基于SolidWorks Electrical的機電一體化教學研究

顏 建

（華南理工大學廣州學院，廣東廣州510800）

基于SolidWorks Electrical的機電一體化教學研究

顏 建

（華南理工大學廣州學院，廣東廣州510800）

現階段高校在進行機電一體化課程建設時，往往理論知識較多，而實踐機會較少，因此在學習機電一體化課程時，往往出現學生難以理解，導致學生的設計作品往往都因為經驗不足而不理想，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備進行設計并加以改進，可以大大的縮短設計周期以及降低設計成本，而且還能夠有效的提高產品設計的成功率。

機電一體化；經驗不足；設計周期；實訓課程

現階段高校在進行機電一體化課程建設時，往往理論知識較多，而實踐機會較少，因此在學習機電一體化課程時，往往出現學生難以理解，導致學生的設計作品往往都因為經驗不足而不理想，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備進行設計并加以改進，可以大大的縮短設計周期以及降低設計成本，而且還能夠有效的提高產品設計的成功率。

1 常規機電一體化設計過程中出現的問題

在常規設計過程中，學生往往會出現以下問題：

（1）缺少直觀的電氣項目設計思路，項目設計數據之間缺少相關關聯；

（2）傳統設計過程中，電氣符號之間缺少關聯，更改過程繁瑣，容易漏改；

（3）實際布線工作經驗較少，在設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接線圖紙指導接線，圖紙較為復雜，在接線過程中容易發生錯誤。

2 SolidWorks Electrical軟件概述

SolidWorks Electrical是一款面向機電一體化設計和管理的大型軟件。將2D電氣設計數據與3D電氣設計數據直接集成在Solidworks機械產品設計平臺上，完成電氣單線系統圖、二次原理圖設計、PLC系統配置圖、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。從而實現機電一體化設計的軟件。圖1為SolidWorks Electrical軟件界面。

圖1 SolidWorks Electrical界面

3 結合SolidWorks Electrical軟件的教學過程

機電一體化課程為本科教育中的一門專業課程，在校生通過學習已經掌握了一定機電一體化的相關理論知識，而結合SolidWorks Electrical軟件的機電一體化教學目的是引導學生將所學理論知識應用到實際場景中，而SolidWorks Electrical軟件教學課程，就是為了提供該使用場景，該軟件教學課程將安排共36學時。

主要內容包括：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，主要軟件操作部分較容易掌握，因此這三部分共分配學時數6學時；

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，這部分內容需要熟練掌握，共分配8學時；

從2D柜機布局接線圖及solid electrical 3D插件的應用兩部分，屬于軟件實操部分，為保證軟件教學預期效果，需要較多實例演示與課堂練習，共分配12學時。

考核環節，要求學生根據（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虛擬機柜模塊化調入加分、完成3D虛擬機柜模塊裝配有加分、完成最終機柜內部接線有加分、抄襲或者重復的零分處理。

圖2 考核電路圖

4 結束語

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

[1]黃筱調，趙松年.機電一體化技術基礎及應用[M].北京：機械工業出版社，2011.

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

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

[4]吳昌林，汪建曉.機械設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.

[5]張建民.機電一體化系統設計[M].北京：北京理工大學出版社，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，工學學士，研究方向為機械工程。