摘 要：隨著包裝系統(tǒng)設計的發(fā)展，對于軟件教學的要求也越來越高，特別是三維設計軟件。在長期的包裝教學中一直以平面設計為主，設計的產品包裝與現(xiàn)實容易出現(xiàn)脫節(jié)，這是一直以來困擾包裝教學的一個難題。結合Pro/E的特點，對包裝教學中采用該軟件進行了應用探討，結果表明增強了教學的直觀性、趣味性，有效地提高了學生綜合設計水平和實踐能力，提高了課堂教學的教學效果。

關鍵詞：包裝工程 教學 Pro/E

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0018-02

包裝是以最合理的方式將物品從產地送到使用地點的整個過程。現(xiàn)代包裝涉及產品的包裝過程、包裝產品的流通過程、包裝廢棄物的處理過程等[1]。包裝工程是包裝系統(tǒng)的集合，也是綜合了物理學、化學、力學、光學、機械學、裝潢學、藝術、美術心理學和社會學等學科于一體，并交叉各個學科的邊緣技術的系統(tǒng)工程的總稱。基于多學科交叉性，培養(yǎng)包裝科技人才的復合型，必須加強計算機教學[2]。因此，很多高校相繼開設了計算機軟件課程，并作為專業(yè)基礎課，應用到包裝印刷設備、包裝造型設計、緩沖包裝結構設計、平面設計等領域，并在這些領域扮演越來越重要的角色，特別是Pro/Engineer（Pro/E）軟件在包裝教學中的運用顯得尤為重要。

1 Pro/E在包裝教學中的應用

1.1 平面設計軟件的局限性

包裝平面設計和編輯軟件有Photosho

p、CorelDraw、Illustrator等，這些軟件在圖形圖像處理和繪制方面的功能非常強大。它們是以二維為基礎的設計理念，在三維設計功能上顯得捉襟見肘，雖然也可以繪制三維圖形，但都是一些簡單的立體圖形，其細節(jié)很難表達出來。另外，以上這些軟件不具備參數(shù)化繪制的功能，設計過程中的每一個細節(jié)都需要人工嚴格的控制，當對某一尺寸進行修改時，其它相關的尺寸都必須進行手動修改，常常因為設計中一點變動而導致大量的重復性勞動。

1.2 Pro/E軟件的特點

Pro/E軟件是美國參數(shù)技術公司（PTC）旗下CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，參數(shù)化功能是Pro/E系統(tǒng)中的核心部分，Pro/E的參數(shù)化設計有以下特點。

（1）輪廓體現(xiàn)設計思想。參數(shù)化特征建模是常用的幾何建模方法。它是一種用參數(shù)來定義模型的方法。輪廓指的是實體模型的幾何截面形狀，或沿掃描路線而形成的首尾相接的直線或曲線。

（2）尺寸驅動。尺寸驅動是參數(shù)化設計中的一個較為重要的特性。尺寸驅動就是在輪廓上加尺寸參數(shù)，并設置線段之間的約束關系，根據(jù)尺寸驅動和約束關系來控制輪廓的位置、形狀和大小。當輪廓尺寸的數(shù)值大小改變時，輪廓上的其他和此約束有關的部分也將隨之發(fā)生相應的變化，從而提高了設計的效率和質量。

（3）合理性檢查。在參數(shù)化設計中，系統(tǒng)可以檢查出標注過多或過少的尺寸，并給與提示，以避免出現(xiàn)缺失尺寸或多于尺寸之間相互矛盾的現(xiàn)象。

（4）單一數(shù)據(jù)庫。在Pro/E設計中，一個零件或裝配件的設計過程中使用的所有尺寸參數(shù)都保存在一個數(shù)據(jù)庫中，每一個尺寸視為一個參數(shù)，在設計過程中修改了參數(shù)，其他零件或裝配體就會根據(jù)尺寸參數(shù)的變化重新生成[4]。

1.3 Pro/E在包裝領域中的應用

在包裝領域，許多產品的效果圖是通過三維實體模型來表達的，并在此模型的基礎上進行復雜細節(jié)結構的設計，Pro/E軟件在這方面具有強大的優(yōu)勢[5]。例如，成型-充填-封口多功能包裝機械中，成形器是其關鍵部件，依據(jù)包裝袋形狀和封口方式的不同，成型器的結構形狀故十分復雜，曲面設計計算之繁瑣，傳統(tǒng)的設計和加工方法會帶來表面形狀成型時的不確定性，其成型質量就很難得到保證。而采用Pro/E軟件對成形器進行三維建模，將其中各種尺寸定義為參數(shù)，尺寸與尺寸之間設置為約束關系，設計計算由軟件來完成，這樣大大提高了成形器設計的質量和效率，其參數(shù)化的模型也可以直接送到數(shù)控加工中心進行生產加工。

（1）在專業(yè)教學中的應用。

包裝印刷設備是包裝工程專業(yè)的專業(yè)課。印刷機械可以實現(xiàn)包裝設計作品的大批量精美復制，其結構是十分復雜的，教材中所看到的都是機構簡圖，沒有立體感或空間感，不直觀。在實際教學中，學生理解印刷設備的具體工作過程帶來一定的困難。因此，我們可以利用Pro/E軟件對關鍵部件進行參數(shù)化仿真設計，讓學生在課堂上看到形象的、直觀的、生動的三維結構圖，如圖1所示。

然后對這些部件創(chuàng)建組件，按照相應的連接類型和平面對應關系裝配所建的部件，使之形成一個工作整體。如圖2所示。

再裝配圖的基礎上，添加適當?shù)乃欧妱訖C，通過它可以實現(xiàn)旋轉及平移運動，實現(xiàn)了機構的動態(tài)運動過程?？梢约由顚W生的印象，起到事半功倍的效果。

（2）Pro/E在包裝課程設計中的應用。

包裝結構課程設計的內容就是根據(jù)產品的特點，設計出合理的塑料或金屬包裝容器，廣泛應用于食品、化工、醫(yī)藥等領域，其外形尺寸和造型日趨標準化、合理化，因此包裝容器的設計最能體現(xiàn)Pro/E參數(shù)化設計的優(yōu)勢和特點，通過調整參數(shù)來修改和控制幾何形狀，可以自動實現(xiàn)產品的精確造型，優(yōu)化產品質量、提高設計效率，利用其二次開發(fā)功能，也可以快速實現(xiàn)容器及其模具的自動化生成，大大縮短設計周期，如圖3是化工產品的塑料包裝容器。我們可以在此模型的基礎上，使用與Pro/E集成一起的Pro/Mechanica對可靠性進行分析，模擬在流通環(huán)境下受到振動和沖擊及其因素作用下，是否具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。利用分析的結構進一步優(yōu)化相應的結構參數(shù)，即滿足強度的情況下，用料最省，縮短設計和生產的周期，降低成本。

2 結語

綜上所述，在現(xiàn)代信息社會中，要實現(xiàn)包裝工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，使學生成為高素質、復合型的包裝整體設計高級專業(yè)人才。要時時緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展的腳步，結合當前社會對包裝人才的具體需求，對我們的教學內容進行適時更新、完善教學方法。在此基礎上，我們應該加大Pro/E在眾多軟件課程中的比例，通過在專業(yè)教學中演示Pro/E的作品，刺激學生的學習積極性、主動性，進而提高課堂教學質量和效率。同時Pro/E是目前計算機輔助設計領域的主流軟件之一，眾多的知名企業(yè)都在采用其作為產品的整套解決方案。為了讓包裝工程專業(yè)的學生能夠掌握一門先進的技術，增強他們的就業(yè)實力，提高了學生在企業(yè)中的競爭實力。我認為在包裝工程專業(yè)教學中應該重視其不可磨滅的作用。

參考文獻

[1] 張新昌.包裝概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社，2007.

[2] 孫誠.包裝結構[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[3] 曹洪.關于平面設計教學的思考[J].科技創(chuàng)新導報，2010（32）.

[4] 張洪濤.Pro/Engineer野火版4.0/5.0機械結構分析實戰(zhàn)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[5] 汪小曼.三維軟件在包裝設計教學中的應用[J].科技資訊，2007（30）.