基于三維模型的電纜工藝報(bào)表自動(dòng)生成方法研究與實(shí)現(xiàn)

吳劍鋒 萬峰 邢香園 蔣諶立

摘要：針對(duì)衛(wèi)星電纜加工工藝設(shè)計(jì)過程中依據(jù)電纜二維分支圖和紙質(zhì)接點(diǎn)信息表統(tǒng)計(jì)生成電纜放線信息表、物料信息表和額定工時(shí)表耗時(shí)長且易出差錯(cuò)的問題，分析了電纜三維模型包含的信息和工藝統(tǒng)計(jì)報(bào)表所需的輸入數(shù)據(jù)信息，提出了基于三維電纜模型的電纜工藝報(bào)表自動(dòng)生成方法，優(yōu)化了電纜工藝設(shè)計(jì)流程。

關(guān)鍵詞：三維電纜模型;工藝報(bào)表;Pro/E二次開發(fā)

1 引言

衛(wèi)星電纜加工工藝設(shè)計(jì)過程中有一個(gè)重要環(huán)節(jié)是依據(jù)電纜的二維設(shè)計(jì)分支圖和紙質(zhì)版的接點(diǎn)表統(tǒng)計(jì)生成電纜放線信息表、物料信息表和額定工時(shí)信息表，分別用于指導(dǎo)導(dǎo)線放線切割、材料領(lǐng)料和工時(shí)統(tǒng)計(jì)。這種統(tǒng)計(jì)方式耗時(shí)長，容易出錯(cuò)。目前，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)正逐步推廣衛(wèi)星電纜的全三維設(shè)計(jì)，基于三維模型描述定義電纜的全生命周期的信息并逐步取消電纜二維分支圖和紙質(zhì)接點(diǎn)表成為一種趨勢(shì)，衛(wèi)星電纜工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要提出新辦法應(yīng)對(duì)這種變化。

一根電纜主要是由若干線束、電連接器和標(biāo)準(zhǔn)件組成，一個(gè)線束由若干根導(dǎo)線組成。國內(nèi)有單位研究基于BOM的物料信息統(tǒng)計(jì)[1-3]，這對(duì)于剛性的機(jī)械部組件的物料統(tǒng)計(jì)非常有用。但電纜中的線束是由柔性的導(dǎo)線組成，一根導(dǎo)線在線束中僅是一個(gè)拓?fù)渚€元素并沒有BOM節(jié)點(diǎn);另外為了提高設(shè)計(jì)效率設(shè)計(jì)時(shí)并沒有采用標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體模型進(jìn)行裝配，而是采用線纜屬性的方式表示該根電纜包含的標(biāo)準(zhǔn)件，俗稱虛擬表示或虛擬件，這類虛擬件也無法通過BOM進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

本文針對(duì)衛(wèi)星電纜設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，分析了三維模型包含的信息和電纜工藝設(shè)計(jì)報(bào)表的需求，提出一種基于三維電纜模型開展工藝統(tǒng)計(jì)的方法，分別規(guī)劃了幾類報(bào)表的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)生成流程，并基于Pro/E二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了功能需求，優(yōu)化了當(dāng)前了電纜工藝設(shè)計(jì)的流程并提高了統(tǒng)計(jì)效率。

2 需求分析

傳統(tǒng)的衛(wèi)星電纜設(shè)計(jì)制造流程如圖1所示，工藝人員開展放線信息統(tǒng)計(jì)、物料信息統(tǒng)計(jì)和額定工時(shí)統(tǒng)計(jì)的主要依據(jù)電纜分支關(guān)系圖和電纜加工技術(shù)要求文件（主要參考接點(diǎn)信息表）;為了加快統(tǒng)計(jì)效率本文直接以三維電纜作為輸入進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的可行性研究、技術(shù)流程優(yōu)化與開發(fā)實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過對(duì)三維電纜模型進(jìn)行分析，得到三維電纜模型包含的信息結(jié)構(gòu)（如圖2所示），分為拓?fù)淠Ｐ?、屬性信息和?biāo)注信息三大類?？梢詮膶?dǎo)線模型及其自帶的屬性里獲取導(dǎo)線根數(shù)、導(dǎo)線規(guī)格、設(shè)計(jì)長度和分支匯聚點(diǎn)等信息，還可以從線規(guī)信息還能知道該導(dǎo)線是單絞線、雙絞線等特征;電連接器模型的屬性里帶有該電連接器的規(guī)格信息;接點(diǎn)信息包含接點(diǎn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的設(shè)計(jì)圖號(hào)以及該圖號(hào)對(duì)應(yīng)的電連接器規(guī)格，同時(shí)還包含接線特征如單線接地、雙絞屏蔽等;屬性信息還包含電纜編號(hào)等基礎(chǔ)的信息，虛擬件如螺釘、尾罩等通用標(biāo)準(zhǔn)件信息;標(biāo)注信息包含技術(shù)要求等電纜加工的要求信息。

如表1所示為某根典型電纜W052的放線表，電纜編號(hào)為“W052”，每一行表示一個(gè)線束的起點(diǎn)和終點(diǎn)圖號(hào)及連接起點(diǎn)和終點(diǎn)使用的導(dǎo)線規(guī)格、導(dǎo)線經(jīng)過的分支匯聚點(diǎn)、導(dǎo)線長度和根數(shù)信息。起點(diǎn)圖號(hào)和終點(diǎn)圖號(hào)信息用于指導(dǎo)放線后在線兩端貼標(biāo)簽支持后續(xù)的電連接器焊接等工作，設(shè)計(jì)長度和分支匯聚點(diǎn)影響實(shí)際長度。由此可知放線表主要需要起點(diǎn)和終點(diǎn)圖號(hào)、線規(guī)、分支匯聚點(diǎn)、設(shè)計(jì)長度和根數(shù)等輸入信息。

如表2所示為某根典型電纜W052的物料統(tǒng)計(jì)表，主要是電連接器和一些緊固件，需要物料圖號(hào)、物料規(guī)格、數(shù)量和質(zhì)量等級(jí)等信息。

如表3所示為某根典型電纜W052的額定工時(shí)統(tǒng)計(jì)表，工時(shí)和電纜本身的特征和接線特征等有關(guān)系，是與各類特征相關(guān)的函數(shù)，只要能夠統(tǒng)計(jì)出電纜的各個(gè)特征和接線特征就能夠按照給定的公式計(jì)算出該根電纜的工時(shí)。

綜上分析可以知道，電纜放線表、物料統(tǒng)計(jì)表和額定工時(shí)統(tǒng)計(jì)表中涉及的屬性信息都可以通過對(duì)三維電纜信息進(jìn)行提取統(tǒng)計(jì)和函數(shù)計(jì)算獲得，這為基于三維電纜模型開展工藝統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成提供可行性支撐。

3 主要關(guān)鍵技術(shù)研究

3.l 流程優(yōu)化

優(yōu)化后的基于三維模型的衛(wèi)星電纜設(shè)計(jì)制造流程如圖3所示，三維電纜模型是電纜工藝和制造環(huán)節(jié)的主要輸入，通過開發(fā)工具軟件對(duì)三維電纜模型信息進(jìn)行提取和統(tǒng)計(jì)獲取放線信息、物料信息和工時(shí)信息以支撐后續(xù)的制造工作。

3.2 放線信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

放線信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算流程如圖4所示，首先對(duì)三維電纜模型解析獲取接點(diǎn)關(guān)系信息和電纜拓?fù)湫畔?，再獲取導(dǎo)線根數(shù)、規(guī)格、設(shè)計(jì)長度、分支匯聚點(diǎn)、導(dǎo)線兩端電連接器規(guī)格和對(duì)應(yīng)的圖號(hào)，在此技術(shù)上按照放線計(jì)算公式生成放線表。

3.3 物料信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

物料自動(dòng)統(tǒng)計(jì)流程如圖5所示，首先對(duì)三維電纜模型解析獲取電連接器、接點(diǎn)關(guān)系信息和其他屬性信息，再獲取電連接器規(guī)格、數(shù)量、名稱及對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)終點(diǎn)圖號(hào)信息、虛擬件名稱和虛擬件規(guī)格等信息，最終輸出為物料統(tǒng)計(jì)表。

3.4 工時(shí)信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

額定工時(shí)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算流程如圖6所示，首先對(duì)三維電纜模型解析獲取接點(diǎn)關(guān)系信息和幾何拓?fù)湫畔ⅲ俳馕霁@取接線特征信息、電連接器的針到針信息、線規(guī)和電連接器信息并統(tǒng)計(jì)電纜分支的匯聚點(diǎn)數(shù)量，在此基礎(chǔ)上分別識(shí)別絞線、屏蔽等特征和計(jì)算電連接器數(shù)量、分支數(shù)量等，最終在工時(shí)計(jì)算公式的支持下計(jì)算并輸出電纜的額定工時(shí)表。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

基于上述研究，本文基于Pro/E二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了“衛(wèi)星電纜工藝統(tǒng)計(jì)報(bào)表自動(dòng)生成模塊”，該模塊集成到Pro/E軟件菜單中，已在多個(gè)衛(wèi)星型號(hào)的電纜制造過程中開展了應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)效率提高90%以上，取得了較好的應(yīng)用效果。如圖7所示為某根電纜的三維模型，如圖8所示為自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的放線信息、物料信息和工時(shí)相關(guān)要素信息，放線信息的相關(guān)要素隱藏了分支匯聚點(diǎn)，工時(shí)僅統(tǒng)計(jì)相關(guān)要素;如圖9所示為導(dǎo)出的放線、物料和工時(shí)信息，額定工時(shí)在導(dǎo)出時(shí)按照公式計(jì)算得到。

5 結(jié)束語

本文針對(duì)衛(wèi)星電纜制造過程工藝報(bào)表統(tǒng)計(jì)遇到的問題，分析了三維電纜模型包含的信息及工藝統(tǒng)計(jì)報(bào)表的需求信息，提出了基于三維電纜模型生成工藝統(tǒng)計(jì)報(bào)表的方法，明確了實(shí)現(xiàn)的技術(shù)流程，并通過對(duì)Pro/E二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了設(shè)想，提高了電纜制造過程中工藝報(bào)表統(tǒng)計(jì)的效率。后續(xù)還將開展Pro/E軟件和放線設(shè)備、物料管理系統(tǒng)集成研究，把統(tǒng)計(jì)生成的報(bào)表數(shù)據(jù)直接推送給放線設(shè)備和物料系統(tǒng)開展放線工作和物料采購申領(lǐng)工作，進(jìn)一步提高電纜工藝和制造的效率。

參考文獻(xiàn)

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