基于SolidWorks Electrical的機電一體化教學(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)階段高校在進行機電一體化課程建設(shè)時，往往理論知識較多，而實踐機會較少，因此在學(xué)習(xí)機電一體化課程時，往往出現(xiàn)學(xué)生難以理解，導(dǎo)致學(xué)生的設(shè)計作品往往都因為經(jīng)驗不足而不理想，通過引入solid electrical系列軟件，在虛擬三維空間中對機電一體化設(shè)備進行設(shè)計并加以改進，可以大大的縮短設(shè)計周期以及降低設(shè)計成本，而且還能夠有效的提高產(chǎn)品設(shè)計的成功率。

機電一體化；經(jīng)驗不足；設(shè)計周期；實訓(xùn)課程

現(xiàn)階段高校在進行機電一體化課程建設(shè)時，往往理論知識較多，而實踐機會較少，因此在學(xué)習(xí)機電一體化課程時，往往出現(xiàn)學(xué)生難以理解，導(dǎo)致學(xué)生的設(shè)計作品往往都因為經(jīng)驗不足而不理想，通過引入SolidWorks electrical系列軟件，在虛擬三維空間中對機電一體化設(shè)備進行設(shè)計并加以改進，可以大大的縮短設(shè)計周期以及降低設(shè)計成本，而且還能夠有效的提高產(chǎn)品設(shè)計的成功率。

1 常規(guī)機電一體化設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題

在常規(guī)設(shè)計過程中，學(xué)生往往會出現(xiàn)以下問題：

（1）缺少直觀的電氣項目設(shè)計思路，項目設(shè)計數(shù)據(jù)之間缺少相關(guān)關(guān)聯(lián)；

（2）傳統(tǒng)設(shè)計過程中，電氣符號之間缺少關(guān)聯(lián)，更改過程繁瑣，容易漏改；

（3）實際布線工作經(jīng)驗較少，在設(shè)計過程中難以控制布線的具體長度，在實際布線工作中，往往都是邊接線邊裁剪，造成在實際布線過程中連接線的大量浪費；

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

2 SolidWorks Electrical軟件概述

SolidWorks Electrical是一款面向機電一體化設(shè)計和管理的大型軟件。將2D電氣設(shè)計數(shù)據(jù)與3D電氣設(shè)計數(shù)據(jù)直接集成在Solidworks機械產(chǎn)品設(shè)計平臺上，完成電氣單線系統(tǒng)圖、二次原理圖設(shè)計、PLC系統(tǒng)配置圖、PLC原理圖、元器件2D布置圖、自動生成各類報表（端子報表、設(shè)備連接圖、連接列表、材料清單等）、3D空間布置及3D自動布線。從而實現(xiàn)機電一體化設(shè)計的軟件。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)過程

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

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)時數(shù)6學(xué)時；

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；

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

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接線平臺完成3D接線圖的設(shè)計，評分時，完成電路圖的繪制加分、完成端子繪制加分、完成3D虛擬機柜模塊化調(diào)入加分、完成3D虛擬機柜模塊裝配有加分、完成最終機柜內(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

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

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

[2]成大先.機械設(shè)計手冊（第1卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]成大先.機械設(shè)計手冊（第2卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

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

[5]張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[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，實驗師，工學(xué)學(xué)士，研究方向為機械工程。