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。
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。
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，经常会遇到四种状态的约束状态：
正常工作状态，如
（图标上没有附加图符）
Deactive非活跃状态，如
（图标左下角有红色括号），约束处于非活跃状态表示该约束不再生效，可以通过模型树上该约束节点的右键菜单中（Active/Deactive）子菜单进行状态切换。
需要更新的状态，如
（图标左下角有一个
图标），约束处于欠更新状态表示该约束新近被改动过，如果要使改动生效，需要点击
图标。
无解状态UnResolved状态，如
（图标左下角有个惊叹号），该状态表示约束的要素丢失或者约束不再可能。
读者应熟悉上述四种约束状态和相应的解决办法，这样才能更好地驾驭装配设计（打开光盘“3.3\装配件结构体系\Robot_Status.catproduct”文件，模型树中可见这四种状态）。
再者，
CATIA的约束一般是定义选定的某两个零部件之间的某两个体素呈一定几何关系，如
都是如此。比如说用户原来定义的是Part1的左侧面和Part2的右侧面贴合，现在却希望修改该贴合约束的两个要素，怎么办呢？如打开光盘上“
3.3\Constraints\Hinge_Finished.catproduct”,双击模型树上最后一个约束节点“Offset.10”,系统弹出图3-294所示对话框，点击
按钮对话框变为图3-295所示；可见该Offset约束限定的两个对象是Part3.1端面和Hinge1.1端面，选中框内的Hinge1.1断面，然后点击Reconnect按钮，再选择新的平面（如Hinge2的顶面），则CATIA将该OFFSET约束替换为Part3.1端面和Hinge2.1端面之间的约束。当然，用户还可以通过该对话框调整偏距值（Value）或者方向（Same、Opposite等）。图3-294 约束重定义弹出的对话框
图
3-295 选中约束的一个要素通过Reconnect进行要素替换
