特種車輛三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用思考

黃煒石

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，特種車輛的數(shù)量逐年增加，成為保障我國社會生產(chǎn)生活正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。由于特種車輛在設(shè)計上與普通車輛存在一定的差別，因此要想保障特種車輛的質(zhì)量，就應(yīng)該采取具有針對性的工藝技術(shù)。但是，在當前特種車輛的現(xiàn)場布線中依舊存在很多問題，比如布線設(shè)計圖樣的可讀性較差、生產(chǎn)效率低等，這些問題會影響特種車輛的使用。因此，應(yīng)該將三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用于特種車輛的設(shè)計當中，提升特種車輛的可靠性。文章將通過介紹三維布線的基本流程，探索特種車輛的Pro/E軟件三維布線工藝技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：特種車輛；三維布線；工藝技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TP391.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0104-02

Abstract： With the continuous development of China's economy， the number of special vehicles is increasing year by year， which has become the key to ensure the normal operation of social production and life in our country. Because there are some differences between special vehicles and ordinary vehicles in design， in order to ensure the quality of special vehicles， we should adopt targeted technology. However， there are still many problems in the field wiring of special vehicles， such as poor readability of wiring design， low production efficiency and so on. These problems will affect the use of special vehicles. Therefore， the three-dimensional wiring technology should be applied to the design of special vehicles to improve the reliability of special vehicles. By introducing the basic process of 3D routing， this paper explores the application of 3D routing technology of Pro/E software for special vehicles.

Keywords： special vehicle； 3D wiring； process technology； application

在特種車輛當中，空調(diào)、控制系統(tǒng)、電子設(shè)備機柜、配電箱、通風扇和照明燈等部件之間的連接，都要通過纜線來完成，因此在特種車輛的設(shè)計過程中應(yīng)該特別注重對于纜線的設(shè)計，這是保障特種車輛系統(tǒng)各部分有效連接的關(guān)鍵，也是提升特種車輛安全性與功能性的重要途徑。在整機結(jié)構(gòu)、電氣部分設(shè)計和加工完成后，現(xiàn)場布線的方式才能夠得到應(yīng)用。往往更改設(shè)計和重新加工結(jié)構(gòu)件的情況，會由于未能滿足相關(guān)布線需求而出現(xiàn)，比如未能滿足電磁兼容、布線空間和線束加固等。這就會造成生產(chǎn)效率的降低，給設(shè)計單位造成嚴重的經(jīng)濟損失。設(shè)計精度較低、勞動強度較高、產(chǎn)品質(zhì)量較差和設(shè)計圖樣可讀性較差等，也是在傳統(tǒng)布線工藝中存在的弊端，嚴重影響特種車輛的可靠性。因此，應(yīng)該研究三維布線工藝技術(shù)在特種車輛中的應(yīng)用，解決布線設(shè)計中存在的問題。

1 特種車輛三維布線設(shè)計流程分析

在采用三維布線技術(shù)時，要用到相關(guān)的三維設(shè)計軟件，并能夠以電氣接線設(shè)計圖和三維結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，實現(xiàn)立體線纜的布設(shè)，以提高布線設(shè)計的合理性。在汽車行業(yè)、飛行器行業(yè)、船舶行業(yè)和電子設(shè)備行業(yè)等領(lǐng)域，三維布線技術(shù)受到了廣泛歡迎，消除了傳統(tǒng)布線工藝中的弊端，提升了布線設(shè)計的可靠性，促進了我國現(xiàn)代化建設(shè)的進程。在三維布線的過程中，建立三維模型至關(guān)重要，而三維模型的制作也有許多軟件可以選擇。Pro/E軟件的應(yīng)用，能夠在布線設(shè)計中對特種車輛的結(jié)構(gòu)模型、工藝布線模型等進行清晰定位，明確其空間和位置，具有直觀且形象的特點[1]。

三維布線設(shè)計的基本流程為：創(chuàng)建布線幾何→線纜線束劃分→布線路徑規(guī)劃→三維布線→線束系統(tǒng)三維圖→線束試制→認可、批量生產(chǎn)。簡化和修訂結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機，是創(chuàng)建布線幾何的主要內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)幾何模型的生成，以保障三維布線工作的開展；線纜連接表是線纜線束劃分的主要參照，在劃分的過程中需要考慮到線纜的連接方向和電氣特性等，能夠?qū)崿F(xiàn)多個線束的有效劃分，并與線束零件進行對應(yīng)；線束折彎半徑、走線干涉性和電磁兼容，是在規(guī)劃布線路徑時需要考慮的關(guān)鍵內(nèi)容，線纜線束連接路徑要在布線幾何上進行創(chuàng)建；在創(chuàng)建三維布線中線束零件時，以劃分完成的線束為基礎(chǔ)，電纜和線束內(nèi)導線在線束零件中的布設(shè)，應(yīng)該嚴格以布線路徑為依據(jù)；線束的展平需要利用線束系統(tǒng)二維圖，并能夠根據(jù)不同的需求進行展平，實現(xiàn)二維線纜平面圖的創(chuàng)建；之后需要在布線工裝上規(guī)劃布線路徑，完成線束試制工作，在此過程中以線束系統(tǒng)二維圖為基礎(chǔ)，批量生產(chǎn)之前應(yīng)該進行安裝驗證。

2 特種車輛三維布線工藝技術(shù)分析

2.1 布線圖樣設(shè)計

線束制作圖和布線裝配工程圖，是三維布線設(shè)計輸出圖樣的兩種形式。在整機布線的過程中，生產(chǎn)制作線束線扎時，需要用到線束制作圖，能夠通過Pro/E軟件的應(yīng)用，在三維布線模型的基礎(chǔ)上進行科學計算，實現(xiàn)線束制作圖的生成。而對于整車線纜布設(shè)狀態(tài)時，則需要用到布線裝配工程圖，在三維布線設(shè)計的數(shù)字化樣機的基礎(chǔ)上，提升狀態(tài)表達的科學性與精確度。布線裝配工程圖的應(yīng)用，能夠保障生產(chǎn)中特種車輛的線纜布設(shè)符合相關(guān)設(shè)計理念，提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時，能夠保障產(chǎn)品的一致性。制作三維PDF的數(shù)字化圖樣時，可以應(yīng)用數(shù)字化樣機模型或者數(shù)字化樣機的投影視圖、軸測圖等。布線圖樣設(shè)計應(yīng)用于特種車輛的設(shè)計當中，能夠有效提升設(shè)計的效率和質(zhì)量，保障特種車輛的可靠性。

2.2 空間布線技術(shù)

特種車輛的應(yīng)用與普通車輛不同，這就要求在布線設(shè)計時也應(yīng)該與普通車輛額定布線設(shè)計有所區(qū)分，提升布線設(shè)計的質(zhì)量、完善布線設(shè)計的方式，這樣才能夠保障特種車輛的設(shè)計合理，提升其應(yīng)用價值。首先，在特種車輛的布線設(shè)計過程中，應(yīng)該保障電纜布設(shè)空間走線軌跡的科學性與清晰性，避免出現(xiàn)電纜之間的相互干擾現(xiàn)象，提升走線軌跡的美觀性。其次，線纜的應(yīng)力釋放是在布設(shè)電纜時需要考慮的重要問題，能夠提升車載電子設(shè)備方艙的機動性。在布設(shè)電纜的過程中，也應(yīng)該對松動情況進行嚴格檢查，能夠避免出現(xiàn)電纜和設(shè)備接插件受力的狀況，保障系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

自由布線和網(wǎng)絡(luò)布線等，是三維布線設(shè)計中三維軟件布線模塊的主要功能，不能夠?qū)υO(shè)計中單根線纜在線纜束中的排布位置進行有效控制，因此軟件布線模塊中的布線功能就不能夠得到有效應(yīng)用[2]。為了對工藝參數(shù)進行有效確定，可以利用空間布線技術(shù)進行有效處理，主要是對線纜空間位置點的設(shè)計來完成，能夠有效確定各線纜長度、三維模型中連接器端線纜應(yīng)力釋放的彎曲、分支線纜束匯入主線束和主線束引出分支線纜束的位置及彎曲、各線纜束與結(jié)構(gòu)件的相對位置、線纜束外直徑和線纜束轉(zhuǎn)彎半徑等?？臻g布線技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效保障線纜和線纜束符合實際情況，避免出現(xiàn)設(shè)計結(jié)果與布線狀況不一致的問題，提升特種車輛的可靠性。

3 特種車輛三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用

3.1 設(shè)計三維布線

PTC公司開發(fā)的Pro/E軟件，能夠在三維布線設(shè)計中起到關(guān)鍵作用，其中的功能模塊包括了管道樣布線和鈑金等，能夠保障三維布線和三維圖形設(shè)計同時進行，提升特種車輛三維布線設(shè)計的效率。Pro/E軟件的應(yīng)用，是保障特種車輛布線設(shè)計效果的重要基礎(chǔ)和前提，是特種車輛三維布線設(shè)計中應(yīng)用十分廣泛的一種軟件。

對于相關(guān)結(jié)構(gòu)的簡化，比如插箱、骨架和車內(nèi)安裝附件等，需要應(yīng)用結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機來完成，結(jié)構(gòu)設(shè)計師專門負責結(jié)構(gòu)數(shù)字化樣機的提供，能夠保障布線幾何創(chuàng)建的有效性。接線端口設(shè)置于布線幾何中時，需要考慮到布線的合理性與美觀性，線纜是特種車輛內(nèi)部接線的主要形式，而且線纜具有較長的長度，因此可以將連接器內(nèi)部引腳設(shè)置為一點，能夠提升線纜布設(shè)的合理性。走線路徑的設(shè)計，應(yīng)該以線纜連接關(guān)系表為依據(jù)，此線纜連接關(guān)系表由電訊設(shè)計師負責提供。之后完成整車的三維布線，不同線束可以通過顏色的差異進行區(qū)分[3]。

3.2 設(shè)計布線圖

線束裝配圖和釘板圖的生成，能夠由Pro/E軟件中的線束自動展開模塊完成，在線束制作的過程中需要應(yīng)用釘板圖，在導線束安裝的過程中需要應(yīng)用裝配圖。線束制作路徑的規(guī)范應(yīng)在布線工裝上完成 ，并以釘板圖為依據(jù)。在某項目中，布線面板、腳輪、支承結(jié)構(gòu)和固定線夾是布線工裝的主要組成部分，2400mm×1200mm是平面的可使用范圍，500-1700mm是高度的可使用范圍，15°為布線面板傾斜角。多個布線工裝拼接的方式，可以應(yīng)用于線束較大的情況中，能夠?qū)崿F(xiàn)操作范圍的增加，有效保障布線圖設(shè)計的高效性，提升布線圖設(shè)計的質(zhì)量。在特種車輛的所有線束制作過程中，這種形式的布線工裝都體現(xiàn)出了強大的適用性，線夾位置的更換是在線束制作中的主要工作，簡單易操作，能夠?qū)崿F(xiàn)線束的定位和支承，提升設(shè)計效果。上述方法的應(yīng)用，能夠便于安裝和拆卸，也使得布線更加牢固，能夠有效避免出現(xiàn)松動的狀況[4]。

3.3 線束制作

線束制作需要在布線工裝上進行，并能夠以線束明細表和釘板圖為依據(jù)。在完成線束制作后，應(yīng)該保障安裝和修正過程的嚴謹性，保障工藝樣圖在大批量生產(chǎn)中起到有效作用，滿足特種車輛的要求。三維布線技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到有效提升，能夠避免傳統(tǒng)布線工藝中出現(xiàn)的各種問題，保障了特種車輛的設(shè)計質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在當前特種車輛的設(shè)計中，三維布線技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并能夠解決傳統(tǒng)布線方法中的布線設(shè)計圖樣的可讀性較差、生產(chǎn)效率低等問題。布線設(shè)計在精確布線工藝參數(shù)的指導下，能夠大幅提升設(shè)計的科學性。三維布線的設(shè)計、布線圖的設(shè)計和線束制作，是整個設(shè)計工藝中的核心內(nèi)容，應(yīng)該保障設(shè)計過程嚴格按照相關(guān)標準和規(guī)范進行，提升Pro/E軟件的應(yīng)用水平，實現(xiàn)特種車輛的不斷優(yōu)化。

參考文獻：

[1]王騰，王俊祥，戚寶運，等.特種車輛三維布線工藝技術(shù)應(yīng)用研究[J].新技術(shù)新工藝，2017（11）：1-3.

[2]張兆森.基于Pro/E的三維布線設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)及干涉檢查研究[D].太原理工大學，2017.

[3]郭林松，邱兆義，趙立博.利用PRO/E進行三維布線工藝設(shè)計[J].船電技術(shù)，2014，34（01）：5-7.

[4]米西來，劉鵬.Pro/E線纜三維布線及生產(chǎn)應(yīng)用[J].艦船電子工程，2009，29（03）：183-185.