SuperHarness軟件在配網(wǎng)電柜三維布線設(shè)計中的應(yīng)用

洪偉 劉春桂 沈晗

（常州博瑞電力自動化設(shè)備有限公司 江蘇省常州市 213025）

配網(wǎng)電柜正朝著緊湊型方向發(fā)展，使得局部位置布線較困難。由于工期普遍較短，圖紙設(shè)計占用時間較多，裝配接線時間則不足，往往導(dǎo)致配網(wǎng)電柜延遲交貨，不僅影響了企業(yè)的信譽，也不利于企業(yè)提高市場競爭力！目前，配網(wǎng)電柜采用串行生產(chǎn)工序，導(dǎo)致生產(chǎn)加工周期較長，如圖1所示。各工序銜接也不緊密，工時浪費多。導(dǎo)線長度無法精確，導(dǎo)線裁剪浪費嚴重。

針對上述這些問題，引進SuperHarness 軟件，在器件采購、鈑金加工等柜體加工裝配環(huán)節(jié)，同步進行三維布線設(shè)計，根據(jù)SuperHarness 軟件生成的導(dǎo)線加工單及釘板布線圖，完成導(dǎo)線的精確裁剪、套號碼管及冷壓接頭壓接，預(yù)制整體線束，如圖2所示。三維布線設(shè)計可有效縮短加工周期、減少導(dǎo)線浪費、提高生產(chǎn)效率、也利于量產(chǎn)。

1 SuperHarness軟件1:1仿真

1.1 柜體建模

柜體建模有2D 手動建模和3D 提取法建模兩種方式：2D 手動建模只需確定器件安裝和走線路徑所在平面大小及其空間相對位置，通過三維坐標系完成柜體建模，對結(jié)構(gòu)細節(jié)要求低，信息不全時首選該法；3D 提取法建模是常規(guī)用法，其基于Creo 三維軟件打開配網(wǎng)電柜三維模型，將需要安裝器件及布線路徑的相關(guān)面全部提取出來，如圖3所示。最后將建立的柜體模型保存為sat 文件。

1.2 器件建模

打開SuperHarness 軟件操作界面，在器件模型庫中逐一匹配所有型號的器件。對于缺少的器件，可在器件模型庫中根據(jù)器件外形逐一新建1:1 三維模型，然后對器件模型定義相應(yīng)的電氣接線屬性及相關(guān)參數(shù)，如：器件名稱、接線標號、導(dǎo)線線徑、導(dǎo)線顏色、冷壓接頭型號、出線方向、安裝面、安裝方向、安裝角度等等，如圖4所示。

圖1：串行生產(chǎn)工序

圖2：并行生產(chǎn)工序

圖3：3D 提取法柜體建模

1.3 編輯柜體模型及導(dǎo)入電氣接線信息

1.3.1 編輯柜體模型

在SuperHarness 軟件操作界面上打開已建立的柜體模型sat 文件，然后進行柜體識別，如圖5所示。定義柜體模型基準參考方向后，分別對需要安裝器件及布線路徑的相關(guān)面板進行逐一識別定義，識別定義面板不僅便于后續(xù)器件的分板操作，也便于布線及走線路徑的規(guī)劃。

1.3.2 導(dǎo)入電氣數(shù)據(jù)

將Eplan 電氣軟件導(dǎo)出的：器件明細Bom.xlsx、端子表Terminal.xlsx、接線關(guān)系表Interconnect_diagram.xlsx 分別導(dǎo)入SuperHarness 軟件管理器界面中對應(yīng)的明細表、端子表和接線表等功能塊下，然后將所有器件分配定義到所屬的面板上，如圖6所示。再根據(jù)鈑金上器件安裝孔及導(dǎo)軌位置，將各器件放置在相應(yīng)的位置。

圖4：器件建模

圖5：柜體模型識別

圖6：導(dǎo)入電氣數(shù)據(jù)

圖7：布線效果

圖8：預(yù)制的成品線束

圖9：線束與柜體完成裝配

1.4 布線路徑設(shè)計

根據(jù)走線盡量保持橫平豎直、選擇最短路徑的布線總體工藝要求，來規(guī)劃設(shè)計具體的走線路徑。在實際安裝線槽的位置，繪制1:1實體線槽以規(guī)定布線路徑；對于不需要安裝線槽的布線路徑，采用繪制虛擬線槽。對于有特殊電磁兼容要求的，需盡量分開布線，避免對信號產(chǎn)生干擾。所有過門線、穿孔線及過板線必需設(shè)置集線器并定義好去向面板，從而確保所有布線路徑的連貫性。最后，點擊自動布線，SuperHarness軟件可以自動生成布線效果圖，如圖7所示。

1.5 輸出導(dǎo)線加工單和釘板布線圖

根據(jù)布線效果圖，逐一檢查導(dǎo)線出線方向、走線路徑、彎曲弧度、是否滿足布線設(shè)計要求，是否存在接線錯誤、漏接線、未接線及斷線等問題。檢查無誤后，可整體輸出導(dǎo)線加工單及釘板布線圖，也可根據(jù)器件類型、線徑大小及器件位置等要求分類輸出多個導(dǎo)線加工單及釘板布線圖CAD 文件。

2 預(yù)制線束

2.1 自動下線

將SuperHarness 軟件輸出的導(dǎo)線加工單通過USB 接口一鍵導(dǎo)入全自動下線機，操作員根據(jù)導(dǎo)線加工單對導(dǎo)線的型號、號碼管、冷壓接頭型號與進料單元進行匹配，由全自動下線機完成導(dǎo)線裁剪、導(dǎo)線剝皮、號碼管打印、號碼管穿套、壓接冷壓接頭，完成自動下線作業(yè)。

2.2 智能布線

將SuperHarness 軟件輸出的釘板布線圖CAD 文件進行加亮顯示編輯，然后導(dǎo)入智能布線平臺。在智能布線平臺上合理放置開發(fā)設(shè)計的專用工裝，用于固定線束。布線人員在智能布線平臺上根據(jù)導(dǎo)線路徑1:1 加亮顯示的引導(dǎo)進行逐一布線，直至完成整個線束的預(yù)制工作，如圖8所示。

3 線束與柜體進行裝配

待柜體加工裝配完成后，可直接將預(yù)制的成品線束與柜體進行裝配。將成品線束主干和分干放置到對應(yīng)的線槽內(nèi)，將所有分支上的甩線頭分別從器件接線位置對應(yīng)的線槽孔內(nèi)穿出；無線槽的走線路徑可先粘貼固定座，然后用扎帶綁扎線束主干和分干。最后，將線束上所有冷壓接頭緊固到對應(yīng)的器件接線孔內(nèi)，完成線束與柜體的裝配作業(yè)，如圖9所示。

4 結(jié)束語

隨著SuperHarness 軟件在配網(wǎng)電柜三維布線設(shè)計中的逐步推廣應(yīng)用，使得并行生產(chǎn)工序取替原來串行生產(chǎn)工序變成現(xiàn)實，大大縮短了產(chǎn)品加工周期；導(dǎo)線長度的精確性較高，減少了導(dǎo)線的大量浪費；工序間銜接緊密，顯著提高了生產(chǎn)效率；線束可進行批量生產(chǎn)，使得裝配到柜內(nèi)的線束一致性較好。對于提升企業(yè)的市場競爭力具有一定的積極意義！