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1、Proe的主要应用Pro/E的主要应用摘要：Pro/E是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称，是美国参数技术公司ParametricTechnologyCorporation，简称PTC的重要产品。Pro/E是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，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。关键词：三维软件，Pro/e，机械，应用正是由于Pro/E的强大功能，使得它在很多领域得到了广泛的应用。下面主要通过Pro/E在各方面的应用来介绍其作用和功
2、能。一、建模ProE是一款参数化建模软件，具有丰富的零件实体建模功能，能进行变量化的草图轮廓绘制，并能自动进行动态约束检查。通过拉伸、旋转、薄壁特征、抽壳、特征阵列，以及打孔等操作，更简便地实现机械产品的开发设计。通过扫描、混合、填充，以及拖动可控的相关操作，能生成形状复杂的构造曲面，能够直观地对曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等操作。ProE的所有模块都是相关联的。这就意味着在产品开发经过中某一处进行的修改，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、设计图纸，以及制造数据。在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，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早发挥
3、其作用。ProE是基于特征的参数化造型，能够按预先设置很容易地进行修改、装配、加工、制造，通过给这些特征设置参数，然后修改参数，很容易进行屡次设计叠代，实现产品开发。ProE的数据管理模块能够加速产品投放市场，在较短的时间内开发更多的产品。参数化设计是指零件或部件的形状比拟定型，用一组参数约束该几何图形的一组构造尺寸序列，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动到达瓶的目的几何图形，其设计结果是包含设计信息的模型。参数化为产品模型的可变性、可重用性、并行设计等提供了手段，使用户能够利用以前的模型方便地重建模型，并能够在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型，生成系列
4、产品，大大提高了设计效率。用ProENGINEE进行参数化设计，只需将某系列的零件设计成一个模型，在模型上标注尺寸，尺寸线能够看成一个有向线段，上面的尺寸数字就是参数名，其方向反映了几何数据的变动趋势，长短反映了参数现值，这样就建立了几何实体和参数间的关系，由用户输入的参数名找到对应的实体，进而根据参数值对实体进行编辑修改，以得到新的模型，实现参数化设计。很多机械零件的形状构造具有共同特征，只是在相对大小或局部特征上存在一定的差异，假如能够通过一个模板模型衍生出不同的模型，就会大大提高设计效率。参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替，通过对变
5、量的修改，进而实现同类构造机械零件设计的参数化。参数化造型的基本思想是用数值约束、几何约束和方程约束来讲明产品模型的形状特征，进而得到一簇在形状或功能上具有类似性的设计方案。参数化实体造型的关键是几何约束关系的提取、表达、求解，以及参数化几何模型的构建。软件提供了非全约束的参数化实体特征建模与曲面建模相结合的技术，具有强大的零件设计功能。下面以齿轮实例讲明怎样使用参数和关系创立参数化零件：一生成渐开线渐开线的生成是齿轮设计经过中的关键。渐开线的定义是绕在圆上的线展开时，线保持与圆相切，是线的端点构成的轨迹。渐开线的数学分析如图1所示：图1渐开线的数学分析根据以上分析，能够得到渐开线的数学公式：
6、xc=r*cos(ang)x=xc+(s*sin(ang)yc=r*sin(ang)y=yc-(s*cos(ang)利用Pro/E中的关系式，即可生成渐开线，但需要使用系统的一个变量“t，“t的变化范围是0到1；“PI表示圆周率，是Pro/E的默认变量。090范围内的渐开线关系式如下：ang=t*90；r=base；dia/2s=(PI*r*t)/2；xc=r*cos(ang)；yc=r*sin(ang)；x=xc+(s*sin(ang)；y=yc-(s*cos(ang)；z=0渐开线创立完成后，利用三维造型功能创立齿轮模型。如图2所示：图2渐开线齿轮二创立Pro/Program程序1、输入齿
7、轮的主要参数，并建立主要与次要参数之间的关系在INPUT与ENDINPUT之间输入如下语句：Z=20/齿轮齿数M=2/齿轮模数WIDTH=12/齿轮宽度PRESSURE_ANGLE=20/齿轮压力角在RELATION与ENDRELATION之输入如下语句：pitch_dia=z*m/分度圆直径root_dia=z*m-2.5*m/齿根圆直径top_dia=z*m+2*m/齿顶圆直径base_dia=z*m*cos(pressure_angle)/基圆直径addendum=m/齿顶高dedendum=1.25*m/齿根高tooth_thickness=m*PI/2/齿厚2、完成后保存退出，将程序
8、合并到模型中三定制用户界面用户界面是采用Pro/Toolkit提供的UI对话框技术创立的，由菜单项调用，如图3所示。执行程序之前，应当先在当前窗口中打开齿轮模型，以使齿轮模型的主要参数在“参数列表中显示出来，否则“参数列表中的内容将为空。在该用户界面中，能够完成如下操作：1编辑参数在“数值输入框中输入新的参数值并按回车键，即可完成对参数值的修改。2添加参数输入新参数的名称、值和类型后，单击“添加按钮即可创立新的参数对象。假如输入的新参数名已经存在，则将会被忽略。3删除参数单击“删除按钮，将从当前模型中删除指定的参数。若该参数已在当前模型中引用，则删除无效。4再生模型若选参数已被定义为模型特征或
9、草图的驱动尺寸，修改值后，单击“再生按钮，模型会随之变化。图3用户界面在Pro/E环境中打开齿轮模型，注册应用程序后，在对话框中修改齿轮参数值，即可创立不同的齿轮模型，如图4所示。齿数：20齿宽：50齿数：34齿宽：12图4参数化建模实例二、运动仿真模块的应用ProEngineer软件的功能特别强大，其中运动仿真模块注重运动的分析；机构运动分析是设计中重要的环节，他们之间有着严密的联络。以四杆机构为倒，讲解了怎样将Pro/E软件的运动仿真功能应用于四杆机构的设计中，在熟悉运动仿真功能的同时，还把握了四杆机构的设计方法机构运动包括自由度的计算、各个构件位移、速度和加速度的计算以及构件会不会干预、
10、还有怎样改变构件的尺寸来知足设计的需要等内容四杆机构是机械原理中最常见的机构(见图5)该机构中存在转动副以销钉作为连接方式其工作原理是当曲柄匀速转动时，通过连杆带动摇杆左右摆动该机构具有急回的特性，即四杆机构工作时摇杆渐渐向前摆动完成一次工作后摇杆急速返回原来的位置。，进而将理论与实践结合起来图5四杆机构1、运动仿真的操作流程1以连接方式建立欲分析的构造。2组装补足相关的运动配合条件。3设定初始位置。4参加驱动条件。5设定分析条件并仿真。2、自由度的计算从图6能够看出四杆机构由4个构件组成，其中BASERODprt是机架，能够以为是静止不动的，实际上拥有自由度的构件是3个，有4个转动副。需要的
11、动力是：P=3*3-2*4=1假如展开第一个接头，就会发现有一个螺旋形的符号，这个就是将动力源(电动机)加在曲柄的位置上使得机构运动起来。图6装配构建和接头3、仿真制作和运动干预检查设定分析条件，选取“四杆机构的定义(本人建立，不使用缺省值)。点选“运行按钮，此时在屏幕上看到机构正以所参加的伺服马达动力开场运动仿真，并且能够将仿真的经过制作成mpg文件，在其他的视频软件上播放。假如设计的分析条件不适宜，仿真的时候，状态栏就会出现“对于时间为l时第1帧的组件分析失败字样，如图7；并且机构停止并弹出一警告窗口，告诉我们系统无法继续运算。图7运动产生干预原因分析：(1)将摇杆和机架(静止的机构)连成
12、一体摇杆就不能运动了。(2)连架杆的销钉设计的过长。而这样设定，是由于我们想让系统为我们检查出机构在运动经过中产生的干预。解决问题：选择“中止离开，关闭窗口。对于第一种原因必须在机械菜单下用连接命令来修改；对于第二种原因则须返回修改杆件的原始数据。还可选取“回放的选项，勾选“全局干预作总体干预检查。点选键系统开场计算，当播放器出现并加以播放后，干预的部分以红色显示。4、各个构件位移、速度及尺寸的计算、调整这个工作很有意义不但能够了解执行件的运动及性质，以此讨论结果的重要性，而且能够根据这个结果调整构件的尺寸。以四杆机构为例，曲柄的运动的是匀角速度的，让我们通过已经装配好的部件通过Pro/E的“
13、测量结果的功能，将摇杆的运动行程和时问的曲线图显示出来，如图8的摇杆的摆动角度和时间的关系图。能够看出几点：(1)摇杆最大的摆动角度是80。(2)能够从图8中看出摇杆的运动确有急回的特点，回程的时问25秒(左边)比工作时间75秒(右边)要短，而走的路程是一样的。(3)每一点的时间和摇杆位置的关系都能够确定，并且能够以文件的形式导出，图8的数据一及曲线还能够通过Excel来记录和编辑。图8杆摆角与时间的关系曲线在设计中往往是给出摇杆的回转角度,然后设计出机构中曲柄以及连杆的长度。如今我们规定摇杆的摆动角度是60,怎样改变构件的尺寸来适应这个新的角度呢?能够通过下面的两种设计方法来实现：方法一：改
14、变曲柄长度。回到曲柄零件图上更改驱动杆(driverodpart)的长度尺寸再生零件图刷新装配图在一样的仿真运动条件下观察结果。这种方法最后求得的解不一定准确并且经过也比拟繁琐。方法二：能够通过运动仿真模块中的TraceCurve(轨迹曲线)来得到，再通过Pro/E的曲线分析和测量功能就能够轻松获得构件运动的数据了。运动学是动力学的一部分，它考虑除质量和力之外的所有运动方面。运动分析会模拟机构的运动，知足伺服电动机轮廓和任何接头，凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求。运动分析不考虑受力，也不必为机构指定质量属性。模型中的动态图元,如弹簧、阻尼器、重力、力、力矩以及执行电动机等，不会影响运
15、动分析。运动仿真模块仅是Pro/E强大仿真功能的一部分也就是我们讲的mechanism，专注于机构分析；而在日常的教学中发现，学生的理论知识都很好，但是一涉及到实践环节，如设计机构的时候就显得有些力不从心。而这个功能不仅提供一种学习方法，而且使学生在学习理论知识的同时，增加实践方面的能力。三、Pro/E二次开发技术在装配干预检查中的应用一Pro/E二次开发方法的研究1、Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT简介Pro/E同时也为用户提供了多种二次开发工具，其中Pro/TOOLKIT是PTC公司本人研发的功能强大的二次开发工具，它提供了应用程序接口(API)，使客户或第三方厂商具有扩展P
16、ro/E功能的能力。Pro/TOOLKIT使用面向对象风格的C语言编程，且提供了一个庞大、用于底层资源调用的C语言函数库和头文件，外部应用程序可借此访问Pro/E的数据库和应用程序。不仅如此，还能够利用Pro/TOOLKIT提供的UI对话框、菜单以及VC的可视界面化技术，设计出方便实用的人机交互界面，进而大大提高系统的利用率。2、Pro/TOOLKIT二次开发基本流程要编写一个完好的二次开发程序需要经过编写源文件(Pro/TOOLKITC程序、菜单资源文件、信息资源文件、对话框资源文件)，程序的编译和连接，程序的注册和运行等经过。流程如图9所示。图9Pro/TOOLKIT二次开发基本流程1编写
17、源文件。源文件包括资源文件和程序源文件，资源文件又包括菜单资源文件、信息资源文件和对话框资源文件(分别用来完成创立和修改Pro/E菜单、窗口信息和对话框等功能)。2程序的编译和连接。为了编译连接所编制的程序代码，一般需要制作Makefile工程文件，能够根据Pro/TOOLKIT自带的Makefile修改。该文件主要指定库文件、头文件、源文件的位置及要生成的可执行文件和动态连接库名称等。也就是讲，此文件是用来讲明怎样进行应用程序编译和连接的。(3)应用程序的注册。要使应用程序能够集成到Pro/E系统中运行，必须制作一个扩展名为.dat的注册文件，用该文件进行应用程序的注册。注册文件(regis
18、tryfile)的作用是向Pro/E系统传递应用程序的信息，注册文件格式如图10所示：图10注册文件格式4程序的运行.在含有上述protk.dat文件的目录下启动Pro/E，应用程序会自动执行，执行结果就是所创立的应用程序对框。5程序的卸载。假如在注册文件中设置ALLOW_STOP为TRUE，能够用手工来终止应用程序的运行。选择需要终止的应用程序。先选择“停止按钮，再单击“删除按钮。二基于Pro/E的装配干预检查二次开发1、装配体模型最基本的组成单元是零件，子装配体和成品装配体1零件(Part)：即是通常意义上的零件，是装配体中最基本的物理组成元素，是不可拆分的几何实体，是具体设计中的详细设计
19、对象。2子装配体(Subassembly)：是装配体中逻辑组成元素之一，是在设计经过中确定的具有一定功能的逻辑实体，它由多个零件组合而成。3部件(Component)：是装配体中最基本的逻辑组成元素，它是零件和子装配体的并集。4成品装配体(Product)：是产品设计的结果，是最终体现设计者的设计意图、实现产品的预定功能的实体，它是由零件和子装配体组成的。装配模型所包含的基本装配信息主要有两类，一是装配体的分组和层次信息，如产品的部件、组件的划分；二是装配体之间的装配关系信息，如轴孔配合、螺纹连接、面接触等典型的装配连接信息。这两类信息的获取方法，一种是由人根据图纸判定并输入到模型中；另一种则
20、是利用特征CAD系统在设计阶段进行装配特征定义，使建模时能够从特征CAD的输出中获得这些信息。所以装配经过中清楚了解零部件的组织构造是一个关键。2、干预检查的二次开发流程及实现干预检查模块的二次开发最主要的关键技术有如下几个：一是VC+应用程序与Pro/E的接口技术；二是如何建立零部件装配模型树和装配变量表；三是如何将零部件装配变量表中的装配关系、参数约束和干预条件赋给Pro/E中装配模型的Analysis分析模块，由Analysis模块对模型进行干预检查。最后是如何从Pro/E装配中提取装配干预信息，并自动生成空间干预和接口匹配性检查报告。详细实现技术道路如图11所示：图11干预检查实现技术
21、道路1VC+6.0应用程序与ProE的接口技术Pro/E同外部应用程序的接口，可用VC+实现Pro/E的用户界面，用DLL技术实现VC+应用程序与Pro/E的接口技术。Pro/E同外部应用程序的接口设置包括一下几个方面：1对VC+6.0的编译连接环境的设置。2编写菜单项、菜单项提示的信息文件。添加初始化程序、终止程序，参加主菜单程序，设置菜单动作程序，菜单信息文本文件。菜单信息文本文件用来描绘所添加菜单的一些属性，它的内容要和添加菜单函数中的一些参数相对应。3编写源文件、对话框资源文件。在VC应用设计程序设计向导创立的程序框架上增加新的CPP源文件和对话框资源文件。然后在VC中设计人机交互界面
22、，先用对话框编辑器创立对话框模板资源，参加所需控件，Classwizard为对话框生成CTestDlg类，并参加所需的成员变量。4注册文件及程序的运行。在Pro/E中运行应用程序，编写一个后缀为dat的注册文件，然后在菜单功能的辅助应用程序中注册该程序，就能够成功运行。2零部件装配模型树和装配变量表的建立装配模型所包含的基本装配信息可归纳为三类：一是装配体的分组和层次信息，如产品的部、件组件的划分；二是装配体之间的装配关系信息，如轴孔配合、螺纹连接、面接触等典型的装配连接信息；三是装配设计参数的约束和传递关系信息：装配设计参数的约束和传递是解决设计参数的一致性，实现设计的关键。Pro/E可根据
23、装配模型自动生成BOM清单，可利用Pro/TOOLKIT函数读取BOM清单和关系信息，利用VC+应用程序生成装配树和装配信息表。3Analysis分析模块中装配关系、参数约束和干预条件的赋给用VC+应用程序编写装配关系、参数约束和干预条件输入界面。通过接口，使用Pro/TOOLKIT的关系式操作函数创立新的关系式集对象，并将输入的关系写入新关系式集中，通过关系式驱动Pro/E中的Pro/Analysis模块对装配模型进行装配分析和干预检验。4装配干预信息的提取及干预检查报告的生成用Pro/TOOLKIT操作函数从Pro/E装配中提取装配干预检验的结果信息，利用VC+应用程序自动将干预检验结果生
24、成空间干预和接口匹配性检查报告。3、干预检查开发的实现1添加干预检查菜单在开发的系统中工具栏中添加一个菜单项和菜单条，函数为：status=ProCmdActionAdd(“ShowTest，(uiCmdCm-dActFn)MenuActFn，UiCmdPrioDefault，AccessDefault，PRO_B_TRUE，PR0_B_TRUE，cmd_id)；status=ProMenubarmenuPushbuttonAdd(“UserBian-HaoBar，InterferenceCheckTest，InterferenceCheckTest，“ActiveInterferenceCh
25、eckTestmenu，NULL，PR0_B_TRUE，cmd_id，messagefile)；启动程序之后出现的菜单条如图12所示：图12系统菜单2创立干预检查对话框PTC公司提供的用户用于Pro/E二次开发工具Pro/TOOLKIT功能强大：可对已有菜单扩展或修改；直接访问Pro/E的数据库；能够用程序实现自动建模；获取特征类型、几何形体及尺寸；提供了传递信息、接受键盘输入、鼠标交互拾取图元的工具；能组装和拆卸组件；能产生零件或装配体的截面和视图等。既然Pro/TOOLKIT具有这么多功能。因而遭到广大用户的欢迎。然而，采用Pro/TOOLKIT提供的UI对话框操作函数和Pro/E资源固然能够设计出与Pro/E界面一致的人机交互界面，但是它所采用的文本形式来定