淺談PRO/E及其在工業發展中的應用

劉動 李一鳴 王培亮

摘 要：Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣，是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。它已廣泛應用于電子，機械，模具，汽車，航天，家電等各行業。

關鍵詞：Pro/E；參數化設計；模塊設計；產品數字化模型

1 Pro/E簡單介紹

Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣，是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。

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第一個提出了參數化設計的概念，并且采用了單一數據庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上

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

Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統的基本部分，其中功能包括參數化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色，實體或線框造型，完整工程圖的產生及不同視圖展示（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉）。Pro/Engineer是一個功能定義系統，即造型是通過各種不同的設計專用功能來實現，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，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統的參數比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統是直接指定一些固定數值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關系，任何一個參數改變，其他相關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計優化更趨完美。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用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數據交換格式來實現，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。它在單用戶環境下（沒有任何附加模塊）具有大部分的設計能力，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標準），并且支持符合工業標準的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。

2 Proe的應用領域

2.1 Pro/E在產品外觀結構上的應用

隨著社會的進步，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，這就給諸多產品外觀的設計及制造帶來了挑戰。而Pro/ENGINEER軟件是當今世界優秀的CAD系統軟件，在這套系統中包含了許多目前國際上先進的工程設計理念和思想，諸如并行設計、柔性設計、Top-down設計、參數化設計、系統靈敏度設計等設計技術，在進一步推廣和使用Pro/ENGINEER軟件的同時這一先進的設計技術也將引入到諸多產品外觀結構設計中來，結構設計中應本著充分利用和發揮Pro/ENGINEER軟件在結構設計上特有的優勢堅持不懈地將Pro/ENGINEER普及到結構工程設計的各個環節之中，全面的推動結構設計的發展和進步，與世界先進工程技術接軌，從而大幅度提高設計水平和設計效率。

2.2 Pro/E在機械外觀結構上的應用

Pro/Engineer作為高端的三維設計軟件，應用布局、骨架及參照關系等進行大型復雜機械產品的Top-Down設計，可以建立有效的產品數字化模型，尤其是在設計變更、系列化產品或者數據借用時，您會有深刻的體會。Pro/Engineer軟件會通過自動生成相關的機械模具設計、裝配指令和機床代碼也能在大程度提高生產效率，Pro/Engineer軟件能夠仿真和分析虛擬樣機及優化設計，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，并分析機械產品在這些情況下的可能出現的問題。在設計階段中及早洞察產品性能，從而改進產品性能，設計更好的產品。同時節省時間和成本。另外Pro/Engineer軟件支持與多種CAD工具（包括相關數據交換）和業界標準數據格式兼容利用，與PTC的其他產品一起能形成團隊成員之間有效地共享數字化產品數據環境，基于產品研發體系，優化數字化產品價值鏈，改善企業業務流程。

2.3 Pro/E在汽車部件上的應用

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

Pro/ENGINEER軟件提供了目前所能達到的最全面、集成最緊密的產品開發環境：PTC的系列軟件包括了在工業設計和機械設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、產品數據管理等等，它已廣泛應用于電子，機械，模具，汽車，航天，家電等各行業。