鄧?guó)P平　Tim

自上世紀(jì)90年代初， CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）進(jìn)入我國(guó)，為繪圖的方式帶來(lái)了一次巨大的變革，不到 10年，全國(guó)已經(jīng)基本淘汰了手工繪圖，工作效率大大提高。電氣設(shè)計(jì)也在這次變革大潮中開(kāi)始普遍使用 CAD進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，傳統(tǒng)的 CAD設(shè)計(jì)方式的已經(jīng)越來(lái)越不能滿足需要。

SOLIDWORKS Electrical（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“SWE”）能夠無(wú)縫同步集成電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)輸出的 2D數(shù)據(jù)升級(jí)為 3D數(shù)據(jù)。工程師可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中提前做出更好的設(shè)計(jì)決策，縮短設(shè)計(jì)周期。3D環(huán)境中進(jìn)行模擬接線，導(dǎo)出的線長(zhǎng)數(shù)據(jù)可以為后期的生產(chǎn)流程優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)如圖 1所示。下面我們就以電機(jī)控制箱為例，介紹一下基于“SWE”的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。

一、原理圖設(shè)計(jì)

1.工程新建

打開(kāi)“SWE”在【工程管理器】中新建工程，選擇對(duì)應(yīng)的模板。如圖 2所示，電氣工程師可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求創(chuàng)建不同的模板，也可以將標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目圖紙保存到模板中，方便后期工程圖紙修改或者套用。本例中選擇“支撐架傳送系統(tǒng)”。

2.二次原理圖繪制

打開(kāi)該工程中的原理圖，在【符號(hào)選擇器】中選擇相應(yīng)的符號(hào)插入到原理圖中。軟件中自帶的符號(hào)庫(kù)收錄了不同標(biāo)準(zhǔn)的常用電氣符號(hào)，方便工程師設(shè)計(jì)過(guò)程中選用?！痉?hào)屬性】對(duì)話框中，選擇添加對(duì)應(yīng)的設(shè)備型號(hào)。在【電線樣式選擇器】中，選擇需要的線條連接電氣符號(hào)，工程師可以自定義電線樣式的規(guī)格及含義。在原來(lái)的基礎(chǔ)上添加一個(gè)主回路，如圖 3所示。

3.宏調(diào)用

打開(kāi)宏，將先前保存好的標(biāo)準(zhǔn)回路添加到圖紙中。如圖 4所示。

4.PLC圖形定義

在 PLC管理器中選擇 PLC的設(shè)備型號(hào)，選擇需要的輸入輸出點(diǎn)，將 PLC圖形插入到原理圖中?？梢允謩?dòng)繪制PLC外部回路，也可以通過(guò)【插入宏】功能直接插入默認(rèn)的輸入輸出回路，如圖 5所示。

5.起點(diǎn)終點(diǎn)箭頭

不同圖樣間，等電位點(diǎn)的連接可以使用【起點(diǎn)終點(diǎn)箭頭】添加關(guān)聯(lián)箭頭，并且生成關(guān)聯(lián)信息，如果回路的位置變動(dòng)，那么對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)信息也會(huì)自動(dòng)變化，如圖 6所示。

6.線號(hào)自動(dòng)標(biāo)注

繪制好原理圖后，使用線號(hào)自動(dòng)標(biāo)注功能批量為連線添加線號(hào)，不同類(lèi)型的連線可以定義不同的線號(hào)規(guī)則，范圍則可以選擇當(dāng)前圖紙或者整個(gè)工程項(xiàng)目，如圖 7所示。

二、自動(dòng)生成項(xiàng)

1.端子排

根據(jù)原理圖中插入的端子信息，在【端子排管理器】中自動(dòng)形成端子排，并且能夠進(jìn)行編輯定義，通過(guò)【生成圖紙】功能將端子排圖添加到工程圖紙目錄中，如圖8所示。

2.接線圖

接線圖能夠清晰地反映出每個(gè)元器件的接線情況，在生產(chǎn)過(guò)程中，裝配工程師在給設(shè)備進(jìn)行安裝接線時(shí)，這張圖紙有很好的輔助作用，如圖 9所示。

3.原理圖檢錯(cuò)

原理圖繪制完成后，可以使用【繪圖規(guī)則檢查】功能，將原理圖繪制過(guò)程中一些失誤的地方查找出來(lái)，并且能夠形成文件導(dǎo)出。如圖 10所示。

4.報(bào)表生成

打開(kāi)【報(bào)表管理器】，在【添加】中選擇所需要的報(bào)表，軟件提供26中常用報(bào)表，這邊我們選擇“電線清單”、“物料清單”和“圖紙清單”。這些報(bào)表不但可以直接生成圖紙，而且可以以excel/txt/xml三種格式導(dǎo)出，如圖 11所示。

5.3D數(shù)據(jù)生成

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)生成 3D數(shù)據(jù)，用于在 SOLIDWORKS環(huán)境中打開(kāi)，進(jìn)行控制柜內(nèi)部及外部環(huán)境的裝配模擬。不同的工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的3D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不一樣，如圖12所示。

三、3D環(huán)境模擬

1.機(jī)柜裝配

雙擊生成的3D數(shù)據(jù)，或者啟動(dòng)SOLIDWORKS打開(kāi)【工具】→【SOLIDWORKS Electrical】，在【工程管理器】中打開(kāi)需要定義的工程。在電氣工程文件中可以雙擊瀏覽2D圖紙。打開(kāi)控制柜 3D數(shù)據(jù)，選擇插入機(jī)柜并且在機(jī)柜中添加導(dǎo)軌和線槽，如圖 13所示。

2.電氣設(shè)備裝入

將電氣元器件設(shè)備的 3D模型插入，放置到機(jī)柜中的導(dǎo)軌或者門(mén)板上（圖 14），裝配完成后可以生成工程圖，用作控制柜的柜內(nèi)布局圖，同時(shí)可以將工程圖添加到 “SWE” 的圖樣目錄中。5.線長(zhǎng)數(shù)據(jù)柜內(nèi)或者柜外進(jìn)行模擬接線，軟件會(huì)將導(dǎo)線和電纜的長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái)，并且反饋到報(bào)表中，在傳統(tǒng)的電線清單中增加了線長(zhǎng)一項(xiàng)，生產(chǎn)部門(mén)可以利用這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行電線電纜的預(yù)加工，縮短設(shè)備生產(chǎn)周期。如圖 17所示。

3.3D模擬接線

使用 3D草圖定義控制柜門(mén)上的走線路徑，柜內(nèi)軟件默認(rèn)沿著線槽走線。使用【布線】功能進(jìn)行 3D模擬布線，如圖 15所示。

4.柜外電纜生成

將控制柜配合到支撐板的裝配體中去，根據(jù)原理圖中定義的電纜，進(jìn)行柜外電纜生成。同時(shí)也可以檢查整個(gè)系統(tǒng)安裝后有沒(méi)有存在干涉沖突現(xiàn)象，如圖 16所示。

四、結(jié)語(yǔ)

這種基于 SOLIDWORKS Electrical的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)將電氣、機(jī)械、生產(chǎn)部分之間的配合變的更加默契，數(shù)據(jù)交流更加緊密，軟件提供的功能大大提高了電氣設(shè)計(jì)的效率，而且在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程能夠減少因?yàn)槭д`和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交流不及時(shí)造成的設(shè)計(jì)返工。生產(chǎn)部門(mén)將 3D數(shù)據(jù)有效利用起來(lái)可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，縮短設(shè)備生產(chǎn)周期。

當(dāng)然，SOLIDWORKS Electrical的功能遠(yuǎn)不止于此，例如電氣、液壓氣動(dòng)的協(xié)同設(shè)計(jì)和線束設(shè)計(jì)等。想要獲取更多信息或者視頻請(qǐng)留言 Support@swtc.com郵箱。