張亞軍　郎慶陽(yáng)　吳明超　曲宇凱　余亞芝　張楠　馮海洋

摘 要：對(duì)工業(yè)控制模塊大創(chuàng)項(xiàng)目的作用和意義進(jìn)行了闡述，介紹了SolidWorks軟件的特點(diǎn)，論述基于SolidWorks軟件的工業(yè)控制模塊設(shè)計(jì)方案和方法，設(shè)計(jì)出了模塊化的、可以組合和擴(kuò)展的工業(yè)控制模塊平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制模塊;SolidWorks;創(chuàng)新項(xiàng)目

1 概述

創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家和民族長(zhǎng)盛不衰的動(dòng)力源泉，也是當(dāng)今社會(huì)的主旋律。大學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃。對(duì)于應(yīng)用型本科大學(xué)來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力則更加重要。學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)有多種途徑，可以通過(guò)課程教學(xué)，也可以參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，比如各類(lèi)創(chuàng)新競(jìng)賽，其中一種比較有效的創(chuàng)新能力培養(yǎng)活動(dòng)就是大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，簡(jiǎn)稱(chēng)大創(chuàng)項(xiàng)目。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，大創(chuàng)項(xiàng)目的周期較長(zhǎng)，相比較短時(shí)間的各種比賽，有充足的時(shí)間讓學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

制造業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基石，隨著信息技術(shù)、新能源、新材料等重要領(lǐng)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(chǎn)業(yè)變革。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，制造業(yè)做為主力軍在工業(yè)4.0以及中國(guó)制造的東風(fēng)鼓吹下，掀起了智能制造的新浪潮。在此背景下，工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備和生產(chǎn)線作為典型的設(shè)備，包括成組固定生產(chǎn)線、非標(biāo)定制生產(chǎn)線、固定設(shè)備和非標(biāo)定制化設(shè)備，將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。如何通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的形式展示工業(yè)自動(dòng)化的形式和概念，如何提供輕便美觀的工業(yè)自動(dòng)化展示、科普、學(xué)習(xí)的產(chǎn)品，是需要思考和解決的問(wèn)題。

本項(xiàng)目基于以上考慮，以大創(chuàng)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一款具有開(kāi)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(dòng)化模塊平臺(tái)產(chǎn)品，可以作為產(chǎn)品研發(fā)輔助設(shè)備，可以作為用于宣傳推廣的科普平臺(tái)，可以作為工業(yè)控制的學(xué)習(xí)平臺(tái)，也可以作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)和專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的實(shí)踐平臺(tái)。

2 工業(yè)控制模塊創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1 SolidWorks軟件及特點(diǎn)

SolidWorks是世界上首個(gè)基于Windows開(kāi)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(shè)計(jì)師使用該軟件可以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，使產(chǎn)品快速、高效地投向市場(chǎng)。其基于特征、參數(shù)化、實(shí)體造型等的特點(diǎn)，使其非常適合于項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)用。在機(jī)械類(lèi)大創(chuàng)項(xiàng)目中，采用SolidWorks進(jìn)行項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)非常普遍。

2.2 SolidWorks三維模型設(shè)計(jì)

工業(yè)控制模塊采用傳送線與機(jī)械手組合工作的方式，模塊化設(shè)計(jì)，方便拆裝組合。模塊由底板、輸送線、移動(dòng)推桿、分類(lèi)滑槽和機(jī)械臂組成。模塊的主體結(jié)構(gòu)由工業(yè)鋁型材構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)由3D打印和激光切割加工出的零件組合而成。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程是規(guī)劃總體方案之后，設(shè)計(jì)工程圖，然后進(jìn)行零件加工和裝配調(diào)試，如果出現(xiàn)問(wèn)題，則需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)力?；赟olidWorks軟件的設(shè)計(jì)方式，則可以把項(xiàng)目迭代的過(guò)程盡可能控制在數(shù)字模型設(shè)計(jì)階段，便于修改，節(jié)約時(shí)間和成本。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用自底向上和自頂向下的方法相結(jié)合。機(jī)械臂由于配合零件較多，故采用自頂向下的方式設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)方式，先設(shè)計(jì)零件文件，再進(jìn)行裝配調(diào)整。通過(guò)應(yīng)用SolidWorks軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以在數(shù)字模型階段概覽整個(gè)項(xiàng)目，如下圖所示。同時(shí)，SolidWorks零件文件，可以很容易導(dǎo)出STL格式文件，直接應(yīng)用于3D打印和激光加工，使零件加工制造更加便捷。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了應(yīng)用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)的新型工業(yè)控制模塊平臺(tái)創(chuàng)新項(xiàng)目，論述SolidWorks軟件在創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。該項(xiàng)目具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)容豐富，適合用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用。

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