三維布線技術(shù)在電器柜應用解析

鄧桂美 隋燕

摘 要：本文為三維布線技術(shù)應用篇。主要介紹三維布線工藝如何具體落實在我公司組合電器柜產(chǎn)品上的設(shè)計驗證和線長統(tǒng)計工作。

關(guān)鍵詞：高速磁浮車輛;三維布線EPLAN Harness ProD;協(xié)同設(shè)計

1 背景介紹

高速磁浮車輛車上電器柜為研究對象，其具有數(shù)量多，內(nèi)部布線復雜，難拆卸、不易接近等特點，基于以上特點，必須嚴格把控電器柜內(nèi)部原理設(shè)計和布線設(shè)計的準確率，研究一套先進的設(shè)計方法和規(guī)范化的設(shè)計流程，利用軟件實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化和模型化設(shè)計，通過三維空間環(huán)境下進行布線模擬和虛擬驗證，形成設(shè)計和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的驗證閉環(huán)。

2 三維布線工藝流程介紹

2.1 EPLAN Harness proD 簡介

EPLAN Harness ProD是一個專業(yè)提供電纜/線束設(shè)計和文檔編制的三維軟件系統(tǒng)，簡稱HPD。這個系統(tǒng)的優(yōu)勢在于以下自動化的設(shè)計步驟：從EPLAN平臺中或其他平臺中導入部件信息和接線信息，自動完成布線，進行設(shè)計校驗，完成線束文檔編制以及自動生成二維釘板圖，從而完善產(chǎn)品設(shè)計，減少產(chǎn)品缺陷，提高產(chǎn)品研發(fā)效率，降低錯誤。

2.2 可行性分析

（1）三維模型，HPD 與 CATIA 模型無縫隙兼容，可直接導入，并形成連體關(guān)系，CATIA 改動會直接作用于 HPD 中的導入模型。

（2）電氣連接關(guān)系，傳統(tǒng)工藝中，設(shè)計師會提供 EXCEL 格式的電路接線表。對表格進行模板處理后便可以導入 HPD 中。

（3）需求分析，HPD 模擬布線功能可滿足目前生產(chǎn)中的任何細節(jié)問題，基本做到真實模擬，可用于前期布線分析，省去科研階段再研究布線的問題。

（4）三維布線目的，運用三維布線，完成布線工藝，做到協(xié)同設(shè)計，科研試制階段直接投入使用預布線圖紙。

2.3 三維布線工藝流程

通過EPLAN Harness ProD進行三維布線工藝處理及驗證工作，僅需七個關(guān)鍵步驟，如下：

（1）部件庫準備。由于本公司產(chǎn)品選用布線相關(guān)物料，如連接器、端子、線纜、接觸器等均較多，因此獨立建立了數(shù)據(jù)庫，完成31種線纜、12種連接器、80種端子、15種布線輔材數(shù)據(jù)導入，基本覆蓋了次研究柜體的常用元件。

（2）導入柜體模型，裝配連接部件。將CATIA制作的柜體導入至HPD，利用HPD的裝配功能將連接器，端子，接觸器等元件安裝至柜體結(jié)構(gòu)中?？墒褂?HPD 提供的點、線、面配 合、句柄/安裝點捕捉、坐標系對齊和移動/旋轉(zhuǎn)等功能， 實現(xiàn)器件的快速精準放置（如圖3）。

（3）導入接線表數(shù)據(jù)。從電氣設(shè)計軟件中導出EXCEL格式的接線表，并微調(diào)成如下圖格式，另存成CSV 或TXT格式?？蓪⑵鋵胫罤PD，形成3D導線。接線表導入時，HPD 也提供了導入模板，提高導線 導入的效率。

（4）創(chuàng)建布線路徑及布線。HPD軟件中，布線路徑是通過在產(chǎn)品設(shè)計的扎線桿、扎線架等結(jié)構(gòu)上放置走線路徑，使用自動、半自動、手工布線功能實現(xiàn)導線按照預期規(guī)劃的路徑走線。

（5）設(shè)計驗證。完成柜內(nèi)導線的布線設(shè)計和線束分配后，就需要進行設(shè)計驗證。如下圖，通過設(shè)計檢查，可以檢測線束是否與柜體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，通過高標標記和實時跳轉(zhuǎn)，清晰識別問題點，有助于提高排錯效率。

（6）導出文件?？梢詫⒚扛€的長度導出至EXCEL表，從而精準統(tǒng)計此電器柜內(nèi)線的用量。

3 總結(jié)

通過研究利用 EPLAN Harness proD 軟件，對電氣柜進 行布線工藝設(shè)計和生產(chǎn)流程優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，使用EPLAN Harness proD 進行布線工藝設(shè)計的優(yōu)點主要有：

（1）軟件操作方法簡便，易上手，且設(shè)計流程邏輯清晰明了，無需要大量的學習便能熟練掌握和使用。（2）提前介入前端設(shè)計，減少器件布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理導致的各類布線問題，實現(xiàn)布線工藝仿真功能。（3）提高產(chǎn)品實物布線質(zhì)量一致性，提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率。（4）顯著減少首件試制導線損耗率，對比其它電氣柜，經(jīng)統(tǒng)計導線損耗率由30%降低至5%。