基于SolidWorks的工业控制模块创新项目设计与研究

张亚军　郎庆阳　吴明超　曲宇凯　余亚芝　张楠　冯海洋

摘 要：对工业控制模块大创项目的作用和意义进行了阐述，介绍了SolidWorks软件的特点，论述基于SolidWorks软件的工业控制模块设计方案和方法，设计出了模块化的、可以组合和扩展的工业控制模块平台。

关键词：工业控制模块;SolidWorks;创新项目

1 概述

创新是一个国家和民族长盛不衰的动力源泉，也是当今社会的主旋律。大学是培养创新人才的摇篮。对于应用型本科大学来说，培养学生的创新实践能力则更加重要。学生创新实践能力的培养有多种途径，可以通过课程教学，也可以参加创新实践活动，比如各类创新竞赛，其中一种比较有效的创新能力培养活动就是大学生创新创业训练计划项目，简称大创项目。对于学生来说，大创项目的周期较长，相比较短时间的各种比赛，有充足的时间让学生学习和实践。

制造业是现代工业的基石，随着信息技术、新能源、新材料等重要领域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，正在引发新一轮产业变革。近年来，国内产业升级，制造业做为主力军在工业4.0以及中国制造的东风鼓吹下，掀起了智能制造的新浪潮。在此背景下，工业自动化控制设备和生产线作为典型的设备，包括成组固定生产线、非标定制生产线、固定设备和非标定制化设备，将发挥越来越重要的作用。如何通过简单直观的形式展示工业自动化的形式和概念，如何提供轻便美观的工业自动化展示、科普、学习的产品，是需要思考和解决的问题。

本项目基于以上考虑，以大创项目为基础，设计出一款具有开放式接口，可组合拆卸，成本低，使用方便，美观亲民的工业自动化模块平台产品，可以作为产品研发辅助设备，可以作为用于宣传推广的科普平台，可以作为工业控制的学习平台，也可以作为创新创业活动和专业学习的实践平台。

2 工业控制模块创新项目设计

2.1 SolidWorks软件及特点

SolidWorks是世界上首个基于Windows开发的三维CAD系统。SolidWorks遵循易用、稳定和创新三大原则，设计师使用该软件可以大大缩短设计时间，使产品快速、高效地投向市场。其基于特征、参数化、实体造型等的特点，使其非常适合于项目设计应用。在机械类大创项目中，采用SolidWorks进行项目方案设计和零件设计非常普遍。

2.2 SolidWorks三维模型设计

工业控制模块采用传送线与机械手组合工作的方式，模块化设计，方便拆装组合。模块由底板、输送线、移动推杆、分类滑槽和机械臂组成。模块的主體结构由工业铝型材构成。其它结构由3D打印和激光切割加工出的零件组合而成。传统设计过程是规划总体方案之后，设计工程图，然后进行零件加工和装配调试，如果出现问题，则需要重新进行设计加工，费时费力。基于SolidWorks软件的设计方式，则可以把项目迭代的过程尽可能控制在数字模型设计阶段，便于修改，节约时间和成本。在设计过程中，采用自底向上和自顶向下的方法相结合。机械臂由于配合零件较多，故采用自顶向下的方式设计，直接在装配体文件中建立模型，绘制零件。其它部分，则采用自底向上的设计方式，先设计零件文件，再进行装配调整。通过应用SolidWorks软件进行设计，可以在数字模型阶段概览整个项目，如下图所示。同时，SolidWorks零件文件，可以很容易导出STL格式文件，直接应用于3D打印和激光加工，使零件加工制造更加便捷。

3 结语

本文介绍了应用SolidWorks软件设计的新型工业控制模块平台创新项目，论述SolidWorks软件在创新项目设计中的应用。该项目具有较强的扩展性，可结合实际情况进行内容丰富，适合用于教学实验实训应用。

参考文献：

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