1.2 小車架的參數化驅動

    模塊化研究的結果是將按照產品的功能與結構將產品分解成一個個功能模塊，但是這些功能模塊是靜態的，而產品設計中需要將這些功能模塊進行必要的變異，以產生新的模塊，參數化技術就是利用CAD 技術，將產品的功能模塊進行變異，產生新的模塊，從而使功能模塊由靜態向動態轉變，達到創新設計的目的，對于小車架而言，參數化驅動主要分三個步驟來進行：首先是對各功能模塊進行參數化定義，然后對其進行變參，產生新的功能模塊（功能模塊的參數化模型）。

    （1）功能模塊的參數化定義。對于給定形狀的零件，它的拓撲結構不變，變化的主要是它的尺寸參數。因此建立相同結構不同尺寸的參數化零件，我們只要實現相關參數聯動即可。即使僅僅考慮零件的尺寸參數，忽略其它的參數，這類參數還是數量大，關系復雜，必須根據區分出的各個特征，確定主約束參數和次約束參數。然后提取主約束參數，建立主約束參數與次約束參數之間的關系。主約束參數確定有兩個原則。是必須保證參數化特征的所有次約束參數都可以直接或間接地和主約束參數發生聯系；二是設計的目標要求以及決定設計的一些關鍵參數應該作為主約束參數。在每個特征部分將參數分為三類：①主參數。決定零件裝配約束或形狀結構的參數。參數之間是相互獨立的，由設計者或者應用計算程序確定其值；②次參數。其值由主參數決定。主參數確定以后，根據參數關系表達式確定次參數。這類參數不能人工進行改變；③常數。這類參數是設計中其它關系表達式要用到的一些常數，將它們也作為一種固定參數表達式列出。

    現取小車架上的一個模塊卷筒支承座為例進行說明，如圖4所示。首先根據它的特征，確定主約束參數，即L，W，H，T1，T2，T3，X1，X2和X3另外根據各個零件間的拓撲關系，利用參數關系表達式，來確定次參數。如零件1的長寬高特征參數分別為：L，W，T3；零件2的長寬高特征參數分別為L，H-T3，T2；零件3的長寬高特征參數分別為：W-X3-T2，T1，H-T3；零件4的長寬高特征參數分別為：X3，T1，H-T3；零件3的相對坐標是：X1+T1；零件4的相對坐標：X1+T1+X2+T1。

    圖4 卷筒支承座的參數劃分簡圖

    （2）功能模塊的參數化模型建立。在本系統中，主要采用的是參數修改法，即在SolidWorks中，利用已有的模型，通過修改模型參數的方法得到需要的新模型。用此方法建立參數化模型，必須有模型庫的支持，模型庫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，從模型庫中打開模型文件，對指定的尺寸參數進行修改，重建，就可以獲得滿足需要的模型。

    1.3 小車架的參數——模塊化設計系統

    本系統是針對橋式起重機上的小車架設計開發的計算機輔助設計工具。從用戶的角度來講，通過簡單的數據輸入和操作，就可以得到符合設計要求的一系列零部件三維模型以及工程圖；從邏輯上講，系統包括零件庫，工程圖庫，模型驅動軟件幾個部分，首先通過分析建立小車架各個模塊的參數化模型，然后建立模型驅動軟件，當用戶輸入簡單的一切驅動參數，就可以得到新的符合設計要求的零部件模型和工程圖。

    2 系統運行實例

    啟動SolidWorks(本系統需運行在SolidWorks2006版本)，點擊【文件】【打開】選擇相應的打開文件類型*.dll進行加載。

    點擊【小車架參數化設計】【總體參數】，啟動小車架設計界面進行參數化設計。對其主要參數進行——設計，既而得到新的小車架以及主要特征參數。

    3 結束語

    隨著計算機的迅速發展，CAD技術已經深入到制造行業的各個方面了。模塊化設計思想要求設計人員采用計算機輔助設計，快速檢索以往的設計信息，在此基礎上經少量修改，迅速滿足用戶需求。本文正是將模塊化設計和CAD技術結合起來，建立產品的模塊庫，對產品進行參數化，以此來支持產品的變異設計。

    企業的初步使用說明，小車架參數——模塊化設計方法適合于開發有很強適應性和靈活性的橋式起重機變型產品，它不僅可以滿足用戶多樣化多層次的需求，而且具有產品設計生產周期短、成本低的特點，具有很強的市場競爭能力。