本文介紹了CAD繪圖的參數(shù)化設(shè)計(jì)的定義、基本思想、原理、主要技術(shù)方法和參數(shù)化繪圖技術(shù)。其中，參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中涉及到的基本技術(shù)和思想主要有：輪廓、草繪、尺寸驅(qū)動(dòng)、變量驅(qū)動(dòng)、設(shè)計(jì)合理性檢查和動(dòng)態(tài)導(dǎo)航等。同時(shí)，作者還介紹了參數(shù)化編程的原理及步驟，以及圖形參數(shù)化程序的四種控制參數(shù)和圖形參數(shù)選取的原則。

　　傳統(tǒng)的CAD繪圖技術(shù)用固定的尺寸值定義幾何元素，輸入的每一條線都有確定的位置，在修改和編輯已有圖形時(shí)，只能一個(gè)圖元一個(gè)圖元地修改，反復(fù)進(jìn)行大量的刪除和重畫(huà)操作。因此，從某種意義上說(shuō)，一般的CAD系統(tǒng)只是做到了將制圖員的工作環(huán)境從圖板上移到了計(jì)算機(jī)上。傳統(tǒng)的CAD技術(shù)在幾何造型和工程圖的發(fā)展中起了相當(dāng)大的作用，但在實(shí)際應(yīng)用中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)它們存在著某些嚴(yán)重不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　(1)無(wú)法支持快速的設(shè)計(jì)修改和有效地利用以前的設(shè)計(jì)結(jié)果。傳統(tǒng)的CAD只記錄了產(chǎn)品的形狀坐標(biāo)信息，這樣一來(lái)，即使一個(gè)很小的設(shè)計(jì)修改也往往會(huì)導(dǎo)致對(duì)以前大量設(shè)計(jì)努力的放棄。

　　(2)無(wú)法很好地支持設(shè)計(jì)的一致性維護(hù)工作。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)沒(méi)有記錄下設(shè)計(jì)對(duì)象內(nèi)部元素相互之間的關(guān)系，在設(shè)計(jì)修改時(shí)，某一局部的改動(dòng)不能自動(dòng)反映到相關(guān)部分的變動(dòng)，需要設(shè)計(jì)人員手工修改，這樣往往不能保證設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)反復(fù)時(shí)得到可靠的保證。

　　(3)不符合工程設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣。

　　工程設(shè)計(jì)往往是通過(guò)定義一個(gè)結(jié)構(gòu)草圖作為原型，通過(guò)一些高層次的設(shè)計(jì)指令不斷定義約束和調(diào)整參數(shù)值，逐步細(xì)化以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)結(jié)果。而傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)面向具體幾何形狀，所能處理的只是圖形元素的幾何信息，僅僅記錄了幾何形體的精確坐標(biāo)信息，而大量豐富的具有實(shí)際工程意義的幾何拓?fù)�、尺寸約束信息和功能要求信息均被丟棄，其應(yīng)用僅局限于產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。

　　(4)無(wú)法支持并行設(shè)計(jì)過(guò)程。一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)對(duì)象，需要多個(gè)設(shè)計(jì)人員多方面、多層次和多階段設(shè)計(jì)活動(dòng)的參與，這就要求從一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最終消亡的整個(gè)生命周期的所有因素，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程的并行協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)支持的只是順序的設(shè)計(jì)方法，無(wú)法支持并行的設(shè)計(jì)過(guò)程。

　　在CAD系統(tǒng)中采用參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)可以克服以上四個(gè)方面的不足。

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)概述

　　最初CAD系統(tǒng)所構(gòu)造的產(chǎn)品模型是幾何圖素（點(diǎn)、線和圓等）的簡(jiǎn)單堆疊，僅僅描述設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可視形狀，不包含設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想，因而難以對(duì)模型進(jìn)行改動(dòng)，生產(chǎn)新的產(chǎn)品實(shí)例。參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法正是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)(Parametric Design)，就是根據(jù)產(chǎn)品零部件的性能參數(shù)，確定其幾何形狀或結(jié)構(gòu)尺寸的一種設(shè)計(jì)方法。也就是說(shuō)把這些尺寸看成是“設(shè)計(jì)條件”的函數(shù)，當(dāng)設(shè)計(jì)條件改變時(shí)，零、部件圖形的尺寸可以隨時(shí)得到相應(yīng)改變。

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)有兩種涵義：

　　(1)繪圖軟件本身具有參數(shù)化功能任何交互式的尺寸改動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)模型的改變，也就是說(shuō)，只要修改了模型中的某一個(gè)尺寸，則整個(gè)圖形中與此相關(guān)的尺寸都會(huì)自動(dòng)更新。這種方法主要適用與結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜的圖形。

　　(2)應(yīng)用程序具有參數(shù)化功能。通常由用戶或第三方開(kāi)發(fā)出的一些應(yīng)用程序，主要針對(duì)某一領(lǐng)域具體問(wèn)題，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。即該應(yīng)用程序負(fù)責(zé)與用戶交互，當(dāng)需要修改某一尺寸時(shí)，應(yīng)用程序負(fù)責(zé)更新該尺寸及與之相關(guān)的其他尺寸。這種方法的編程量很大，另外，要修改圖形時(shí)，需要重新運(yùn)行程序。

　　目前，尚無(wú)將這兩種方式結(jié)合起來(lái)的軟件系統(tǒng)，一般所說(shuō)的參數(shù)化設(shè)計(jì)均指第二種方式。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本思想

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中涉及到的基本技術(shù)和思想主要有：輪廓(Profile)、草繪(Sketching)、尺寸驅(qū)動(dòng)(DimensionDrive)、變量驅(qū)動(dòng)、設(shè)計(jì)合理性檢查和動(dòng)態(tài)導(dǎo)航(Dynamic Navigator)等。

六、結(jié)束語(yǔ)

　　參數(shù)化是智能化、集成化CAD系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。參數(shù)化繪圖技術(shù)克服了交互式繪圖的缺點(diǎn)，尤其在定制標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化比較高的通用產(chǎn)品方面有很大的優(yōu)勢(shì)，效率高、可靠性好，原理簡(jiǎn)單、適用面廣，因而得到設(shè)計(jì)界的廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是不能像交互式繪圖方式那樣方便地對(duì)圖形進(jìn)行局部修改。

　　在機(jī)械設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)基本結(jié)構(gòu)相似的零部件進(jìn)行規(guī)格、系列化的整理和分類，分別輸入到參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員只要在屏幕上輸入相應(yīng)的參數(shù)，計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)生成零件圖和裝配圖。人工設(shè)計(jì)需要幾天的時(shí)間，現(xiàn)在只需幾分鐘，所以采用參數(shù)化技術(shù)后能夠大大提高工作效率和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。參數(shù)化技術(shù)在我國(guó)已得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。