——Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0模拟、加工模块功能概览

    计算机辅助设计（CAD）技术是近年来工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的一项高级技术，它已成为工业生产现代化的重要标志。它对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。它的应用及发展正引起一场产品工程设计与制造深刻的技术革命，并对产品结构、产业结构、企业结构、管理结构、生产方式以及人才知识结构方面带来巨大影响。

    作为CAD技术的主要载体，CAD方面的应用软件就显得越来越重要。目前，国内市场上的CAD软件空前丰富，不仅有质优价廉的国产软件，还有一些短小精干、为某个行业而专门设计的行业性CAD软件，更有许多在计算机辅助设计领域驰骋多年的老牌国外软件提供商的经典之作，它不仅为中国的用户带来了很多新进的设计思想和理念，而且为国内的CAD产业提供了与世界同步发展的机会。
    
    Pro/Engineer系统就是美国PTC公司的系列产品，它以其参数化、基于特征、全相关等概念闻名于CAD界，并且改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。Pro/Engineer软件能将从三维实体模型建立到三维实体零件加工再到设计产品的有限元分析的全部过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。目前，CAD软件的这种发展趋势非常明显，无论是概念设计、详细设计、工程分析还是数字仿真，CAD软件在产品设计的各个重要环节都提供了越来越强大的功能模块，这也符合了“产品至上”的发展趋势，各软件提供商将向着为客户提供“产品设计和开发整体解决方案”的方向努力。
    
    在PTC最近推出的Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0中，模拟和加工模块得到了进一步的加强，在某些方面甚至可以与专业的CAE或CAM软件媲美，从而使CAD软件系统真正成为提高编程和处理复杂加工作业效率，改善工作质量、提高生产效率和利润，实现企业高度自动化设计及加工的利器。

    第一把火：模拟

    所谓并行工程是指设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑产品的成型工艺、影响产品寿命的因素，并进行模拟检查、仿真、校对，预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后，设计、制造及辅助分析部门的多位工程师同时进行结构设计、工程详图设计、性能辅助分析及数控机床加工指令的编程，而且每一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短设计、数控编程的时间。要实现以上要求，软件系统必须建立于单一数据库、参数化实体特征造型的基础上，而这正是Pro/ENGINEER系统的特色，它规避了CAD、CAE、CAM单元技术制造产品时制造精度低、周期长的软点，使设计、模拟、加工真正有机的结合在一起。

    为了开发出优质产品，设计工程师需要研究他们的设计将如何在现实世界中运作，这就需要由CAD软件的模拟模块来解决。以前，人们使用的物理原型设计是一种昂贵、耗时的方法，而常用的替代方法——传统的数字分析，则高度依赖于受过培训的专家，来获得正确结果，从而延长了产品的设计和分析的周期，增加了材料的消耗或成本，产品的可靠性也很难得到保证。值得庆幸的是，目前CAD软件的模拟模块均克服了这些缺点。Pro/ENGINEER的模拟模块在其预定环境中的运作——不是专家的设计工程师无需建立原型，就可以研究设计产品的机械性能。这样就使工程人员评估、了解并尽早改善他们设计的功能表现变得容易，以缩短推出市场时间并减少开发费用。另外，模拟模块与其他Pro/ENGINEER解决方案配合，可以使外形、配合性以及功能等从一开始就能正确地发展。

    让我们先来看看最新的Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0版中的模拟模块在外观和功能上的一些改变：最引人注目的首先是模拟用户界面的改进，指定模型类型这一典型的先期任务现已移到了一个对话框中，使此操作比以前版本更简单（如图1所示）；其次，Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0中的菜单管理器也脱离了用户界面，这意味着Pro/ENGINEER 窗口可占用整个桌面，使命令访问变得更直接、更简单（如图2所示）；另外，在选取功能方面的改进包括选取对象操作参照以及选取操作的简化，用户可以方便的创建约束条件（如图3所示）；最后，如果用户想更改工作模式，例如切换到 FEM 模式，只需编辑模型类型即可（如图4所示）。

图1 打开指定模型类型对话框

图2 Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0中的菜单管理器

图3 在Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0中创建约束

图4 切换到 FEM 模式

    有了这些改进，在Pro/ENGI NEER Wildfire野火版2.0中建模和分析这两种任务之间的切换变得迅速而紧凑，设计者可以在继续进行分析之前调整几何形状。

    在以前的Pro/ENGINEER版本中，组件功能是单独的应用程序，现在，Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0中集成了组件功能，使整个系统具备了强大的机械设计能力。设计者无需离开组件界面，即可利用其余的自由度动态拖动元件，展示组件的实际运动情况（如图5所示）。在元件放置期间，可以自由拖动元件，以便检查干涉或方便快捷地为要放置的零件定位。组件中加入运动设计后，就能在设计中引入机械动力学来模拟真实条件，创建凸轮、滑轮和齿轮，并应用由重力和驱动电动机等施加的实际力。