運(yùn)用Capital 進(jìn)行汽車線束的變形設(shè)計(jì)

竇明佳， 汪西光， 白云騰

（東風(fēng)汽車股份有限公司商品研發(fā)院， 湖北 武漢 430056）

1 引言

在商用車領(lǐng)域，因?yàn)槭袌龊涂蛻舻男枨?，同一車型平臺會有不同軸距以及相同零部件在底盤不同位置布置的情況，軸距和電器零部件位置的變化會同時(shí)引起汽車線束長度以及分支節(jié)點(diǎn)位置的變化，而線束長度的變化和節(jié)點(diǎn)位置的變化如何有效管理是商用車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)。Capital Plaform是Mentor Graphics公司的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成環(huán)境，涵蓋了功能設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、線束設(shè)計(jì)到線束制造以及電子化維修服務(wù)文檔的全流程設(shè)計(jì)工具，其變形管理和配置管理的功能可避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中大量的重復(fù)人工操作，減輕設(shè)計(jì)人員工作量，提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性［1］。

圖1 D92-070/071/080車型軸距變化

2 常見商用車線束變形種類

如圖1所示同平臺的3個(gè)不同純電動輕卡車型D92-070、D92-071和D92-080，其存在2種變形。

1） 軸距變化：D92-070、D92-071軸距為2800mm，而D92-080軸距為3200mm，因此車架線束的長度隨軸距也要進(jìn)行相應(yīng)的變化，針對該變形我們在Capital Project選項(xiàng)維護(hù)中建立短軸距［SWB］和長軸距［LWB］2個(gè)變形代碼。

2） 布置位置變化：D92-070、D92-071車型與D92-080車型因?yàn)榭偛贾玫淖兓囕d充電機(jī)的位置不同，其位置變化如圖2所示，針對不同車型相同零部件布置位置的變化我們在Capital Project選項(xiàng)維護(hù)中建立［D92070］、［D92071］以及［D92080］3個(gè)變形代碼。

D92-070、D92-071、D92-080車型在上述2個(gè)變形的基礎(chǔ)上，同時(shí)存在不同車型配置的差異，其配置選項(xiàng)差異見表1。

圖2 D92-070/071/080車型車載充電機(jī)位置的變化

表1 車型配置差異表

3 綜合布線（CWS）

表1的配置差異我們可在Capital Integrator中車型定義時(shí)進(jìn)行相應(yīng)選項(xiàng)的勾選 （圖3），并運(yùn)行CWS （綜合布線），在滿足相應(yīng)的約束條件下綜合布線自動執(zhí)行必要的步驟為每個(gè)車型生成相應(yīng)的線束等級（滿足車型配置要求的線束零件），若存在兩個(gè)車型配置選項(xiàng)完全相同，只存在一項(xiàng)變形的情況，我們在綜合布線操作時(shí)取消勾選合并相同線束等級選型，CWS會自動生成兩個(gè)配置選型相同但變形代碼不同的線束等級。

4 線束同步

在Capital Integrator中完成車型定義和綜合布線運(yùn)算生成線束等級并進(jìn)行DRC （設(shè)計(jì)規(guī)則檢查） 后，接下來通過在Capital HarnessXC中進(jìn)行線束同步可將拓?fù)湓O(shè)計(jì)的所有信息［導(dǎo)線 （Wire）、線束等級 （HarnessLevel）、線束段 （Bundle）、焊接點(diǎn) （Splice） 等］ 同步到線束2D圖紙中，并在Capital HarnessXC中進(jìn)行線束等級映射操作，可自動生成線束衍生信息表 （圖4），該衍生信息表包含了所有的線束等級、每個(gè)線束等級對應(yīng)的變形代碼以及配置代碼。

圖3 Capital Integrator車型定義

圖4 Capital HarnessXC中線束衍生信息表

5 變形的圖紙表達(dá)方式

1） 線束長度變形的圖紙表達(dá)：對于軸距不同引起的線束段長度的差異如何在線束圖紙中標(biāo)識，除了上述線束等級衍生信息表外還需要在線束圖紙中相應(yīng)的變形線束段附近插入變形表（圖5），變形表顯示了該線束端不同變形代碼所對應(yīng)的線束長度。

圖5 線束段變形表

2） 線束節(jié)點(diǎn)分支位置變形的圖紙表達(dá)：對于因?yàn)榱悴考贾梦恢玫牟町悓?dǎo)致的線束2D圖紙中線束節(jié)點(diǎn)位置的變化，如上D92-070、D92-071、D92-080車型車載充電機(jī)位置的不同可通過在Capital HarnessXC中車載充電機(jī)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建變形位置實(shí)現(xiàn)，如圖6所示在車載充電機(jī)線束分支節(jié)點(diǎn)上通過添加變形位置可將該節(jié)點(diǎn)復(fù)制到圖紙的不同位置，當(dāng)新的變形位置被創(chuàng)建后，相應(yīng)的連接器中的導(dǎo)線也自動連接新的變形節(jié)點(diǎn)，同時(shí)導(dǎo)線后面配置選型會依據(jù)“（導(dǎo)線配置選型）&& （變形代碼）”的規(guī)則自動生成。

6 線束圖紙的分解

通過上述操作我們可將D92-070、D92-071、D92-080三個(gè)車型不同的線束零件、節(jié)點(diǎn)、導(dǎo)線融合在一張圖紙中，有時(shí)為了圖紙信息查閱的方便以及方便指導(dǎo)線束廠線束制作，我們在復(fù)合設(shè)計(jì)完成后可進(jìn)行復(fù)合分解，復(fù)合分解操作會根據(jù)復(fù)合線束中配置選型以及變形代碼在衍生線束中重新生成衍生線束對象，例如對于上述軸距變化引起的變形線束段（N26529-N23354） 在3724080-D92070和3724080-D92071兩個(gè)衍生線束中復(fù)合分解操作自動生成的線束長度為2800，而對于3724080-D92080衍生線束變形線束段 （N26529-N23354） 復(fù)合分解操作后自動生成的線束長度為3200，如圖7所示為復(fù)合分解操作后變形線束段在衍生線束中的表現(xiàn)形式。

圖6 創(chuàng)建線束節(jié)點(diǎn)位置變形

圖7 復(fù)合分解后變形線束段在衍生線束中的表示

同樣的對于線束節(jié)點(diǎn)位置變形復(fù)合分解操作會根據(jù)節(jié)點(diǎn)以及分支線束端上的配置選型和變形代碼自動重新生成衍生線束對象，例如在3724080-D92070以及3724080-D92071兩個(gè)衍生線束中只保留有變形代碼D92070||D92071的線束節(jié)點(diǎn)及分支，而刪除有D92081變形代碼的節(jié)點(diǎn)和分支，而在3724080-D92080該衍生線束中則只保留有變形代碼D92080的線束節(jié)點(diǎn)及分支，刪除有D92070||D92071變形代碼的節(jié)點(diǎn)及相應(yīng)的分支，如圖8所示為復(fù)合分解后變形節(jié)點(diǎn)在衍生線束中的表示形式。

借助于Capital HarnessXC中的復(fù)合分解運(yùn)算可將復(fù)雜配置的多零件融合線束圖紙分解為對應(yīng)單個(gè)零件號的線束圖紙，從而降低圖紙的復(fù)雜性便于線束工廠工藝轉(zhuǎn)化及線束制作，以下為復(fù)合分解運(yùn)算過程中所執(zhí)行的17項(xiàng)操作［2］。

1） 確定刪除的節(jié)點(diǎn)及連接器孔位。

2） 刪除節(jié)點(diǎn)上不屬于衍生線束段配置的零件。

3） 清點(diǎn)多芯線中導(dǎo)線的數(shù)量，如果小于2個(gè)，多芯線被自動刪除。

4） 刪除屬于已經(jīng)刪除導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)的焊接點(diǎn)。

5） 線束段的配置會根據(jù)剩余的零部件和導(dǎo)線進(jìn)行自動剪裁。

6） 檢查線束段的配置是否閉環(huán)。

7） 初始節(jié)點(diǎn)檢查自己是否還在衍生線束上，如果不存在一個(gè)新的起始節(jié)點(diǎn)會被選擇。

8） 沒有孔位的節(jié)點(diǎn)會被刪除。

9） 根據(jù)配置選型及變形代碼不屬于衍生線束的包扎物層會被刪除。

10） 分支被移除后相應(yīng)的分支節(jié)點(diǎn)膠帶也被刪除。

11） 在衍生線束中每一個(gè)焊接點(diǎn)連接的導(dǎo)線數(shù)量會被清點(diǎn)，如果少于3個(gè)，這個(gè)焊接點(diǎn)會被移除而用一根導(dǎo)線替代。

12） 在衍生線束中被移除節(jié)點(diǎn)的附加零件也會被自動移除。

13） 多位置節(jié)點(diǎn)不屬于衍生線束的會被移除。

圖8 復(fù)合分解后變形節(jié)點(diǎn)在衍生線束中的表示

14） 在衍生線束中檢查變形線束端上的變形是否仍然存在，如果存在會發(fā)出錯(cuò)誤警告。

15） 焊接點(diǎn)位置會自動重新定位以優(yōu)化導(dǎo)線長度，同時(shí)連接焊接點(diǎn)的導(dǎo)線自動重新路由。

16） 線束上的盲堵、防水栓、熱縮管、端子等線束附件會自動重新選擇零件號。

17） BOM ID會自動重新生成。

7 結(jié)論

相同平臺車型軸距變化以及相同零部件布置位置的變化在商用車線束的設(shè)計(jì)中會經(jīng)常遇到，本文以實(shí)際項(xiàng)目開展過程的經(jīng)驗(yàn)介紹了運(yùn)用Capital如何有效的進(jìn)行上述兩種變形的線束設(shè)計(jì)，不僅與生成式的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程相吻合，同時(shí)可有效地進(jìn)行變形管理，提高了設(shè)計(jì)品質(zhì)和設(shè)計(jì)效率，同時(shí)在最后著重介紹了Capital HarnessXC中的復(fù)合分解操作，該操作可自動化執(zhí)行生成具體實(shí)例化車型對應(yīng)的線束零件2D圖紙指導(dǎo)線束廠進(jìn)行線束生產(chǎn)。