放置 于表 格 中 ， 同时标 示 在框 架 二维
１ 基于 Ｐ 的Ｔ ｏ ｐ － ｄ ｏ ｗ ｎ 设计思路及工具
Ｔ ｏ ｐ － － ｄ ｏ ｗ ｎ 设ｉ 十 是用 自顶 向下的设计流程创建复杂
１ ）搅拌 车底 盘 生产 厂 家 多 ， 而不 同厂 家 的底 盘 参 数是 不 同 的 ， 目前 国 内主流 厂 家 就 有 １ ２家之 多 ， 得 市场上 搅 拌车底 盘 的类 型和 规格 很多 ；
一
实践表明 ， 建立基于 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ的 Ｔ ｏ ｐ — ｄ ｏ ｗ ｎ 设计平 台， 能够实现在产品设计过程 中检测设计缺陷， 提炼 设计规范的 目的， 从而将技术人员的智慧 固化为企
个模型交流设计信息的数模特征 。 （ ５ ）关 系 （ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ： 联 系布 局 与 骨架 的纽 带 ，
proe自顶向下组件设计
骨架建立工具
• 建成各类零件—只包括需要的曲面与基准参考
• 建成各类零件—包括能表现整个组装件的内容
• 直接组装到现有组装中—会自动排序到任何实体 组件之前
4.管理关联性
外部参考 • 在设计过程中产生与现在设计模型外零件与组 装件的关联 • 快速作大型组装设计时产生的复杂关联需要被 管理与组织 为何外部的参考很重要 • 完全扩展参数关联设计的威力与弹性 • 能更有效率的管理相关联或不相关联对象之间 的资料交换 • 控制能重复使用资料的使用量 • 确保整个设计意念配置的一致性
• 建立起始的产品结构
组装建构环境(Pro/E与模型树弹出选单， Pro/INTRALINK与Pro/PDM)。
• 组件建立方式 空的组件，复制起始件，自动以内定基 准组装，以现有组装组件为基础，未定位 的组件。 • 部分和完全约束的组件
拟定产品的初步架构
先建立组件再组装 建立组件 组装
在组装直接建立组件
Top-Down Design的六个阶段：
1. 概念设计(设定设计规范) Conceptual Engineering 2. 设定初步的产品架构 Define Preliminary Product Structure 3. 攫取设计意念(骨架) Capture Design Intent (Skeletons) 4. 管理关联性 Manage Interdependencies 5. 相关设计意念沟通与传递 Associative Communication of Design Intent 6. 进行组装设计 Population of the Assembly
概念草图 模型 窗体
现有 2D,3D 资料
记录
注记
产品结构
pro-e 50中的TOP-DOWN建模学习资料
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。
曲面就是要参考的曲面，意思 就是将要创建的零件需要用到 的所有曲面。链参照，意思就 是零件参照的几何边。参照包 括基准轴，基准点等等特征。
Top-Down建模
草绘里面的轴 点功能在产品的 结构设计过程中 是很实用的一个 功能，比如为非 回转体创建轴 线，以及为后面 的特征提前创建 定位等等，本例 用来定义装配里 面的螺钉位置。
Top-Down建模
建好的模型文件， 此面为了区别， 我单独做了上色。
Top-Down建模
2. 建立骨架模型文件
建立一个装配文件，通过插入—元件—创建调出创建元件的对话框，或者 点击工具栏的按钮调出，如图。
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。
Pro/e 5.0 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。
Top-Down 设计观念
我想就我的经验和想法来说说Top_down Design。
我觉得Pro/E中的Top_down Design，简而言之，就是利用skeleton model来传达设计意图及设计架构给engineer，并且管理零件与零件之间的外部参考，其实就像3d layout。
skeleton model内可以包含datum plane、datum axis、datum point、cruve、surface、solid feature等等。
它可以用来定义产品的外观，零件的大小，组立关系，空间需求、运动状况等等，并减少不必要的外部参考。
我在下面举几个例子，来说明skeleton model的用法。
@鼠标外观设计：设计师可以先将手稿、PU或黏土模型的照片，放到skeleton model里，并在其内利用curve定义外观的大小，然后在接续进行外观设计。
当修改外观时发生fail的状况时，不会马上影响到机构设计，ID可先自行慢慢解决问题。
机构设计：1. 可将ID.prt直接放入skeleton model，或者利用external copy geometry将外观copy到skeleton model，以断绝与ID.prt内feature的父子关系。
(有时可节省一些重生的时间或减少feature的数目或model size)2. 在skeleton model可利用curve或其它datum 来定义重要零件的位置或大小，如switch、IC、ball、optical module、pcb等等。
3. 在assembly建立上盖、下盖、按键等part。
(但part内是空的)4. 利用copy gemoetry将外观surface或其它需要的datum复制到各part内。
5. 长成实体后，将各个part内不需要的外观部位去除，就完成了拆件。
6. 建立机构时，重要零件可参考skeleton model或从其复制的datum。
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
© 2000 PTC
2
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
© 2000 PTC
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贯联式设计
Pro/DESIGNER ™
Large Assembly Management 4
CONCEPTUAL DESIGN RESULTS
© 2000 PTC
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
© 2000 PTC
5
© 2000 PTC
1
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
proe 自顶向下 ATM机的设计
基于Pro/ENGINEER设计平台，本文介绍了TOP-DOWN设计工具及其使用方法，从自动取款机产品的开发实际出发，详细分析了在产品开发过程中TOP-DOWN技术的实现方式，该过程可以为复杂机电产品的TOP-DOWN设计提供借鉴和参考。
一、前言TOP-DOWN自顶向下)设计是一种设计思想，即产品设计由系统布局、总图设计、部件设计到零件设计的一种自上而下、逐步细化的设计过程。
TOP-DOWN设计符合产品的实际开发流程。
进行TOP-DOWN设计时，设计者从系统角度入手，针对设计目的，综合考虑形成产品的各种因素，确定产品的性能、组成以及各部分的相互关系和实现方式，形成产品的总体方案;在此基础上分解设计目标，分派设计任务到分系统具体实施;分系统从上级系统获得关键数据和定位基准，并在上级系统规定的边界内展开设计，最终完成产品开发。
二、基于Pro/ENGINEER的TOP-DOWN产品开发工具Pro/ENGINEER软件为产品TOP-DOWN设计提供了强有力的工具，常用的工具包括总体布局工程笔记簿(Layout)、零件骨架模型(SkeletonModel)、复制几何(Copy Geometry)和发布几何(Publish Geometry)等，通过这些工具可以规定产品开发的顶层信息，建立产品开发的总体框架。
在产品开发过程中，使用和修改顶层的设计信息，通过Pro/ENGINEER参数全相关的功能，可以方便快捷地实现设计意图自顶向下的传递，直到最底层的零件和图纸，这使产品的可修改性大大提高，修改的工作量也相应降低，保证各部件关键参数的一致性。
透过P T C公司的设计数据管理平台INT RALINK软件的支持，设计项目组能够实时协同工作，顶层的设计变更能无缝地传递到每一个设计者，所有设计者所操作的是同一套产品数据，极大地促进了设计沟通，保证项目组能够协同、快速地完成产品开发。
yout产品开发工具Layout(布局)是Pro/ENGINEER设计软件中的工程笔记簿，它是一种以概念方式记录和注释产品各组件相互关系的二维草图，可将各种重要参数与布置简图汇聚于此，向下级零部件传递，方便产品的总体控制。
top_down
TOP_DOWN设计TOP_DOWN是自顶向下设计的简称，在组件设计中应用，其意义是先确定总体思路、设计总体布局，然后设计零部件，从而完成一个完整的设计，它是设计中通用的方法和思路。
TOP_DOWN设计概述在PRO|E中进行产品整体设计时，可以先把一个产品的每个零件都设计好，再分别拿到组件中进行装配，装配完成后再检查各零件的设计是否符合要求，是否存在干涉等情况，如果确认需要修改，则分别更改单独的零件，然后再在组件中再次进行检测，直到最后完全符合设计要求。
由于整个过程是自下（零件）而上（组件）的，所以无法从一开始对产品有很好的规划，产品到底有多少个零件只能到所有的零件完成后才能确定。
这种方法在修改中也会因为没有事前的仔细规划而事倍功半。
这种自下而上的设计，在有现成的产品提供参考，且产品系列单一的情况下还是可以使用的。
但在全新的产品设计或产品系列丰富多变的情况下就显得很不方便。
所以，PRO|E给我们提供了一种十分方便的设计方法——TOP_DOWN设计。
TOP_DOWN 设计是指从已完成的产品进行分析，然后向下设计。
将产品的主框架作为主组件，并将产品分解为组件、子组件，然后标识主组件元件及其相关特征，最后了解组件内部及组件之间的关系，并评估产品的装配方式。
掌握了这些信息，就能规划设计并在模型中总体设计意图。
TOP_DOWN设计有很多优点，它既可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，不仅能在同一设计小组间迅速传递设计信息、达到信息共享的目的，也能在不同的设计小组间同样传递相同的设计信息，达到协同作战的目的。
这样在设计初期，通过严谨的沟通管理，能让不同的设计部门同步进行产品的设计和开发。
在PRO|E中进行设计的过程中，系统提供了以下方法来让我们进行TOP_DOWN设计： 二维布局（Layout）主控件（Master Part）产品数据管理骨架模型（Skeleton）元件—子组件—组件骨架模型当使用者在建立大型装配件时，会因零部件过多而难以处理，造成这种困难的原因可能是彼此间的限制条件相冲突，或者是因为零部件繁杂而忽略了某些小的地方，也可能是从原始设计时，建立的条件就已经出现错误等诸如此类的原因。
proe自顶向下设计
PRO/e自顶向下设计1自顶向下设计的一些概念很多事或物都有这样的规律：在实践中探索，总结，提升出理论，再用理论指导实践。
正确高效的实践一定离不开理论的指导。
只有方向，思路，方法正确后，我们的工作才会事半功倍。
1.1自顶向下（TOP-DOWN）设计的意义1.1．1自底向上设计和自顶向下设计从设计过程看有两种设计方法：自底向上设计和自顶向下设计。
这两种方法的区别是传导的方向不同，结果产生的顺序不同。
自底向上是较传统稳健的设计方法，根据现有的条件，装备，成熟的方法，采用已经过检验测试或认可的零件或工艺，设计出保证可以量产的产品。
优点是可靠性高，成本低，缺点是竞争力低，市场时效滞后，设计和体验感差。
自顶向下设计是创新的设计方法，是根据市场预期和用户需求，规划定义产品，选型或开发符合定义需求的零件或工艺，最后达到产品量产。
优点是能保证产品的先进性夺取制高点，缺点是成本高风险巨大。
在实际应用中很多时候这两种方法混合着用的，根据情况有所侧重。
1.1．2自顶向下设计的先进意义？自顶向下设计简单说就是以最高目标实现为导向，尽最大可能在各个环节实现这个最高目标。
有这个目标在，每个环节的工作才是最接近目标，从而才是最有效的。
不以最终目标为导向而追求自身所处环节的便利性，舒适性，必然导致工作的反复性和修改增加，最终也会增加目标实现的折扣率。
在设计，制造，供应链等各个环节，每个环节要有自顶向下的目标导向意识，这创新和实践才有最好的结果。
1.1．3什么是PRO/E的自顶向下设计？用PRO/E做产品设计，个人认为自顶向下设计体现在两个方面，一个是你的设计思路是以最高目标为导向的，二个是运用PRO/E命令的方法是自顶向下的。
PRO/E的最大优点就是参数化，参数化是把双刃剑，用不好作茧自缚最后丧失这个优点。
怎样发挥参数化这个优点呢？就是应用好PRO/E自顶向下设计。
本篇的目的就是讲PRO/E自顶向下设计的具体方法。
简单的说是:自底向上就是先建零件图，然后去组装装配图。
基于ProE组件模块下Top―Down设计
基于ProE组件模块下Top―Down设计【摘要】基于Pro/E组件模块下Top-Down设计的设计思想，结合Pro/E参数化的设计，给工业产品设计带来极大的方便。
其构建的方法是：首先在零件模块下创建主控零件的模型和一个仅含有缺省基准平面TOP、FRONT、RIGHT及缺省坐标系的单个零件；然后在组件模块下，将主控零件和单个零件装配在一起，并将主控零件合并至单个零件上，此时单个零件即含有主控零件的几何特征，同时以单个零件复制出若干个完全相同的零件；最后打开单个零件进行细化设计。
若进行单个零件的设计变更时，直接在主控零件上做设计变更，则主控零件的变化自动反应到每个单个零件上。
这样，无需对单个零件逐个进行修改，降低工作强度，提高了设计效率。
因此，Top-Down设计在工业产品设计中得到广泛的应用。
【关键词】Pro/E；Top-Down；主控零件；单个零件；设计变更；重新定义引言在工业产品的三维设计案例中，往往不只是设计单一零件，而是设计数个具有组合关系的零件。
目前，在Pro/E软件中，产品设计方法主要有两种：一种是Bottom-up（自底向上）设计思想；另一种是Top-Down（自上而下）设计思想。
前者是先分别设计好单个零件，然后将这些零件装配在一起。
如果装配过程中出现干涉或修改设计意图时，将要对几乎所有零件进行修改，无疑带来巨大的工作量；后者是由上至下、由简至繁的设计思想。
举例来说，素描学生在绘制作品时先画出影像的轮廓，待勾勒出外形后再绘制局部图像。
这种设计思想在产品设计的初期，按照产品的设计要求，首先完成整体方案设计和结构设计后，然后对单个零件进行局部细化设计。
其优点尤其体现在单独修改某一零件的尺寸后，与其相关的其它零件的尺寸会自动发生变化，极大地提高了设计效率；而Pro/E是一个图元参数化设计软件，这种Top-Down设计思想又正好迎合这一特点，从而使Top-Down设计思想在产品结构设计中得到广泛的应用。
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Global Reference Viewer
可以知道哪個特徵， 可以知道哪個特徵，在哪裡 哪個特徵 哪個檔案的哪個特徵發生 與哪個檔案的哪個特徵發生 參考關係
Top Down Design 第五步：零件間的幾何參考 - Shared Data
在進行設計時，零件幾何參考技術可提供以下便利： 在進行設計時，零件幾何參考技術可提供以下便利： 提供一種在頂級組件中，對次組件驅動， 提供一種在頂級組件中，對次組件驅動，維持配合及功能的機 制。 提供了在次組件中，與頂級資訊的溝通渠道， 提供了在次組件中，與頂級資訊的溝通渠道，而不會增加再生 及重畫的時間。 及重畫的時間。 使多個使用者能完成同期工程。 使多個使用者能完成同期工程。 減少裝配等級的衝突。 減少裝配等級的衝突。
DRIII-2 (Pilot Run)
DRIII-3 (Mass Production)
量試
Promote, 需要經過審核路線
量試檢討會
量產及初期流動管理
Deomote 路線
Top Down Design Process
ID Model Split ID Modeling Design Design Review Functional Simulation
確定設計目的
節省開發週期的時間， 節省開發週期的時間，也可使建立的設計更加精確 確保設計意圖 由設計之上層將資料傳遞至下層的次組立件中 在設計初始， 在設計初始，即先計劃建構好整個產品之零件架構
Top Down Design Principles
事先擬定好設計規劃 中將Model tree 建構好 在assembly 中將
Reference Type – “參考”的分類
Reference Type 分類
Internal Reference 特徵的參考或參照為同一檔案之其他特徵所提供 特徵的參考或參照為同一檔案之其他特徵所提供 同一檔案 External Reference 特徵的參考或參照是由其他檔案之特徵所提供 特徵的參考或參照是由其他檔案之特徵所提供 其他檔案 “好的外部參考 應是由 Data Share 的方式所產生的 好的外部參考” 的方式所產生的external 好的外部參考 reference feature,一般的 Protrusion 與 Cut 等特徵不應該有 一般的 external reference, 若有此種參考發生則屬於 不佳 之外部參考 若有此種參考發生則屬於”不佳 不佳”之外部參考
• 必須將零件完全限制(Fully
Constrained)才可以 不需要一次完全定義
Component → Redefine
• 可以將組裝限制條件分次定義,
應用： 應用：
理論上， 過的Component已經被固定住了 ， 所以不能用 已經被固定住了， 理論上 ， Finalize過的 過的 已經被固定住了 Move移動 ； 但是若在 移動； 中之Preference將 ModifyOffset打開 移動 但是若在Move中之 中之 將 打開 則若用Mate Offset，Align Offset方式組裝的方向可用 方式組裝的方向可用Move 移 ，則若用 ， 方式組裝的方向可用 而且offset值會自動 值會自動Update。 動，而且 值會自動 。
Top Down Design 第一步：產品架構規劃
1. 產品的組成架構為何? 2. 有哪一些是沿用舊有之零件? 3. 哪一些零件是新設計之零件? 4. 在Pro/E中之Model tree如何建構?
ID 設計流程
ID Engineer
2D Sketch
IGES
Pro/E File
ID Eng.根據 Placement 規範, 及客戶所提供資料 ,開始設計 ID Model
Top Down Design 第四步：Package 零件的組裝技巧
包裝(Package)是什麼？ 是什麼？ 包裝 是什麼
Assemble – Fully Constrained Package – 限制條件沒有足夠的零組件
•如何讓元件成為包裝 如何讓元件成為包裝(Package)狀態 狀態 •如何控制元件的移動 如何控制元件的移動(Move) •如何完成限制 如何完成限制(Full Constrained)模型 模型
Customer Spec. Current Tech. Marketing Req.
Internal Placement Layout
ID confirmed & ME Ass’y Design
ME Detailed Design
Structure Create
ponents Libraries
Engine assembly interfaces
Uses For Skeletons
Motion for a Piston
Space Claims for Assemblies
Complex Gearbox Assembly
Reducing the Parent/Child Hierarchy
Top_Down Design Methodology
Agenda
1. 2. 3. 4.
什麼是Top Down Design? 什麼是 Top Down Design 所需的工具 Pro/E 提供的 Top Down Design 工具介紹 如何使用工具
2D Design Process
2D Layout
Skeleton
Assembly without Cylinder
Full AssemblySkeFra biblioteketon的特性
必須由Assembly 產生 必須由 一定是Assembly的第一個 component 的第一個 一定是 每一個Assembly內定只有一個 內定只有一個skeleton part, 可在 可在config.pro中將 每一個 內定只有一個 中將 multiple_skeletons_allowed 設定成 Yes, 即可使用多個 即可使用多個skeleton part Skeleton part 之實體是自動捨定成顯示為”藍色” 之實體是自動捨定成顯示為”藍色”
Top Down Design 第二步：建構好Model tree ( ME 人員做 )
Top Down Design 第三步：骨架模型 Skeleton
Space Claims for Assemblies
Skeletons as Design Interfaces
Plastic container interfaces
External Reference Feature
用資料分享(Shared Data)方式做出之特徵泛稱為“外部參考特徵 ” (External Reference Feature) ，除了可在模型樹 (Model Tree) 中明顯觀察到其圖示不同外，亦可用“全域參考搜尋引擎” (Global Reference Viewer) 找到
ID Design
ID外觀檔案來源分成兩類 : Pro/E檔案或非 Pro/E檔案
若是非 Pro/E檔案, 則只保留 iges 格式檔案與 jpg格式檔案, 但 必須 ID Eng.必須將參考資料皆建構成Pro/E檔案, 稱為 ID
Master Model ID Eng.完成 ID Master Model 後, 將所有參考檔案與 ID Master Model Check in 至 Intralink Server專案 folder指定之ID folder中 ID Eng. 或 ME Eng.應用 Data Share 之工具拆件後, 將零件 check in 至專案指定之 ME folder中, 由 ME Eng.做組立
Merge From Other Model
Merge From Other Model 的步驟
設計件: 工件)中點選 在PART A (設計件 ME工件 中點選 Insert 設計件 工件 → Shared Data → Merge(Cutout) from other model 參考件: 工件)為 → 指定PART B (參考件 ID工件 為 ref Model 指定 參考件 工件 → 指定在組合座標 → 決定其他 optional 選項
Package的方法
在Assembly中 中 Assemble → Move → 直接將零件移動至適當位置 → Ok Package - 3D Layout
• Add
加入零件至assembly中
• Move
將零件移至適當的位置
Package的延伸使用
零件固定的方法: 將Package零件固定的方法 零件固定的方法 Package → Finalize
ME
2D ID Drawing
ID
3D Model
?
Prototype
Ideal Design Process & Relationship
Layout Central Database
ID
OK !
• Good Relationship • Design Automation • No Free Lunch
產生零組件與次組立 將未固定之零件放入組立中 產生沒有幾何的零件
使用骨架模型與概念方塊
規劃骨架零件
複製參考幾何至相關模型中
複製共通幾何
工具說明
Skeleton – 零件骨架, 控制零件活動, 外觀設計, 零件骨架 控制零件活動 外觀設計 零件間之共用幾何收集場所 Package – 將已設計好之零件, 擺放進組立件中, 但不加以”固定 固定” 將已設計好之零件 擺放進組立件中 但不加以 固定”, 可等 Constraint條件出現後再加以 固定 條件出現後再加以”固定 條件出現後再加以 固定” Data Sharing – 檔案與檔案間之資料分享與資料傳遞方式