基于Pro/E的Top-Down设计

　　Top-Down 是一种基于自顶而下传递数据流的设计方法，在工业产品设计中被广泛地使用。本文与传统的Bottm-Up(自底向上设计)相比较，探讨了Top-Down 设计法的基本原理、六个设计阶段以及在Pro/E 软件中Top-Down 的实现方式。同时，结合鼠标的设计，阐述了Top-Down 设计的应用过程。

　　引言

　　随着计算机技术的飞速发展，基于计算机平台的三维CAD/CAM 软件不断被推出。目前，在计算机上已经完全实现复杂产品三维设计，并能按照零部件之间的空间位置关系装配成完整的产品组件，同时还可以仿真模拟产品运动，检测零部件之间是否存在干涉。

　　美国参数公司(PTC)推出的Pro/E 已经取得广泛的应用，通过一系列的培训和应用，相当一部分人掌握了常用的实体建模、工程图、装配等模块，基本能完成三维模型设计。Pro/E 中一些特殊功能，却没有引起人们的注意。这些特殊功能的合理利用，可以提高三维模型设计的效率。本文介绍了利用自顶向下设计(Top-Down Design)模块进行产品设计的过程，以提高工作效率。

1、自底向上设计与自顶向下设计

　　大多数产品的传统三维设计方法是先对组成零件进行详细的几何结构设计，然后再将零件组成功能部件，最后将功能部件与其他零件组装成完整的产品。这种传统的设计方法是在脱离产品总体设计要求的状态下进行单个零部件的三维设计和产品布局设计，使用较简单的手段和方法来判定是否满足设计要求和设计标准，然后设计师再将零部件装配在一起进行最终的整机产品校验，这种方法通常称为自底向上设计(Bottom-Up Design)。

　　自底向上设计的缺陷是在产品的整个设计过程中，一些重要的产品设计信息、零部件信息以及零部件之间的装配关系没有得到很好的建立和控制，常常到了最后的详细设计和检查阶段才会发现初期设计的一些问题，这样设计师需花费大量的时间对产品零部件三维模型进行修改和重建。

　　自顶向下设计是一种高效率的设计方法，该设计方法是从产品功能概念设计开始的，它主要用来处理装配件的设计工作，利用它能够有效地把握设计意图，使产品结构清晰，便于在各个子装配体之间迅速可靠地传递设计信息，达到信息共享的目的。产品自底向上与自顶向下设计过程的比较如图一所示。

图一 产品自底向上与自顶向下设计过程图

3、装配

　　所有的元件或者组件完成以后，只要将这些元件和组件放到一个文件夹内，打开装配模型，会自动检索更新的文件，不需要重新装配。鼠标装配后的模型如图八所示。

4、结束语

　　自顶向下设计能使工程师之间的协作共享更容易实现，设计意图易于沟通;同时，当需要对设计进行修改的时候，只需对骨架零件中的特征参数进行修改，其他零件则会自动作出相应的改动，大大减少了工作量。实践证明，自顶向下设计不仅速度快，而且更新修改方便，所以采用自顶向下设计方法是未来的一个方向。