1、PRO/ENGINEER 软件模块简介 本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这种背景下， CAD( 计算机辅助设计 )/CAM( 计算机辅助制造 )/CAE （计算机辅助测量）技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中， CAD/CAM/CAE 技术便榜上有名。在为数众多的 CAD/CAM/CAE 软件中， 主流软件包种类繁多， PRO/E ， UG ， CIMATRON ， MDT ， I DEAS ， MASTERCAM 都是个中极品，但 PR
2、O/E 工业解决方案地位显赫，它是美国 PTC 公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是 CAD/CAM/CAE 领域少有的顶尖“人物” 。 PRO/E 的最早版本为 PRO/E2000i ，它可运行于 Windows/NT 和 UNIX 平台上，共有六大主模块，下面我把它们逐一介绍给大家。 l PRO/E 概述 PRO/ENGINEER 软件包的产品开发环境在支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。 PRO/E 能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中
3、 PRO/E V2000I 更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。 一、工业设计 (CAID) 模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用 3DS 可以生成实体模型，但用 3DS 生成的模型在工程实际中是“中看不中用” 。用 PRO/E 生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上， PRO/E 后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 ) 、 PRO/ANIMATE( 动画模拟 ) 、 PRO/DESIGNER( 概念设计 )
4、、 PRO/NETWORKANIMATOR( 网络动画合成 ) 、 PRO/PERSPECTA-SKETCH （图片转三维模型） 、 PRO/PHOTORENDER( 图片渲染 ) 几个子模块。 二、机械设计 (CAD) 模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图 1 中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E 生成曲面仅需 2 步 3 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此 PRO/E 可以
5、迅速建立任何复杂曲面。 它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持 GB 、 ANSI 、 ISO 和 JIS 等标准。包括： PRO/ASSEMBLY （实体装配） 、 PRO/CABLING （电路设计） 、 PRO/PIPING （弯管铺设） 、 PRO/REPORT （应用数据图形显示） 、 PRO/SCAN-TOOLS （物理模型数字化） 、 PRO/SURFACE （曲面设计） 、 PRO/WELDING （焊接设计） 三、 功能仿真 (CAE) 模块 功能仿真 (CAE) 模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”
6、。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近 20 ，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 包括： PRO/FEMPOST （有限元分析） 、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS （自定义载荷输入） 、 PRO/MECHANICA EQUATIONS （第三方仿真程序连接） 、 PRO/MECHANICA MOTION （指定环境下的装配体运动
7、分析） 、 PRO/MECHANICA THERMAL （热分析） 、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL （车轮动力仿真） 、 PRO/MECHANICA VIBRATION （震动分析） 、 PRO/MESH （有限元网格划分） 。 四、 制造 (CAM) 模块 在机械行业中用到的 CAM 制造模块中的功能是 NC Machining( 数控加工 ) 。说到数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件” 。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件 CAMMAX ，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”
8、协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的 CAMMAX 软件就是一种数控模块。 PRO/ES 的数控模块包括： PRO/CASTING （铸造模具设计） 、 PRO/MFG （电加工） 、 PRO/MOLDESIGN （塑料模具设计） 、 PRO/NC-CHECK （ NC 仿真） 、 PRO/NCPOST （ CNC 程序生成） 、 PRO/SHEETMETAL （钣金设计）。 五、 数据管理 (PDM) 模块 PRO/E 的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。它就像
9、PRO/E 家庭的一个大管家，将触角伸到每一个任务模块。并自动跟踪你创建的数据，这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个管家通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。 它包括： PRO/PDM （数据管理） 、 PRO/REVIEW （模型图纸评估） 。 六、 数据交换 (Geometry Translator) 模块 在实际中还存在一些别的 CAD 系统，如 UG 、 EUCLID 、 CIMATRTON 、 MDT 等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的 CAD 数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。 PRO/E 中几何数
10、据交换模块有好几个，如： PRO/CAT （ PRO/E 和 CATIA 的数据交换） 、 PRO/CDT （二维工程图接口） 、 PRO/DATA FOR PDGS （ PRO/E 和福特汽车设计软件的接口） 、 PRO/DEVELOP （ PRO/E 软件开发） 、 PRO/DRAW （二维数据库数据输入） 、 PRO/INTERFACE （工业标准数据交换格式扩充） 、 PRO/INTERFACE FOR STEP （ STEP/ISO10303 数据和 PRO/E 交换） 、 PRO/LEGACY （线架 / 曲面维护） 、 PRO/LIBRARYACCESS （ PRO/E 模型数据
11、库进入） 、 PRO/POLT （ HPGL/POSTSCRIPTA 数据输出） Pro/Engineer 是一套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。 1 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer 是采用参数化设计的、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去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 2 单一数据库 Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/
12、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，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变， NC （数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 一、 Pro Engineer Pro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中
13、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
14、修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印机。 Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer 软件的其它模块或自行利用 C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下 ( 没有任何附加模块 ) 具有大部分的设计能力，组装能力 ( 人工 ) 和工程制图能力 ( 不包括 ANSI ， ISO ， DIN 或 JIS 标准 ) ，并且支持符合工业标准的绘图仪 (HP ， HP
15、GL) 和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。 Pro/Engineer 功能如下： 1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等） ； 2 参数化（参数 = 尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等） ； 3 通过零件的特征值之间，载荷 / 边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 4 支持大型、复杂组合件的设计 ( 规则排列的系列组件，交替排列， Pro PROGRAM 的各种能用零件设计的程序化方法等 ) 。 5 贯穿所有应用的完全相关性 ( 任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动 ) 。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro ENGINEER 的基本功能。 二、 P
16、ro ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY 是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。 Pro/ASSEMBLY 是 Pro/ADSSEMBLY 的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer 环境下运行，它具有如下功能： 1 在组合件内自动零件替换 ( 交替式 ) 2 规则排列的组合 ( 支持组合件子集 ) 3 组装模式下的零件生成 ( 考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件 ) 4 Pro/ASSEMBLY 里有一个 Pro/Program 模块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性
17、用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。 5 组件特征 ( 绘零件与，广组件组成的组件附加特征值如：给两中零件之间加一个焊接特征等） 。 三、 Pro CABLING Pro/CABLING 提供了一个全面的电缆布线功能，它为在 Pro/ENGINEER 的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。 Pro/CABLING 功能包括： 1 新特征包括：电缆、导线和电线束； 2 用于零件与组件的接插件设计； 3 在 Pro/ENGINEER 零件和部件上的电缆、导
18、线及电线束铺设； 4 生成电缆 / 导线束直线长度及 BOM 信息； 5 从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图； 6 对参数位置的电缆分离和连接； 7 空间分布要求的计算，包括干涉检查； 8 电缆质量特性，包括体积、质量惯性、长度； 9 用于插头和导线的规定符号。 四、 Pro CAT Pro CAT 是选用性模块，提供 Pro ENGINEER 与 CATIA 的双向数据交换接口， CATIA 的造型可直接输入 Pro ENGINEER 软件内，并可加上 Pro ENGINEER 的功能定义和参数工序，而 Pro Engineer 也可将其造型输出到 CATIA 软件里。这种高度准确的数据交
19、换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。 五、 Pro CDT Pro/CDT 是一个 Pro/ENGINEER 的选件模块，为 CADAM 2D 工程图提供 PROFESSIONALCADAM 与 Pro/ENGINEER 双向数据交换直接接口。 CADAM 工程图的文件可以直接读入 Pro/ENGINEER ，亦可用中性的文件格式，经由 PROFESSIONAL CADAM 输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。 Pro/CDT 避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER 后，仍可继续享用原有的
20、CADAM 数据库。 六、 Pro CMPOSITE Pro/COMPOSITE 是一个 Pro/ENGINEER 的选件模块，需配用 Pro/ENGINEER 及 Pro/SURFACE 环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。 Pro/COMPOSITE 在 Pro/ENGINEER 的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术适用于整个设计工序的每个环节。 七、 Pro DEVELOP Pro/DEVELOP 是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER 软件环境下。 Pro/IDEVELO
21、P 包括 C 语言的副程序库 , 用于支援 Pro/ENGINEER 的交接口，以及直接存取 Pro/ENGINEER 数据库。 八、 Pro DESIGN Pro/DESIGN 可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及 3D 部件平面布置。 Pro/DESIGN 也能使用 2D 平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer 环境下运行。其功能有： 1 3D 装配图的连接层次等级设计； 2 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定； 3 情况研究 - 参数化详细草图（ 2D 解算器、工程记
22、录和计算）绘制； 4 组装：允许使用 3D 图块表示零组件了定位和组装零件位置； 5 自动组装。 九、 Pro DETAIL Pro/ENGINEER 提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图， Pro/DETAIL 扩展了 Pro/ENGINEER 这些基本功能，允许直接从 Pro/ENGINEER 的实体造型产品按 ANSI/ISO/JIS/DIN 标准的工程图。 Pro/DETAIL 支持的功能包括： 1 支持 ANSI ， ISO ， JIS 和 DIN 标准； 2 全几何公差配合： * 特征控制标志 * 基
23、本尺寸标注 * 公差基准面和轴； 3 测量标准 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸 4 字符高度控制； 5 图内可变字符高度； 6 用户自定义字体； 7 图内多种字体； 8 双尺寸标准； 9 纵向尺寸标注； 10 扩展视图功能： * 零组件剖视图 * 自动画面剖线 * 半剖图 * 多暴露视图 * 旋转面剖视图 * 比例视图（所有视图不同比例） * 轴测图 (ISO 标准 ); 11 表面光洁度标记； 12 用户自定义绘图格式和绘图格式库； 13 图表； 14 用于 Pro/DETAIL 设置隐含标准的配置文件； 15 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类； 16 尺寸与尺寸线平行； 17
24、 可选择的消隐线显示观察； 18 具有输入用于注释的 ASCII 文件能力； 19 多层零件图和布置图。 Pro/DETAIL 也包括 2D 非参数化制图功能，可用于生成不需要 3D 模型的产品图。 Pro/DETAIL 提供下列功能： 1 具有读其它符合 IGES4 0 、 SET 和 DXF 标准的 CAD 系统生成的图形能力。 2 具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。 3 具有利用 Pro/PROJECT 提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。 4 具有通过 IGES 到 PTC 支持的绘图仪输出这些图形能力。 5 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL 图形的能力
25、。 6 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。 7 具有生成用户自定义的线型能力。 十、 Pro DIAGRAM Pro/DIAGRAM ，是专将图表上的图块信息制成图表记录及装备成说明图的工具。应用范围遍及电子线体、导管、HVAC 、流程图及作业流程管理等。 十一、 Pro DRAFT Pro/DRAFT 是一个功能二维绘图系统，用户可以直接产生和绘制工程图，丽无需光进行三维造型。 Pro/DRAFT 允许用户通过 IGES 及 DXF 等文件接口接收一些其它 CAD 系统产生的工程图。 十二、 Pro ECAD 参数化印刷线路板 (PCB) 的设计图可以通过 Pro/ENGINEER 生
26、成，或者经由 ECAD 系统输入。 PCB 的组成元件可以经由 Pro/ENGINEER 的元件库取得，并自动装组到 PCB 里。元件造型亦可以传送到 Pro/ENGINEER 以制作实体元件，然后自动组装到 PCB 上，还包括此 PCB 组件的卡笼 (CardCage) 及结构设计 (Housing Designs) 可以作为修订、 “度身订造” 、群体特性及风格等等之评估。 十三、 Pro FEATURE Pro/Feature 扩展了在 Pro/ENGINEER 内的有效特征，包括用户定义的习惯特征，如各种弯面造型 (Profited Domes) 、零件抽空 (Shells) 、三维式
27、扫描造型功能 (3D Sweep) 、多截面造型功能 (Blending) 、薄片设计 (Thin 一 Wa) 等等。通过将 Pro/ENGINEER 任意数量特征组台在一起形成用户定义的特征，就可以又快又容易地生成。 Pro/FEATURE 包括从零件上一个位置到另一个位置复制特征或组合特征能力，以及镜像复制生成带有复杂雕刻轮廓的实体模型。 1 用户定义特征是参数化的，当然也很容易修改。 2 一个用户定义的特征可在同一零件上生成并反复使用。或者在一个零件组里或在其它设计里使用的特征可以是一个“标准”特征。 3 对于 Pro/FEATURE 标准特征库可以很方便地开发并使其对整个 Pro/FE
28、ATURE 用户都是有效的。 4 Pro/FEATURE 特征或特征组可以从 个地方复制到另一个地方。 5 能象组合库一样支持局部组合 6 特征能象零件一样被镜像复制 7 先进的设计特征扩展了 Pro/ENGINEER 包括下列特征的特征库的能力： (l) 壳：产生各种“空心”实体，提供可变壁厚。 (2) 复杂拱形面：生成带有适合不同外形表面的实体模型。 (3) 三维扫描：沿著 3D 曲线扫描外形以生成雕刻状实体模型。 (4) 薄壁特征：很容易地生成各种“薄壁”特征。 (5) 复杂混和：以一种非平行或旋转的方式 ( “复画” ) 将各种外形混合在一起。 (6) 组合零件：将二个零件组台成一个或将一个零件从另一个中去掉形成一个空腔。 (7) 混和 / 扫描：沿著一个示意轨迹的路径混合各种外形。 (8) 开槽特征：将 2D 图投影到任何 3D 表面以形成一个装饰几何体。 (9) 偏置面：将一个 2D 外形面投影到任何外表面以生成一个上升或下降特征，该特征表面与原外表面有一个偏差。
