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摘 要：电梯是现代社会十分常用而又非常重要的运输设备。在电梯的各主要部件中，轿厢是受井道结构形式影响最大的部分，经常需要进行重新设计。本文从电梯轿厢参数化设计系统的特点入手，提出了基于参数化设计的机械产品CAD方法，将有效提高电梯轿厢模块研发的效率，以供参考。
关键词：电梯轿厢；参数化设计；模块化；CAD
随着国民经济的快速发展，电梯应用越来越广泛，给人们的工作和生活带来了极大的便利。同时，也对电梯的舒适性、可靠性和安全性提出了更高的要求，而最能直观反应电梯特性的部分就是电梯轿厢。因此，改进电梯轿厢设计方式，提高设计效率和水准就显得尤为重要。面对各种用户的多样化需求，传统的机械产品的设计方式方法，已经难以跟上制造业的发展，迫切需要用信息化手段予以提升和改进。在这一大的背景下，基于参数化设计理念的多种设计平台和软件被广泛应用到机械设计中。本文应用结构参数化设计方法，在三维参数化CAD/CAM软件Pro/Engineer（简称Pro/E）的基础上，探讨电梯轿厢参数化设计系统部分模块的研发方法。
一、参数化设计系统的特点
参数化设计，是CAD技术在实际应用中提出的课题，是基于图形数据的操作。[1]通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，极大的提升了设计效率和准确率。为满足电梯轿厢对参数化设计系统的需要，结合Pro/E功能，确定电梯轿厢参数化设计系统的特点：
（一）设计流程更加规范。将以往模糊、随意、不规范的管理方式，进行了量化、规范化，标准化，减少了人为的干扰因素。同时，系统的高度集成性使各部门的业务联系更加紧密，信息共享和流程协作将成为常态，强化了参与员工的大局观念和协作意识。
（二）脚本编辑器更加强大。参数化设计系统采用的是将模型的变化关系式写入脚本编辑器中，编辑器自动生成程序语句、变量自动提示、错误检查等多种方便实用功能，还提供了可直接控制的Pro/E模型中的多种CAD函数，使设计人员操作更加简单方便，降低错误率，便于发现问题，方便修改。
（三）系统采用模块化设计。模块化是一种全新的设计理念和方法，将系统以不同功能和性能来设计模块，需要时可以直接通过筛选和组装模块来生产出新的产品。模块可以重复使用，有效避免了设计师从零开始构思草图。能在短时间内试验多种外形构思，极大地提高设计效率，节省时间和精力。
（四）系统选用CAD二次开发技术。Pro/E为产品提供了设计、数据管理、二次开发等完整方案，其二次开发包以C语言为依托，利用其开发的应用程序安全访问和控制Pro/E，实现应用程序与系统的无缝集成。系统采用并行设计方式，可以分发给多个设计人员共同进行设计，并整合成完整的产品。
（五）系统可以快速制图。系统模板与Pro/E模型相关联，通过运行脚本程序，可以快速生成产品模型。系统产品模板关联三维模型后，可以自动生成工程图纸，使图纸的标注尺寸随着三维模型变化。
（六）可靠的安全性能。系统将数据、程序、模型分开管理，并设置用户验证和使用权限。如果只得到数据、程序与模型之中的一部分，是不可能使系统正常运行的，保证了较高的安全性。同时，系统针对不同的开发、使用对象制定不同的控制流程，从而能够较好的保护数据和系统的安全。
二、电梯轿厢参数化设计系统的实现
（一）基于CAD/CAM三维软件Pro/E设计。Pro/E操作软件是CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，是参数化技术的最早应用者，采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。它采用模块化方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。CAD是计算机辅助设计领域流行的制图软件，功能强大、使用方便，广泛应用于机械、建筑、家居、纺织等诸多行业。以Pro/E为代表的参数化特征造型是目前最成熟的CAD技术之一。参数化设计一直是CAD追求的目标，旨在有效提高机械产品的设计效率。既能直观、准确地反应产品形态，又能根据用户意见随时进行修改。设计过程中涉及到的各种参数都可以作为变量，这些变量之间的关系可以跨越CAD不同模块，从而实现数据的全相关。同时，使用Pro/TOOLKIT技术来调用Pro/E所设計的功能模块，使程序和系统间实现无缝对接。
（二）部件模块化分解。参数化是实现机械设计自动化、模块化、标准化的前提和基础。参数化与模块化相辅相成。模块化设计作为一种多样化的设计方法，已经在诸多领域得到广泛应用。模块化设计要求的是标准化和组合化。要实现模块化，首先要将产品按照功能、可拆卸和安装、产品的要求等三种方式进行分解，在完成设计和划分之后再进行有机组合，实现模块集成。模块设计需要选用模块，这就要求设计者要充分了解产品的要求，掌握模块构成、功能、接口等参数。电梯轿厢的参数化设计就需要用到模块化，可随时对模块进行重新组合，对参数进行修改，达到高标准、高质量、快速完成相关设计的目的。[2]
（三）创建三维参数化模板。三维参数模板的建立需要遵循一定的规则，根据电梯轿厢的模块化树形结构特点，采取自上而下的方式建模。完成建模之后，还要对参数进行设置。基于Pro/E单一数据库特性，各种参数都会存储在数据库中，用户参数与模型可以一起增加和储存。同时，基于Pro/E的全相关性，在模型中创建和修改的参数可以在工程图中使用。利用这一特性，可以把零件的数质量信息统一存储到三维模型中，如此就可以根据参数脚本传递的不同参数，直接把参数赋予新生成的三维模型和工程图。设计人员可以通过三维模型对轿厢任何一处进行修改。
（四）实施全流程管理。模板从创建到实施，其流程可分为四步：编辑、审核、测试、实施。模板编辑完成之后，则进入具有审核权限的用户进行审核。审核通过则进入测试程序，检查程序的生成结果。测试完成则进入具有实施权限的用户投入使用。流程管理环环相扣，缺一不可。通过全流程管理，确保系统正常运行。
综上所述，参数化设计系统作为一种先进的设计系统，能有效提升电梯轿厢的设计效率和准确性。不仅能够缩短设计周期、提高设计质量、降低设计成本，还具有方便维护与更新的优点。通过基于三维模型和程序的有机结合，实现模块化、信息化、规范化设计，从而能够快速开发出安全、舒适、可靠的电梯轿厢，满足客户需求。参数化设计系统的成功应用，必将对机械产品的开发和应用产生深远的影响。
参考文献
[1]田彧，王大军.电梯轿厢结构模块化和参数化设计研究[J].机电产品开发与创新，2006，19（6）：29-30
[2]马俊和.电梯轿厢模块化和参数化设计[J].商品与质量.建筑与发展，2013，（7）458
关键词：电梯轿厢；参数化设计；模块化；CAD
随着国民经济的快速发展，电梯应用越来越广泛，给人们的工作和生活带来了极大的便利。同时，也对电梯的舒适性、可靠性和安全性提出了更高的要求，而最能直观反应电梯特性的部分就是电梯轿厢。因此，改进电梯轿厢设计方式，提高设计效率和水准就显得尤为重要。面对各种用户的多样化需求，传统的机械产品的设计方式方法，已经难以跟上制造业的发展，迫切需要用信息化手段予以提升和改进。在这一大的背景下，基于参数化设计理念的多种设计平台和软件被广泛应用到机械设计中。本文应用结构参数化设计方法，在三维参数化CAD/CAM软件Pro/Engineer（简称Pro/E）的基础上，探讨电梯轿厢参数化设计系统部分模块的研发方法。
一、参数化设计系统的特点
参数化设计，是CAD技术在实际应用中提出的课题，是基于图形数据的操作。[1]通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，极大的提升了设计效率和准确率。为满足电梯轿厢对参数化设计系统的需要，结合Pro/E功能，确定电梯轿厢参数化设计系统的特点：
（一）设计流程更加规范。将以往模糊、随意、不规范的管理方式，进行了量化、规范化，标准化，减少了人为的干扰因素。同时，系统的高度集成性使各部门的业务联系更加紧密，信息共享和流程协作将成为常态，强化了参与员工的大局观念和协作意识。
（二）脚本编辑器更加强大。参数化设计系统采用的是将模型的变化关系式写入脚本编辑器中，编辑器自动生成程序语句、变量自动提示、错误检查等多种方便实用功能，还提供了可直接控制的Pro/E模型中的多种CAD函数，使设计人员操作更加简单方便，降低错误率，便于发现问题，方便修改。
（三）系统采用模块化设计。模块化是一种全新的设计理念和方法，将系统以不同功能和性能来设计模块，需要时可以直接通过筛选和组装模块来生产出新的产品。模块可以重复使用，有效避免了设计师从零开始构思草图。能在短时间内试验多种外形构思，极大地提高设计效率，节省时间和精力。
（四）系统选用CAD二次开发技术。Pro/E为产品提供了设计、数据管理、二次开发等完整方案，其二次开发包以C语言为依托，利用其开发的应用程序安全访问和控制Pro/E，实现应用程序与系统的无缝集成。系统采用并行设计方式，可以分发给多个设计人员共同进行设计，并整合成完整的产品。
（五）系统可以快速制图。系统模板与Pro/E模型相关联，通过运行脚本程序，可以快速生成产品模型。系统产品模板关联三维模型后，可以自动生成工程图纸，使图纸的标注尺寸随着三维模型变化。
（六）可靠的安全性能。系统将数据、程序、模型分开管理，并设置用户验证和使用权限。如果只得到数据、程序与模型之中的一部分，是不可能使系统正常运行的，保证了较高的安全性。同时，系统针对不同的开发、使用对象制定不同的控制流程，从而能够较好的保护数据和系统的安全。
二、电梯轿厢参数化设计系统的实现
（一）基于CAD/CAM三维软件Pro/E设计。Pro/E操作软件是CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，是参数化技术的最早应用者，采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。它采用模块化方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。CAD是计算机辅助设计领域流行的制图软件，功能强大、使用方便，广泛应用于机械、建筑、家居、纺织等诸多行业。以Pro/E为代表的参数化特征造型是目前最成熟的CAD技术之一。参数化设计一直是CAD追求的目标，旨在有效提高机械产品的设计效率。既能直观、准确地反应产品形态，又能根据用户意见随时进行修改。设计过程中涉及到的各种参数都可以作为变量，这些变量之间的关系可以跨越CAD不同模块，从而实现数据的全相关。同时，使用Pro/TOOLKIT技术来调用Pro/E所设計的功能模块，使程序和系统间实现无缝对接。
（二）部件模块化分解。参数化是实现机械设计自动化、模块化、标准化的前提和基础。参数化与模块化相辅相成。模块化设计作为一种多样化的设计方法，已经在诸多领域得到广泛应用。模块化设计要求的是标准化和组合化。要实现模块化，首先要将产品按照功能、可拆卸和安装、产品的要求等三种方式进行分解，在完成设计和划分之后再进行有机组合，实现模块集成。模块设计需要选用模块，这就要求设计者要充分了解产品的要求，掌握模块构成、功能、接口等参数。电梯轿厢的参数化设计就需要用到模块化，可随时对模块进行重新组合，对参数进行修改，达到高标准、高质量、快速完成相关设计的目的。[2]
（三）创建三维参数化模板。三维参数模板的建立需要遵循一定的规则，根据电梯轿厢的模块化树形结构特点，采取自上而下的方式建模。完成建模之后，还要对参数进行设置。基于Pro/E单一数据库特性，各种参数都会存储在数据库中，用户参数与模型可以一起增加和储存。同时，基于Pro/E的全相关性，在模型中创建和修改的参数可以在工程图中使用。利用这一特性，可以把零件的数质量信息统一存储到三维模型中，如此就可以根据参数脚本传递的不同参数，直接把参数赋予新生成的三维模型和工程图。设计人员可以通过三维模型对轿厢任何一处进行修改。
（四）实施全流程管理。模板从创建到实施，其流程可分为四步：编辑、审核、测试、实施。模板编辑完成之后，则进入具有审核权限的用户进行审核。审核通过则进入测试程序，检查程序的生成结果。测试完成则进入具有实施权限的用户投入使用。流程管理环环相扣，缺一不可。通过全流程管理，确保系统正常运行。
综上所述，参数化设计系统作为一种先进的设计系统，能有效提升电梯轿厢的设计效率和准确性。不仅能够缩短设计周期、提高设计质量、降低设计成本，还具有方便维护与更新的优点。通过基于三维模型和程序的有机结合，实现模块化、信息化、规范化设计，从而能够快速开发出安全、舒适、可靠的电梯轿厢，满足客户需求。参数化设计系统的成功应用，必将对机械产品的开发和应用产生深远的影响。
参考文献
[1]田彧，王大军.电梯轿厢结构模块化和参数化设计研究[J].机电产品开发与创新，2006，19（6）：29-30
[2]马俊和.电梯轿厢模块化和参数化设计[J].商品与质量.建筑与发展，2013，（7）458