本文介紹了CAD繪圖的參數(shù)化設(shè)計的定義、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、變量驅(qū)動、設(shè)計合理性檢查和動態(tài)導(dǎo)航等。同時，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，只能一個圖元一個圖元地修改，反復(fù)進(jìn)行大量的刪除和重畫操作。因此，從某種意義上說，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)在以下幾個方面。

　　(1)無法支持快速的設(shè)計修改和有效地利用以前的設(shè)計結(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，即使一個很小的設(shè)計修改也往往會導(dǎo)致對以前大量設(shè)計努力的放棄。

　　(2)無法很好地支持設(shè)計的一致性維護(hù)工作。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)沒有記錄下設(shè)計對象內(nèi)部元素相互之間的關(guān)系，在設(shè)計修改時，某一局部的改動不能自動反映到相關(guān)部分的變動，需要設(shè)計人員手工修改，這樣往往不能保證設(shè)計要求在設(shè)計反復(fù)時得到可靠的保證。

　　(3)不符合工程設(shè)計人員的習(xí)慣。

　　工程設(shè)計往往是通過定義一個結(jié)構(gòu)草圖作為原型，通過一些高層次的設(shè)計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際工程意義的幾何拓?fù)洹⒊叽缂s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)計階段。

　　(4)無法支持并行設(shè)計過程。一個復(fù)雜的設(shè)計對象，需要多個設(shè)計人員多方面、多層次和多階段設(shè)計活動的參與，這就要求從一開始就考慮到產(chǎn)品從設(shè)計到最終消亡的整個生命周期的所有因素，強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程的并行協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)支持的只是順序的設(shè)計方法，無法支持并行的設(shè)計過程。

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

一、參數(shù)化設(shè)計概述

　　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）的簡單堆疊，僅僅描述設(shè)計產(chǎn)品的可視形狀，不包含設(shè)計者的設(shè)計思想，因而難以對模型進(jìn)行改動，生產(chǎn)新的產(chǎn)品實例。參數(shù)化的設(shè)計方法正是解決這一問題的有效途徑。

　　參數(shù)化設(shè)計(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)計方法。也就是說把這些尺寸看成是“設(shè)計條件”的函數(shù)，當(dāng)設(shè)計條件改變時，零、部件圖形的尺寸可以隨時得到相應(yīng)改變。

　　參數(shù)化設(shè)計有兩種涵義：

　　(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都會導(dǎo)致整個模型的改變，也就是說，只要修改了模型中的某一個尺寸，則整個圖形中與此相關(guān)的尺寸都會自動更新。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發(fā)出的一些應(yīng)用程序，主要針對某一領(lǐng)域具體問題，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。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，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，需要重新運(yùn)行程序。

　　目前，尚無將這兩種方式結(jié)合起來的軟件系統(tǒng)，一般所說的參數(shù)化設(shè)計均指第二種方式。

二、參數(shù)化設(shè)計的基本思想

　　參數(shù)化設(shè)計系統(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(DimensionDrive)、變量驅(qū)動、設(shè)計合理性檢查和動態(tài)導(dǎo)航(Dynamic Navigator)等。

六、結(jié)束語

　　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，效率高、可靠性好，原理簡單、適用面廣，因而得到設(shè)計界的廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是不能像交互式繪圖方式那樣方便地對圖形進(jìn)行局部修改。

　　在機(jī)械設(shè)計中，通過對基本結(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)計系統(tǒng)中，設(shè)計人員只要在屏幕上輸入相應(yīng)的參數(shù)，計算機(jī)就可以自動進(jìn)行設(shè)計，同時生成零件圖和裝配圖。人工設(shè)計需要幾天的時間，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)計的準(zhǔn)確性。參數(shù)化技術(shù)在我國已得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。