Extech公司    李永阳

3.4 数据关联覆盖产品设计全过程

　　概念设计阶段是产品创新的关键阶段。实践表明，产品创新主要来自概念设计阶段所涉及的功能、原理、形状、布局和结构等方面的创新。目前在国内开展概念设计的软件也有，但同主流的参数化CAD的数据格式是不一致的，需要进行数据转换工作，同时数据模型的精度较难保证，设计过程会随着设计更改和模型转换而延长周期。

　　在概念设计与工程设计的一致性方面, ThinkDesign软件能够协调好这二个方面的关系, 实现集成的设计体系，其中：TD Engineering(产品设计)和TD Tooling(工装模具设计)两大模块的功能同参数化CAD的功能相似，在这就不做具体描述。主要从以下二个方面来阐明ThinkDesign软件集成设计体系，面向概念设计阶段开展工作的技术特色，以汽车配件倒视镜设计为例，阐述产品设计人员如何将艺术师的手稿（图像文件）变成多种产品设计模型。

1．概念设计中的模型产生

　　首先，在软件模型环境中选择不同的工作平面，分别插入二个图片文件，选择“缩放图像”命令将图片的比例值设置成一样（本例是1.2），在运用“修改图像”命令对图片进行拖动和旋转，达到指定的定位位置中具体见图11a所示。接下来利用软件的曲线功能完成图片上轮廓曲线的绘制工作，通过选择“通过控制点的曲线”命令来绘制图片的轮廓草图，具体见图11a所示中“红色”曲线，它们都属于二维曲线；那么，利用“由2D曲线生成3D曲线”命令来实现2D曲线到3D曲线的转换工作，具体见图11a所示中“绿色”曲线，它是属于三维曲线；依此类推，完成图片的3D曲线绘制，如图11b所示。

　　其次，在3D曲线绘制完成并通过曲线修改功能进行完善，确认可以后，利用曲面功能绘制图片上的各个曲面，选择 “放样曲面”命令来绘制曲面，具体见图11b所示中“绿色”曲面部分，然后在运用曲面的分析功能、修改功能对绘制曲面进行完善，依次类推完成曲面绘制工作，如图12a所示。

　　最后，对各个曲面进行整合，运用“生成实体”命令实现曲面实体混合模型；用布尔运算“实体合并、实体相交、实体删减”的命令来实现特征的关联，再利用实体的变半径倒圆角、实体抽壳、倒角等命令对模型进行细节修整，根据已设计的模型再添加“镜子”的实体，这样一个从图片到3D模型的设计过程就完成，结果如图12b所示。

2．多种设计方案的形成

　　纵观企业产品设计过程可以得出结论，新产品的设计方案必定是多个。同样，对上述的汽车倒视镜的产品设计，采用软件可形成多种设计方案：

　　【方案一】对倒视镜的镜面部分进行设计；选择全局变形建模（GSM）中的“高级GSM”命令，在命令菜单对话条中选取整个模型，并确定倒视镜的尾部曲线为固定；然后选择镜框边的曲线为初始曲线，再选择如图13a所示的曲线为目标曲线，接下来选择“确定”，新的设计方案形成，具体如图13b所示。

　　【方案二】对倒视镜的尾部形状进行设计；选择全局变形建模（GSM）中的“高级GSM”命令，在命令菜单对话条中选取除镜片特征外的特征，接着采用“套索”选择命令来确定倒视镜的前部曲线为固定不变，然后选择倒视镜尾部的曲线为初始曲线，再选择如图14a所示的曲线为目标曲线，接下来选择“确定”，又一个新的设计方案形成，具体如图14b所示。

　　需要说明的是：全局变形建模（GSM）的功能包括折弯、半径折弯、扭转、高级GSM、复制、平面变形、3D变形、棱线扭转和圆角转换等，为设计人员开展柔性设计提供丰富的解决造型技术的手段，本例虽然只采用“高级GSM”命令，但确实现了三个设计方案的产品模型，分别如图12b、图13b和图14b所示。

　　总之，从制造到创造是任何企业都要经历的一个发展过程，越来越多的设计者要从中国制造转向中国创造，而创造就不再是为了解剖或生产某一个零部件而设计，而是整体设计整个产品，从长远看，在概念设计阶段使用三维是CAD技术一个不可逆转的趋势。

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3.5 结合网络实现协同设计

　　制造业正在改变传统的作业方式，企业经营模式开始从小而全模式向合作专业化模式转变。采用以Internet网络为基础，基于项目管理的分布式协同工作方式，促进企业内部和企业之间的合作。

　　ThinkDesign软件不仅具有集成的设计体系，同时也具有与TD PLM系统无缝的集成性，具体的集成方式见图15a所示。其中，如图15a所示TD PLM系统的工具菜单直接集成在ThinkDesign软件中，它包括登录、检入、检出、创建版本、显示物料结构、从零件中获取文件、保存等等功能，设计人员可以直接面向TD PLM系统进行操作，那么我们以零件下载为例，实现从TD PLM系统中选择零件进行装配的。

　　从图15a所示中选择“从零件中获取文件”命令，就会登录到TD PLM系统中（需要有登录的帐户名称及密码），出现如图15b所示中的TD PLM系统窗口，显示相关零部件信息（预览图、代号、名称、生命周期、版本等等），在选取的零件前面打上“√”后,选择执行“导入”命令，这样被选取的零件会自动进入到ThinkDesign软件模型集成环境中（如图15b所示），接下来按照ThinkDesign软件的装配功能完成零件的装配。

　　鉴于TD PLM系统属于产品数据管理的范畴，为此不作详细描述。但由于TD PLM是基于Web的产品全生命周期管理系统，这样一来，设计人员可以利用企业局域网开展内部的协同设计工作；利用Internet网络开展异地的协同设计工作。

4．结束语

　　从二维CAD绘图到三维参数化CAD造型是企业深化CAD技术应用的方向，而当企业应用三维CAD软件后，也会提出深化三维CAD应用的需求，综上所述的分析，得出一个结论是ThinkDesign软件是企业深化CAD应用技术的领跑者，提供系列化的设计工具，让设计人员从模糊的概念开始，将自己的设计思想表达出来，经过动态的修改得出精确的设计模型，结合产品全生命周期管理系统PLM，帮助企业实现设计、生产、管理等环节的信息化集成。先进的设计能力才能产生先进的制造企业，CAD技术发展趋势就是进行创新设计，以参数化CAD技术为基础向创新协同CAD技术发展。CAD世界正在发生翻天覆地的变化，创新协同CAD技术必将成为普遍适用的高新技术，引发了制造业的数字化革命，锋芒所指，所向披靡。