Pro/ENGINEER特性与曲线曲面建模探讨

　　1 引言

　　Pro/ENGINEER是一套涵盖了由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。PTC的系列软件已经深入工业设计和机械设计等各项领域，包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造和产品数据管理，并提供了最全面、集成最紧密的产品开发环境。 字串5

　　2　Pro/ENGINEER的主要特性

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　　Pro/ENGINEER是参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能来生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，用户可以任意勾画草图，轻易改变模型，这样就给工程设计人员在设计上提供了很大的简易性和灵活性。

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　　2.1 全相关性 字串9

　　Pro/ENGINEER是建立在统一的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，所有模块都是全相关，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管工作人员是哪一个部门的，只要其在产品开发过程中的某一处进行了修改，其修改都能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图样以及制造数据，也可以前后反映在整个设计过程所有相关环节上。全相关性使得用户在开发周期进行的任意一点修改，没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 同时这种独特的数据结构与工程设计的完整结合，使设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 字串3

　　2.2 基于特征的参数化造型

　　Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易地进行修改。例如，设计特征有弧、圆角和倒角等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其他学科都使用这些领域独特的特征，通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性）就可以实现产品开发。 字串4

　　2.3 数据管理

　　为了使产品迅速地投放市场，需要在较短的时间内开发产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，使数据管理变得很简单。 字串8

　　2.4 装配管理 字串7

　　Pro/ENGINEER为用户提供了一些直观的命令，如“啮合”、“插入”和“对齐”等，可以很容易地把零件装配起来。高级功能支持大型复杂装配体的构造和管理，并且这些装配体中零件的数量不受任何限制。 字串5

　　2.5 易于使用 字串6

　　菜单以直观的联级方式出现，并提供了逻辑选项和预先选取等普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得学习和使用变的更容易。

　　3　Pro/ENGINEER主要功能

　　概括起来 Pro/ENGINEER主要具有以下功能： 字串9

　　（1）2D和3D制图。

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　　（2）机械设计和仿真。

　　（3）逼真图像。Pro/ENGINEER Foundation提供了建立Pro/ENGINEER零部件的精确、逼真图像所需的全部工具。 字串4

　　（4）钣金设计。完备的Pro/ENGINEER Foundation钣金设计工具套件，可以帮助用户建立墙壁、弯头、冲头、槽口、式样和浮雕花纹等基本特征。

　　（5）部件功能。因为用户需要开发的是产品，而不仅仅是零件，所以在Pro/ENGINEER Foundation的基础结构中，提供了许多定义和建立部件的功能。 字串1

　　（6）动画设计。 字串1

　　（7）相关图形表。 字串5

　　（8）高级部件扩展。高级部件扩展功能通过提供一些支持自顶向下设计方法、能处理替代产品配置以及管理大型复杂部件的工具，来帮助设计小组设计和管理大型复杂产品。

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　　（9）完备的详细文档书写。 字串8

　　（10）曲线、曲面。 字串1

　　4　Pro/ENGINEER的曲线、曲面建模 字串8

　　Pro/ENGINEER高级曲面扩展功能与Pro/ENGINEER Foundation相结合可以满足客户对产品形状进行复杂控制的需求，设计人员能够设计出从棱柱形引擎组件到轮廓化的高尔夫俱乐部、再到类似人类牙齿器官等的各种产品。高级曲面扩展功能提供了逆向工程的设计规范管理、参数化曲面建模和直接曲面建模等高性能工具。概括起来它主要具有几个方面的特性。

　　4.1 参数化曲面建模　

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　　高级曲面功能可以帮助设计人员和工程师高效开发和优化尺寸驱动式几何图形和自由曲面。参数化曲面建模功能为设计人员提供了各种方便的曲面建模工具，比如变截面扫描工具，其中纵截面可以由用户自定义图表或数学函数控制；另外还提供了混合曲面和大量曲面操作，扩充、裁剪、偏移以及转换等工具，以帮助用户建立精确的形状。 字串2

　　4.2 直接曲面建模和逆向工程　

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　　为了从实体模型、原型或者现有的产品中获取设计面信息，Pro/ENGINEER的高级曲面功能逆向工程工具提供了一种快速建立、修改和校验定型曲面的方法。快速高效建立优质定型曲面的能力可以多方面地加速后续过程，从而为用户节省大量时间。 字串3

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　　图1 利用Pro/ENGINEER高级曲面建模所做出的产品模型

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　　Pro/ENGINEER的交互式曲面设计扩展功能 (ISDX)定义了新一代曲面处理技术。这一新工具具有独特的自由形状曲线和曲面建模功能，并具有高级的互用性和灵活性。它能让设计人员和工程师在一种完全自由式参数化建模环境中工作，这样就能保证设计和工程的真正集成。通过在Pro/ENGINEER的参数化建模基础内建立复杂的自由形状几何体，ISDX能让设计人员和工程师在一种具有极大设计灵活性、独特的环境中工作。

　　ISDX是一种可以改变设计和工程通信方法的工具，一种确保设计、工程和制造能真正实现协作的工具，一种产品开发工程中能提供极大柔性的工具，同时也是一种把参数化建模技术和自由形状曲面处理方法融合到Pro/ENGINEER环境中的曲面处理新模块。ISDX能够使工作流更加流畅、可以研究更多的设计替代产品，并能在设计过程的任何一个级别和工序中，管理所做的各种修改。