基于CAD軟件的線束回路圖快速繪制方法

張紅濤

（長(zhǎng)安汽車(chē)工程研究院，北京 100195）

隨著汽車(chē)在人們生活中越來(lái)越普遍，汽車(chē)安全性逐漸被人們所重視，線束圖紙的設(shè)計(jì)是制作線束產(chǎn)品的重要前提?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，大部分線束圖紙的繪制都是在AUTO CAD軟件中進(jìn)行，為了保證線束回路制作的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)員必須逐一按照回路在圖紙中進(jìn)行查找，找出每個(gè)回路兩端所在的部件，將兩端部件名稱(chēng)填寫(xiě)在回路表中，同時(shí)還要做的工作就是校對(duì)回路兩端部件上同一回路所采用的線徑、線色的一致性。此項(xiàng)工作繁瑣并且操作沒(méi)有軌跡可尋，每次僅在回路圖制作方面就需要占用整個(gè)圖紙繪制一半的時(shí)間，對(duì)人眼和人腦都是一種極大的消耗，并且出錯(cuò)的幾率非常高。當(dāng)然，也有公司開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的線束設(shè)計(jì)軟件，如Mentor Graphics公司的CHS或者Intedis GmbH&Cp.KG公司的HARCAD，但這些軟件的使用，首先需要至少幾百萬(wàn)的軟件投資，并且在軟件購(gòu)買(mǎi)后，需要建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支持，這對(duì)一個(gè)公司設(shè)計(jì)體系和資金需求都是一個(gè)很大的考驗(yàn)。

考慮到這些實(shí)際情況，針對(duì)在現(xiàn)有設(shè)計(jì)軟件上線束圖紙繪制的準(zhǔn)確性考慮，使用創(chuàng)新性思維，首先引入將圖紙中 “回路自動(dòng)生成”的概念，使用TrueTable軟件將圖紙中所有插接件旁的回路迅速導(dǎo)入到Excel表格中，經(jīng)過(guò)事先編譯好的公式處理，在一個(gè)新的sheet中直接按照設(shè)計(jì)規(guī)范格式生成線束回路明細(xì)，最后經(jīng)過(guò)TrueTable軟件輸出到CAD線束產(chǎn)品圖紙中。同時(shí)在Excel中，公式會(huì)對(duì)每個(gè)回路的線徑、線色的一致性進(jìn)行校對(duì)，確保其準(zhǔn)確性。

1 結(jié)構(gòu)模型的建立

下面針對(duì)通過(guò)使用Excel軟件對(duì)CAD中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)線束回路明細(xì)的快速制作的目的，并對(duì)回路中線徑、線色等必要信息進(jìn)行校對(duì)，進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)分析。

1.1 設(shè)計(jì)思路

結(jié)構(gòu)模型的建立，首先要明確此方法設(shè)計(jì)的直接目的，即為線束2D圖紙繪制準(zhǔn)確的回路明細(xì)，其功能實(shí)現(xiàn)的核心部分是可以在CAD和Excel之間實(shí)現(xiàn)表格功能轉(zhuǎn)換的TrueTable軟件和編譯在Excel中的對(duì)比分析邏輯公式。

出于對(duì)CAD圖紙中表格需要和Excel中表格互相轉(zhuǎn)換的要求，查找相關(guān)軟件，可以查詢(xún)到VeryTable和TrueTable兩款軟件可以嵌入到AUTO CAD軟件中，但是VeryTable只能實(shí)現(xiàn)由CAD導(dǎo)出表格到Excel中，并不能實(shí)現(xiàn)由Excel導(dǎo)入到CAD軟件中，但TrueTable可以實(shí)現(xiàn)雙向?qū)牍δ?，因此，使用TrueTable軟件來(lái)測(cè)試。軟件界面如圖1所示。

為了保證導(dǎo)出的表格與Excel中的標(biāo)題一致，因此，需保證Excel中表格標(biāo)題按照表1中的格式設(shè)置，線束圖中插接件附近的插接件管腳定義表格按照?qǐng)D2的結(jié)構(gòu)設(shè)置。

在線束2D圖紙的回路明細(xì)模板 （表2）中可以看出，從CAD中導(dǎo)入到Excel中的插接件針腳定義（表1）與圖紙的回路明細(xì)相關(guān)信息顯示的不一致，并且線束回路明細(xì)表是需要將每個(gè)回路兩端的插接件管腳定義綜合來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，這就需要在Excel表格中進(jìn)行一系列邏輯性的對(duì)比分析 （圖3），在對(duì)比分析的表格中，增加了回路個(gè)數(shù)校對(duì)、線截面的校對(duì)以及顏色的校對(duì)。

表1 導(dǎo)出表格格式

表2 線束圖中回路明細(xì)模板

最終，按照與線束2D圖紙的回路明細(xì)一致的Excel表格 （圖4）來(lái)調(diào)取整理結(jié)果。同時(shí)，在表格的最后3列，將線徑、顏色、回路個(gè)數(shù)的對(duì)比分析的結(jié)果顯示在這里，如果相應(yīng)的回路線徑、顏色或者回路號(hào)產(chǎn)生錯(cuò)誤，Excel會(huì)直觀地在當(dāng)前回路所在的行后面以特殊顏色和文字來(lái)提醒設(shè)計(jì)人員。

如果最后調(diào)取的結(jié)果中回路個(gè)數(shù)、線徑、顏色都未提示錯(cuò)誤，當(dāng)前狀態(tài)就可以進(jìn)行導(dǎo)入到CAD圖紙的操作 （圖5），達(dá)到此方法設(shè)計(jì)的目的。

至此，線束回路圖快速制作的模型構(gòu)建完成，各軟件之間的流程如圖6所示。

從圖6可以看出，在軟件的使用過(guò)程中，第1步在首次安裝完成以后，再不需要進(jìn)行任何重復(fù)操作，第3步和第4步是通過(guò)軟件自動(dòng)計(jì)算的過(guò)程，同樣不需要進(jìn)行操作，需要進(jìn)行操作的只有第2步和第5步。也就是說(shuō)，只需要進(jìn)行導(dǎo)出表格和將輸出結(jié)果導(dǎo)入到CAD圖紙中的兩步操作。兩步驟之間也不需要進(jìn)行時(shí)間等待，軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算并實(shí)時(shí)生成輸出結(jié)果。

1.2 控件使用與公式編譯

1.2.1 控件使用

控件的使用關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)前對(duì)軟件的默認(rèn)屬性的設(shè)置。

1）輸出時(shí)，TrueTable應(yīng)設(shè)置為連續(xù)輸出，否則會(huì)大大增加操作時(shí)的工作量。同時(shí)，須設(shè)置輸出時(shí)將CAD文件中的表格直接輸出至關(guān)聯(lián)到當(dāng)前打開(kāi)的編譯后的程序所在的Excel表格。

2）輸入時(shí)，須設(shè)置僅輸入Excel選擇區(qū)域，這樣可以選擇性地將Excel表格分幾次導(dǎo)入到CAD中，同時(shí)也可以將指定的Excel區(qū)域更新到CAD圖紙的回路明細(xì)中。

3）在CAD軟件中，需要設(shè)置基礎(chǔ)sheet、計(jì)算sheet、輸出sheet等單獨(dú)分類(lèi)顯示各部分工作內(nèi)容的工作表。

4）所有插接件端子定義的結(jié)構(gòu)須與Excel表格中預(yù)先設(shè)定的標(biāo)題一致。

5）在Excel所有工作區(qū)內(nèi)，將編譯的對(duì)比分析公式設(shè)置完成后，須鎖定所有可操作區(qū)域，不可對(duì)相應(yīng)單元格進(jìn)行編輯，以免造成公式的意外更改。

6）如輸出sheet中任何回路后的回路個(gè)數(shù)、線徑或顏色提示錯(cuò)誤字樣，不得進(jìn)行輸出到CAD的操作，須進(jìn)行查找校對(duì)。

1.2.2 邏輯編譯

1）計(jì)算sheet

回路號(hào)——引用基礎(chǔ)sheet中每一個(gè)不重復(fù)的回路號(hào)。

回路數(shù)量——按照回路號(hào)計(jì)算基礎(chǔ)sheet中相同回路號(hào)的數(shù)量，如數(shù)量不是2，則提示 “回路出錯(cuò)”。

線徑校對(duì)——按照回路號(hào)從基礎(chǔ)sheet中找到每個(gè)回路第2個(gè)位置后的線徑，與第1個(gè)位置后的線徑進(jìn)行對(duì)比，如不一致，則提示 “線徑出錯(cuò)”。

顏色校對(duì)——按照回路號(hào)從基礎(chǔ)sheet中找到每個(gè)回路第2個(gè)位置后的顏色，與第1個(gè)位置后的顏色進(jìn)行對(duì)比，如不一致，則提示 “顏色出錯(cuò)”。

回路來(lái)自——引用基礎(chǔ)sheet中每一個(gè)回路所在的插接件名稱(chēng)。

來(lái)自孔位——引用基礎(chǔ)sheet中每一個(gè)回路前面的孔位號(hào)。

回路去向——找到每一個(gè)回路的第2個(gè)位置，并引用這個(gè)回路位置所在的插接件名稱(chēng)。

去向孔位——找到每一個(gè)回路的第2個(gè)位置，并引用這個(gè)回路位置前面的孔位號(hào)。

2）輸出sheet

線號(hào)——引用基礎(chǔ)sheet中每一個(gè)不重復(fù)的回路號(hào)碼。

起點(diǎn)——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用計(jì)算sheet中對(duì)應(yīng)的 “回路來(lái)自”。

孔位——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用計(jì)算sheet中對(duì)應(yīng)的 “來(lái)自孔位”。

去向——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用計(jì)算sheet中對(duì)應(yīng)的 “回路去向”。

孔位——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用計(jì)算sheet中對(duì)應(yīng)的 “去向孔位”。

線截面——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用基礎(chǔ)sheet中對(duì)應(yīng)的 “線截面”。

顏色——按照線號(hào)中每一個(gè)回路引用基礎(chǔ)sheet中對(duì)應(yīng)的 “顏色”。

回路個(gè)數(shù)——校對(duì)列，如計(jì)算sheet中的回路數(shù)量中提示 “回路出錯(cuò)”，則相同線號(hào)后面的此列顯示 “回路出錯(cuò)”，否則不顯示。

線徑——校對(duì)列，如計(jì)算sheet中的線徑校對(duì)中提示 “線徑出錯(cuò)”，則相同線號(hào)后面的此列顯示“線徑出錯(cuò)”，否則不顯示。

顏色——校對(duì)列，如計(jì)算sheet中的顏色校對(duì)中提示 “顏色出錯(cuò)”，則相同線號(hào)后面的此列顯示“顏色出錯(cuò)”，否則不顯示。

2 測(cè)試與結(jié)果

2.1 試驗(yàn)項(xiàng)目與條件

2.1.1 完整性測(cè)試

完整性測(cè)試用于測(cè)試使用此制作方法進(jìn)行線束回路明細(xì)繪制的結(jié)果是否包含了線束圖紙中所有線束的回路，每個(gè)回路中是否包含了回路兩端電器名稱(chēng)、所在插接件孔位號(hào)、回路的線徑、顏色等所有需求信息，測(cè)試結(jié)果是否全面。

以某款車(chē)型的前艙線束為例:該線束有30個(gè)插接件，20個(gè)焊點(diǎn)，共有152個(gè)回路。在此圖紙上進(jìn)行線束回路明細(xì)的快速制作，確認(rèn)使用此設(shè)計(jì)方法制作的線束回路明細(xì)的完整性，測(cè)試結(jié)果與圖紙中原來(lái)的線束回路明細(xì)進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)所有回路均已經(jīng)在此結(jié)果中完整體現(xiàn)，并包含所有預(yù)設(shè)條件，以此圖紙定義為測(cè)試模型1。

2.1.2 準(zhǔn)確性測(cè)試

準(zhǔn)確性測(cè)試用于驗(yàn)證使用此設(shè)計(jì)方法進(jìn)行線束回路制作的結(jié)果與圖紙端子定義的一致性，當(dāng)線束2D圖中的插接件端子定義中的回路號(hào)碼、線束截面積或者線束顏色發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，此模型是否能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地檢測(cè)到錯(cuò)誤的存在，并且顯示出相應(yīng)的警告來(lái)提示用戶。

以某款車(chē)型的2號(hào)線束為例:該線束有34個(gè)插接件，共有126個(gè)回路，在此圖紙上進(jìn)行線束回路明細(xì)的快速制作，確認(rèn)使用此設(shè)計(jì)方法制作的線束回路明細(xì)的準(zhǔn)確性，確認(rèn)快速制作的回路明細(xì)結(jié)果與線束端子定義的一致性，結(jié)果中每個(gè)回路的兩端電器部件名稱(chēng)及孔位號(hào)是否與圖紙中相同，以此圖紙定義為測(cè)試模型2。

為進(jìn)一步測(cè)試當(dāng)線束圖紙上的插接件定義中的回路號(hào)、線徑或者線色出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，設(shè)計(jì)方法的輸出sheet中是否能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地使用特殊顏色、特殊文字來(lái)提示用戶，在測(cè)試模型1測(cè)試成功的基礎(chǔ)上，更改模型1中的5處線束回路編號(hào)、線徑、顏色。重新使用該繪制方法進(jìn)行線束回路明細(xì)繪制，查看輸出結(jié)果是否滿足預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，以此圖紙定義為測(cè)試模型3。

2.1.3 時(shí)效性測(cè)試

時(shí)效性測(cè)試用于測(cè)試使用此制作方法進(jìn)行線束回路明細(xì)繪制所需的時(shí)間與手動(dòng)、肉眼繪制回路明細(xì)所需時(shí)間之間的差別，確認(rèn)使用此方法相對(duì)于傳統(tǒng)方法的時(shí)效優(yōu)勢(shì)。

以某款車(chē)型的儀表板線束為例:該線束有52個(gè)插接件，43個(gè)焊點(diǎn)，共有270個(gè)回路，在此圖紙上進(jìn)行線束回路明細(xì)的快速制作，確認(rèn)使用此設(shè)計(jì)方法制作線束回路明細(xì)所需的時(shí)間，以此圖紙定義為測(cè)試模型4。

在此時(shí)效性測(cè)試基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行一次傳統(tǒng)回路明細(xì)繪制，用來(lái)計(jì)算傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式繪制測(cè)試模型4中所有回路明細(xì)所需要的時(shí)間，包含回路校對(duì)的時(shí)間，以此來(lái)對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與本設(shè)計(jì)方法之間的時(shí)效區(qū)別。

2.2 結(jié)果

經(jīng)過(guò)測(cè)試，測(cè)試模型在進(jìn)行線束回路導(dǎo)入時(shí)，表格拆分準(zhǔn)確，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析并調(diào)取后的結(jié)果完整，不缺少任何條目，不出現(xiàn)任何錯(cuò)誤條目；當(dāng)設(shè)計(jì)有錯(cuò)誤的線徑、線色和回路號(hào)出現(xiàn)時(shí)，測(cè)試模型能實(shí)時(shí)顯示對(duì)用戶的警告，并且準(zhǔn)確性高。測(cè)試過(guò)程所用時(shí)間較短，僅用傳統(tǒng)操作方法不到1／10的時(shí)間。相對(duì)于回路較多、圖面復(fù)雜的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，此模型的時(shí)效性將更為明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)針對(duì)汽車(chē)線束回路明細(xì)進(jìn)行設(shè)計(jì)快速制作模型，并對(duì)其進(jìn)行了完整性與準(zhǔn)確性測(cè)試，確認(rèn)該快速制作模型滿足線束設(shè)計(jì)過(guò)程中線束回路明細(xì)的制作方式要求，并且滿足完整性和準(zhǔn)確性要求。同時(shí)，該模型操作簡(jiǎn)單，人為產(chǎn)生錯(cuò)誤的幾率大大降低，時(shí)效性在此模型使用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯。因此，該模型具有較高的實(shí)用性和可行性。