基于elecworks的机电一体化教学研究

撰文：颜建 （华南理工大学广州学院）

发表于：《装备制造技术》2016 年第 11 期

现阶段高校在进行机电一体化课程建设时，往往理论知识较多，而实践机会较少，因此在学习机电一体化课程时，往往出现学生难以理解，导致学生的设计作品往往都因为经验不足而不理想，通过引入SolidWorks electrical（elecworks） 系列软件，在虚拟三维空间中对机电一体化设备进行设计并加以改进，可以大大的缩短设计周期以及降低设计成本，而且还能够有效的提高产品设计的成功率。

一、常规机电一体化设计过程中出现的问题

在常规设计过程中，学生往往会出现以下问题：

（1）缺少直观的电气项目设计思路，项目设计数据之间缺少相关关联；

（2）传统设计过程中，电气符号之间缺少关联， 更改过程繁琐，容易漏改；

（3）实际布线工作经验较少，在设计过程中难以控制布线的具体长度，在实际布线工作中，往往都是边接线边裁剪，造成在实际布线过程中连接线的大量浪费；

（4）使用 2D 接线图纸指导接线，图纸较为复杂， 在接线过程中容易发生错误。

二、SolidWorks Electrical（elecworks）软件概述

SolidWorks Electrical （elecworks）是一款面向机电一体化设计和管理的大型软件。将2D 电气设计数据与 3D 电气设计数据直接集成在 Solidworks 机械产品设计平台上，完成电气单线系统图、二次原理图设计、PLC 系统配置图、PLC 原理图、元器件 2D 布置图、自动生成各类报表（端子报表、设备连接图、连接列表、材料清单等）、3D 空间布置及 3D 自动布线。从而实现机电一体化设计的软件。图 1 为 SolidWorks Electrical （elecworks）软件界面。

（图1 SolidWorks Electrical（elecworks）界面）

三、结合SolidWorks Electrical（elecworks电气设计软件）的教学过程

机电一体化课程为本科教育中的一门专业课程，在校生通过学习已经掌握了一定机电一体化的相关理论知识，而结合 SolidWorks Electrical （elecworks）软件的机电一体化教学目的是引导学生将所学理论知识应用到实际场景中，而 SolidWorks Electrical （elecworks）软件教学课程，就是为了提供该使用场景，该软件教学课程将安排共 36 学时。

主要内容包括：软件界面、布线方框图、原理图、PLC 原理图、绘制清单、绘制端子排、从 2D 柜机布局接线图、SolidWorks Electrical （elecworks）3D 插件的应用。

其中布线方框图、原理图、PLC 原理图，这三部分理论部分占多数，主要软件操作部分较容易掌握， 因此这三部分共分配学时数 6 学时；绘制清单及绘制段子端涉及 solid electrical （elecworks）软件的模块化使用功能，涉及到后期 3D 电气柜的生成， 这部分内容需要熟练掌握，共分配 8 学时；从 2D 柜机布局接线图及SolidWorks Electrical （elecworks）3D 插件的应用两部分，属于软件实操部分，为保证软件教学预期效果，需要较多实例演示与课堂练习，共分配12 学时。

考核环节，要求学生根据（如图 2）所示电路图， 利用 SolidWorks Electrical（elecworks）软件在虚拟电气接线平台完成 3D 接线图的设计，评分时，完成电路图的绘制加分、完成端子绘制加分、完成 3D 虚拟机柜模块化调入加分、完成 3D 虚拟机柜模块装配有加分、完成最终机柜内部接线有加分、抄袭或者重复的零分处理。

（图2 考核电路图）

四、结束语

实践证明，在机电一体化教学过程中引入 SolidWorks Electrical（elecworks） 电气模块可以让学生在软件虚拟平台完成 3D 虚拟机柜的接线设计，让学生的注意力从抽象的 2D 平面接线转移到 3D 虚拟机柜的实践中， 可以有效的提高学生的接受认知能力，并促使学生主动掌握 SolidWorks Electrical（elecworks） 软件的基本操作方法，进而为之后的机电一体化实训课程提供可靠的虚拟实践平台。

【关于SolidWorks Electrical 与 elecworks】