CATIA关联设计

1、Shanghai RPT Automobile Engineering Co., Ltd.上海迅筑汽车工程技术有限公司上海迅筑汽车工程技术有限公司CATIA V5CATIA V5关联设计关联设计 RPT AUTO confidential-2-目目 录录1CATIA关联设计方法简介关联设计方法简介2关联的定义关联的定义3关联的类型关联的类型4Publication机制机制5上下文背景设计（上下文背景设计（Design in Context）6至顶向下的关联设计（至顶向下的关联设计（Top-Down Design）7多模型设计（多模型设计（Multi-Body Design） RPT AUTO

2、confidential-3-1CATIA关联设计方法简介关联设计方法简介CATIACATIAV5V5关联设计关联设计 RPT AUTO confidential-4-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 关联设计是关联设计是CATIACATIA软件的一大特点，它大大减轻了设计师的设计负担，软件的一大特点，它大大减轻了设计师的设计负担，激活了设计师的主动创新思想。激活了设计师的主动创新思想。q 关联设计主要是将设计特征与设计参数和设计输入关联起来，通过关关联设计主要是将设计特征与设计参数和设计输入关联起来，通过关联和发布机制实现关联设计。联和发布机制实现关联设计。q 关联设计方法建模

3、方法，并且易于理解和应用。通过零部件模型中前关联设计方法建模方法，并且易于理解和应用。通过零部件模型中前后关联的特征之间的相互关系来实现关联性设计。一旦驱动特征发生后关联的特征之间的相互关系来实现关联性设计。一旦驱动特征发生设计变更将会影响与之关联的特征的变更。设计变更将会影响与之关联的特征的变更。q 驱动特征可以是驱动特征可以是CATPartsCATParts, , CATProductsCATProducts, V4, V4数据或者其它的外部数据数据或者其它的外部数据类型（类型（IGESIGES，STEPSTEP等）。等）。 RPT AUTO confidential-5-关联设计方法作为

4、并行工程的一部分，它具有以下的一些特点：关联设计方法作为并行工程的一部分，它具有以下的一些特点：q 重用已有的几何特征重用已有的几何特征为了简化设计过程，设计人员可以重用已经存在的任何几何特征。例如，可以重用已经存在的sketch，而不是重新建立一个sketch，当然，也可以重用点、线、面或曲面等。q 重用其他部件中建立的参数重用其他部件中建立的参数可以在当前部件中重用在其他部件中定义的参数来建立几何特征和；q 装配模型的自动更新装配模型的自动更新在关联设计中，一旦驱动的部件发生设计变更，与其关联的部件会自动老蚌生珠更新，从而实现装配体的自动更新。CATIACATIAV5V5关联设计关联设计

5、RPT AUTO confidential-6-要实现要实现CATIACATIA关联设计，有以下几个关键要素：关联设计，有以下几个关键要素：q CATIACATIA数模的参数化数模的参数化非参数化的CATIA数据是无法实现关联设计的，这是关联设计最基本的要求q 特征创建命令的选择特征创建命令的选择在CATIA中，不是所有的命令对于关联设计是有利的，为了最大限度地保证关联设计的效率，尽量使用有利于关联设计的命令q 驱动特征的发布驱动特征的发布在CATIA中，关联设计的本质是零部件和零部件特征之间的关联，为了实现这种关联，CATIA提供了发布机制来保证这种关联q 特征引用的连续性特征引用的连续性q

6、 避免出现循环更新避免出现循环更新CATIACATIAV5V5关联设计关联设计 RPT AUTO confidential-7-2关联的定义关联的定义 RPT AUTO confidential-8-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 简单建模层面简单建模层面一个模型文件中，各个几何体之间，乃至一个几何体的各个特征之间缺乏联系q 参数化建模层面参数化建模层面一个模型文件中，一个几何体的各个特征之间，各个几何体之间保持联系q 上下文设计层面上下文设计层面联系涉及的范围从一个模型文件扩展到子装配（部件）或整个装配（产品），而装配中各个模型（零部件），乃至不同装配之间的模型（零部件），都

7、互相引用其需要参考的参数和几何体相对于参数化建模层次，联系的数量大大增加，联系也从顺序状态变成交错状态q 关联设计层面关联设计层面按照自顶向下设计的设计方式，特征之间，几何体之间，零件之间，装配之间的各种联系从交错状态变成了树状结构，从而使联系本身也被有序地管理起来，这使整个装配（产品）模型从顶层到底层都具备一种端到端（end to end）的关联性 RPT AUTO confidential-9-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 关联是表示零部件之间仁慈几何元素，参数或位置信息的依赖关系关联是表示零部件之间仁慈几何元素，参数或位置信息的依赖关系q 在在CATIACATIA中关联

8、是单向的，通常是从子元素到父元素中关联是单向的，通常是从子元素到父元素换句话说，子元素总是知道它的父元素是什么，这是因为它需要该信息来定义其工作环境，但是，父元素不知道它是否有子元素，因为子元素对父元素的定义没有影响，这种体系考虑到了在不同工作环境下父元素的重用输入元素输入元素中间元素中间元素部件部件2部件部件1 RPT AUTO confidential-10-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计通过通过Edit LinksEdit Links和和File DeskFile Desk命令，用户可以执行一系列管理关于产品结命令，用户可以执行一系列管理关于产品结构的任务构的任务q 通过通

9、过Edit Links,Edit Links,用户能够：用户能够：快速分析断开的LinksLoad/Unload单独的部件Active/Deactivate部件Isolate部件Replace部件q 通过通过File Desk,File Desk,用户能够用户能够浏览关联部件的结构观察CATProduct的关联关系Load/Unload单独的部件浏览部件的属性寻找丢失的部件，并重新建立关联 RPT AUTO confidential-11-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计3关联的类型关联的类型 RPT AUTO confidential-12-CATIACATIAV5V5关联设计关

10、联设计q 在在CATIACATIA中大致有五种关联类型：中大致有五种关联类型：q CCPCCP Link (as result with link)Link (as result with link)q KWE Link (as result with link )-KWE Link (as result with link )-参数参数q Instance Link Instance Link 产品与零件间的装配关系产品与零件间的装配关系q ConstraintsConstraintsq View Link View Link 二维视图之间的关联二维视图之间的关联 RPT AUTO conf

11、idential-13-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计在装配环境之外，使用特殊粘贴中的”as result with link”来粘贴特征，则几何元素被复制，并保持了到源文件的关联关系，这种关联关系就叫作CCP关联。 RPT AUTO confidential-14-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q KWE关联设计参数之间的关联，当一个特征的参数取决于外部特征的参数时，就需要创建该关联类型；q 该关联类型与CCP关联在许多方面是一致的，唯一的区别是所复制的对象是参数，而不是几何体；q KWE关联的创建方法是：使用特殊粘贴中的”Paste special as res

12、ult with link”粘贴参数。 RPT AUTO confidential-15-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 当往产品中新建或者插入一个零部件时，那么在装配中对于每一个部件都创建了一个instance关联；q 该关联承载了文件的名称与存放路径：q Instance关联的创建方法为：将零部件插入到一个CATProduct中。 RPT AUTO confidential-16-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 当用户在产品中使用装配约束来对产品中的部件进行位置定位时，软件就会自动创建Constraints约束；q Constraints关联类型不能在Edi

13、t/Links对话框中查看得到，它保存在CATProduct中，应用于零部件的实例上。也就是说，装配约束应用于一特定装配中的一特定零件实例中；q 如果一个产品替换另外一个残品，则所有的约束就会被打破。而使用Publications会避免出现这种情况。 RPT AUTO confidential-17-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 利用创建式二维制图工具，可以从CATPart文档创建二维工程视图，这时，软件会自动生成View Link关联类型：q 这时不会在CATPart文档中创建任何外部关联，在CATDrawing文档中创建一个指向CATPart的View Link关联。q

14、在每一个二维创成式工程视图上都会创建一个ViewLInk关联。该关联承载了源模型的名称与存放路径。 RPT AUTO confidential-18-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计4Publication机制机制 RPT AUTO confidential-19-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 如果一个用户创建的几何特征需要被其他不同用户的几何特征所引用，这时就需要通过Publication机制将需要被引用的特征发布，使之在整个工作区域内用户所见；q 在关联设计中，发布几何特征和参数是为了帮助用户更好的控制所创建的外部参考特征；q 发布的特征不仅仅在关联设计中所应

15、用，凡是需要用户控制外部参考特征的时候，可以考虑使用Publication机制。 RPT AUTO confidential-20-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 对特征进行瓢，并命名，以易于识别（特别是在公布边界线edge、特征面face时）q 可能更方便地在特征树中找到一些特定的特征q 当设定只是借用公布元素（select as external reference only the published elements）时，公布机制可以预选可以用作外部参考的元素q 可以容易地实现用零部件的替换，具有相同名称的公布元素会自动连接，而没有公布机制，则需要一个个的手工连接 RP

16、T AUTO confidential-21-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 线框元素，包括点、直线、曲线、平面q 草图整体q Bodyq 实体设计特征，例如：Pad, Pocket, Hole等q 创成式设计特征，例如：拉伸曲面，偏置面，Join面等q 自由曲面的设计特征q 所有几何元素的子特征 ( Face, Edges等）q 参数、关系等 RPT AUTO confidential-22-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计发布元素在结构树上具有唯一的标识：q A区域显示发布的元素q B区域的绿色齿轮显示引用发布元素为发布参考元素q C区域应用发布元素时，在外部参

17、考元素节点下面使用不同的颜色表示：A表示发布已经同步更新B表示发布没有同步更新 RPT AUTO confidential-23-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计下面是几何特征发布的步骤q 1.激活包含要发布几何特征的零件；q 2.点击Tools Publications；q 3.选择要发布的几何特征：q 4.所选择的几何特征添加到Publications窗口； RPT AUTO confidential-24-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 5.重新命名发布几何特征；q 6.重复步骤3到5来发布其他的几何特征；q 7.点击OK确认；q 8.发布的几何特征显示在Pu

18、blication节点下面。 RPT AUTO confidential-25-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 当替换装配中一个部件时，如果该部件中包含驱动其它部件的参数时，参数的发布就变得很有用了。q 如果导出的参数进行了发布，所替换的部件中具有发布的同样名称的参数，那么它将继承对导出参数的控制。否则，被替换部件的参数将继续保持对驱动部件的控制。 RPT AUTO confidential-26-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计5上下文背景设计（上下文背景设计（Design in Context） RPT AUTO confidential-27-CATIACAT

19、IAV5V5关联设计关联设计q Context是指上下文设计的零件所处的装配产品。即如果打开该产品中，将显示所有的具有Context关联子零件所对应的父元素，并解析所有的关联。q 在一个装配体中可包含CATParts, CATProduct, V4模型以及其它的外部模型（IGES，STEP等），这些模型之间通过装配约束来进行定位；q 在CATProduct文档中，可以在几个零件之间创建associative Links,这些Links可以是”外部几何参考“，也可以是”外部参数参考“；q 如果一个零部件通过外部几何参考”或者“外部参数参考”进行创建，这就是上下文背景设计。 RPT AUTO co

20、nfidential-28-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计有三种方法来创建上下文背景设计：q 通过“External Parameter”q 通过“External Reference”q 通过“Assembly Feature” RPT AUTO confidential-29-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计上下文背景有助于实现企业的协同设计，其具有如下的一些优点：q 重用已有的几何特征：为了零部件设计上的使得，设计人员可以重用在其它上下文背景零件中定义的任何格式的几何特征。例如：用户可以重用在其它的CATPart中的Sketch，而不必重新创建具有同样特征的Sk

21、etch。当然，用户可以重用大部分的CATIA的元素（点、线、曲线、平面或者曲面）；q 重用用户参数：用户可以重用在其它零件中定义的参数来创建上下文背景零件；q 在发生设计变更时，自动更新产品装配：当在上下文背景中进行设计时，当外部参考特征发生设计变更时，上下文背景零件会自动地进行设计更新中，用户不必编辑上下文背景零件来更新其设计。 RPT AUTO confidential-30-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计在上下文背景中修改一个Part时，会出现两种情况：q Driving Part上下文背景零件通过外部参考元素来驱动其更新q Driven Part修改Driven Par

22、t的几何特征来驱动上下文背景零件 RPT AUTO confidential-31-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 在使用上下文背景设计方法进行工程设计时，对上下文背景零部件进行全约束是十分关键的，这样可以避免几何特征意想不到的“扭曲”。 RPT AUTO confidential-32-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 有时候，我们需要在Driving和Driven Part之间切断上下文背景的关联，这是因为：q 零部件版本已经发布，用户希望避免不必要的设计变更；q 零部件设计已经稳定，用户不再需要从一个零件到另外一个零件的设计驱动；q 用户不经意删除了定义上下

23、文元素的上下文背景的装配或者部件。 RPT AUTO confidential-33-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计 RPT AUTO confidential-34-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 在Context之外不可能创建Context关联。q 如果没载入Context，是不可能更新Context关联。q 在特殊的应用场合，有时可能需要强制应用特定的Context。q 管理Context：Components - Define Contextual Links。 RPT AUTO confidential-35-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计

24、6至顶向下的关联设计（至顶向下的关联设计（Top-Down Design） RPT AUTO confidential-36-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q Skeleton DesignSkeleton Design技术是一种自顶向下的设计方法。技术是一种自顶向下的设计方法。 采用该方法进行工程设计时，用户可以创建和重用保存在一个模型中的设计信息，这个模型就叫作Skeleton模型。自顶向下的含义就是Skeleton中的设计信息只能从Skeleton模型中传递给其它的零部件，零部件中的设计信息不能传递到Skeleton模型中，以保证模型的柔韧性和健壮性。q SkeletonS

25、keleton技术是基于装配环境下的设计技术是基于装配环境下的设计 Skeleton模型作为当前装配体的第一个零件，装配中的其它零部件的设计都是重用Skeleton模型中的信息来指导其设计。q SkeletonSkeleton模型中的设计信息只有项目决策人员才有权限进行修改模型中的设计信息只有项目决策人员才有权限进行修改 一旦Skeleton模型发布，设计人员不准对其进行 RPT AUTO confidential-37-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q Skeleton Design设计方法的优点：q 规则驱动的设计规则驱动的设计所有重要的信息都保存在Skeleton模型中，在

26、skeleton中一些重要的空间约束已经定义，通过这些空间约束在装配模型中来布置相应的子模型；q 设计变更设计变更Skeleton Design设计方法能够管理高层次的设计变更，并将这些变更自顶向下地在整个装配模型中进行传递，一旦Skeleton中的设计内容发生变更，所有与袒裼裸裎关联的子系统都会发生相应的变更，这样就能够保证设计人员对设计变更的控制；q 协同设计协同设计产品模型所有重要的设计信息都保存在skeleton文档中，并通过关联copy/paste传递到各个设计人员进行相关设计，这样在协同设计中，各个设计人员的角色没有发生变化，但是，对于主要的设计信息却进行了更好的控制； RPT A

27、UTO confidential-38-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 避免循环更新避免循环更新如下图所示，由于装配模型中各个子系统之间进行相互的引用，而导致循环更新从而导致设计的失败，但在skeleton method设计中，所有的外部参考元素都是从skeleton传递过来的，所有关联都是指向同一个方向，从而很好的避免了大型模型设计中的循环更新的问题。 RPT AUTO confidential-39-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 当采用Skeleton Design技术进行工程设计时，上下文背景和位置关联特征只能指向Skeleton模型，这样就保证这些关联

28、之间不会发生相互的干涉；q 然而，用户可以删除其中的一个上下文背景零件，例如“Component2”，其将不会对其它的零部件产生任何的影响；q 特征传递的方向总是自顶向下的，从Skeleton模型传递给装配中的其它零部件。 RPT AUTO confidential-40-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q A.通过关联将skeleton中的设计信息传递到各个部件中，作为其设计外部参考；q B.通过skeleton中的信息，对装配模型中的部件进行空间位置的约束；q Skeleton文档中几何信息控制整个模型的主要尺寸和位置约束；q Skeleton能够帮助设计人员来定义模型中各部件

29、的空间布置。 RPT AUTO confidential-41-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 在skeleton模型中，可以包含几乎所有的CATIA V5特征，下表列出了在skeleton文档中可以出现的几何元素：类型上下文应用约束应用点定义孔中心坐标作为草绘中的约束定义装配体的部件的原点线作为旋转体或者放置曲面的轴线添加轴线重合约束平面定义特征的深度定义草绘平面添加面重合约束曲面定义特征的深度定义草绘平面添加面重合约束草绘在不同的零件中应用同一个草绘创建用户自定义阵列实体作为基础特征曲线作为导引线，例如sweep等轴线作为多轴线参考系统自定义参数在装配中定义尺寸定义偏移或者

30、角度约束值 RPT AUTO confidential-42-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计Skeleton Method方法是从产品的总体结构进行考虑的设计方法，在采用该方法进行产品设计之前，必须对所设计的产品有一个详细的认识和了解。使用Skeleton Method方法进行设计须经过如下的过程：q 事先拟定好设计总体规划；q 事先建立好装配体的结构，也就是在CATIA中建立好完整的结构村（Option）；q 规划Skeleton内容，建立详细的Skeleton；q 通过关联copy/paste将相应的Skeleton中的信息传递到相应的部件中；q 在相应的部件中进行设计，并通

31、过Skeleton建立相应的空间位置约束。 RPT AUTO confidential-43-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计使用Skeleton Design的流程如下图所示定义设计内容定义设计内容定义产品初始结构树定义产品初始结构树定义定义skeleton模型模型定义定义publication在模型中传递在模型中传递Skeleton设计信息设计信息管理产品零部件的独立性管理产品零部件的独立性 RPT AUTO confidential-44-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计创建Skeleton模型时，采用如下步骤：1. 在一个新的装配中，新建一个名称为Skeleto

32、n的Part，Skeleton应当是该装配的第一个零件；2. 使用Fix装配约束，在该装配中固定Skeleton模型；3. 创建用来定义整个装配的几何参考特征和用户参数；4. 发布Skeleton中定义的几何信息和用户参数。 RPT AUTO confidential-45-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 在一个产品模型中，除主Skeleton之外还可以存在多个Sub-Skeleton，在下图所示的例子中，在需要其它信息来驱动子装配时，在子装配中创建一个Sub-Skeleton，Sub-Skeleton中的信息来自于主Skeleton中和添加的新约束相对于子装配的驱动信息。 R

33、PT AUTO confidential-46-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计7多模型设计（多模型设计（Multi-Body Design） RPT AUTO confidential-47-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 将一个复杂的零件，按照设计的内容将其分解成多个简单的模型，分别进行设计，通过一定的方法，将这些模型组合起来形成这个复杂的模型，这种设计方法就是Multi-Model Design；q 在工程设计过程中，采用Multi-Model技术能够提高模型的柔韧性和健壮性。采用Boolean操作，一个复杂的模型可以通过Adding、Removin或者Int

34、ersecting多个简单的几何形状来获得；q 通过Multi-Model建模技术，同一个几何特征可以快速、方便地在多个零件之间进行传递，而保持良好的关联性。 RPT AUTO confidential-48-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 在协同设计过程中，Multi-Model Links使得用户能够通过从荆中重用设计特征来完成一个模型的设计，从而实现设计的协同，缩减设计周期；q 采用Multi-Model Links使得用户可以复制其它模型中的Body到自己设计的Part中，这样，一旦复制的Body发生设计变更，那么这种设计变更会自动地影响到自己的模型，从而实现零件设计的

35、自动更新。 RPT AUTO confidential-49-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q 采用Multi-Model Design可以使模型更灵活；q 采用Multi-Model Design可以更好的保持模型的关联性，便于设计更新，缩短设计更新时间；q 采用Multi-Model Design可以在一定程度上降低模型的大小；q 在设计零件时可以很方便地重用其它零件中的特征；q 可以实现复杂零部件的多名工程师并行设计； RPT AUTO confidential-50-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计q在建立Multi-Model Design的过程中，采用如下

36、的设计步骤：1. 打开设计文档和元素文档；2. 在元素引用文档中，在结构树上右键点击复制的Body节点；3. 在出现的背景菜单中，点击Copy；4. 在设计文档中，在结构树上右键点击PartBody；5. 在出现的背景菜单中，点击Paste special6. 在paste Special对话框中，选择As Result with Link7. 点击OK进行确认8. 这时，引用元素复制到设计文档中9. 通过Boolean运算完成模型组合 RPT AUTO confidential-51-CATIACATIAV5V5关联设计关联设计在Multi-Model Design中，有多种CATIA几何特征都可以用来重用。