基于SolidWorks Electrical的機(jī)電一體化教學(xué)研究

顏 建

（華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東廣州510800）

基于SolidWorks Electrical的機(jī)電一體化教學(xué)研究

顏 建

（華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東廣州510800）

現(xiàn)階段高校在進(jìn)行機(jī)電一體化課程建設(shè)時(shí)，往往理論知識(shí)較多，而實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，因此在學(xué)習(xí)機(jī)電一體化課程時(shí)，往往出現(xiàn)學(xué)生難以理解，導(dǎo)致學(xué)生的設(shè)計(jì)作品往往都因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足而不理想，通過(guò)引入solid electrical系列軟件，在虛擬三維空間中對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)并加以改進(jìn)，可以大大的縮短設(shè)計(jì)周期以及降低設(shè)計(jì)成本，而且還能夠有效的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率。

機(jī)電一體化；經(jīng)驗(yàn)不足；設(shè)計(jì)周期；實(shí)訓(xùn)課程

現(xiàn)階段高校在進(jìn)行機(jī)電一體化課程建設(shè)時(shí)，往往理論知識(shí)較多，而實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，因此在學(xué)習(xí)機(jī)電一體化課程時(shí)，往往出現(xiàn)學(xué)生難以理解，導(dǎo)致學(xué)生的設(shè)計(jì)作品往往都因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足而不理想，通過(guò)引入SolidWorks electrical系列軟件，在虛擬三維空間中對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)并加以改進(jìn)，可以大大的縮短設(shè)計(jì)周期以及降低設(shè)計(jì)成本，而且還能夠有效的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功率。

1 常規(guī)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

在常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生往往會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）缺少直觀的電氣項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路，項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間缺少相關(guān)關(guān)聯(lián)；

（2）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣符號(hào)之間缺少關(guān)聯(lián)，更改過(guò)程繁瑣，容易漏改；

（3）實(shí)際布線工作經(jīng)驗(yàn)較少，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難以控制布線的具體長(zhǎng)度，在實(shí)際布線工作中，往往都是邊接線邊裁剪，造成在實(shí)際布線過(guò)程中連接線的大量浪費(fèi)；

（4）使用2D接線圖紙指導(dǎo)接線，圖紙較為復(fù)雜，在接線過(guò)程中容易發(fā)生錯(cuò)誤。

2 SolidWorks Electrical軟件概述

SolidWorks Electrical是一款面向機(jī)電一體化設(shè)計(jì)和管理的大型軟件。將2D電氣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與3D電氣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接集成在Solidworks機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)上，完成電氣單線系統(tǒng)圖、二次原理圖設(shè)計(jì)、PLC系統(tǒng)配置圖、PLC原理圖、元器件2D布置圖、自動(dòng)生成各類(lèi)報(bào)表（端子報(bào)表、設(shè)備連接圖、連接列表、材料清單等）、3D空間布置及3D自動(dòng)布線。從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的軟件。圖1為SolidWorks Electrical軟件界面。

圖1 SolidWorks Electrical界面

3 結(jié)合SolidWorks Electrical軟件的教學(xué)過(guò)程

機(jī)電一體化課程為本科教育中的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，在校生通過(guò)學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了一定機(jī)電一體化的相關(guān)理論知識(shí)，而結(jié)合SolidWorks Electrical軟件的機(jī)電一體化教學(xué)目的是引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中，而SolidWorks Electrical軟件教學(xué)課程，就是為了提供該使用場(chǎng)景，該軟件教學(xué)課程將安排共36學(xué)時(shí)。

主要內(nèi)容包括：軟件界面、布線方框圖、原理圖、PLC原理圖、繪制清單、繪制端子排、從2D柜機(jī)布局接線圖、solid electrical 3D插件的應(yīng)用。

其中布線方框圖、原理圖、PLC原理圖，這三部分理論部分占多數(shù)，主要軟件操作部分較容易掌握，因此這三部分共分配學(xué)時(shí)數(shù)6學(xué)時(shí)；

繪制清單及繪制段子端涉及solid electrical軟件的模塊化使用功能，涉及到后期3D電氣柜的生成，這部分內(nèi)容需要熟練掌握，共分配8學(xué)時(shí)；

從2D柜機(jī)布局接線圖及solid electrical 3D插件的應(yīng)用兩部分，屬于軟件實(shí)操部分，為保證軟件教學(xué)預(yù)期效果，需要較多實(shí)例演示與課堂練習(xí)，共分配12學(xué)時(shí)。

考核環(huán)節(jié)，要求學(xué)生根據(jù)（如圖2）所示電路圖，利用SolidWorks Electrical軟件在虛擬Electrical接線平臺(tái)完成3D接線圖的設(shè)計(jì)，評(píng)分時(shí)，完成電路圖的繪制加分、完成端子繪制加分、完成3D虛擬機(jī)柜模塊化調(diào)入加分、完成3D虛擬機(jī)柜模塊裝配有加分、完成最終機(jī)柜內(nèi)部接線有加分、抄襲或者重復(fù)的零分處理。

圖2 考核電路圖

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，在機(jī)電一體化教學(xué)過(guò)程中引入Solid－Works Electrical電氣模塊可以讓學(xué)生在軟件虛擬平臺(tái)完成3D虛擬機(jī)柜的接線設(shè)計(jì)，讓學(xué)生的注意力從抽象的2D平面接線轉(zhuǎn)移到3D虛擬機(jī)柜的實(shí)踐中，可以有效的提高學(xué)生的接受認(rèn)知能力，并促使學(xué)生主動(dòng)掌握SolidWorks Electrical軟件的基本操作方法，進(jìn)而為之后的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)課程提供可靠的虛擬實(shí)踐平臺(tái)。

[1]黃筱調(diào)，趙松年.機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第2卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[4]吳昌林，汪建曉.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.

[5]張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.

Research on Mechatronics Teaching Based on Electrical Solid Works

YAN Jian
（Guangzhou College of South China University of Technology，Guangzhou Guangdong 510800，China）

At this stage，there are more and more theoretical knowledge in the course of mechanical and electrical integration，which is often difficult to understand，and the design work of electrical solid series software，which can greatly shorten the design cycle and reduce the design cost，and can effectively improve the success rate of product design.

mechanical and electrical integration；experience shortage；design cycle；training course

TP271

A

1672-545X（2016）11-0260-02

2016-08-02

顏建（1988-），男，江西吉安人，實(shí)驗(yàn)師，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。