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PROE介绍及在设计工作中的应用内容摘要：随着社会科技的发展，三维设计软件以其卓越的功能逐渐引领设计领域的风骚。PROE作为三维设计软件中的一种，有着强大的功能。相对二维设计工具，能极大的提高设计效率，让设计工作变得更加简捷。下面就本人在工作设计中所应用到的做一介绍。关键词：功能强大;设计效率;简捷；节省设计时间一、 引言现在企业竞争越来越激烈，怎样在高手林立之中立于不败之地是每个企业关心的。我们知道决定企业命运的在于优质的产品，决定优质产品的在于优秀的人才。工欲善其事，必先利其器。有了更好的设计工具，设计人员可以在更短的时间完成高质量的产品。随着社会科技的发展，三维设计软件以其卓越的功能逐渐引领设计领域的风骚。PROE作为三维设计软件中的一种，有着强大的功能。能极大的提高设计效率，让设计工作变得更加简捷。二、PROE软件及公司简介 PRO/ENGINEER是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。PRO/ENGINEER是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便。PRO/ENGINEER包含众多功能模块，企业可以根据产品设计特点选择合适自己的模块组成来做设计。其模块大体有如下：三、Pro/e软件与传统二维计算机辅助软件的比较传统的计算机辅助设计系统主要是提供方便的设计工具和手段来辅助设计, 缺乏分析问题和解决问题的能力, 适用于解决算法型或确定型的任务问题。近几年来, 为了克服传统计算机辅助设计的不足, 人们将人工智能和专家系统技术应用于计算机辅助设计系统, 进行了智能计算机辅助设计系统的研究。众所周知, 机械产品设计不但涉及到一系列的计算公式、许多的设计标准和规范以及制图技术, 而且还要用到许多非数值的经验性知识, 如开始的概念设计和产品的初步设计则要求设计专家凭借知识和经验来思考、推理和判断； 而设计过程最一个从“设计- 评价- 再设计直到产生最优设计结果”的反复过程, 这就更需要设计专家具有一定的知识性经验, 也就驱使着专家系统和计算机辅助设计进行结合。很显然, 概念设计是整个设计过程中最重要的一个阶段, 这一阶段是设计创造性最为集中的部分, 这一部分与问题的表达和理解的正确与否, 所提方案的优劣以及评价和决策的适当与否等有关, 它决定了最终设计的特色、水平和效益。传统的二维CAD系统起源于计算机图形学，其智能定位于图样绘制，没有从本身的需求来考虑，大多数停留在电子图版的水平。设计者用二维CAD系统来记录设计结果，设计活动只活动在设计者的头脑之中，当设计者应用二维CAD系统的时候，设计差不多已经结束。其局限性表现如下：只是一个绘图工具而并非设计工具，不能帮助设计者定义设计关系和设计约束，更不能储存和保持设计关系。没有可变型的产品模型。不支持设计的全过程，只能完成绘图等对提高企业竞争力不很重要的工作。缺乏智力性，只记录几何数据，缺乏语义信息，不能有效表达设计意图。对产品缺乏完善的分析系统和检索机制。总之, 智能化是机械计算机辅助设计中极具有前途的研究领域。Pro/Engineer能较好地完成挖掘机零部件的三维造型，三维造型时常用以下方法: 对形状比较规则的简单零件，利用三维软件自带的标准几何体（方形、圆柱、圆管、圆锥和球、沟槽）库，直接生成零件实体，如方板、光轴、轴套等。 绘制最能反映零件基本特征的几何草图，经拉伸、旋转生成三维实体。 沿路径配置的二维几何图形经扫描，蒙皮生成曲面形实体。 从草图入手建模 设计者根据设计的要求用手勾画出理想的结构形状，然后赋予每一条曲线以尺寸约束或几何约束，使曲线按照设计者的意图去更新交换，生成参数化特征的实体建模。从草图入手建模很容易实现参数化、标准化、系列化设计，是挖掘机最理想的建模方式。 利用三维实体间的布尔运算（交、并、补），将多个简单零件组合成一体，生成新的实体等等，且生成的实体模型均采用参数化特征造型。 四、PRO/ENGINEER特色功能在设计工作中的应用PRO/ENGINEER本身具有太多的功能，下面就其中三方面做一下阐述。1、零件、组件、工程图实时更新，改一处数据实现全动。使用特殊方式实现联动，节约时间，提高效率。大家知道，在设计产品的过程中频繁的更改是无法避免的，同时也是最让设计者头疼的事情。通常设计产品的时间相对较短，但花费在因因修改的时间可能是真正设计时间的几倍。由此造成大量时间和精力的浪费，导致设计者心力交瘁。例如传统二维计算机辅助软件。一个复杂产品有几百张二维图纸，其中既有零件图纸又有组件图纸。如果其中几个零件或者部件由于结构或者尺寸更动，我们需要把每张涉及到的图纸都进行更正。这个过程中，组件我们要考虑到零件的干涉及哪些零件能显露出来哪些是被遮挡。经验比较浅的工程师是很难把握的。如果更改多次的话，相信每个工程都会崩溃。PROE完全可以解决这个问题，由于其遵循数据的唯一性，所以改动一处数据，其零件本身进行改动，其对应的组件及工程图自动更新到想要的结果。同时针对结构固定的组合的组件来说，比如门体等。我们可以通过拉伸到指定面或者利用关系式的功能，实现只要是更改某一个尺寸数据，其它零件的尺寸也相应变化，零件间保持着固有的关系。这样能大大节省我们的时间，提高设计效率。通过这种方式，我们完全可以把该种情况的组件作为常用件库，后期使用的时候直接从常用件库中调出来即可，通过修改尺寸很快就可以得到想要的模型。我们不再需要做重复建模工作，节省了时间，提高了效率。2、自顶向下设计，实现骨架改动整体模型联动。常规三维设计方法，通常是从零部件设计开始来进行产品的整体装配设计。它是在脱离产品总体设计要求的状态下进行单个零部件的3D设计和产品布局设计，并使用较简单的手段和方法来判定是否满足设计要求和设计标准。然后设计师再将零部件装配在一起，进行最终的整机产品校验。这种方法通常称为“自底向上设计”，或者叫产品的装配设计。它的缺陷是所开发的产品不仅缺乏整体设计标准和设计要求的继承性，而且在产品的整体设计阶段，一些重要的产品设计信息、零部件信息没有得到很好地建立和控制，往往到了最后的详细设计和检查阶段才会发现初期设计的一些问题。为此，设计师需要花费大量的时间对产品3D模型进行修改和重建，耗费大量的时间。“自顶向下”的设计方法是在产品整体设计阶段的最初，就定位在产品系统构成的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。这种方法是从产品构成的最顶层开始，把组成整体的部件未作系统的一个零件来考虑，并根据其在产品中的相互位置关系、所起的作用和实现的功能等，建立产品构成的二维布局和相应的骨架。通过给定设计约束条件、关键的设计参数等设计信息，集中地捕捉产品整体设计意图，自上而下地传递所给设计信息，展开产品的整个设计过程。PROE软件的参数化驱动功能，能把捕捉建立的设计信息带到产品构成的再下一个层面以及后续的单个零部件设计过程中，通过对初期设计信息的修改和补充，软件系统能自动的完成后续相应零部件的更改工作，实现产品整体的参数化驱动。其设计特点如下：a、 在产品设计的中心层面上集中地建立重要的设计信息，拓展设计师的思维面，便于产品结构的优化。b、 把部件当成产品系统的零件来考虑。便于全新产品的开发和开展标准化、模块设计工作。c、 捕捉设计意图，建立设计约束，在茶农系统构架上自顶向下地传递总体设计信息，很方便地进行后续零部件的详细设计和整体模型的参数化驱动修改。 整体流程我们可以通过图例更能比较好的理解其整个过程。其整个过程大体分为如下几个部分：1、 概念设计，定义产品布局；在布局中，我们根据上层的需求，合理规划空间分配，根据客户的需要勾画出产品整体；在布局中，我们可以利用2D草图和3D模型，还可以运用动画。2、 定义产品初步结构；根据布局及产品整体情况，可以将产品结构划分为几大部分，每个大的部分可以继续细分为小的部分，依次类推定义产品初步结构。3、 捕捉设计意图（建立骨架）；骨架模型是装配的框架，是3D的layout.在每个装配中只有一个骨架。用于定义产品结构，位置，空间需要。使用骨架模型的好处：集中了产品设计的设计信息简化了装配的创建，清晰了装配关系，协助创建不期望的父子关系，允许以任何顺序转配元件4、 设计意图的相关性传递；为什么要进行设计信息的传递？ 可以改进产品结构中的任务分配，定义通道方便了信息的传递； 降低了工作环境中的复杂性，组织更好，问题更少； 特殊层次信息，子部件和零件只包含所需要的数据，避免不需要的参考和关系；提高相关设计的重复利用，公共信息和数据可以重复利用，而不用重新设计 设计信息的传递的方法 骨架模型 复制/发布几何体 发布几何体特征，能够预先决定由复制几何体特征引用的几何体，改善设计小组之间的沟通，可以让设计师给其它设计定义他们的接口。5、 总装配，零件的详细设计；各小组或者各工程师接收到骨架模型的复制之后，根据所接受的骨架部分进行详细设计。此时需要严格按照所接受部分的骨架进行空间及接口控制，将零部件进行创建。我们设计的每个步骤，在总装配中都是实时更新。更受益的是，当我们因为方案更改需要将骨架模型进行调整的时候，我们不需要所有工程师所有相关部件一一进行修改，而只需在总装配中将骨架模型调整，其它所有零部件都按照骨架修改而自动更新。由此可见，自顶向下设计有着无比的优越性，能大大提高我们的效率，节省设计时间，加快产品推向市场的进度，更早得占领市场。工作中的实例3、3D注释 我们让车间或者外协厂家制作零部件，通常都是提供二维工程图。设计好三维零件后对应出其工程图。如果我们的外协厂家或者车间工艺部门也应用PROE软件，那么我们可以直接在三维零件的上面进行注释，直接观察三维立体注释，进行生产。这些注释信息可以包含2D-3D符号，表面光洁度，几何公差和尺寸。工程图上所需要表达的信息我们都可以在三维零部件上直接表示。这些注释特征可以关联到模型几何上，能随着模型旋转、放大缩小和移动。 这些注释，还可以通过专门的层来管理。需要观察的时候，我们将相应层按钮打开。不需要显示的时候将对应层关掉。 通过这种方式，看图更加方便直观。从视图我们能非常方便的看到具体实物是什么结构，每处的具体尺寸及加工要求等都一目了然，看图更加方便。也能减少我们的看图时间，避免理解错误。如果需要，图示在三维模型上的注释信息在工程图中也能自动显示出来，避免重复劳动。当然这需要较高版本的PROE才能实现。五、结论 本文主要分析了PROE软件相对传统二维软件在很多方面的优势。同时又结合本人在工作设计中针对PROE某方面功能进行了相关阐述。个人能力有限，可能许多观点有所欠缺。在现在设计时间要求越来越短，工作压力越来越大的情况下，怎样能避免重复性不必要劳动？掌握正确的设计方法能让我们集中主要精力进行创新设计，对我们提高设计效率，创造更大价值有着至关重要的意义