CATIA装配设计教程（图文教程）

3.3 CATIA装配模块（Assembly Design）

一个产品通常由多个零件组成，这些零件只有装配成功，并且运动校核合理之后才可以试制生产。装配设计就是要将设计好的各个零件组装起来，在设计过程中协调各零件之间的关系，发现并修正零件设计的缺陷，装配设计也是数字样机（DMU）的基础。

CATIA V5 装配设计（Assembly Design）模块可以方便地定义各零件之间的约束关系，并检查装配件之间的一致性。它可以帮助设计师自上而下（Top Down）或自下而上（Bottom Up）的定义、管理多层次的大型装配结构，使零件的设计在单独环境和装配环境中都成为可能。

CATIA装配模块的进入方法通常有三种：

1、通过“Start”菜单，选择“Mechanical Design”模块组，然后选择“Assembly Design”模块即可。

2、通过“File”菜单，选择“New”新建文件，然后在文件类型列表中选择“Product”，即可创建新的装配件。

3、通过偏好工作台设置（参第二章2.6.3），将“Assembly Design”模块列入偏好的常用模块，即可在需要时通过工作台图标切换至装配件设计模块。

CATIA装配模块的工作界面如图3-255所示，由图中模型树可见一个装配件由若干零部件及约束组成，图中还列出了该模块常用的工具条以及菜单命令：包括产品结构工具条及约束工具条等。

装配设计通常的工作顺序为：

1、插入或新建已有的零件/子装配体；

2、利用罗盘拖拽，初步定位各零件或子装配件的空间位置；

3、利用Fix约束固定该装配件的某个基准件；

4、以上一步的基准件为参照，利用多种约束关系限定其余各部件的空间位置；

5、分析该装配件的性能，如冲突、间隙等。发现并修正问题

6、添加注解等辅助工作，生成零件清单或其他报告。

为便于读者理解并掌握CATIA的装配件设计模块，本书将首先通过一个简单的双足吸盘机器人装配引导读者入门，然后阐述装配模块的工作环境设置、部件的载入、约束的设定、部件的复制、装配件分析、Top Down设计理念等知识点。

图3-255  由一个简单装配体看CATIA装配工作台环境

3.3.1装配设计入门实例

       为便于读者上手，本小节拟建的装配体就是图3-255中所示的简单机器人结构体，仅由四个部件构成（没有轴承螺栓等连接件）。这四个部件其实只有两个零件：两个一样的吸盘、两条一样的腿。下面分步骤阐述创建过程。

1、 新建一个装配文件，并修改装配体的部件编号

 点击CATIA“File文件”菜单中的“new新建”子菜单；

在弹出的对话框中，拖动新建文件类型列表框的滚动条至“Product”并选中，然后点击“Ok”确认新建一个装配文件；

新建的文件默认文件名为“Product1”，其部件编号也为“Product1”。大型装配件往往包含多个零部件，如果每个零部件的名称或者编号都没有任何含义，那么管理起来非常费劲，所以有必要给自己的每个零部件命名为容易理解的符号。

本例采用鼠标右键点击Product1模型树根节点（如图3-256所示），选择右键菜单中的“Properties”子菜单，在3-257所示对话框内更改“Part Number”属性为“Huang bo’s Robot”。

图3-256  Product1的右键菜单                图3-257  属性调整对话框（左半边）

2、 载入4个零部件至该装配体

按照图3-258所示，选择模型树上根节点右键菜单中的“Existing Components”子菜单，

图3-258   模型树根节点上点右键，选定菜单中“Existing Component。。。”

系统将自动弹出文件选择对话框，供用户选定要添加至装配件的已有零部件。选定光盘3.3章节中的“Cup.Catpart”文件，再点击“Open打开”命令。则吸盘零件自动添加至装配体，结果如图3-259所示。

图3-259  载入第一个零件之后的装配件模型

       因为最后的机器人模型需要两个一样的吸盘和两条一样的腿，所以，接下来我们需要用同样的方法再次载入一个“cup.catpart”文件和两次载入“Leg.catpart”文件。结果如图3-260所示。可以看到模型树中包含2个吸盘和两条腿，但模型区中却只能看到一个吸盘和一条腿，这没有关系，只是因为一样的模型都重叠在一起而已。

图3-260  四个零部件全都载入后的装配体模型树和模型效果图

3、 利用罗盘在空间上大致排布各零部件

部件之间的重叠当然会影响后续操作的便利性，所以装配工作经常需要预先排布各零部件的大致空间位置，CATIA提供了一个非常好的方法，那就是利用罗盘附身来拖拽或旋转被附身零部件的空间位置。

罗盘附身的方法如下：

按照图3-261左侧所示，将鼠标挪到罗盘的中央红点附近，直到鼠标形状变为图中所示黑色十字箭头状后按住鼠标左键不放手，然后挪动鼠标至模型吸盘上直到其变为图3-261中所示形状后撒开鼠标左键，罗盘将呈绿色状态（参图3-261右图），表示罗盘已成功附身于Suction Cup.1。

图3-261  罗盘附身吸盘的三个过程截图

成功附身后，就可以利用罗盘排布被附身零件的空间位置了，方法如下：

选中罗盘的某一条坐标轴，使其呈图3-262左侧所示橘黄色（图中选中竖直坐标轴），然后按下鼠标左键不撒手且移动鼠标，就可以拖动改变吸盘一的竖直位置（如中图所示）；再选中罗盘的水平坐标轴后按住左键移动鼠标，可拖动改变吸盘一的X方向位置（如右图所示）。

注意：这些操作都必须在罗盘呈绿色状态下才能实现。

图3-262  利用附身罗盘改变吸盘一在空间中的竖直位置和X方向位置

仅调整吸盘一的位置是不够的，仍然需要继续调整其他部件的空间位置，是不是每次调整都必须像图3-261那样单独附身一次呢？答案是否定的。

只要成功附身于某一个零件，并且用户的操作没有使罗盘褪去绿色状态的话，就可以很轻松地切换被附身的对象。方法如下：

如图3-263左图所示，罗盘仍然附身于吸盘一，且呈绿色附身状态；此时，只需点击鼠标左键模型树上的其他部件，罗盘的附身对象就变为其他部件（虽然罗盘仍然位于吸盘一上，但是它的心已经属于你新切换的部件）。如图3-263右图所示，模型树上的Leg1被选中，此时再按住罗盘的X轴拖动鼠标，将改变Leg1的X方向位置。

图3-263   将罗盘的附身对象由吸盘一切换至腿一，并沿X向拖动腿一的位置

  接下来，读者需要利用上述方法，挨个切换被附身对象，沿罗盘轴向拖动某个部件的空间位置，或者沿罗盘圆弧边旋转某个部件的空间位置。直到4个部件在空间上彼此分开，但距离又不太远的状态，大致如图3-264所示即可。（读者如果不能成功调整，也可打开光盘中的Robot_Step1.catproduct继续后续学习）

3-264  利用罗盘最终将四个部件的空间位置大致调整如图

       此时，可以解除罗盘的附身状态。方法和图3-261左图一样，呈黑色十字箭头状态后将罗盘揪回CATIA右上角即可。

4、 利用Fix约束固定住吸盘一

选定约束工具条中的Fix Component图标，然后点击模型树上的或者模型区中的吸盘一，则CATIA将锚定吸盘一的空间位置。模型树中多出一个Constraints节点，该节点包含Fix.1约束；且模型区的吸盘一上多了一个绿色的锚。如图3-265所示。

图3-265 添加Fix Component约束于Suction Cup.1后的模型

5、 依次约束其他部件

机器人的设计构想是腿一的厚头和吸盘一铰接；腿二薄头和腿一薄头铰接；且腿二和腿一之间呈90度角。腿二厚头和吸盘二铰接。

用几何约束关系来表达这种设计构想的话，应该如下：

 腿一的厚孔和吸盘一的孔同心；且腿一厚孔侧面正好贴住吸盘一的槽。

 腿一的薄孔和腿二的薄孔同心；且腿一的薄孔侧面贴住腿二的薄孔侧面。

 设定腿一和腿二之间的角度为90度。

 腿二的厚孔和吸盘二的孔同心；且腿二的厚孔侧面贴住吸盘二的槽。

下面，将依次实现这些约束关系。

1） 腿一的厚孔和吸盘一孔同心。

选定约束工具条中的Coincidence相合图标，CATIA在窗口底部状态条中提示用户选择相合对象（注意：各种软件的学习都应该有随时查看系统提示的习惯，软件自身提供的帮助和提示通常都是最好的老师）。

此时，应该选定腿一厚孔轴线和吸盘一孔的轴线作为相合对象，可是初学者经常会选择不到轴线，CATIA选定轴线的最简便办法是放大并旋转孔，直到你能看到足够的内孔圆弧面，此时，你再将鼠标靠近内孔圆弧面，CATIA将智能地呈现轴线供您选择。如图3-266左侧所示，选定吸盘一的孔轴线；然后再依3-266右图选定leg.1的厚孔轴线。即可设定两者同轴。

图3-266  放大内孔，直至能顺利选定吸盘一的孔轴线和腿一的孔轴线

约束设定成功后，模型树和模型如图3-267所示。可见模型树中Constraints节点中多了一个Coincidence约束（Leg.1和Suction Cup.1之间的相合约束）,且几何模型区多了两个橘红的小圆圈。但是两个部件的位置并没有变化，二者没能实现同心，细心的读者还可以发现模型树中Coincidence节点的左下角有一个图标；这表明这个相合约束虽然设定成功，但是需要用户手动更新（Update）使其生效，CATIA才会重新计算部件的空间位置。本例中，我们先不更新这个相合约束，而是等到贴合约束定义好之后一起更新。

图3-267  定义成功，但是尚未更新生效的Coincidence约束

2） 腿一侧面贴住吸盘一的内槽面

选定Contact贴合约束图标，然后需要选定两个欲贴合的面。旋转装配件，然后选择3-268左图所示腿一的左侧面，和吸盘槽的左边侧面。则生成3-268右图所示尚未更新生效的Surface Contact面贴合约束。

图3-268 Contact约束的两个侧面及定义成功但未更新的Contact约束

3） 更新这两个约束

约束的更新非常简单，只需点击工具条上的图标即可。更新后模型如图3-269所示。

图3-269 第一条腿约束成功且更新后的模型

4） 利用罗盘调整腿一和吸盘一之间的角度

本例欲将腿一和吸盘一之间的角度大致调整成45度左右，可以利用图3-261中阐述的罗盘附身方法，将罗盘吸附于腿一，然后按住3-270左图所示罗盘圆弧边旋转腿一。旋转所得模型有点怪，点击Update图标更新模型，可得图3-270右图所示结果。实现旋转后记得将罗盘揪回右上角。（阶段结果文件参光盘3.3中的robot_step2.catproduct文件）。

图3-270  罗盘附身于腿一并旋转腿一过程及更新后的模型图。

5） 定义腿一和腿二之间的同轴和贴面约束

方法和第一二步类似，先选择Coincidence图标，然后选择3-271左图所示两个薄孔轴线完成同轴约束；再选择Contact图标，选定3-271中图所示腿2的薄孔侧面后旋转模型，直到3-271右图所示腿一的薄孔面能够选中，选定这个面完成贴合约束。

图3-271  相合的两个轴线、Contact约束的第一个面、Contact约束的第二个面

    此时两个约束虽已定义成功，但尚未更新生效，点击Update图标更新模型，可得如图3-272所示结果。

图3-272  上述约束更新后的结果图（参Robot_step3.catproduct文件）

6） 定义腿一和腿二之间的角度

选择Angle角度约束图标，然后选择两个要设定夹角的元素（线或面）即可。本例中选择图3-273所示两条腿的内面即可完成定义。两个呈夹角的面选定后，系统将弹出图中所示对话框，在最底下的Angle中输入90Deg即可完成定义。（由对话框可见，角度值的定义除了直接输入角度，还有其他多种方式，详见3.3.5）。最后点击Update更新模型。

图3-273  选择两条腿的内面定义90度角（更新后模型参光盘Robot_step4.catproduct）

7） 定义腿二和吸盘二之间的同轴和贴面约束

同轴约束采用第一步的方法即可完成，但本例中的同轴约束采用另一种方法：先选择对象，再选择命令（Object/Action）的方法，即先选择图3-274中所示两个内孔面，然后再选择Coincidence约束即可完成同轴定义。至于贴面约束，读者可以参照第二步的方法自己完成。最后更新模型，即可完成入门实例。

图3-274  先选择两个内孔面，再选择coincidence图标实现同轴约束

    本入门实例仅阐述到完成零部件的装配，至于装配件分析、报告等工作在后续小节阐述。

3.3.2 装配工作台环境设置

    为了更好地驾驭装配工作台，有必要较为系统地了解装配工作台的设置。几个常用的设置阐述如下：

1、 视觉模式Visualization Mode/设计模式Design Mode

默认情况下，所有装配文件都工作在设计模式（Design Mode）下，该模式自动装载装配体包含的所有零部件特征和参数，这有利于用户随时从装配工作台提取某个零部件或特征进行设计修改，但是比较费内存；如果想节省内存开销加快速度，用户还有另一种工作模式可以选择­——视觉模式（Visualization Mode），该模式仅装载所有零部件的几何外观，工作在视觉模式时，用户不能编辑修改装配体重的零部件，如果希望修改某个零部件的话，需要在模型树上双击该零部件的节点切换到设计模式，然后就可以修改该节点部件。

用户可以通过“Tools”菜单中的“Options”子菜单弹出设置对话框，照图3-275选择对话框左边的条目“Product Structure”，右边选择“Cache Management”卡片，选中该卡片中的“Work with the cache system”，则装配工作台将切换到缓存模式（弹出警告对话框：提示用户重新启动CATIA以保存设置，使之生效）。此时，再查看该条目右边的卡片项“Product Visualization”，如图3-276所示，装配件可以工作于视觉模式（需要重新启动才能生效）。由图3-277可以看出，打开的装配件模型树中，零部件节点没有Å号，表示模型不具备可编辑性能，如果需要编辑某个零部件，双击模型树中该节点即可切换至设计模式。

图3-275 切换到缓存模式

图3-276 缓存模式下，装配件工作于视觉模式

图3-277 视觉模式下，模型树上零部件节点左边没有Å号，不具有可编辑性

2、 装配工作台的一般设置（General）

用户点击“Tools”菜单中的“Options”子菜单，弹出图3-278所示选项设置对话框，照图选择对话框左边 “Mechanical Design”下面的“Assembly Design” 子条目，右边选择“General”卡片，可进行装配工作台的一般环境设置。

Update更新，如果选择Automatic，则装配件每进行一次改动，系统自动更新计算；如果选择“Manual”，则系统需要点击图标才重新计算所作修改。

Update Propagation Depth更新计算的繁殖深度：如果选择Active Level，则CATIA的更新计算仅针对当前的活跃子装配体（Active）；如果选择 All the Levels，则CATIA的更新将针对所有部件。

 Compute Exact Update Status at open：该选项仅当工作于缓存模式且打开一个装配文件或新插入一个子装配体时生效，如果选择Automatic，则系统装载装配体形体数据后自动判断需要更新与否；如果选择Manual，则CATIA如果装载装配体形体数据如果需要更新，则显示未知状态需要更新图标。

Access to geometry几何模型的获取：如果用户激活Automatic Swith to Design Mode，则当用户工作于视觉模式时，装配件虽然打开时处于视觉模式，只要用户针对某个部件设置约束，则CATIA自动将该部件切换至设计模式。

  Move Components involved in a Fixtogether: 这三个选项用于选择：当用户通过罗盘等操作移动绑定在一起的某个部件时，是否出现警告提示。

图3-278  装配工作台的一般设置

3、 装配工作台的约束设置（Constraints）

用户点击“Tools”菜单中的“Options”子菜单，弹出图3-279所示选项设置对话框，照图选择对话框左边 “Mechanical Design”下面的“Assembly Design” 子条目，右边选择“General”卡片，可进行装配工作台的约束设置。

图3-279 装配工作台的约束设置

Paste Components：四个选项用于选择当用户粘贴零部件时，是否附带粘贴与之相关的约束设置。默认状态为不粘贴相关约束。

Constraints Creation：提供了三个选项，用于选择约束是否可以针对任何几何零部件、或者只能子装配件的Published（发布）零部件、或者任何层次的发布件。（关于发布Published知识点参后续内容）

 Quick Constraint: 当用户定义快速约束时，系统自动判断应该采用何种约束。这个选项则用来设置这些备选约束的优先级，可以通过上下箭头调整约束的优先级。

3.3.3部件（或库内标准件）的载入及新建

       装配件由多个部件组成，CATIA建立一个装配件首要的工作就是把部件添加进来，这些部件可以装载磁盘上已有的文件，也可以新建将来要单独保存在磁盘上的零部件，还可以新建将来不单独保存在磁盘上的零部件。

       CATIA提供了三种获取零部件添加命令的方式，如图3-280三个边框所示：

Insert菜单获取命令，最不常用的方式。

 通过模型树上装配体节点的右键菜单获取命令，最快捷的方式。

工具条上获取命令，最显而易见的方式。

图3-280  载入零部件命令的三种获取方式

       下面，以工具条方式为例，分别阐述这五种方法：

 Component：该方法将新建一个子装配件到您接下来选定的装配件中。操作方法为：点击该命令图标，然后在模型树中选取新建子装配件的上级装配件即可完成创建。（注意：该方法创建的子装配件不会单独存盘，只存在于上级装配件中。细心的用户可以看到这个图标与其它4个图标不同，该图标的背后没有白纸，其他4个图标都有白纸，表示在磁盘上有单独的文件存在）

  Product：该图标也是新建一个子装配件到您接下来选定的装配件中。操作方法同上，唯一的不同在于新建的这个子装配件将来以单独文件形式（*.catproduct）存盘。

  Part：该图标新建一个零件到您接下来选定的装配件中，操作方法同上。保存时也会在磁盘上有单独的CatPart文件存在。

 Existing Components：该方法不新建零部件，用户点击该命令图标，并且在模型树上选定装配目的件后，CATIA将弹出文件选择对话框，供用户选定已有的零件或者装配件添加至目的装配件中。

  Existing Components with Postitioning：该方法与上一条方法唯一的不同在于零部件载入时，可以同时弹出对话框供用户定位之用。

 Catalog Browser库浏览器：该图标供用户选定库内包含的标准螺钉螺栓，并且可以将这些标准件添加到装配件中。如点击图标，CATIA将弹出图3-281左侧所示库文件浏览对话框，可以利用对话框顶部的下拉框选择不同的标准库；也可以利用顶部的图标打开指定目录内的库文件；还可以左键选择双击框内图例，直到将选定的标准件添加到当前装配体中为止（参3-281右图）。

图3-281 库文件浏览对话框

3.3.4 装配件的结构体系

讲解后续内容之前，读者有必要系统地了解CATIA的装配件结构体系，这种结构体系主要体现在模型树上。

图3-282所示模型数是一个典型的简单CATIA装配件模型树，读者可照图且搭配下述文字理解各术语的含义（参光盘“3.3\装配件结构体系\robot on the desk.catproduct”文件）。

图3-282  装配件结构体系阐述图

 Active Item活跃部件：活跃部件就是当前能够编辑的部件，用户的操作仅能针对活跃部件的子节点，至于用户到底操作谁，还要进一步取决于用户的选中部件（Selected Item）；活跃部件呈蓝色；可以选定模型树上的任何零部件或装配件节点作为活跃部件；活跃部件的切换可以通过鼠标左键双击目的节点实现，如欲将图中的活跃节点切换为Huang Bo’s Robot，则用户双击它就可以。活跃节点切换过来之后，定义约束等其他操作都不能选择上半部分模型树的内容，因为他们不属于Huang bo’s Robot管辖的范围。

 Selected Component选中部件：选中的操作目标部件，呈橘黄色，后续操作就针对这个部件。

子装配件：一个装配件可以由多个零件组成，也可以由多个子装配件组成，或者由零件及子装配件混合组装。图3-282中Robot On the desk总装配文件由两个子装配件组成：一个是Desk；一个是Huang bo’s Robot。（这两个子装配件略有不同，那就是Desk子装配在磁盘上没有单独保存的文件，图标上没有白纸符号）。

 零部件：图中的两个子装配件分别由多个零件组成，注意观察零件节点，可以发现模型树上所有零件节点的图标右下角都有个红色的坐标系。

 Constraints约束：约束用来限定各零部件之间的关系，一个装配件中可能有多种层次的约束，即作用于子装配件的约束；作用于总装配件的约束等。

 Part Number零件编号：装配件中的每个零部件或者子装配都有一个零件编号，其默认值就是部件的名字，图3-282中模型树上每个节点括弧外的名字就是编号。

Instance Name实例名称：一个装配件中包含某个零件的多个实例时，每个实例的零件编号都一样，但是实例名称却应该有所区别。图3-282中模型树上每个节点括弧内的名字就是实例名称。

  零件编号和实例名称的修改：通过点击模型树上该节点右键菜单中的Properties菜单可以获取修改名称的对话框，参图3-256和3-257。

3.3.5约束的设定及编辑

该小节主要包括四部分内容，即：

1、 CATIA构建约束的规则；

2、 常用约束的建立方法；

3、 约束的高级用法；

4、 约束的操作，包括显示控制及编辑。

1、 CATIA构建约束的规则

CATIA添加约束时有一定的规则，基本的要求就是只能将约束添加至活跃部件（Active Item）所管辖的范围，而且约束所限定的两个部件共同的第一个上级（子）装配件必须是活跃部件，否则约束无法添加成功。如果用户不能正确设置活跃部件，那么就会经常出现一种情况：设置两者之间的约束时无法选取到您希望选择的目标对象。

CATIA关于约束的规则，可以较为清楚地描述于图3-283所示模型树图中：

图3-283 约束规则阐述的模型树图

纵观图3-283的模型树结构，可见：

  Product1由Product2和Product8两个子装配件组成

 Product2由Product3、Product5、product6三个子装配组成

 Product8由Product9、Porduct10、Product11三个子装配组成。

当前的活跃部件为Product2，那么，此时如果欲针对图中7种箭头所指的两个对象之间添加约束，CATIA会作何判断呢？答案如下：

①  Product5以及Product6的直接上级是Product2，正好是活跃部件，当然允许添加约束。

②  Product4的直接上级虽然是Product3，但Product6的直接上级是Product2，所以仍然可以。

③ 同第一种情况一样，可以添加。

④  Part1和Product7的直接上级是Product6， Product2作为活跃部件是不可以的，如果想添加两者之间的约束，必须双击Product6，使之获取活跃焦点（呈蓝色）。

⑤  Product9 和 Product10的直接上级是Product8，此时不能添加两者之间约束，如果希望添加，必须双击Product8，使之获取活跃焦点。

⑥  Product10和Prodcut11情况同上。

⑦  Product11和Product3的第一层次共同上级是Product1，所以必须双击Product1，使之获取活跃焦点，方能添加两者之间的约束。

2、 常用约束的建立方法

CATIA提供的约束工具条为，阐述如下：

 Coincidence相合，可以用来作为相合对象的体素包括：点、直线、平面。具体操作过程参前面的入门实例即可。（点击命令，选择两个对象即可）

 Contact接触，可用来定义接触约束的体素有：平面、柱面、球面、锥面等。具体的操作过程也参前面的入门实例。（点击命令，选择两个对象即可）

  Offset偏距，该约束定义两个选定对象之间平行且相隔一定距离，可以选择的对象有：点、线或者平面。打开光盘中3.3节Constraints目录下的hinge_step1.catproduct，如图3-284所示，点击图标，并选择图中所示两个合页的顶面，在弹出的对话框中可以设定这两个顶面的方向Orientation（同向Same；相对Opposite；系统自动判断Undefined）；此外，还可输入两者的距离值（Offset 框）；若用户选择Measure单选框，则该约束将转化为测量。此例中，我们要求两个顶面同向且距离为零。

图3-284  设定合页两顶面之间同向且偏距为零

     Angle角度，设定两个对象之间呈一定角度，对象可以选择为直线或者平面。点击图标，并选择如图3-285所示合页的两个内面，系统将弹出角度定义对话框。本例选用图中所示参数。

 角度的定义有4种模式，分别为：Perpendicularity垂直；Parallelism平行；Angle在角度框内输入具体数值；Planar Angle平面角度（平面角度模式需要选定一根同时属于两个对象平面的轴线方可定义）。

  角度值还可以通过Sector选取不同的象限来决定（象限1、2、3、4）。

图3-285  设定合页两内面之间夹角为60度

         继续下一步之前，请设定两个合页之间的轴线相合约束Coincidence，达成图3-286所示同轴效果。

 Fix锚定，被锚定的部件在重新更新计算时禁止偏离它的父对象，CATIA提供两种类型的锚定，即：Fix in Space和Fix。其中Fix in Space类型限制对象的空间绝对位置；Fix仅和其他部件的相对位置。

用户新定义的锚定约束都是Fix in Space类型的，点击图标，并选定Hinge1零件，则模型如图3-286所示（注意模型树上的Fix约束左下角有个锁形符号，表示锁定该部件的空间绝对位置），这种情况下，如果用户将拖动罗盘附身到Hinge1零件上，然后移动Hinge.1零件。最后点击图标更新模型的结果将是：Hinge1弹回原始位置。

图3-286  Hinge1部件被Fix in Space约束

如果用户希望将该锚定约束调整Fix，即仅限定Hinge1相对于其他部件的位置，那么需要双击模型树节点，系统将弹出图3-287左侧所示对话框，点击More按钮，对话框变为3-287右侧所示内容，去掉其中的Fix In Space单选框，确定后类型变更为简单的Fix，注意观察此时的模型树节点变为（左下角没有锁形符号）。这种情况下，如果用户将拖动罗盘附身到Hinge1零件上，然后移动Hinge.1零件。最后点击图标更新模型的结果将是：Hinge1保持新位置不动，其他和Hinge1有关系的部件都被其拖到新的位置。

图3-287 Fix约束的类型变更

 Fix Together绑定，该约束较为简单，负责将两个对象别在一起。

  Quick Constraint快速自动约束，该命令按照约束设置规定的优先级顺序（参图3-279），自动采纳一种可能的约束种类来约束用户选定的两个对象之间关系。如用户选择两个轴线，则系统可能设置两者同心；如用户选择两个平面，则用户可能设定两者贴合等。读者可自行尝试。

  Change Constraint改变约束类型，操作方法为选定模型树中要改变类型的约束节点，点击命令图标，在对话框内设定要变为何种类型约束即可。如按图3-288将Offset.1变为Surface Contact约束后，合页将由图中形状变为装倒了的效果。

图3-288 将Offset.1变为Surface Contact约束的设置

3、 约束的高级用法

当装配零部件比较多时，经常会面临下面几种情况：

 希望连续设定多个螺栓和多个孔同心；

 希望连续设定若干个部件上的面之间平行且互成一定偏距；

 希望连续设定某个零件上的一个平面和其他多个部件的面贴合或平行；

  某个零部件具备阵列（pattern）生成的多个孔，且第一个孔内已经装上了螺栓，希望将这个螺栓阵列到其他孔内。

这些时候，如果仍然按照前面的方法一个一个约束的添加，未免会觉得有点呆板，CATIA当然提供了解决这些问题的方法。那就是当鼠标左键双击某个约束添加图标时（如双击中的某一个时），CATIA将处于连续定义该约束的状态，此时再配合这三个图标定制连续约束状态下的零部件选择模式（分别是多对多、链式及一对多）就可以顺利完成工作；另外CATIA提供了功能负责再利用零件上的阵列，下面就这四种情况依次阐述：

1） “多对多”选择模式

默认状态下，CATIA保持“多对多”的选择模式，该选择模式下连续定制约束时，第一个约束定义在第1、2次选择的对象之间；第二个约束定义在第3、4次选定的对象之间；第三个约束定义在第5、6个选定的对象之间；依此类推。

如打开“3.3\Advanced_Constraints”目录中Advanced_Constraint.CATProduct，定义4个子块和基座之间的4个侧面贴合约束，确保选择模式处于默认状态，然后鼠标左键双击Contact约束图标；则系统处于连续定义贴合约束的状态，欲定义图3-289所示4个贴合约束，则用户需要选择四组侧面（每次都需要选择一次基体槽的左侧面，然后再选择子块的左侧面，共计选择8次侧面）方能完成这4个侧面贴合约束的设定。设定完毕后左键点击Contact约束图标退出连续定制状态。

图3-289  多对多选择模式下，多个贴合约束的定义示意图

2）  “链式”选择模式

该选择模式下连续定制约束时，第一个约束定义在第1、2次选择的对象之间；第二个约束定义在第2、3次选定的对象之间；第三个约束定义在第3、4个选定的对象之间；依此类推。

如继续定义上述装配件中子块插入基座槽的长度各差20mm,则可以点击图标将选择切换为“链式”；然后双击Offset图标；选定基块朝向我们的断面以及第一个子块的同向端面；弹出图3-290所示Offset定义对话框，输入Offset值-20mm后点击Ok完成第一个Offset约束的定义；然后点击第二个子块的同向端面；在弹出对话框中输入Offset值-20mm后点击Ok完成第二个Offset约束的定义；然后点击第三个子块的同向端面；在弹出对话框中输入Offset值-20mm后点击Ok完成第三个Offset约束的定义；最后点击第四个子块的同向端面；在弹出对话框中输入Offset值20mm后点击Ok完成第四个Offset约束的定义。结果如图3-291所示。

图3-290  链式选择模式下，第一个Offset约束的定义示意图

图3-291  链式选择模式下，定义4个Offset约束并更新后的结果图

3）  “一对多”选择模式

该选择模式下连续定制约束时，第一个约束定义在第1、2次选择的对象之间；第二个约束定义在第1、3次选定的对象之间；第三个约束定义在第1、4个选定的对象之间；依此类推。

如继续定义上述装配件各子块底面和槽底贴合，可以左键点击图标将选择模式切换为“一对多”，再双击图标进入连续定义Contact约束状态；然后选择基座的一个槽底，接着依次选定各子块的底面，则轻松定义成功图3-292所示4个底面贴合约束。

图3-292  一对多选择模式下， 4个Contact约束的定义只需选择5次贴合面

4） 零部件中阵列的再利用

当零部件中利用阵列功能复制了多个同样的特征，而装配时又希望能添加一样的零部件与这些阵列特征相配合时，功能就显得非常方便，它可以简单地再利用零件特征复制。

打开光盘“3.3\Reuse_Pattern”目录中Reuse_Pattern.CATProduct，该装配件的基件有6个孔，编号为“1”的孔是母孔，其他5个孔是按照自定义阵列复制过来的；该装配件已经装配了一个螺栓在母孔内，现在希望其他5个复制孔都安装一样的螺栓，方法非常简单：点击按钮，选择User_Pattern.2至对话框的Pattern栏；然后选择螺栓至“Component to Instantiate”栏；如图3-293所示，则CATIA将自动再次利用UserPattern.2复制螺栓至其他5个孔，结果参Reuse_Pattern_finished文件。

图3-293  阵列的再利用范例

4、 约束的操作（显示及编辑）

默认状态下，设置成功的约束都以绿色图符标附于几何模型上，一般来说，这些图形标示符号能给用户的后续操作带来便利，如：提示用户已有哪些约束、用户可点击图标来选定某个约束进行操作等。如用户确实希望隐藏某个（或全部）约束图符，方法非常简单，用户只需选中模型树上该约束子节点（或所有约束子节点、或Constraints节点），然后利用其右键菜单中的Hide功能将其隐藏即可。

除此之外，读者在构建约束时