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基于Creo的自顶向下设计方法在电子仪器结构设计中的应用

2017/11/1    来源:互联网    作者:安帅伟      
关键字:Creo  自顶向下  系列化  骨架模型  
介绍了Creo环境下的自顶向下设计方法,通过某型电子仪器的设计过程,展示了自顶向下设计方法在电子设备结构设计中的应用。对于系列化产品的开发,通过修改骨架模型,利用零部件与顶层骨架模型的数据关联,能够有效提高设计效率。

    骨架模型用来表达设计意图,是一个3D 的参数化布局,包含了整机主要的尺寸参数和零部件的位置及空间设计信息,一般由基准点、基准面、坐标系、曲面等组成。根据整机的结构层次规划,把各级装配中需要用到的曲面、曲线等外形信息及基准面、坐标系等位置信息作为共享数据纳入到骨架模型中。鉴于整机结构不是特别复杂,建模数据量不是太大,本例只建立整机骨架模型,所有零部件都以该骨架模型为参照。

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    图3 整机骨架模型

2.3 整机结构详细建模

    整机建模中两种方法最为常用,一是发布几何+复制几何的方法,二是合并/继承的方法。两种方法均能实现骨架模型到零部件的数据共享,但特点及应用场合略有不同。发布几何是跟复制几何配合使用的,发布几何可以将骨架模型中的几个几何特征收集起来,作为一个整体提供给目标零件进行共享。复制几何是使用在目标零件上的,可以把骨架模型中发布的几何复制到零件中来,作为建模的参照和基础。合并继承可以把骨架模型中所有的几何特征复制过来,但不能单独选择某个特征。

    本例中大部分曲面造型主要体现在前壳、后壳、把手三大模块,该三部分的外形、安装位置均由骨架模型控制,详细设计中通过合并继承把骨架模型复制过来作为设计参照及曲面采集的数据源。而其余按键、旋钮、探头接口等的详细设计中,通过复制几何从骨架模型中把各自的位置及形状特征复制出来,作为局部造型的基础。设计结果如图4所示。

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    图4 5U高、配置10.4寸方屏便携式整机

3 自顶向下设计在系列化中的应用

    产品开发中,若每种产品都单独研发,同类产品之间不统一规划、互相借鉴,不仅费时费力,设计效率低,而且类似的产品不能做成同样的风格,无法形成自己的品牌。同类产品,一般来说原理和硬件结构类似,外观风格一致。我所同类课题,往往有系列化需求,不同型号整机,除了技术指标上的不同,区别主要体现在整机结构形式、外形尺寸、屏幕大小等方面。系列化产品的开发中,可以通过修改基型产品骨架模型,实现同类产品的快速设计。

    如同图5、6 为我所在图4 整机基础上开发的两款产品,该三款产品外形相似,细节处却各有不同。图5与图4 相比选用了更大的屏幕(12.1 寸宽屏),选用了不同造型的把手。图6 机头沿用了图4 的风格,高度增加了1U,屏幕也换成了更大的12.1 寸方屏,整机形式由便携式改成了台式机。图5 整机在图4骨架模型的基础上,通过修改屏幕、按键及把手的特征信息,形成新的骨架模型,设计过程继承了大部分已有信息,大幅提高了设计效率。图6整机在图4骨架模型的基础上,通过修改前壳外形尺寸、按键及屏幕特征,形成自己的骨架模型,详细设计中,只从骨架模型中共享前壳特征,机箱外形及内部结构配合前壳外形,根据相关标准进行单独设计,形成全新的台式机产品。以上两例产品的开发中,通过采用自顶向下的设计方法,不仅最大限度实现了数据共享,形成了类似的设计风格,而且极大地提高了设计效率,缩短了开发周期,充分体现了自顶向下设计方法在系列化产品开发中的优势。

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4 结束语

    基于Creo的自顶向下设计方法已在企业得到了广泛应用,软件提供的建模工具和多种数据共享方法,能够很好的满足产品开发需求。我所相似产品之间借用、互相组装等数据共享现象很常见,系列化要求较多,通过修改骨架模型实现系列化产品设计的方法,不仅能够明显提高设计效率,而且能够保证系列产品的相同风格,对产品开发及品牌塑造有重要意义。

责任编辑:张纯子
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