1.2 小車架的參數(shù)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(tài)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(shù)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(tài)向動態(tài)轉變，達到創(chuàng)新設計的目的，對于小車架而言，參數(shù)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(shù)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(shù)化模型）。

    （1）功能模塊的參數(shù)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(shù)。因此建立相同結構不同尺寸的參數(shù)化零件，我們只要實現(xiàn)相關參數(shù)聯(lián)動即可。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，關系復雜，必須根據(jù)區(qū)分出的各個特征，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)之間的關系。主約束參數(shù)確定有兩個原則。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；二是設計的目標要求以及決定設計的一些關鍵參數(shù)應該作為主約束參數(shù)。在每個特征部分將參數(shù)分為三類：①主參數(shù)。決定零件裝配約束或形狀結構的參數(shù)。參數(shù)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(shù)。其值由主參數(shù)決定。主參數(shù)確定以后，根據(jù)參數(shù)關系表達式確定次參數(shù)。這類參數(shù)不能人工進行改變；③常數(shù)。這類參數(shù)是設計中其它關系表達式要用到的一些常數(shù)，將它們也作為一種固定參數(shù)表達式列出。

    現(xiàn)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(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)各個零件間的拓撲關系，利用參數(shù)關系表達式，來確定次參數(shù)。如零件1的長寬高特征參數(shù)分別為：L，W，T3；零件2的長寬高特征參數(shù)分別為L，H-T3，T2；零件3的長寬高特征參數(shù)分別為：W-X3-T2，T1，H-T3；零件4的長寬高特征參數(shù)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(shù)劃分簡圖

    （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(shù)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(shù)——模塊化設計系統(tǒng)

    本系統(tǒng)是針對橋式起重機上的小車架設計開發(fā)的計算機輔助設計工具。從用戶的角度來講，通過簡單的數(shù)據(jù)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(tǒng)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(shù)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(shù)，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(tǒng)運行實例

    啟動SolidWorks(本系統(tǒng)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(shù)化設計】【總體參數(shù)】，啟動小車架設計界面進行參數(shù)化設計。對其主要參數(shù)進行——設計，既而得到新的小車架以及主要特征參數(shù)。

    3 結束語

    隨著計算機的迅速發(fā)展，CAD技術已經(jīng)深入到制造行業(yè)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(jīng)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(shù)化，以此來支持產品的變異設計。

    企業(yè)的初步使用說明，小車架參數(shù)——模塊化設計方法適合于開發(fā)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。