基于Pro/E的鈑金件特征參數化設計研究

張穎

摘 要 在Pro/E環境下建立參數化的鈑金件模型，利用Nitro-Program工具包編寫程序，從而實現對模型特征的控制，延伸和拓展了Pro/E軟件的參數化功能，并給出了應用實例。

關鍵詞 Pro/E；參數化設計；鈑金件

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0061-02

Study about Parametric Design of Sheet Metal Based On Pro/E

ZHANG Ying

（Ingersoll Rand Engineering and Technology Center – Asia Pacific， Shanghai， 200051）

Abstract： Based on Pro/E， build the sheet metal by using parametric design skills. Use Nitro-program to write programs， thus improve designing efficiency， quality and feature controls. Give an instance of application.

Key words： Pro/E；parametric design；sheet metal

CAD/CAM/CAE等設計技術的快速發展，使得三維模型的參數化設計技術和方法深入到日常的工程設計工作當中，同時也造成了傳統的結構設計的模式逐步發生改變。Pro/E是一款實現產品三維模型的設計、繪圖和分析的功能的軟件，在機械、結構、電子、塑料和模具等許多行業都被廣泛的應用。Pro/E軟件將特征作為設計單元，用戶可以對特征進行調整、排序和重新定義，這與當前所流行的參數化設計技術和方法有些差距。

Pro/E具有良好的軟件開放性，給用戶提供了二次開發的平臺和接口，可以使用Pro/E支持的編程語言進行編程，從而實現用戶所需要的特定功能。因此參數化設計技術和方法也可以通過該開發接口實現。Nitro-Program工具包就是這樣一種基于Pro/E開發接口的工具包，它擁有友善的人機交互界面。只需要在該工具包中編寫相應的應用程序，就可以直接管理相應的特征參數。并且可以通過參數的輸入，來實現模型的參數化控制。對于標準的Pro/E，Nitro-Program工具包增強了Pro/E的功能，也更加符合參數化設計和方法。

1 鈑金件參數化設計基本思路

Pro/E軟件的參數功能非常強大。當設計者改變三維模型的尺寸，相應的二維圖紙、三維裝配等會按照尺寸的修改作相應的變化。因此通過建立參數尺寸的關系式，模型可自動計算出關系式中相關的尺寸，設計者便不需要對于每個尺寸進行逐個的修改，大大減少了錯誤的發生。

在Pro/E三維模型的設計中，模型的設計由草圖、基準、實體等特征組成，直接編寫程序來生成這些特征會很復雜，所以采用模型和語言程序相結合的方式來進行參數化設計。通過三維建模要建模型，通過語言程序編輯相關參數，實現交互式的設計方法。在已經創建好了的模型上，根據定義的設計要求，建立可控制模型大小、特征的參數。

傳統的鈑金件設計中，對于不同的折彎特征，將其做成模板，圖1列舉了一部分折彎截面圖，通過調用不同的模板完成鈑金件的三維模型，這樣的方法不能做到參數化的特征控制，模板數量隨著特征形式的增加而增加，零件難以管理。所以對于由鈑金件構成箱體的結構，鈑金件的形狀結構相對比較定型的，設計以參數化的方式進行，將模型的特征以參數的形式統一做到一個模板中，從而使得設計者可以避免繁復的相同操作步驟，改變參數就可以達到想要的設計。

圖1 鈑金設計折彎截面圖

這種參數化的建模方式和傳統的建模方式相比較，簡化了設計者修改和生成零件模型的操作，提高了設計的效率，縮短了設計的工期，為產品的開發，修改，多種方案比較提供了支持。

2 參數化設計的實現

本文介紹這種參數化的設計方式，即利用Pro/e三維建模和Nitro-Program編程交互的方式生成，在已創建的模型基礎上，根據設計要求，建立可以控制模型特征的參數。Nitro-program有良好的用戶交互界面，編寫相應的程序，直接管理相應的特征參數，通過參數的輸入，來實現模型的參數化控制。其原理如下圖2所示，它的主要構成為：

1）通過參數來建立三維模型。

2）創建相對應的參數化程序設計。

3）根據修改的參數值更新成新的模型。

圖2 原理圖

要實現鈑金件參數化的驅動，需在Pro/E中創建人機交互的模型。其建模方式和普通的三維模型創建方式相同，在建模的過程中，加入需要的設計參數以及約束關系。Pro/E的設計參數分兩種，一是與其他的參數無關的獨立參數，可以控制三維模型中的幾何尺寸；二是與其他參數有關的非獨立參數，可以使用獨立參數作為自變量，創建關系式來表示。建立模型后，使用“Parameters”命令添加所需要的參數，再通過“relations”的關系功能添加關系式，使模型的約束與賦予的設計參數關聯起來。設計參數能夠達到控制三維模型的方式有：

1）在創建模型特征或修改特征需要輸入尺寸值時，用參數名來替代尺寸值，例如在草圖中，用賦予的參數名來替代具體的尺寸數值。

2）在“relations”的關系功能窗口里輸入滿足設計要求的關系式，使系統中的約束參數名和定義的設計參數關聯。

在鈑金件的三維建模過程中，通過參數來控制模型的長寬是比較普遍而且常規的，而通過參數來控制鈑金件的特征，則為鈑金件的設計提供了一種新思路。endprint

3 應用實例

本文以空調AHU箱體鈑金件模型為例。如圖3所示，采用參數化的設計方法，利用參數來控制鈑金件的長度寬度以及滿足設計需求的特征，如折彎，孔的特征等。在進行三維模型創建特征時，在“Parameters”里加入鈑金件模型的長度APIX和寬度APIY，對于Pro/E三維建模，sd0、sd1、sd2……是系統自動創建的參數名，將已經定義的長度APIX和寬度APIY與系統參數名相關聯，建立關系式sd0=APIX，sd1=APIY。當改變APIX和APIY的數值，三維模型即會自動按照新定義的尺寸重新生成。以鈑金件折彎特征為例，又定義了APIPROFIEL和APIPROFIER分別表示鈑金件左右折彎特征。如圖4所示。

圖3 鈑金件模型ISO 視圖和截面圖

圖4 參數設置

將模型的特征導入Nitro-Program，即Export Pro/PROGAM，如圖5所示。

通過在Nitro-program里增加IF和END IF語句：

例如：

當APIPROFILER輸入參數值為2時，顯示該命定下的一系列特征，并用END IF結尾。當APIPROFILER的值為1時，顯示另一系列特征，END IF結尾。完成定義之后，將模型再通過Nitro-Program導入到Pro/E內，即Import Pro/PROGAM，當更改此參數，重新生成后，模型顯示所需要的折彎特征。這種方法不僅適用于折彎特征，在孔或者拉伸的特征中同樣適用。

4 結束語

本文研究了鈑金件參數化建模方法和設計原理，通過實例簡述參數化設計鈑金件模型的基本思路，分析了利用Nitro-Program進行程序設計的步驟，實現了鈑金件參數化設計的基于Pro/E的人機交互界面，簡化了設計流程，方便快捷的滿足客戶需求，并且減少重復性設計工作。這樣的設計方式，被應用在空調處理機組AHU的實際生產中，取得了很好的效果。

參考文獻

[1]王洪珍，侯友夫，等.基于Pro/E三維模型的參數化設計方法研究與實現[J].煤礦機械，2007，28，2（2）.

[2]張紅旗，曹文鋼，姜康，李宗照.基于PRO/TOOLKIT的PRO/E二次開發技術的應用[J].機床與液壓，2002（15）.

[3]黃旭紅.產品結構設計中Pro/E參數化特征造型技術的應用[J].華東電力，2001（10）.

[4]王詠梅，李春茂，張瑞萍，等.Pro/E 5.0中文版基礎教程[M].清華大學出版社，2011.

[5]高霄漢，張予川.基于參數化技術Pro/E二次開發和應用[J].交通與計算機，2003（21）.endprint

3 應用實例

本文以空調AHU箱體鈑金件模型為例。如圖3所示，采用參數化的設計方法，利用參數來控制鈑金件的長度寬度以及滿足設計需求的特征，如折彎，孔的特征等。在進行三維模型創建特征時，在“Parameters”里加入鈑金件模型的長度APIX和寬度APIY，對于Pro/E三維建模，sd0、sd1、sd2……是系統自動創建的參數名，將已經定義的長度APIX和寬度APIY與系統參數名相關聯，建立關系式sd0=APIX，sd1=APIY。當改變APIX和APIY的數值，三維模型即會自動按照新定義的尺寸重新生成。以鈑金件折彎特征為例，又定義了APIPROFIEL和APIPROFIER分別表示鈑金件左右折彎特征。如圖4所示。

圖3 鈑金件模型ISO 視圖和截面圖

圖4 參數設置

將模型的特征導入Nitro-Program，即Export Pro/PROGAM，如圖5所示。

通過在Nitro-program里增加IF和END IF語句：

例如：

當APIPROFILER輸入參數值為2時，顯示該命定下的一系列特征，并用END IF結尾。當APIPROFILER的值為1時，顯示另一系列特征，END IF結尾。完成定義之后，將模型再通過Nitro-Program導入到Pro/E內，即Import Pro/PROGAM，當更改此參數，重新生成后，模型顯示所需要的折彎特征。這種方法不僅適用于折彎特征，在孔或者拉伸的特征中同樣適用。

4 結束語

本文研究了鈑金件參數化建模方法和設計原理，通過實例簡述參數化設計鈑金件模型的基本思路，分析了利用Nitro-Program進行程序設計的步驟，實現了鈑金件參數化設計的基于Pro/E的人機交互界面，簡化了設計流程，方便快捷的滿足客戶需求，并且減少重復性設計工作。這樣的設計方式，被應用在空調處理機組AHU的實際生產中，取得了很好的效果。

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[5]高霄漢，張予川.基于參數化技術Pro/E二次開發和應用[J].交通與計算機，2003（21）.endprint

3 應用實例

本文以空調AHU箱體鈑金件模型為例。如圖3所示，采用參數化的設計方法，利用參數來控制鈑金件的長度寬度以及滿足設計需求的特征，如折彎，孔的特征等。在進行三維模型創建特征時，在“Parameters”里加入鈑金件模型的長度APIX和寬度APIY，對于Pro/E三維建模，sd0、sd1、sd2……是系統自動創建的參數名，將已經定義的長度APIX和寬度APIY與系統參數名相關聯，建立關系式sd0=APIX，sd1=APIY。當改變APIX和APIY的數值，三維模型即會自動按照新定義的尺寸重新生成。以鈑金件折彎特征為例，又定義了APIPROFIEL和APIPROFIER分別表示鈑金件左右折彎特征。如圖4所示。

圖3 鈑金件模型ISO 視圖和截面圖

圖4 參數設置

將模型的特征導入Nitro-Program，即Export Pro/PROGAM，如圖5所示。

通過在Nitro-program里增加IF和END IF語句：

例如：

當APIPROFILER輸入參數值為2時，顯示該命定下的一系列特征，并用END IF結尾。當APIPROFILER的值為1時，顯示另一系列特征，END IF結尾。完成定義之后，將模型再通過Nitro-Program導入到Pro/E內，即Import Pro/PROGAM，當更改此參數，重新生成后，模型顯示所需要的折彎特征。這種方法不僅適用于折彎特征，在孔或者拉伸的特征中同樣適用。

4 結束語

本文研究了鈑金件參數化建模方法和設計原理，通過實例簡述參數化設計鈑金件模型的基本思路，分析了利用Nitro-Program進行程序設計的步驟，實現了鈑金件參數化設計的基于Pro/E的人機交互界面，簡化了設計流程，方便快捷的滿足客戶需求，并且減少重復性設計工作。這樣的設計方式，被應用在空調處理機組AHU的實際生產中，取得了很好的效果。

參考文獻

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