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在CAXA实体设计2006下Pro/ENGINEER产品的仿真动画探讨
摘要：本文主要阐述用Pro/E造型功能生成复杂的三维模型，简单三维模型用CAXA软件设计，把Pro/E的三维模型输入到CAXA软件中来完成产品的装配动画和工作原理动画的仿真，可以使设计团队、用户对产品有更加直观的理解。
关键词：动画，Pro/ENGINEER，设计，仿真，CAXA，模型
引言
随着科学技术和生产技术的发展，以及生活水平的提高，对产品的性能、规格、品种不断地提出新的需求，产品的生命周期愈来愈短，各制造企业为适应市场瞬息多变的需求，多品种小批量的生产成为主导生产形式，为在激烈的市场竟争中取胜，就必须大幅度地缩短产品研制开发周期和制造周期，快速地、灵活地组织生产。对此必须要以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性，从而更有效更经济地灵活地组织制造生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，职员重组使得生产布局更合理、更有效，以达到产品的开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生产效率的最高化之目的。
在传统的零件设计中，设计者首先要以工程图的形式表达出来，经校核、修改后，由生产者根据工程图将其转化成三维的物体即零件。在整个开发过程中，设计者需将很大的精力用于把三维构想转化到二维图纸上。产品设计周期长、成本高。
现代制造业强调产品的虚拟设计、虚拟制造，以加快产品的开发速度、降低成本来提高竞争力。在设计阶段设计团队、供应商、用户之间需要更好的沟通与协作。用三维设计可以直观、真实的把设计者的构想表达出来，有利于各部门的沟通交流，还为CAE提供三维模型，当其结构定型后可直接生成二维图纸，还可以将三维模型提供给CAM进行数控编程。除此之外，用三维表达一些二维难表达的零部件、同时用动画仿真来完成产品的对外宣传。
1、Pro/ENGINEER与CAXA简介
Pro/ENGINEER是美国PTC(Parametric Technology Corporation参数技术公司)于1989年推出的著名软件。Pro/E以参数化设计技术而闻名，目前广泛用于机械、模具、汽车、航空、家电等工业设计、制造领域，全球约有40,000多家企业、250,000余名工程师和设计人员在使用。Pro/ENGINEER最大的特点：一是它的参数化、特征化定义实体造型的功能，从而给设计者提供设计上的简易和灵活性；二是它采用单一数据库的设计，是一种全相关性的软件，即Pro/E中所有的模块完全互相连接。设计者在任何时候所做的修改都会扩展到整个设计中，自动修改所有的2D与3D尺寸，保证了数据的正确性，避免了反复修改的麻烦。并在Pro/E中能直接由三维模型生成二维工程图。完整的 3D 建模功能使您能超越有关产品质量和上市速度的目标；能够仿真和分析虚拟样机，从而改进产品性能和优化产品设计；能够在所有适当的团队成员之间完美地共享数字化产品数据；与各种 CAD 工具（包括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容。随着2006年野火3.0的推出，这些特点得到了更加显著的体现
CAXA(Computer Aided X Alliance—Always a step Ahead．即领先一步的计算机辅助技术与产品服务)是北京北航海尔软件有限公司面向我国工业界推出的包括数控加工、工程绘图、注塑模具设计、注塑工艺分析及数控机床通讯等一系列CAD/CAM/CAE软件的品牌名称。如：CAXA制造工程师V2、CAXA实体设计2006、CAXA三维图板等软件。
CAXA实体设计2006是北京北航海尔软件有限公司CAXA系列CAD/CAM/CAE软件中最新的产品之一 它超越了传统三维造型软件的思维模式，设计人员只要有一个模糊的概念，就可以直接在三维操作环境下，随意地发挥想象力与创造力，将概念和构思不断细化，迅速转化为最终的产品。它不仅将造型、装配、钣金、动画、高级渲染等集成在一个易于掌握的统一操作环境下，而且由于采用拖放式的实体造型并结合智能捕捉与三维球定位技术，使得设计效率与速度大大提高。它运用有六项国际专利技术(三维球、智能图素、双内核平台、驱动手柄、拖放式钣金设计、设计流体系结构)。它采用了参数化和无约束两种方式，用户可任选一种或两种方法自动结合的方式，在设计的任何一个阶段，可不受约束地对以前的设计进行修改，但同时可以保留参数化约束关系。它还提供了丰富的数据接口，可与几乎所有流行的CAD/CAM 软件交换数据(IGES、SAT、STEP、STI 、 VRML、Pro/E、Catia、Parasolid x t、3DS、DXF、DWG、AVI、BMP、VMF等)。不但可以读入其他三维软件的造型结果进行修改，而且可以调入不同软件的零件造型生成装配。它本身包含了丰富的标准图库，用户也可任意扩充自己的图库，将个人常用的资料建成目录式图库，方便检索和调用。它能支持网络环境下的协同设计，可以与CAXA协同管理或者其它主流CPC/PLM软件集成工作。
2、数据交换
CAXA实体设计2006集成了功能强大的可视化功能使得整个产品开发更快、更有效，但是在设计具有复杂曲面造型时功能有限，约束了该软件在这方面的应用。动画仿真提供了复杂的关键动画模拟功能，包括三维动画轨迹编辑和渲染效果图以GIF /AVI文件的形式输出。同时提供了三维运动仿真计算功能，增强了零件互相关联时的计算能力。支持用鼠标或三维球拖拉操作机构零件时的运动仿真。所以在进行产品的装配动画仿真和工作原理动画仿真时CAXA软件具有强大的功能。
Pro/Engineer(简称Pro/E)是第一套使用3D实体模型的设计软件 。它的全参数设计、特征基础模型、关系数据库、虚拟现实、多数据接口等特点，使设计工作直观化、高效化、精确化、系统化。它的出现彻底改变了传统的设计方式，近年来Pro/E在我国各相关企业和研究机构中得到普遍使用。但该软件在进行产品的装配仿真动画和工作原理仿真动画时操作复杂且有些功能难以实现，制约了其应用空间；因此，结合Pro/E的三维参数化设计功能和CAXA实体设计2006强大的三维运动仿真功能进行产品的设计和动画仿真，是一种可行而有效的设计手段。
要利用这两个软件进行协同设计必须要进行数据交换，由于CAXA实体设计2006使用了独特的双几何内核技术（ACIS、Parasolid），支持最新版本，使零部件可方便地与其它软件进行数据交换，不但可以读入其他三维软件的造型结果加以修改，还可调入不同软件生成的零件在一个界面下进行装配。提供各种流行CAD软件格式直接转换接口（Pro/
关键词：动画，Pro/ENGINEER，设计，仿真，CAXA，模型
引言
随着科学技术和生产技术的发展，以及生活水平的提高，对产品的性能、规格、品种不断地提出新的需求，产品的生命周期愈来愈短，各制造企业为适应市场瞬息多变的需求，多品种小批量的生产成为主导生产形式，为在激烈的市场竟争中取胜，就必须大幅度地缩短产品研制开发周期和制造周期，快速地、灵活地组织生产。对此必须要以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性，从而更有效更经济地灵活地组织制造生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，职员重组使得生产布局更合理、更有效，以达到产品的开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生产效率的最高化之目的。
在传统的零件设计中，设计者首先要以工程图的形式表达出来，经校核、修改后，由生产者根据工程图将其转化成三维的物体即零件。在整个开发过程中，设计者需将很大的精力用于把三维构想转化到二维图纸上。产品设计周期长、成本高。
现代制造业强调产品的虚拟设计、虚拟制造，以加快产品的开发速度、降低成本来提高竞争力。在设计阶段设计团队、供应商、用户之间需要更好的沟通与协作。用三维设计可以直观、真实的把设计者的构想表达出来，有利于各部门的沟通交流，还为CAE提供三维模型，当其结构定型后可直接生成二维图纸，还可以将三维模型提供给CAM进行数控编程。除此之外，用三维表达一些二维难表达的零部件、同时用动画仿真来完成产品的对外宣传。
1、Pro/ENGINEER与CAXA简介
Pro/ENGINEER是美国PTC(Parametric Technology Corporation参数技术公司)于1989年推出的著名软件。Pro/E以参数化设计技术而闻名，目前广泛用于机械、模具、汽车、航空、家电等工业设计、制造领域，全球约有40,000多家企业、250,000余名工程师和设计人员在使用。Pro/ENGINEER最大的特点：一是它的参数化、特征化定义实体造型的功能，从而给设计者提供设计上的简易和灵活性；二是它采用单一数据库的设计，是一种全相关性的软件，即Pro/E中所有的模块完全互相连接。设计者在任何时候所做的修改都会扩展到整个设计中，自动修改所有的2D与3D尺寸，保证了数据的正确性，避免了反复修改的麻烦。并在Pro/E中能直接由三维模型生成二维工程图。完整的 3D 建模功能使您能超越有关产品质量和上市速度的目标；能够仿真和分析虚拟样机，从而改进产品性能和优化产品设计；能够在所有适当的团队成员之间完美地共享数字化产品数据；与各种 CAD 工具（包括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容。随着2006年野火3.0的推出，这些特点得到了更加显著的体现
CAXA(Computer Aided X Alliance—Always a step Ahead．即领先一步的计算机辅助技术与产品服务)是北京北航海尔软件有限公司面向我国工业界推出的包括数控加工、工程绘图、注塑模具设计、注塑工艺分析及数控机床通讯等一系列CAD/CAM/CAE软件的品牌名称。如：CAXA制造工程师V2、CAXA实体设计2006、CAXA三维图板等软件。
CAXA实体设计2006是北京北航海尔软件有限公司CAXA系列CAD/CAM/CAE软件中最新的产品之一 它超越了传统三维造型软件的思维模式，设计人员只要有一个模糊的概念，就可以直接在三维操作环境下，随意地发挥想象力与创造力，将概念和构思不断细化，迅速转化为最终的产品。它不仅将造型、装配、钣金、动画、高级渲染等集成在一个易于掌握的统一操作环境下，而且由于采用拖放式的实体造型并结合智能捕捉与三维球定位技术，使得设计效率与速度大大提高。它运用有六项国际专利技术(三维球、智能图素、双内核平台、驱动手柄、拖放式钣金设计、设计流体系结构)。它采用了参数化和无约束两种方式，用户可任选一种或两种方法自动结合的方式，在设计的任何一个阶段，可不受约束地对以前的设计进行修改，但同时可以保留参数化约束关系。它还提供了丰富的数据接口，可与几乎所有流行的CAD/CAM 软件交换数据(IGES、SAT、STEP、STI 、 VRML、Pro/E、Catia、Parasolid x t、3DS、DXF、DWG、AVI、BMP、VMF等)。不但可以读入其他三维软件的造型结果进行修改，而且可以调入不同软件的零件造型生成装配。它本身包含了丰富的标准图库，用户也可任意扩充自己的图库，将个人常用的资料建成目录式图库，方便检索和调用。它能支持网络环境下的协同设计，可以与CAXA协同管理或者其它主流CPC/PLM软件集成工作。
2、数据交换
CAXA实体设计2006集成了功能强大的可视化功能使得整个产品开发更快、更有效，但是在设计具有复杂曲面造型时功能有限，约束了该软件在这方面的应用。动画仿真提供了复杂的关键动画模拟功能，包括三维动画轨迹编辑和渲染效果图以GIF /AVI文件的形式输出。同时提供了三维运动仿真计算功能，增强了零件互相关联时的计算能力。支持用鼠标或三维球拖拉操作机构零件时的运动仿真。所以在进行产品的装配动画仿真和工作原理动画仿真时CAXA软件具有强大的功能。
Pro/Engineer(简称Pro/E)是第一套使用3D实体模型的设计软件 。它的全参数设计、特征基础模型、关系数据库、虚拟现实、多数据接口等特点，使设计工作直观化、高效化、精确化、系统化。它的出现彻底改变了传统的设计方式，近年来Pro/E在我国各相关企业和研究机构中得到普遍使用。但该软件在进行产品的装配仿真动画和工作原理仿真动画时操作复杂且有些功能难以实现，制约了其应用空间；因此，结合Pro/E的三维参数化设计功能和CAXA实体设计2006强大的三维运动仿真功能进行产品的设计和动画仿真，是一种可行而有效的设计手段。
要利用这两个软件进行协同设计必须要进行数据交换，由于CAXA实体设计2006使用了独特的双几何内核技术（ACIS、Parasolid），支持最新版本，使零部件可方便地与其它软件进行数据交换，不但可以读入其他三维软件的造型结果加以修改，还可调入不同软件生成的零件在一个界面下进行装配。提供各种流行CAD软件格式直接转换接口（Pro/
