SolidWorks简化机械与电气协同设计流程

随着产品的日益复杂，机械与电气两方设计人员很难独立完成设计工作，双方需要进行协作。solidworks扫除了机械与电气设计间的协同工作障碍，使两方面人员可以轻松地在同一平台上进行协作。

一、概述

机械与电气技术在现代工程、设备及产品中的重要性不用赘言，除单纯材料加工制造类企业外，一般企业的产品中都会有电气部分。机械结构与电气两个领域的设计工作衔接也日益紧密，完全分开已变得不可能，两方之间需要有大量的沟通与协作。同时企业也需要集成设计工具来提高产品设计效率、减少设计变更。

但设计工具过去并没有很好地满足这一要求，虽然在机械、电气每一领域有了成熟、专业的设计工具，但双方之间的沟通仍需要手工传递大量的数据信息，更无从谈起设计信息的实时传递。这种使用非集成设计工具的传统设计流程，为机械结构与电气之间沟通错误和信息传递纰漏创造了机会，由此导致各种设计问题，带来大量设计变更。最终延长了企业的产品交付周期，提高了企业的整体生产成本。

现在通过SolidWorks，机械和电气设计人员可以共享结构、电气设计信息、进行协同设计。机械和电气设备数据实时同步，确保设计信息准确，也使电气设计更加完善、充分。

二、总体设计

多数产品设计设计人员从概念阶段开始就进行顶层的系统设计和布局，并选择关键部件的制造商。设计人员可以在SolidWorks Electrical中完成系统设计或方案设计，规划系统或当前方案中有哪些主要功能，各关键布局所处的位置等。

如图1所示的系统主要由三个关键位置构成。这些关键位置可以在SolidWorks Electrical进行管理，如图2所示。电气设计人员将这一信息可以进一步细化为系统图（单线图），反映出构成系统的关键电气器件，如图3所示。

三、电气设计

SolidWorks Electrical是专业、自动化的电气设计软件。SolidWorks Electrical让电气设计人员可以专注于电气设计本身，而不是绘图。SolidWorks Electrical支持GB、IEC及ANSI等多种电气绘图标准，并且包含丰富的标准符号库及设备型号库。软件可以自动统计各类清单报表，如图样清单、端子排清单、器件清单和电线及电缆清单等。SolidWorks Electrical保留了传统二维软件的操作方式，让电气人员更容易适应和使用。

电气人员在SolidWorks Electrical中完成系统总体设计后，继续在SolidWorks Electrical中完成详细的电气原理设计，包括主电路、控制电路及PLC布置等，如图4～图6所示。

四、机械与电气协同

总体设计完成后，与电气设计人员并行，机械设计人员即可以在SolidWorks中进行机械结构方面的设计，包括进行机械设计、仿真、制作相关技术文档以及管理设计过程中的数据等一系列相关工作。这一整体设计过程如图7所示。图7 基于SolidWorks的机械电气协同设计过程当电气人员进行电气原理设计时，借助协同平台，机械设计人员可以在SolidWorks中看到电气系统所使用的器件信息，与电气人员开始协作，如图8所示。

SolidWorks中的电气信息与SolidWorks Electrical中电气信息保持同步，在电气原理图中所进行的任何修改，在SolidWorks三维设计环境都可以看到，设计人员可以因此调整机械结构设计。

设计人员可以将电器元件与装配中已有模型进行关联，也可以插入电器元件关联的模型，再装配入整体结构中。SolidWorks会检查电气器件是否已安装，确保所有器件都已装配完成。

五、电气控制柜

在电气系统中，电气控制柜是关键部分。传统控制柜中电气器件的布置都是在二维环境下完成，通常会导致布局不合理等问题，而这些问题最终要到生产环节才能发现，延长了企业的产品交货周期。

现在设计人员可以在SolidWorks三维环境中完成电气控制柜中器件的布置， 借助配合参考、智能零件等SolidWorks操作方式，可视化、自动化地完成器件的布置。在SolidWorks中，可以更有效利用柜内空间，电器元件的布置不仅直观，而且准确、高效，如图9所示。

六、自动布线

传统二维环境下，电气设计与线束是电气与结构设计间最复杂的问题。过去设计人员无法有效、清晰地将电线、电缆布线信息传达到生成车间，更无从获知电线、电缆的准确线长。这导致最终的生产随意性很大、布线不一致，并给企业也带来的极大的浪费和损失。

在SolidWorks协同设计环境中，设计人员可以提前规划走线方式，由软件自动完成布线。软件会依据在原理图中给定的信息、线型信息（如线色等）等完成布线，如图10所示。由于在三维空间内完成布线，因此可以获得实际的线长信息，该信息同时可反馈回SolidWorks Electrical线缆清单中，实现SolidWorks机械设计环境与电气设计环境间的双向信息传递，如图11所示。

除去电线外，SolidWorks同样可以自动完成不同设备间的电缆布置，并自动生成电缆长度信息。

七、结语

SolidWorks扫除了产品开发过程中最大的障碍之一，打通了机械与电气设计间的协作道路，让机械与电气设计人员可以在设计阶段的早期开始协同工作、并行设计，更及时地响应设计变更。通过在SolidWorks同一平台下开展机械与电气设计工作，双方设计信息实时同步，数据不一致降至最少。