基于SolidWorks的工業(yè)控制模塊創(chuàng)新項目設計與研究

張亞軍　郎慶陽　吳明超　曲宇凱　余亞芝　張楠　馮海洋

摘 要：對工業(yè)控制模塊大創(chuàng)項目的作用和意義進行了闡述，介紹了SolidWorks軟件的特點，論述基于SolidWorks軟件的工業(yè)控制模塊設計方案和方法，設計出了模塊化的、可以組合和擴展的工業(yè)控制模塊平臺。

關鍵詞：工業(yè)控制模塊;SolidWorks;創(chuàng)新項目

1 概述

創(chuàng)新是一個國家和民族長盛不衰的動力源泉，也是當今社會的主旋律。大學是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃。對于應用型本科大學來說，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力則更加重要。學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)有多種途徑，可以通過課程教學，也可以參加創(chuàng)新實踐活動，比如各類創(chuàng)新競賽，其中一種比較有效的創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動就是大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，簡稱大創(chuàng)項目。對于學生來說，大創(chuàng)項目的周期較長，相比較短時間的各種比賽，有充足的時間讓學生學習和實踐。

制造業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基石，隨著信息技術、新能源、新材料等重要領域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，正在引發(fā)新一輪產業(yè)變革。近年來，國內產業(yè)升級，制造業(yè)做為主力軍在工業(yè)4.0以及中國制造的東風鼓吹下，掀起了智能制造的新浪潮。在此背景下，工業(yè)自動化控制設備和生產線作為典型的設備，包括成組固定生產線、非標定制生產線、固定設備和非標定制化設備，將發(fā)揮越來越重要的作用。如何通過簡單直觀的形式展示工業(yè)自動化的形式和概念，如何提供輕便美觀的工業(yè)自動化展示、科普、學習的產品，是需要思考和解決的問題。

本項目基于以上考慮，以大創(chuàng)項目為基礎，設計出一款具有開放式接口，可組合拆卸，成本低，使用方便，美觀親民的工業(yè)自動化模塊平臺產品，可以作為產品研發(fā)輔助設備，可以作為用于宣傳推廣的科普平臺，可以作為工業(yè)控制的學習平臺，也可以作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動和專業(yè)學習的實踐平臺。

2 工業(yè)控制模塊創(chuàng)新項目設計

2.1 SolidWorks軟件及特點

SolidWorks是世界上首個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。SolidWorks遵循易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則，設計師使用該軟件可以大大縮短設計時間，使產品快速、高效地投向市場。其基于特征、參數化、實體造型等的特點，使其非常適合于項目設計應用。在機械類大創(chuàng)項目中，采用SolidWorks進行項目方案設計和零件設計非常普遍。

2.2 SolidWorks三維模型設計

工業(yè)控制模塊采用傳送線與機械手組合工作的方式，模塊化設計，方便拆裝組合。模塊由底板、輸送線、移動推桿、分類滑槽和機械臂組成。模塊的主體結構由工業(yè)鋁型材構成。其它結構由3D打印和激光切割加工出的零件組合而成。傳統(tǒng)設計過程是規(guī)劃總體方案之后，設計工程圖，然后進行零件加工和裝配調試，如果出現(xiàn)問題，則需要重新進行設計加工，費時費力?；赟olidWorks軟件的設計方式，則可以把項目迭代的過程盡可能控制在數字模型設計階段，便于修改，節(jié)約時間和成本。在設計過程中，采用自底向上和自頂向下的方法相結合。機械臂由于配合零件較多，故采用自頂向下的方式設計，直接在裝配體文件中建立模型，繪制零件。其它部分，則采用自底向上的設計方式，先設計零件文件，再進行裝配調整。通過應用SolidWorks軟件進行設計，可以在數字模型階段概覽整個項目，如下圖所示。同時，SolidWorks零件文件，可以很容易導出STL格式文件，直接應用于3D打印和激光加工，使零件加工制造更加便捷。

3 結語

本文介紹了應用SolidWorks軟件設計的新型工業(yè)控制模塊平臺創(chuàng)新項目，論述SolidWorks軟件在創(chuàng)新項目設計中的應用。該項目具有較強的擴展性，可結合實際情況進行內容豐富，適合用于教學實驗實訓應用。

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