ProE自顶向下

Pro/ENGINEER 用设计来简化复杂的装配采用自顶向下的设计方法设计小组或个人便能够使用集中式信息来同时处理多项工作，自顶向下设计是一种在上层处理关键信息并把这些数据向较低的产品结构层传递的方法。

通过使用六种主要功能（布局『可选』、装配结构、骨架、数据通讯、发布/复制几何体、以及建立零件/装配几何体），个人或设计小组可以缩短设计时间，提高质量，并能在高层实现更改控制。

始于布局规划Pro/ENGINEER提供了一个电子记事薄，随着设计概念的发展，可以在此获取和更新设计意图。

采用自顶向下方法，可以把实体模型链接到布局，并随着布局的变化自动更新模型。

虽然它们不是自顶向下设计的必要条件，但是，布局能把设计信息集中保存，这有助于在建立实体模型之前建立设计意图。

- 技巧－在检索引用了布局的模型时，通常会把布局调出到缓存区中。

即使装配不在缓存区中，模型需要的所有关系也都有效。

定义装配结构在建立装配结构的过程中，用户实质上建立了一个虚拟的物料清单（BOM）。

这是一种确定设计小组主要工作的方法，如果只有一个人负责项目，那么，这种结构就可以起到类似标签或标记的作用，它们可以指出需要完成或需要处理的地方。

虚拟物料清单可以帮助用户为各个小组成员分配工作，从而使用户把精力放在某些具体的工作上，而不是整个装配上。

另外，虚拟物料清单还允许关联前面的零件库，把模型提交给Pro/INTRALINK或PDMLink，并把它们分配给适当的库或文件夹。

- 技巧－用户可以在Pro/INTRALINK 或PDMLink中建立虚拟物料清单，然后把装配拖到Pro/ENGINEER中。

建立虚拟物料清单的步骤：建立顶层装配。

用户可以输入名称，使用缺省的模板，或者复制另一个文件。

在设计需要的时候添加空组件或子装配。

添加一些散件，比如润滑油，用以表示物料清单中不用建模的项目。

骨架为装配设计提供了框架。

当骨架发生变化时，所连接的实体模型也跟着发生变化。

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。

本课程将讲授自顶向下设计的基础原理。

该设计方式有力而稳定地扩展了参数设计,使产品设计更为有效。

自顶向下设计使您可以在产品组件的环境中创建零件,并在创建新零件特征时参照现有几何。

图 1该设计方法不同于传统的自底向上设计方法,在自底向上设计方法中,各个元件是独立于组件进行设计的,然后再将这些元件组合到一起来开发顶级组件。

图 2自顶向下设计是一种逐步进行的过程:1.使用标准的起始组件创建一个顶级组件文件。

2.使用标准的起始零件在顶级组件中创建一个骨架。

3.在骨架元件中创建所需的骨架几何。

4.使用骨架模型参照创建并装配所需元件。

5.在元件中对所需特征进行建模,并使用骨架几何作为唯一的参数参照。

6.在组件中的适当级创建并装配一个映射零件。

7.在映射零件中创建所需参照。

8.创建并装配参照映射零件的元件。

9.在参照映射零件(如有必要,参照骨架的元件中建立几何。

请注意,有更多关于自顶向下设计方面的高级功能和方法,例如,布局和发布几何,这些功能和方法将在高级组件指南和大型组件指南两个课程中进行介绍。

当您决定使用“自顶向下设计”法时,需要了解一些Pro/ENGINEER的特点。

零件模式对组件模式使用Pro/ENGINEER零件和组件文件有两种不同的方法。

要对设计进行更改,可以在“零件模式”中修改零件文件本身,也可以在“组件模式”中的“组件”内容中修改零件文件。

在“零件模式”中,您仅操作零件的几何,且操作窗口中仅包含该零件。

在“组件模式”中,您操纵的是该组件,可以操作组件中的几何或其中零件的几何。

工作在“组件模式”时,若要为零件添加几何,必须选取考虑中的元件,右键单击并选择激活。

这向系统表明您正在创建的特征属于所选的特定元件。

如未“激活”(Active该元件,则需要按上一课中的做法创建组件级特征。

当组件中使用的零件发生变更时(可能是尺寸修改或添加特征,这些变更在组件中是可见的,意识到这一点很重要。

当零件单独打开并更改或在组件的内容中更改时,尤为如此。

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。

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。

如何在Pro/ENGINEER 中使用自顶向下方法设计连杆此组件由一个液压圆柱体、几个连杆零件和一个滚柱装置组成。

我们先使用标准模板创建一个组件，以此开始建模过程：将此组件命名为top-level.asm；接着在top-level.asm 中创建一个骨架模型；选择“在组件模式下创建元件”图标，在当前组件中创建一个新的零件；选择“骨架模型”，接受缺省的名称：使用“复制现有”方法，然后选择您公司的起始零件以用作骨架模板。

如果没有起始零件，则使用Pro/ENGINEER 的缺省模板创建一个。

然后，可以浏览到此零件，并将其用作“复制自”选项。

接下来，右键单击TOP-LEVEL_SKEL.PRT，并在其自己的窗口中打开它。

我们在此窗口中将创建连杆系统的布局。

这类似于在2D 软件包中放置连杆。

接着，为基础位置创建三个点，这些点将代表不会移动的点。

可以在建模过程的后面阶段使用Pro/ENGINEER 行为建模扩展来优化这些点。

利用草绘基准点工具能很好地创建这些点。

也可以在“插入”à“模型基准”à“点”à“草绘”下找到此特征。

选择在其上进行草绘的平面，然后创建三个点。

在本例中，使用“前”平面作为草绘平面，并使用“右基准”平面作为右查看参照。

（图1）请注意，有一个点在缺省的坐标系上，而另外两个点标出了尺寸：PNT0 将用于确定圆柱的销钉接头位置；PNT1 将用于确定“V”形支架的位置；PNT2 将用于确定滚柱拉杆的固定位置。

接下来，我们将为连杆草绘以下部分：“V”形支架；滚柱拉杆；从V 形支架到滚柱拉杆的连接连杆。

让我们从V 形支架开始：创建一个草绘基准曲线特征；使用在草绘基准点特征时所用的同一草绘平面和视图参照，只需选择“使用先前的”按钮即可。

图2中显示了创建草绘的步骤：草绘一个圆，圆心在PNT1，半径值为6”；将此圆切换为构造圆；草绘两条中心线，使它们各偏离垂直中心线22.5 度，如图所示；创建三个直径为1” 的圆，一个圆心在PNT1，另两个圆心在半径为6” 的构造圆与两条22.5 度中心线的相交处。

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。

PTC产品介绍1.机械行业分析所谓机械行业，只要是与机械有关的行业都可以说是机械行业，这个分为广义的机械行业与狭义的机械行业。

机械的发展方向大致有四个：●航空航天及国防科工●以汽车为中心的配件●以模具为中心的加工●数控1.1国内机械行业现状进入新世纪以来，我国机械行业经历了十年的连续高速发展，取得了令世人瞩目的巨大成就。

2009年行业经济规模跃居世界第一位，2010年全行业完成工业产值近5500亿元，其中金属加工机床产值209亿美元，约占全世界的三分之一。

与经济规模迅猛增长的同时，机械行业的产品结构水平持续提升，技术创新能力显着增强，行业企业的综合素质和市场竞争能力不断提高。

在巨大的发展成就面前，我们也必须十分清醒地认识到，过去近十年的高速发展，我们更多地依靠了以下几个方面的因素：即，持续强劲的国内市场需求拉动，企业体制机制变革激发的发展动力和国家产业政策的有力支持。

比较而言，技术进步和管理升级所发挥的作用则相对有限。

客观上讲，持续旺盛的国内中低端市场需求，也在一定程度上延缓了行业的技术进步。

就行业总体来看，我们仍然没有根本摆脱以规模扩张为主要特征的发展模式，我们的产业规模虽然很大，但产品结构水平偏低，仍然处于全球产业链的低端。

我们一方面拥有世界第一的产业规模，另一方面则面临国内中高端市场尤其是高端市场仍然依赖进口的局面，特别是中高档数控系统和主要功能部件对进口的依赖程度更高。

因此可以说，现阶段行业的基本特征是“大而不强”，现阶段行业的主要矛盾是国内市场需求结构的加速升级与行业供给能力不相适应的矛盾。

综合分析行业现阶段基本特征、主要矛盾和近期国内市场的显着变化，我们不难判断，机械行业正处于实现重大战略转变的关键转折期。

1.2国外机械行业现状2012《财富》世界500强榜单出炉。

日立、卡特彼勒、韩国现代重工集团、小松集团、神钢集团分别位居第38、155、203、436、467位，作为工程机械企业，此次上榜引发业内广泛关注，工程机械企业以其自身实力向世界展现了行业发展的强劲动力。