特種車輛三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用研究

1、特種車輛三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用研究王騰王俊樣戚寶運(yùn)石小富中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研宄所裝備制造中摘要：針對(duì)特種車輛傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)布線模式存在設(shè)計(jì)精度低、布線設(shè)計(jì)圖樣可讀性差、產(chǎn) 品質(zhì)量及一致性差、勞動(dòng)強(qiáng)度高和生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)，研宂了基于pro/e軟件的 三維布線工藝技術(shù)，以及適用于特種車輛的系統(tǒng)性線束設(shè)計(jì)和制作工藝，解決 了傳統(tǒng)布線模式的不足，促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。關(guān)鍵詞：特種車輛;三維布線;布線工藝;作者簡(jiǎn)介：王騰（1988-），男，工程師，主要從事特種車輛集成工藝技術(shù)等方 面的研宄。收稿日期：2017-07-17study on three-dimensional wiring techno

2、logy application of special vehiclewang teng wang junxiang qi baoyun shi xiaofuthe 28th research institute of china electronicstechnology group corporation;abstract：the traditional wiring mode of special vehicle has the disadvantages of low design accuracy, poor quality and consistency, high labor i

3、ntensityand low production efficiency, and so on. this paper introduces 3d cabling technology based on pro/e software, summarizes design and manufacturing process of the system harness for special vehicle, and solves the problems of traditional wiring mode, promote the quality of products.keyword：sp

4、ecial vehicle; three-dimensional wiring; routing wiring process;received： 2017-07-17線纜作為特種車輛的神經(jīng)，擔(dān)負(fù)著聯(lián)系控制系統(tǒng)、配電箱、照明燈、空調(diào)、通風(fēng) 扇以及電子設(shè)備機(jī)柜的重任，線纜布設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系著車輛的安全性和功能性。 特種車輛傳統(tǒng)布線方式為現(xiàn)場(chǎng)布線，這種布線方式只有在整機(jī)結(jié)構(gòu)和電氣部分 設(shè)計(jì)、加工完成后才能進(jìn)行。一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)不能滿足布線空間、線束加固和電磁 兼容等布線需求時(shí)，需耍進(jìn)行設(shè)計(jì)更改和結(jié)構(gòu)件重新加工，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失， 而且嚴(yán)重影響研制進(jìn)度。此外，傳統(tǒng)模式還存在布線設(shè)計(jì)精度低、布線設(shè)計(jì)圖樣 可

5、讀性差、勞動(dòng)強(qiáng)度高和生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)lbn。針對(duì)上述問(wèn)題，研究采用棊于pro/e軟件制作的三維模型進(jìn)行三維布線，通過(guò) 構(gòu)建的數(shù)字化樣機(jī)，可以清晰地觀察到特種車輛內(nèi)部電子設(shè)備機(jī)柜等所有零部 件的結(jié)構(gòu)模型、工藝布線模型以及所處的位罝、路徑和空間。該布線方式形象直 觀，有效避免或大幅減少了特種車輛在設(shè)計(jì)階段中結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)計(jì)和布線工藝存 在的問(wèn)題。1三維布線設(shè)計(jì)流程三維布線技術(shù)是根據(jù)電氣接線設(shè)計(jì)圖和三維結(jié)構(gòu)模型，應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行 立體線纜布設(shè)的工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，其廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、飛行器和電子設(shè)備等 行業(yè)。三維布線設(shè)計(jì)流程如圖1所示。創(chuàng)建布線幾何是對(duì)結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)化與修 訂，生成適用丁三維布

6、線的幾何模型;線纜線束劃分是根據(jù)線纜連接表，按照線 纜電氣特性、連接方向路徑，把整車線纜劃分為多個(gè)線束，每個(gè)線束對(duì)應(yīng)一個(gè)線 朿零件;布線路徑規(guī)劃是在統(tǒng)籌考慮走線干涉性、線朿折彎半徑和電磁兼容后， 在布線幾何上創(chuàng)建線纜線束連接路徑;三維布線是按照劃分好的線束創(chuàng)建線束零 件，線束內(nèi)導(dǎo)線、電纜在線束零件屮按照規(guī)劃好的布線路徑進(jìn)行布設(shè);線束系統(tǒng) 二維閣是根據(jù)生產(chǎn)需耍對(duì)線束進(jìn)行全部或局部展平，并創(chuàng)建二維線纜平面閣;根 據(jù)線束系統(tǒng)二維圖在布線工裝上規(guī)劃布線路徑、進(jìn)行線束試制，安裝驗(yàn)證后進(jìn)行 批量生產(chǎn)3-6。創(chuàng)建布線纜線布線路線幾何束劃分徑規(guī)劃線:圖1三維布線設(shè)計(jì)流程圖下載原圖2三維布線關(guān)鍵技術(shù)2.1空間布

7、線技術(shù)特種車輛由于使用環(huán)境的特殊性，對(duì)線纜布設(shè)方式及質(zhì)量有極高要求。特種車輛 線纜布設(shè)應(yīng)考慮如下問(wèn)題：1）設(shè)計(jì)有效、合理的電纜布設(shè)空間走線軌跡，以減少 電纜之間的相互干擾，力求布線整齊、美觀;2）為滿足車載電子設(shè)備方艙機(jī)動(dòng)性 要求，電纜布設(shè)吋確保線纜應(yīng)力釋放，不允許出現(xiàn)松脫晃蕩的現(xiàn)象，以免電纜 和設(shè)備接插件受力，影響電氣性能。三維布線設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于三維軟件布線模塊的網(wǎng)絡(luò)布線、自由布線等功能不能 控制設(shè)計(jì)中單根線纜在線纜束中的排布位罝，因此不采用軟件布線模塊中的布 線功能?？臻g布線技術(shù)是通過(guò)設(shè)計(jì)各線纜的每個(gè)空間位置點(diǎn)，確保三維模型中連 接器端線纜應(yīng)力釋放的彎曲、各線纜束與結(jié)構(gòu)件的相對(duì)位置、線纜

8、束轉(zhuǎn)彎半徑、 線纜束外直徑、分支線纜束匯入主線束和主線束引出分支線纜束位置及彎曲、各 線纜長(zhǎng)度等重耍工藝參數(shù)，使三維布線設(shè)計(jì)中的線纜和線纜束與實(shí)際操作中的 布線情況高度一致。2.2布線圖樣設(shè)計(jì)三維布線設(shè)計(jì)輸出圖樣分為布線裝配工程圖和線束制作圖（釘板圖）。布線裝配 工程圖是利用三維布線設(shè)計(jì)的數(shù)字化樣機(jī)，清晰準(zhǔn)確地表達(dá)整車線纜的布設(shè)狀 態(tài)，以指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)按照設(shè)計(jì)意圖在特種車輛上進(jìn)行線纜布設(shè)，有效地保證產(chǎn) 品布線質(zhì)量與一致性，其可以使用數(shù)字化樣機(jī)的投影視圖、軸測(cè)圖等，也可以用 數(shù)字化樣機(jī)模型制作三維pdf等形式的數(shù)字化圖樣等;線束制作圖用于整機(jī)布線時(shí)線束線扎的生產(chǎn)制作，應(yīng)用pro/e軟件，根據(jù)三維布

9、線模型，自動(dòng)進(jìn)行展開 計(jì)算，生成線束制作圖，無(wú)需進(jìn)行重新測(cè)量繪制。3三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用以某東風(fēng)底盤特種車輛為例，采用三維布線工藝技術(shù)進(jìn)行整車布線。3.1三維布線設(shè)計(jì)本文應(yīng)用pro/e wildfire 5. 0進(jìn)行三維布線設(shè)計(jì)，該軟件是ptc公司開發(fā)的一 款功能強(qiáng)大的三維制圖軟件，帶有鈑金、管道樣布線等各種功能的模塊，可在三 維圖形設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行三維布線。首先，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師提供的結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機(jī)，簡(jiǎn)化骨架、插箱和車內(nèi)安裝附件 等結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建布線幾何，由于特種車輛內(nèi)部接線均采用線纜，且線纜長(zhǎng)度大， 因此在布線兒何上設(shè)罝接線端口時(shí)將各連接器內(nèi)部引腳設(shè)罝為一點(diǎn);然后，根據(jù) 電訊設(shè)計(jì)師提供的線纜連接關(guān)

10、系表，設(shè)計(jì)走線路徑;最后，進(jìn)行整車三維布線， 并以不同顏色區(qū)分線束。三維布線效果圖如圖2所示。a）整車圖b）線束|圖2三維布線效果圖下載原圖3.2布線圖設(shè)計(jì)利用pro/e軟件線束自動(dòng)展開模塊生成線束裝配圖及釘板圖，裝配圖用于指導(dǎo) 線朿安裝，釘板圖用于線朿制作。根據(jù)釘板圖（見(jiàn)圖3）在布線工裝上規(guī)劃線朿 制作路徑，其中該項(xiàng)目采用的布線工裝如圖4所示，它由支承結(jié)構(gòu)、布線面板、 固定線夾及腳輪組成，平面可使用范圍為2 400mmx 1 200mm,高度町使用范圍 為50（fl 700mm，布線面板傾斜角度為15°，符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)。對(duì)于較大線束，可采用多個(gè)布線工裝拼接方式，擴(kuò)大操作范圍。該

11、布線工裝適用于特種車輛 所有線朿的制作，每一種線朿只需要更換線夾位置，合理、有效地給線朿提供定 位與支承。采用該方法，不僅安裝、拆卸方便，而丑牢固可靠。圖4布線工裝圖下載原圖3.3線束制作按照釘板圖及線束明細(xì)表，在布線工裝上進(jìn)行線束制作。線束制作完成后在車輛 內(nèi)部進(jìn)行安裝、修正，最終形成用于批量生產(chǎn)的工藝圖樣。某項(xiàng)fi照明燈線束制 作效果如閣5所示，線束安裝后車內(nèi)效果如閣6所示。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，采用三維布線工 藝后，不僅線束布設(shè)產(chǎn)能提高了 3倍，而且布線質(zhì)量得到了大幅度提升，解決 了以往線纜布設(shè)混亂、產(chǎn)品一致性差的問(wèn)題。圖5某項(xiàng)目照明燈線束制作效果圖下載原圖圖6線束安裝后車內(nèi)效果圖下載原圖4結(jié)語(yǔ)通過(guò)三

12、維布線設(shè)計(jì)，可以提供精準(zhǔn)的布線工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)布線設(shè)計(jì);通過(guò)線朿制 作，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了布線效率及產(chǎn)品質(zhì)量。特種車輛采用三維布線 工藝技術(shù)，可以起到優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高效率、降低成本和保障質(zhì)量的作用，有著極 其廣泛的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1 周三三，劉恩福.電子設(shè)備三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用研宂j.電子工藝技術(shù)， 2011, 32 (4) : 227-228，232.2 王澤錫，楊帥舉.電子設(shè)備整機(jī)三維布線工藝研究j.航空科學(xué)技術(shù)，2015, 26 (7) :51-55.3 劉瀟龍.基于ug nx的電子設(shè)備三維布線技術(shù)應(yīng)用研究j.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工 程，2016，45 (9) : 67-70.4 郭林松，邱兆義，趙