摘要：文章主要介紹了Pro/E工程軟件功能及作用，并以某拋物面天線為例說明了三維實(shí)體造型的一般過程。
關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì) 實(shí)體造型
一、概述
Pro/EN GINEER（簡(jiǎn)稱Pro/E）是由美國(guó)PTC公司推出的一套功能強(qiáng)大的三維CAD/CAM參數(shù)化軟件系統(tǒng)。其內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、工程圖輸出到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程。工程人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用二維軟件不能進(jìn)行裝配干涉檢查、數(shù)據(jù)分析等工作，出錯(cuò)率也很高。對(duì)于結(jié)構(gòu)相同，尺寸不同的系列產(chǎn)品，采用二維軟件設(shè)計(jì)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)相似結(jié)構(gòu)的快速替換，因此，利用計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)工具合理地解決這些問題無疑具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
二、Pro/E軟件的基本功能和作用
Pro/E作為CAD/CAM/CAE技術(shù)集成的優(yōu)秀軟件，是集成了實(shí)體建模、數(shù)控編程、工程分析及制圖、裝配和測(cè)試等的軟件包，可有效利用共享的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)和通用用戶接口，并將這些軟件包的功能模塊集成一體，成為機(jī)械產(chǎn)品分析計(jì)算、設(shè)計(jì)優(yōu)化的自動(dòng)化軟件系統(tǒng)。
1、 直接畫出機(jī)械零件的3D三維圖形
在畫出二維截面草圖后，該軟件可以將二維草圖經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、倒角、布爾運(yùn)算等操作，形成所需的零件三維實(shí)體模型。在屏幕上可直接顯示、修改設(shè)計(jì)尺寸，并可檢查結(jié)構(gòu)等方面是否合理、規(guī)范。
2、組建設(shè)備的3D裝配視圖
通過軟件的組合鍵我們可以從任何一個(gè)角度去觀看單個(gè)零件或組件的3D視圖，如果設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理或比例失調(diào)，很容易被發(fā)現(xiàn)，并對(duì)零件加以修改，且在修改中極為方便，只要將尺寸結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤的零件相應(yīng)部分進(jìn)行修改，就可以達(dá)到目的要求。
3、計(jì)算零件重量和表面積
當(dāng)設(shè)計(jì)完成一個(gè)零件后，在很多時(shí)候需要確定它的外形尺寸、整體重量、外表面積等外觀因素。Pro/E可以從相應(yīng)的菜單中找出計(jì)算方法，很方便的得到零部件的外形尺寸、重量及表面積。
4、生成工程圖
建立三維實(shí)體模型后，可以對(duì)其進(jìn)行任意方向上的觀察，看其是否滿足設(shè)計(jì)及使用要求，滿意后可利用該實(shí)體模型，自動(dòng)生成三視圖，還可以生成任意位置剖視圖，然后進(jìn)行尺寸標(biāo)注，即可生成二維工程圖。
5、生成真實(shí)感極強(qiáng)的動(dòng)畫圖像
將設(shè)計(jì)的三維模型和3Dmax等軟件結(jié)合，同時(shí)可以調(diào)整燈光布置場(chǎng)景，賦以模型一定的材料，可以生成具有關(guān)照效果的模型動(dòng)畫圖像。
Pro/E軟件結(jié)合技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想和習(xí)慣，還建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)并具有完整的數(shù)據(jù)模型。它以其強(qiáng)大的參數(shù)式設(shè)計(jì)和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)管理等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了特征的尺寸驅(qū)動(dòng)和3D實(shí)體與2D工程圖的雙向關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)，克服了二維圖形不能包含產(chǎn)品所有設(shè)計(jì)信息的缺點(diǎn)。
三、利用Pro/E軟件制作曲面天線的三維造型
Pro/E軟件三維實(shí)體造型的一般過程盡管機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式千變?nèi)f化，但在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維實(shí)體造型還是有一些規(guī)律可循，一般過程如下：創(chuàng)建草圖→根據(jù)零件的基本特征和附加特征生成零件的三維模型→一依照裝配關(guān)系裝配零部件→添加場(chǎng)景形成部件裝配圖。
在天線的設(shè)計(jì)中，反射面的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵的步驟，其精度對(duì)天線性能產(chǎn)生的影響很大。Pro/E軟件有強(qiáng)大的曲面造型功能，可以設(shè)計(jì)擬合精度相當(dāng)高的曲面，而且大大縮短了設(shè)計(jì)周期，在以前的天線反射面設(shè)計(jì)中，其反射面的繪制是通過天線反射面理論計(jì)算出來的數(shù)據(jù)，在以投影曲線的方式，用人工的方法進(jìn)行曲面的擬合，但是這種標(biāo)識(shí)方式非常粗糙，不能精確、客觀、全面、形象地標(biāo)識(shí)天線發(fā)射曲面的三維曲面形狀�，F(xiàn)在使用Pro/E軟件，利用其先進(jìn)的三維曲面造型方法就可以對(duì)天線反射面進(jìn)行三維曲面精確造型，下面以某拋物面天線為例講述如何利用Pro/E軟件進(jìn)行天線拋物面設(shè)計(jì)。
點(diǎn)擊工具條上的“插入基本曲線”，在彈出的菜單管理器中選擇“從方程”，然后點(diǎn)擊“完成”，根據(jù)提示選擇系統(tǒng)坐標(biāo)系，然后選擇笛卡爾坐標(biāo)系，在彈出的記事本中寫入方程，保存此記事本，點(diǎn)擊“確定”，生成曲線，然后選擇“曲面拉伸”生成拋物曲面，使焦點(diǎn)與拋物面上下端面的連線形成相同的俯仰角度。用此連線拉伸成的曲面對(duì)形成的拋物曲面進(jìn)行切割。
利用Pro/E建模“加厚”功能將天線面片體加厚成為天線面實(shí)體，接著根據(jù)天線面的曲線在其背面根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行“筋”“肋”等形狀的外形設(shè)計(jì)，這樣可以在幾分鐘內(nèi)生成天線結(jié)構(gòu)，及準(zhǔn)確又快捷。設(shè)計(jì)者可以通過移動(dòng)、放大和旋轉(zhuǎn)等命令，非常直觀的觀察所生成的天線結(jié)構(gòu)是否美觀和協(xié)調(diào)，并進(jìn)行修改。
經(jīng)過Pro/E建模后得到的效果圖已經(jīng)能清晰的展現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì),但是還需要PhotoShop對(duì)產(chǎn)品最終效果進(jìn)行全面的處理,像設(shè)置圖像的飽和度,亮度對(duì)比度等細(xì)節(jié)方面的修改。
四、結(jié)束語
利用Pro/E軟件進(jìn)行機(jī)械三維設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)師獲得了一個(gè)良好的三維空間環(huán)境，布置設(shè)計(jì)不再需要進(jìn)行艱難的空間構(gòu)思和想象，而是在很直觀的三維環(huán)境下進(jìn)行。同時(shí)也避免了大量而繁瑣的空間尺寸計(jì)算，用直接的觀察和測(cè)量來保證整個(gè)設(shè)計(jì)的正確性，對(duì)于促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有良好的推進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)：
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