淺談PRO/E及其在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

劉動 李一鳴 王培亮

摘 要：Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。它已廣泛應(yīng)用于電子，機械，模具，汽車，航天，家電等各行業(yè)。

關(guān)鍵詞：Pro/E；參數(shù)化設(shè)計；模塊設(shè)計；產(chǎn)品數(shù)字化模型

1 Pro/E簡單介紹

Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。

Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的軟件名稱，但在中國用戶所使用的名稱中，并存著多個說法，比如ProE、Pro/E、破衣等等都是指Pro/Engineer軟件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0＼creo2.0等等都是指軟件的版本。

Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上

Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用

Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色，實體或線框造型，完整工程圖的產(chǎn)生及不同視圖展示（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下（沒有任何附加模塊）具有大部分的設(shè)計能力，組裝能力（運動分析、人機工程分析）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)），并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。

2 Proe的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 Pro/E在產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

隨著社會的進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，追求完善已成為時尚，人們對消費產(chǎn)品要求已不僅僅滿足于基本功能的完備，同時更注重外觀的美感，以落地扇為例，在不斷提高和完善其功能的同時，在外觀造型上要求越來越高，多以復(fù)雜方式自由變化的曲線曲面即所謂自由型曲線曲面組成，這就給諸多產(chǎn)品外觀的設(shè)計及制造帶來了挑戰(zhàn)。而Pro/ENGINEER軟件是當(dāng)今世界優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)軟件，在這套系統(tǒng)中包含了許多目前國際上先進(jìn)的工程設(shè)計理念和思想，諸如并行設(shè)計、柔性設(shè)計、Top-down設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計、系統(tǒng)靈敏度設(shè)計等設(shè)計技術(shù)，在進(jìn)一步推廣和使用Pro/ENGINEER軟件的同時這一先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)也將引入到諸多產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計中來，結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)本著充分利用和發(fā)揮Pro/ENGINEER軟件在結(jié)構(gòu)設(shè)計上特有的優(yōu)勢堅持不懈地將Pro/ENGINEER普及到結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)之中，全面的推動結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展和進(jìn)步，與世界先進(jìn)工程技術(shù)接軌，從而大幅度提高設(shè)計水平和設(shè)計效率。

2.2 Pro/E在機械外觀結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

Pro/Engineer作為高端的三維設(shè)計軟件，應(yīng)用布局、骨架及參照關(guān)系等進(jìn)行大型復(fù)雜機械產(chǎn)品的Top-Down設(shè)計，可以建立有效的產(chǎn)品數(shù)字化模型，尤其是在設(shè)計變更、系列化產(chǎn)品或者數(shù)據(jù)借用時，您會有深刻的體會。Pro/Engineer軟件會通過自動生成相關(guān)的機械模具設(shè)計、裝配指令和機床代碼也能在大程度提高生產(chǎn)效率，Pro/Engineer軟件能夠仿真和分析虛擬樣機及優(yōu)化設(shè)計，無需制造昂貴的實物樣機，即可以虛擬方式模擬實際的作用力和運動情況，并分析機械產(chǎn)品在這些情況下的可能出現(xiàn)的問題。在設(shè)計階段中及早洞察產(chǎn)品性能，從而改進(jìn)產(chǎn)品性能，設(shè)計更好的產(chǎn)品。同時節(jié)省時間和成本。另外Pro/Engineer軟件支持與多種CAD工具（包括相關(guān)數(shù)據(jù)交換）和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式兼容利用，與PTC的其他產(chǎn)品一起能形成團(tuán)隊成員之間有效地共享數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)環(huán)境，基于產(chǎn)品研發(fā)體系，優(yōu)化數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈，改善企業(yè)業(yè)務(wù)流程。

2.3 Pro/E在汽車部件上的應(yīng)用

Pro/E在汽車造型、覆蓋件、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、離合器、變速器和輪轂等方面都有較廣泛的應(yīng)用。利用PTC汽車車身工程軟件包，車身造型、設(shè)計與制造的全過程可同步進(jìn)行，降低開發(fā)費用和開發(fā)時間。通過Pro/ENGINEER軟件生成的虛擬樣車，所有內(nèi)部和外部設(shè)計小組可同時展開設(shè)計工作，能減少以至消除錯誤并減少重復(fù)勞動。Pro/ENGINEER軟件開發(fā)環(huán)境允許在早期設(shè)計過程就考慮后續(xù)工作，設(shè)計時充分考慮加工是否易行。由于軟件的全相關(guān)性能，開發(fā)過程中可自動更新包括材料清單BOM、NC走刀路徑、設(shè)計圖紙、斷面圖和詳盡的產(chǎn)品模型等工程文檔的內(nèi)容。這種高級功能和一體化思路，將把制造商、供應(yīng)商和設(shè)計人員緊密聯(lián)系于一個工程過程中，打破了過去的順序開發(fā)模式，為汽車業(yè)提供了前所未有的競爭優(yōu)勢。

Pro/ENGINEER軟件提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境：PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等，它已廣泛應(yīng)用于電子，機械，模具，汽車，航天，家電等各行業(yè)。