Proe-Creo的Top-Down骨架建模介绍

2023-04-08  2391 分类:结构工程

1、产品设计概述

产品设计中的建模方法有很多,从总体设计思路和顶层定义上来讲,设计方法可以分成由下至上设计(Down-Top Design,也叫顺序设计方法)和由顶至下设计(Top –Down Design,也叫模块化设计方法,俗称叫骨架建模)两种设计方法。


2、由下至上设计(Down-Top Design)

由下至上设计是一种从局部到整体的设计方法,主要设计思路是:先设计好产品的各个零件,然后将零进行组装,得到整个装配体产品,这种方法在零件之间不存在任何参数关联,仅仅存在装配约束关系。

比如如下的阀门产品,采用如下流程:

①根据现有产品尺寸资料(图纸)设计各零件结构,

②产品复杂,部分零件先调整成子装配组件,

③子装配与其他零件组成总装配图。

 

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图 阀门产品采用Down-Top设计流程


3、骨架建模TOP-DOWN 

由顶至下设计是一种从整体到局部的设计方法,是顶层设计思想的具体体现。主要思路是:首先进行顶层定义和设计,先定义产品的整体功能,模块,结构等,以及之间的关系。为后续的产品开发和设计,及工程应用中的分工协助,部门协同设定好边界。

在实际的设计工作中,大多数产品具体体现是先设计一个能够映射产品整体构架的骨架模型,该骨架模型相当于神经中枢,然后根据骨架模型来定义和匹配各个零件间的关系,如位置关系和结构关系等;最后根据顶层定义中的,各个模块或部件的关系,进行具体分配各产品零件间的关系,最终完成各零件的设计和建模。而整体和局部的关系是通过某种关系式或参数进行定于和约束,而正是这种方法在零件之间存在的参数关联,使得修改其中的骨架或零件,其他与其关联的零件也会发生相应的变化。从而实现,整体约束局部,局部适应整体的效果。


设计举例:如下图所示的是一录音笔产品模型,该产品结构特点就是表面造型比较复杂呈流线型,各零部件之间配合紧密,但是各部件上很多细节尺寸是无法得知的,像这样的产品就可以使用自顶向下的方法来设计。

 

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1、首先根据总体设计要求,进行顶层定义。根据创意设计要求,创建骨架模型00-all-skel.prt。

 

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2、根据产品创意,功能及结构关系,对骨架进行模块和零件拆件,并进行一定程度的细化,得到所需要的多个零件。

 

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图 复制几何拆件原理

 

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图 上壳拆件完成效果(结构待做)


3、等多个零件设计拆件完成之后,可直接进行默认的组装,即可完成设计。

 

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图 默认装配,方便快捷,准确


4、当设计需求和定义发生变化,通过对顶层定义的骨架模型进行修改调整,然后在子零件中进行步骤更新,子零件的设计信息同步更新,最终在产品模型的组装文件中也同步更新。

由上可知,Top-Down 设计是一种先进的设计思想,即产品设计由顶层定义,进行系统布局、整体设计、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,可以实现快速变形设计、节省开发设计时间。

由此可见,由顶至下产品设计思想及Creo/Proe由顶至下建模思路和方法是所有工业设计师/产品设计师必须掌握的一种设计思想和技能。


4、骨架建模TOP-DOWN 应用范例鉴赏

 

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图 机床自顶向下设计方法应用


机床自顶向下设计带来的好处:

①并行设计流程提高工作效率。

②缩短研发周期降低研发成本, 减少产品设计时间80%以上。

③结构分析和优化设计减少设计失误70%以上。

④产品变更自动传递提高零部件借用率。

⑤采用现有产品的零部件和公司内的标准零件库数据,以降低生产成本及缩短设计研发时间。

⑥人机工程分析让产品计划出口到欧洲,考虑到欧洲人的操作方便性。


 

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图  柳工应用和推广Proe+TopDown全数字化样机设计


柳工推广Top-Down实施收益:可以提高设计效率,使设计周期大大缩短:

1、ProENGINEER+TopDown的设计方法可以准确传递设计意图,通过proENGINEER基本的相关功能,设计意图的变更可以自顶向下的传递,直到最底层的零件和图纸,从而使产品的修改性大大提高,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。

2、原来的设计方法在总布置时,所有零件的空间位置和干涉情况、空间管路的设计都需总布置一人负责,各系统彼此隔离,容易导致系统间干涉不协调,零件设计同时需与总布置装配来回校验,工作量大且繁杂,整个项目设计周期长。

3、现在的设计方法,总布置只需在总骨架做完后,将具体各系统的布置和设计分到各系统设计人员手里,各系统设计人员可同时进行设计,总布置人员居中负责协调,项目设计周期大大缩短。

4、使各种数据及设计意图通过Top-Down 传递到各分系统中,总体与分系统、分系统之间无缝连接,各系统协同设计,这样可以较大地提高设计质量,提高产品设计一次性成功率高,缩短设计周期,提高产品通用化、系列化以及产品设计水平,降低设计成本,提高我们的设计能力。

5、品索设计应用骨架建模的落地产品

 

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图 二维码终端结构设计

 

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图 充电宝产品结构设计

 

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图 车载支架产品结构设计

 

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图 后视镜产品结构设计

 

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图 机器人产品结构设计

 

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图 挂颈式蓝牙耳机产品结构设计


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