【文章內(nèi)容簡介】 是在具體尺寸上發(fā)生了變化，特征形狀并無根本改變，特別適合于標準件庫的建立。然而，在編程過程中怎樣獲取標準件模型中的尺寸參數(shù)作為變量并將其更新是要面臨的主要問題。 4. 參數(shù)化設計應用 73 直接在 VB環(huán)境中通過編程實現(xiàn)。此法的前提應該建立一個標準件的三維模型。編程時，先打開該模型，然后找到該模型中的相關尺寸參數(shù)，并對這些參數(shù)賦予新的數(shù)值，即可生成所需的模型。建立三維模型時一定要結(jié)合該零件的結(jié)構特征和尺寸參數(shù)，綜合考慮尺寸標注方式。盡量避免尺寸參數(shù)間的關聯(lián)和制約關系，需要修改的尺寸參數(shù)必須獨立標注，尺寸標注的名稱可通過查閱其屬性獲得。此方法實現(xiàn)的流程圖如圖所示。 74 75 該導柱模型是采用旋轉(zhuǎn)命令完成的，其中 D DD D4分別對應旋轉(zhuǎn)截面草圖中的特征尺寸，也是標準件的標準尺寸。 76 77 （二）變量化設計的實現(xiàn)原理 這是將幾何約束轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗幸蕴卣鼽c為變元的非線性方程組的方法。通常，把工程圖樣上的一個設計對象必須滿足的約束條件分成隱式和顯式兩類，顯示約束用尺寸標出，隱式約束在圖樣上不作標注，但卻起作用。 1. 整體求解法 78 79 80 這是在作圖過程中同步建立結(jié)構圖形約束的方法。隨著交互式作圖，自動記錄對應元素之間的顯式約束語義。所記錄的約束種類和項目可通過預先選擇菜單項加以設置。它能對每個新增加的幾何元素的約束關系及時給予確定，可以及早發(fā)現(xiàn)幾何元素和尺寸之間的欠約束或過約束，提高求解的效率和可靠性。 2. 局部求解法 81 這是采用謂詞表示幾何約束的方法。在專家系統(tǒng)基礎上，將手工繪圖的過程分解為一系列最基本的原則，通過人工智能的符號處理、知識查詢、幾何推理等手段把作圖步驟與規(guī)則相匹配，導出幾何細節(jié)，求解未知數(shù)。 3. 幾何推理法 82 這是利用輔助線作為隱含約束的方法。所有作圖線都建筑在輔助線的基礎上，而每條輔助線都依賴至多一個變量，輔助線即構成了對圖形的約束，不必在作遍歷搜索。當改動某一尺寸值時，可從中檢索到對應的輔助線及其計劃屬性，同時跟蹤受制約的所有后繼元素，意義作相應修改，實現(xiàn)尺寸驅(qū)動。 4. 輔助線求解法 83 三、模塊化設計方法 （ 1）新產(chǎn)品的模塊化設計 （ 2）變型產(chǎn)品的模塊化設計 （ 3）現(xiàn)有產(chǎn)品的模塊化改造設計 （一）模塊化設計方法的分類 84 圖 316 新產(chǎn)品模塊化設計過程 85 86 圖 317 變型產(chǎn)品模塊化設計過程 87 88 圖 318 現(xiàn)有產(chǎn)品模塊化改造設計過程 89 90 （ 1）橫系列模塊化 不改變產(chǎn)品主參數(shù)、在同一規(guī)格的基礎上在變型產(chǎn)品范圍內(nèi)進行模塊化設計。 例如更換端面銑床的銑頭、可以加裝立銑頭、臥銑頭、轉(zhuǎn)塔銑頭等，形成立式銑床、臥式銑床、轉(zhuǎn)塔銑床等。 和程度劃分 91 （ 2）縱系列模塊化 在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進行模塊化設計。主參數(shù)不同、動力參數(shù)不同、導致結(jié)構形式和尺寸不同，因此設計復雜。 92 93 3）橫系列和跨系列模塊化設計。 除發(fā)展橫系列產(chǎn)品之外，改變某些模塊還能得到其它系列產(chǎn)品者，便屬于橫系列和跨系列模塊化設計了。德國沙曼機床廠生產(chǎn)的模塊化鏜銑床，除可發(fā)展橫系列的數(shù)控及各型鏜銑加工中心外，更換立柱、滑座及工作臺，即可將鏜銑床變?yōu)榭缦盗械穆涞冂M床。 94 4）全系列模塊化設計。 全系列包括縱系列和橫系列。例如，德國某廠生產(chǎn)的工具銑，除可改變?yōu)榱婎^、臥銑頭、轉(zhuǎn)塔銑頭等形成橫系列產(chǎn)品外，還可改變床身、橫梁的高度和長度，得到三種縱系列的產(chǎn)品。 95 5）全系列和跨系列模塊化設計。 主要是在全系列基礎上用于結(jié)構比較類似的跨產(chǎn)品的模塊化設計上。例如，全系列的龍門銑床結(jié)構與龍門刨、龍門刨床和龍門導軌磨床相似，可以發(fā)展跨系列模塊化設計。 96 這是模塊化設計成功的前提。它包括：市場對同類產(chǎn)品的需求量、市場對同類產(chǎn)品基型和各種變型的需求比例，分析來自用戶的要求，分析模塊化設計的可行性等。 1. 市場調(diào)查與分析 （二）模塊化設計的關鍵 97 模塊化設計的原則是力求以 少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品 ，并在滿足要求的基礎上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構簡單、成本低廉、且模塊間應盡量簡單規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單。 通常按功能分析法進行產(chǎn)品的功能分解和功能模塊層次的劃分，又稱為分級模塊化。 2. 模塊的劃分 98 99 3. 模塊標準化 模塊標準化通常指模塊結(jié)構標準化，尤其是模塊 接口標準化 。 計算機行業(yè)應用最廣泛。 100 4. 擬定產(chǎn)品系列型譜 101 5. 模塊的管理 設計管理 充分利用已有模塊、進行合理選擇、組合、互換，迅速有效的設計出和構造出用戶需要的產(chǎn)品。如已有組合不能滿足需要，可以提供相近模塊或基型模塊進行修改。 生產(chǎn)管理 對模塊進行分解和匯總，按模塊組織生產(chǎn)。 102 第五節(jié) 產(chǎn)品設計的可視化技術 1. 基于圖形設備的基本圖形元素的生成算法 2. 自由曲線和曲線的生成 3. 圖形元素的求交以及集合運算 4. 不同字體中、西文的點陣表示及矢量字符的生成 一、圖形生成技術與算法 103 (一） 窗視變換 開窗口 : 利用顯示屏幕按人們的意愿選取和放大一部分畫面的方法稱為開窗口。 裁剪 : 對不感興趣的畫面不予顯示的技術稱為剪取，也叫裁剪。 二 圖形變換技術 104 1．窗視變換 在用戶坐標系中開用戶窗口，凡是落在該窗口內(nèi)的圖形信息都將在圖形設備上以設備坐標的形式在視圖區(qū)中滿屏輸出。由于用戶窗口和視圖區(qū)是在不同的坐標系中定義的，所以要把用戶窗口內(nèi)的圖形信息拿到視圖區(qū)去輸出之前，必須進行坐標變換。既窗視變換。 2．用戶窗口 一般設定為一個矩形區(qū)域，并可以用該矩形域的左下角 (Xwl， Ywl)和右上角 (Xwr， Ywr)的坐標來定義。 二、窗視變換 105 3．視圖區(qū)： 是用戶在屏幕上定義的一個小于或等于屏幕的區(qū)域。視圖區(qū)是用設備坐標系來定義的，通常也設定為矩形。同樣可以用該矩形的左下角點 (Xsl,Ysl)和右上角點 (Xsr， Ysr)的坐標來定義。 106 如圖所示，假如在用戶坐標系中定義的物理窗口的左下角點的坐標為 (Xwl， Ywl)和右上角點的坐標為 (Xwr，Ywr)，在設備坐標系下定義的視圖區(qū)的左下角和右上角坐標分別為 (Xsl， Ysl)和 (Xsr， Ysr)。 107 1．點的表示 在二維空間中，表達一個點 P可以用直角坐標(X,Y)來表示，其矩陣形式為 [x,y]或 [x/y]，表示點的矩陣通常被稱為點的位置向量， 若一個圖形有多個點組成，則其矩陣形式為 （二）圖形幾何變換的基本原理 108 2．變換距陣 設 P變換后的點為， p`的表達式可用 P與一個 2 2的變換矩陣 T的乘積來表示。更確切地說， P`可以表達為 : 新點的位置取決于變量 A， B， C， D的值。 109 3．齊次坐標 齊次坐標表示法就是用 N+1維向量來表示一個 N維向量。在齊次坐標系統(tǒng)中，點 (X,Y)用 (X,Y,H)來表達，其中 H為非零的一個任意數(shù)。點 (X,Y)的標準齊次坐標表達為 (X/H,Y/H,1)，由于 H是一個任意非零常量，為了簡便起見，我們通常取 H=1。齊次坐標系統(tǒng)中的點 (X,Y,1)包含有笛卡爾坐標上的點 (X,Y)。采用齊次坐標原 2 2變換矩陣現(xiàn)在應擴展成 3 3的矩陣 : 110 111 （三）二維圖形上的幾何變換 1)比例變換 點按到原點的距離比例放大或縮小，比例因子為A， D，變換表達式為 x`=Ax,y`=Dy,變換矩陣為 : 112 這種類型的變換矩陣使點 (X， Y)在 X， Y軸方向上均按 A、 D比例發(fā)生變比，因而稱之為比例變換。 當 A=1， D0時，點的坐標在 Y方向發(fā)生了伸縮。 當 D=1,A0時，點的坐標在 X方向發(fā)生了伸縮。 當 A,D是大于 0的任何數(shù)時， A＝ D1圖形放大 ,A＝D1圖形縮小。且圖形只是大小發(fā)生了變化 ,圖形形狀不變， 從圖中完全可以看出，放大的結(jié)果都是相對于XY坐標系統(tǒng)的原點進行的。 當 A≠D, 其形狀就會發(fā)生畸變。 113 下圖為比例變換的幾種情況。 114 2)平移變換 點沿 x軸和 y軸平移 L， M，平移表達式為：X’ =X+L， Y’ =Y+M 對應的變換矩陣為： 平移效果如圖所示。 115 3)旋轉(zhuǎn)變換 旋轉(zhuǎn)變換是將圖形繞某一固定點順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)一個角度。規(guī)定：逆時針旋轉(zhuǎn)方向為正，順時針為負。繞原點逆時針旋轉(zhuǎn) θ 角的數(shù)學表達式為： X’ =XCOSθ YSINθ Y’ =YCOSθ+XSINθ 用變換矩陣表示為： 116 變換的效果如圖所示。 117 4)錯切變換 在左上角的變換矩陣中，令