基于Pro／E环境下的三维仿真技术浅析
浅谈Pro／E三维建模在钳工实训教学中的应用
浅谈Pro／E三维建模在钳工实训教学中的应用本文浅谈Pro/E三维建模在钳工实训教学中的应用。
一、钳工实训中存在的问题钳工实训是机械类专业的一门重要的实践课程，对于刚步入技工学校校门的学生而言，由于空间概念淡薄，又缺乏必要的生产实践经验，学生在实习上遇到的困难较多。
尤其是在零件加工工艺方面，传统教学法多是以文字叙述加之以简单的手工二维图形来讲授。
以錾口榔头的制作为例，如图1所示。
传统讲解工艺的方法是在黑板上写出13个加工步骤：检查来料尺寸￠30mm×120mm；按图样要求锉准20mm×20mm长方体；以一长面及端面为基准，用錾口锤子样板划出形体加工线(两面同时划出)；然后用手锯按加工线锯去多余部分(放锉削余量)；用半圆锉按线粗锉R15mm内圆弧面，用板锉粗锉斜面与R15mm圆弧面至划线线条。
然后用细板锉细锉斜面，再用细板锉细锉R15mm外圆弧面。
最后细板锉及半圆锉作推锉修整，达到各型面连接圆滑、光洁、纹理齐整；按图划出腰孔加工线及钻孔检查线；用直径9.7mm钻头钻孔；用圆锉锉通两孔，然后用掏锉按图样要求锉好腰孔；再将腰孔各面倒出1mm弧形喇叭口；并按图样尺寸划出4-4mm×45°倒角加工线；锉4-4mm×45°倒角达到要求。
方法：先用圆锉粗锉出R4mm圆弧，然后分别用粗、细板锉粗、细锉倒角，再用圆锉细加工R4mm圆弧推锉法修整；20mm端面锉成略凸弧面，并保证工件总长118mm；用砂布将各加工面全部打光，交件待验。
二、Pro/E的功能和特点Pro/E三维实体的建模功能可在计算机上虚拟建立立体模型并附以颜色，以动态显示，还可以把整个零件的加工工艺以及每一道工序所加工出来的形状表现得淋漓尽致。
不但可以加深学生对物体的感性认识，扩展和培养学生的空间构思能力，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，而且还可以强化教师和学生的计算机应用能力。
基于Pro Engineer软件的装配体三维仿真设计方法
基于Pro/Engineer软件的装配体三维仿真设计方法1前言在机械制造业，现在有很多企业把产品的设计、分析、制造、产品的数据管理和信息技术集于一体.这种先进的管理方式属于企业信息化的范畴。
并且这种先进的管理方式也引发了设计领域的巨大的变化。
第一次大的变化是八十年代CAD软件的推广，国内普遍使用的是AutoCAD软件。
利用AutoCAD软件使许多机械工程师逐渐地甩掉了图板。
第二次大的变化是大量三维CAD软件的不断出现，如:Pro/Engineer,aolidworks,3Dmax等。
三维CAD 软件不仅仅可以实体造型，还可以利用设计出的三维实体模型进行模拟装配和静态干涉检验、机构分析和动态干涉检验、动力学分析、强度分析等。
因此运用三维设计软件的真正意义不仅仅在于设计模型本身，而是设计出模型后的处理工作。
AutoCAD软件虽然可以进行简单的三维实体模型设计，但设计出模型后的处理工作是无法实现的。
2 Pro/Engineer软件的介绍Pro/Engineer软件是美国PTC(参数技术公司)公司推出的工程设计软件，简称Pro/E。
其功能强大，参数化特征造型使其占据的三维设计领域的软件市场份额越来越大，尤其在我国的CAD/CAM研究所和工厂得到了广泛应用。
它的技术特点就是参数化管理，所有的算法都是失量化的，三维与二维图形元素间具有关联性，是目前不可多得的计算机辅助设计软件。
Pro/E经过了20,2000i,2000i2等版本的不断升级，也随着该公司对其他相关技术公司的合并进程，很多新功能都引人进来，因此使Pro/E的强大功能对所有产品开发者都具有高度的可用性。
从"拖动操作"到"智能制图"，简化并精练了用户对Pro/E的体验过程。
简洁而直观的工作流程把常规操作中鼠标移动距离和菜单打开次数大大减少了。
并且把行业中功能最强大、最高效的工具应用到用户所有的设计任务中。
Pro/E还引用了行为建模功能:一种全面的、目标驱动的设计工具，能让工程师通过捕捉的设计要求和目标，来最佳地驱动产品的开发过程。
浅析三维数字化设计软件PRO/E在设计工作中的应用
浅析三维数字化设计软件PRO/E在设计工作中的应用作者：武全英来源：《现代职业教育.高职本科》 2017年第12期［摘要］因数字化技术的发展和应用以及中国制造2025的发展需求，三维设计软件越来越显示出其强大的功能，给设计者和制造者带来极大的设计及制造便捷。
PRO/E 作为三维设计软件中的一种，有其独特的功能和技巧，能极大地提高设计效率，让设计工作变得更加简捷。
将对在实际工作中及教学过程中所应用的相关功能做一介绍。
［关键词］三维设计软件；PRO/E；设计工作［中图分类号］ G712 ［文献标志码］ A［文章编号］ 2096-0603（2017）34-0188-02“工欲善其事，必先利其器”。
有了更好的设计工具，工程技术人员在更短的时间能完成高质量的产品。
随着数字化设计技术的发展，三维设计软件得到前所未有的广泛应用。
PROE 作为三维设计软件中的一种，有着强大的功能，能极大地提高设计效率，让设计工作变得更加快捷高效。
一、PRO/E软件简介PRO/E是美国参数技术公司（Parametric Technology Corpora-tion，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/E软件主要包含四大功能，即三维建模功能、辅助制造功能、模具设计功能、失效分析功能。
其中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）。
采用这种手段来建立形体，对工程师来说更自然、更直观，这种设计极大地提高了设计者的效率。
二、PRO/E软件的主要功能传统的计算机辅助设计软件主要是提供方便的设计工具用以辅助设计，缺乏分析问题和解决问题的能力。
近几年来，为了克服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，PRO/E软件具有很强的三维建模功能，能充分体现概念设计的要求。
基于Pro／E吊杯式栽苗器的三维建模与运动仿真分析
农 机 化 研 究
第 １期
基于 Ｐ ｒ ｏ ／Ｅ 吊 杯 式 栽 苗 器 的 三 维 建 模 与 运 动 仿 真 分 析
张小 志 ，李 旭英 ， 田 阳 ，迟 明路
（ 内蒙 古 农业 大 学 机 电工 程学 院 ，呼 和浩 特 摘 ０ １ Ｏ ０ １ ８ ）
要 ：吊杯 是 吊杯 式 移 栽 机 的 核心 部 件 ， 其 运 动过 程 将 直 接影 响到 秧 苗 的移 栽 质 量 。 因此 ， 对 于 吊杯 的运 动 分
析 显得 尤 为 重 要 。 目前 ， 许 多 学 者 已研 究 了 吊杯 运 动 的 轨 迹 对 移 栽 质 量 的影 响 ， 但 吊杯 的杯 嘴 运 动 对 于栽 植 效 果 的影 响并 未 进 行 相关 研 究 。为此 ， 基于 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ完 成 了 吊杯 式 栽 苗 器 各 零 部 件 的三 维 实 体 建 模 ， 并 进 行 吊杯 式 移 栽器 的虚 拟 装 配 和运 动 仿 真 分析 。仿 真 结果 ： 测得 了杯 嘴 运 动过 程 的位 移 一 时 问特 性 曲线 ， 分 析 得 到 了栽 苗 器 杯 嘴 的最 大 开 Ｅ ｌ 宽度 和杯 嘴 的 开 Ｅ ｌ 运动时间 ， 为 优 化 吊杯 式 栽 苗器 的结 构 提供 了基 础数 据 和 理论 依 据 。 关 键词 ：栽 苗 器 ；移 栽 机 ；凸 轮机 构 ；三 维建 模 ；运 动 仿 真
农产 品提前 上市 ， 增 加其 经济 价值 ， 还可 以保 温 、 保
湿、 消 除 杂 草 。所 以 ， 到 目前 为 止 ， 膜 上 移栽 技 术 在 我 国得 到 了 广 泛 的应 用 ¨ 。 很 多 学 者 对 移 栽 机 进 行 了 设计 研 究 ， 封 俊 等 分 析 了 吊杯 式 移栽 机 栽 苗 器 的 运 动 轨 迹 与特 征 系 数 的关 系 Ｊ ， 安 凤 平 等 提 出 了“ 零 速
基于Pro／E的曲柄压力机三维建模与运动仿真
基于Pro／E的曲柄压力机三维建模与运动仿真摘要：Pro/E软件是一款广泛应用于机械专业的三维设计软件，本文利用Pro/E对曲柄压力机进行三维建模和运动仿真，为其开发设计提供可靠的分析依据，极大地缩短产品开发周期并提高产品可靠性。
关键词：曲柄压力机；Pro/E；三维建模；运动仿真1引言曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，随着新工艺新设备的不断出现，一些形状复杂的特殊零件可以直接成形。
本文通过Pro/E对曲柄压力机进行三维建模和运动仿真，可以直接获得曲柄压力机地运动特性曲线，从而缩短了曲柄压力机研发周期，降低了试验成本，提高了企业的经济效益。
2曲柄压力机的三维建模曲柄压力机由机身、电动机、传动装置、飞轮、曲轴、连杆和滑块、操纵系统及辅助系统与装置组成。
为了实现曲柄压力机的三维建模，应采取自下而上的方法进行建模。
打开Pro/E后新建一个零件，点击拉伸选项进入草绘，选择草绘平面并绘制草绘曲线，根据零件尺寸要求进行拉伸旋转、扫描、倒角等特征，零件创建过程及其效果如图1所示。
建模时要做好基准线、基准面，以便裝配使用。
零、部件建模过程就是一系列拉伸、旋转、对称等指令，在此不一一赘述。
绘制完零、部件图后，根据各部件在整机中的位置、作用以及运动关系进行合理的虚拟装配，以保证整机定位可靠、运动灵活，在运动仿真时不发生干涉现象。
装配是在Pro/E的组件模块中实现的，装配步骤如下：选择文件——新建——组件模块——取消使用缺省模板——插入元件——调入零件模型——给零件施加定位约束——插入下一个元件——调入零件——给零件进行定位约束。
Pro/E為各部件之间的不同装配关系提供了与之相对应的装配形式。
若装配件之间无相对运动，则选用“放置”选项定义板定义两个零件的约束关系；否则，选用“连接”选项板定义零件之间的连接关系和约束关系。
在装配时，如果当前约束关系不能使装配件处于“正常的工作位置”，则通过“拖动”选项板上的“平移”、“旋转”等选项对配件进行调整修改，直至符合要求为止。
基于Pro／E的溜槽传动箱三维运动仿真
是 通过 Ｐｏ 交互 环境 直 接创 建参 数 ｒ／ Ｅ
化实体模型。 溜槽传动箱的双联齿轮、 溜槽 倾 动 机 构等 复杂 装 置 主 要通 过这 种 方 式 构
④ 再 点 击 草 绘 工 具 ，进 入 草 绘 界
面，建立一个封闭的渐开线轮齿，如图 １ 。
１ ５
此 步骤 中 ，应 利用 “ 过边 创 建 图元， 工 通 ， 具 ，通 过 点 击 上 一 步创 建 的渐 开 线基 准 曲 线 ， 建一条 与 基准 曲线 完全 重合 的渐 开线 创
１ ３ 装配 ．
⑤ 再通过拉伸工具、轴 向阵列完成整 个 轮齿特 征 。 图 ２为溜 槽传 动箱 双联 齿轮 实 体模 型 。
ＰｏＥ 采 用 的是 “自下 而 上 ” ｒ／ 的建 模 方 式 ，即先 设计 零部 件 ， 由零 部件 组装 成 整 再 体 。 部件 装配 即定义零 部件 模 型之 间 的装 零 配约束， 也就 是 在各 零部 件之 间建 立一 定 的 链 接 关系 ，并对 其进 行约 束 ，从而 确定 各 零 件 在 空 间的具 体位 置 关系 。
图元 。
Ｆｇ３Ｆ ｍｉ ｂｏ ｏｔ ＧＢ Ｔ ７ ２ ｉ． ａ ｌ ｔ ｆ ｌ（ ／ ５ ８ ） ｙａ ｂ
利 用 族表 建 立 标 准 零 件 库 ，可 以避 免 重 复建 模 ，节约 时 间 。 需要 使Ｊ 不 同规格 的 ｛ ｊ 螺栓 ， 需 调用族 表 中 已有 数据 ， 自动 生 只 将 成所 需 的螺 栓 。 （ ３ ）美化 模 型
基于 Ｐ ｏ 的溜槽传 动箱三 维运 动仿真 ｒ／ Ｅ
韩路
摘
吴华松
要 ：基于 ＰｏＥ软 件 ，建立 了 ８ ０ 高 炉溜 槽传 动箱 的三维 实体 模型 ，并 定义 了各 ｒ／ ０ｍ 级
基于Pro_E的工业机器人机构设计与运动仿真[1]
![基于Pro_E的工业机器人机构设计与运动仿真[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/4eb460bafd0a79563c1e727c.png)
基于Pro /E 的工业机器人机构设计与运动仿真陕西科技大学机电工程学院 兰 勇 文怀兴 白 路 工业机器人是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化生产设备[1]。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用具有现实意义。
典型的工业机器人如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多固定在生产线或加工设备旁边作业,随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透[2]。
1 机器人Pro /E 三维建模与装配111 机器人机械结构方案设计与分析机器人手臂是执行机构中的主要运动部件,用来支承腕关节和末端执行器,并使它们能在空间运动。
为使机器人手臂能达到工作空间的任意位置和姿态,同时结构简单,容易控制,综合考虑后确定该机器人为6自由度,其中手臂和手腕各3个自由度,采用动作和轨迹更灵活的关节型机器人,如图1所示。
图1 关节机器人结构示意图112 Pro /E 三维建模Pr o /E 三维实体建模设计系统是美国参数化技术公司(PTC )的产品。
PT C 公司提出的单一数据库、参数化、基于特征和完全关联的概念从根本上改变了机械CAD /CAE /CAM 传统的概念,这种全新的设计理念已经成为当今世界机械领域的新标准[3]。
通过对工业机器人任务以及使用条件的分析并参考同类型机器人大体确定机器人各结构尺寸,然后在Pr o /E 三维实体建模下构建出机器人整体结构的三维模型和各臂膀构件的实体。
机器人部分零件三维模型如图2所示。
图2 主要零件三维图113 Pro /E 三维装配设计完成各零件建模后,在组件模式下进行装配。
用Mechanis m 模块对组件进行运动仿真,组件之间要有相对运动。
因此,在进行组件装配时,采用部分约束。
基于Pro／E的配气机构三维运动仿真设计
计的方法。
关 键词 ： 气机 构 ； 配 凸轮 型 线 ； 配气 相 位 角 ； 真 仿 中 图分 类 号 ： Ｐ ｌ Ｔ ３ 文 献 标 识码 ： Ｂ
利用 Ｐｏ Ｅ软件 进行 零件 的三维 设计 已经被 越来 越广 泛地 应 用 ， 而 ， ｒ／ 然 要利 用它 进 行 机 构 的 运 动 仿 真 设 计 还 比较 复 杂 。 此 次 配 气 机 构 设 计 以 Ｒ ２ ２ ０ Ｊ 柴油 机为原 型 ， 于 Ｐｏ Ｅ野 火 ３ ０版 ， 用 了 Ｔ ｐ—ｄ ｗ １Ｖ ８ Ｚ 型 基 ｒ／ ． 采 ｏ ｏ ｎ协 同设计 模 式 ， 骨架 模 型定位 ， Ｄ Ｕ Ｆ精确 凸轮 轮 廓建 模 和 三 维 机构 连 接 方 法 ， 实现 了全 三维 配气机 构 的运动 仿 真 。
成 两个 部分 ， 以上级 骨架 的安 装定 位信 息为 设计 基准 进行 建模 ， 这样 做 的好
处 是两个 总 成部 分可 同步 进 行 ， 不 干 涉 。其 中 ， 缸 盖 总 成 组 件 由气 缸 互 气
盖 、 臂组 件 、 摇 横臂 组 件 、 门组件 等 组 成 ； 气 凸轮 轴 总成 组 件 由凸 轮轴 、 杆 推 组件、 挺杆 组件 组成 ， 用整 体式 结构 ， 采 分左 、 ２根 ， 右 两缸 １节 ， 为 ３个 单 分
分 ， 个部 分 分别 以一个 骨 架模 型 零 件 进行 三 维 建 模 ， 个 零 件 结 构 简单 ， 每 每
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容 易建模 。然后 将所 有 完 成 的零件 进 行相 应 的合 并及 剪 切就 可 以完 成气 缸 盖 的建模 了 ， 个零 件 的特征 过 程非 常 干净 ， 续 如有 设 计改 动 只需 在相 应 整 后 的骨 架模 型 中进 行 即可 ， 改 容 易 ， 修 出错 率 低 。 图 １ 图 ２ 图 ３分 别 显 示 了 、 、
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基于Ｐｒｏ／Ｅ环境下的三维仿真技术浅析
【摘要】：个人计算机上实现三维机械零件的装配是比较困难的。
PRO/E可从工作站上移植到微机上运行, 广泛应用PRO/E具有现实的意义。
基于PRO/E 的三维仿真技术的支持，可以仿真具有真实感效果的三维机械零件装配。
【关键词】：Pro/E；珩齿刀；三维仿真
1. 三维仿真的概念
三维仿真是指利用计算机技术生成的一个逼真的，具有视、听、触、味等多种感知的虚拟环境，用户可以通过其自然技能使用各种传感设备同虚拟环境中的实体相互作用的一种技术。
三维实时仿真具体来讲，是利用沉浸式的三维显示系统和装有传感器的手套(或衣服)，在伴有虚拟的声音和感触下，使受训人员沉浸在一种非常逼真的专为训练而设置的环境中，可满足多种科目训练的需要，头盔显示器是将演练者大脑与计算机创造的虚拟世界连通的输入/输出装置，主要有双目显示器和跟踪系统组成。
数据手套作为连接演练者双手和大脑与计算机创造虚拟世界的输入/输出装置，具有6个自由度的位置传感器。
这是一种使演练者不是被动地观察人工环境，而是与之交互作用的高级计算机模拟。
与其他模拟系统相比，它使演练者具有”身临其境”之感，并能”引导”操作。
”身临其境”和”引导”功能构成了虚拟现实的交互式特性，这种相互作用是三维实时仿真的本质所在。
2. PRO/E的概念
PRO/E自美国参数技术公司于1988 年推出以来，凭借上做尺寸修改时，其相关的2D 图形或3D 实体模型均自动修改。
同时，装配、制造等相关设计也会自动修改。
如此可确保数据的正确性，并避免反复修改的耗时性。
这种功能也正符合了现代产业中着强大的功能，已成为最普及的3DCAD/CAM系所谓的同步工程观念。
PRO/ E基本模块广泛用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电等行业。
PRO/E软件的基本模块如下：
Sketch：草图模块，用它绘制特征剖面图；
Part：零件模块，用于构件零件，其模型建立方式类似机械加工方式，而且具有参数化定义各尺寸的性质,一个Part文件中只能有一个零件；
Assembly: 装配模块,用于装配零部件,可以由现有的Assembly 文件产生工程视图,并可标注尺寸,具有双向连接特性。
Surface: 曲面模块, 用于构件各种曲面, 在PRO/ E 的软件定义为Quilt ,它
不具有实体所包含的特性(如体积、惯性矩等),其构件方式与实体方式一样。
3. PRO/E环境下的三维仿真虚拟装配
随着计算机三维技术的发展，在机械零件及机械系统设计中，零部件如何装配、加工、各零部件是否发生干涉，可视化设计等方面已能够实现，且具有了很实际的意义。
随着计算机性能价格比的不断提高，在PC 机构造出机械零部件的三维仿真模型，再进行虚拟装配及仿真已可实现，工程人员可直接在计算机里实现三维可视化的虚拟仿真装配。
虚拟装配就是利用零部件的链接关系建立装配。
PRO/E的装配模式提供了并行的、自下而上的、自上而下的产品开发方法。
所谓自下而上的设计模式，即先在零件模块中构造各个零件的三维模型，然后在装配模块中建立零部件之间的链接关系，这种链接关系的建立是通过配对条件在零部件之间建立约束关系来确定零部件在产品中的位置。
下面以PRO/E环境珩齿刀的三维仿真为例说明。
4. 珩齿刀的三维实体建模
在保持珩齿刀拓扑结构不发生重大改变的情况下，把珩齿刀特征的尺寸参数设置为变量，设计者首先根据工程需要建立变量约束关系式，由刀具设计子系统确定变量值，当把不同的变量值传递给刀具特征时，运行命令Regeneration，读入接口文件Program，就自动生成一组结构相近或相同而尺寸不同的刀具模型。
参数传递主要通过Pro/Program中的INPUT模块来实现。
在对刀具特征变量命名时，变量名要与接口文件Program中的参数名保持一致，否则不能实现特征驱动。
只要改变设计参数，即可以自动生成合乎要求的珩齿刀。
5. 机构运动仿真分析
5.1 装配连接
对一个机构的装配方法一般分为两种，即运动副装配和全约束装配。
前者是按照机构自身运动情况适当限制某些自由度，使机构中的构件在所要求的自由度方向上运动；后者属于全约束装配，机构中的构件不能相对运动，但能满足机构的相关技术分析，例如机构干涉校验、机构碰撞检测等。
对于珩齿加工机构, 装配时由于要保证珩齿刀和被加工齿轮的正确啮合，需要做很多技术处理工作，例如要为运动构件建立骨架模型，这样只需调整骨架模型就可以调形。
5.2 机构运动仿真分析
应用Pro/E的机构设计扩展模块实现对设计的模拟仿真校验。
以珩齿刀作为主动体为其施加驱动，同时设置零件运动的各项参数(电机的起止时间、运动振幅周期及运动规律)，并在珩齿刀和被加工齿轮之间建立齿轮运动副。
随后即可进行机构模拟。
6. 结束语
通过PRO/ E 提供的零件图模块可以自动绘制与机械零件的三维模型；利用PRO/ E 的装配模块,，可以装配出机械系统。
采用这种机械装配方法，可以在产品的设计阶段直接检查机械系统各个零部件在空间的装配情况和干涉情况，进一步实现可视化的设计和分析, 进行实现并行工程具有一定的意义。
参考文献
[1] 任敬心, 刘洪忠, 张应昌. 齿轮工程学[M]. 北京：国防工业出版社, 1985.
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[5] 张益三, 等. PRO/ E入门基础--功能剖析[M]. 北京：机械工业出版社, 2001.。