挖掘機(jī)線束制作方式的優(yōu)化

【摘" 要】電氣設(shè)計(jì)在挖掘機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)中占有很大的比重，針對(duì)電氣設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、效率低的問(wèn)題，本文列舉了主機(jī)廠線束常用的設(shè)計(jì)方法并進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合行業(yè)特征，對(duì)不同方法做篩選，結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)線束設(shè)計(jì)方式的優(yōu)化，可以縮短線束制作時(shí)間，提升線束設(shè)計(jì)效率。

【關(guān)鍵詞】線束制作；方式優(yōu)化；設(shè)計(jì)效率

中圖分類號(hào)：U463.62" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）11-0089-03

Optimization of Excavator Wiring Harness Fabrication Method

ZHAO Long，WU Xiangju，WANG Liangbing，LIU Chen

（Shandong Lingong Construction Machinery Co.，Ltd.，Linyi 276023，China）

【Abstract】Electrical design occupies a large proportion in the whole machine design of excavator，aiming at the problems of long electrical design cycle and low efficiency，the common design methods of wiring harnesses in the host factory were listed and comparative analyzed in the paper to do screening of different methods，combining with the characteristics of the industry. The results show that： through the optimization of wiring harnesses design way，the wiring harnesses production time can be shortened and the design efficiency of wiring harnesses can be improved.

【Key words】wiring harness making；mode optimization；design efficiency

1" 引言

隨著工程機(jī)械行業(yè)市場(chǎng)占有率競(jìng)爭(zhēng)白熱化加劇，縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、上市周期變得尤為重要。在提升通用化程度的大背景下，結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)往往借助原有平臺(tái)，在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，從而衍生出新產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)，因此該部分設(shè)計(jì)起步較早，可以在產(chǎn)品定位完成后著手開(kāi)展工作。

電氣設(shè)計(jì)主要分為電器元件選型和線束制作兩部分，電器元件選型通常依據(jù)工況的使用需求、價(jià)格、廠家品牌力以及電氣相關(guān)參數(shù)（如功率、額定電壓、額定電流、過(guò)載保護(hù)電流、IP防護(hù)等級(jí)、適用溫度范圍等）進(jìn)行選擇。因?yàn)槭窃谝延械男吞?hào)中直接選型，該項(xiàng)工作耗費(fèi)時(shí)間短，通過(guò)與廠家技術(shù)人員、銷售人員溝通，確定年或者月預(yù)計(jì)使用、購(gòu)買的數(shù)量，經(jīng)采購(gòu)與廠家溝通談價(jià)，此工作就可完成。

線束制作由于涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、開(kāi)關(guān)、顯示單元、控制單元、用電負(fù)載、閥控單元等諸多部件，并且需要參考最新的結(jié)構(gòu)件數(shù)模做骨架進(jìn)行布線，因此該部分設(shè)計(jì)具有滯后性。線束設(shè)計(jì)分為主機(jī)廠和線束廠兩部分，主機(jī)廠負(fù)責(zé)線束設(shè)計(jì)的主體任務(wù)，線束廠負(fù)責(zé)線束圖紙的轉(zhuǎn)化，以生成車間可以識(shí)別的圖紙，用于線束布局和制作。在新產(chǎn)品規(guī)劃和上市階段，設(shè)計(jì)周期比較短，這就需要對(duì)不同的出圖方式進(jìn)行比較，選擇用時(shí)較短、信息全面，并且方便線束廠家識(shí)別和轉(zhuǎn)化的線束圖紙表達(dá)形式。

2" 線束設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)途徑

線束設(shè)計(jì)的圖紙制作途徑有兩種方式，一種是通過(guò)Creo集成化軟件的嵌套使用生成設(shè)計(jì)圖紙，一種是通過(guò)不同軟件結(jié)合使用生成設(shè)計(jì)圖紙。這兩種方式都是線束設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)途徑。

2.1" Creo集成化軟件的嵌套使用

Creo集成化軟件的嵌套使用，是利用PTC公司自身的Schematics與Creo三維作圖軟件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的出圖效果，其作圖過(guò)程主要分為原理圖繪制、三維網(wǎng)絡(luò)制作、圖紙展平3部分。Schematics原理示意如圖1所示。Schematics是原理圖繪制軟件，首先把插接器布置在指定的圖幅內(nèi)，依次定義每個(gè)插接器的型號(hào)、針腳、標(biāo)簽等信息，然后導(dǎo)入線表并布線，其中電線規(guī)格常用的有德標(biāo)和日標(biāo)（表1）兩種，可以根據(jù)使用場(chǎng)合，導(dǎo)入對(duì)應(yīng)規(guī)格的線表。布線就是根據(jù)前期定義的線徑、線色、線號(hào)以及線號(hào)與接插器孔位的對(duì)應(yīng)信息，依次選擇對(duì)應(yīng)的電線連通接插器和焊點(diǎn)。在整個(gè)原理圖完成繪制后，最后一步是檢查原理圖的連接有無(wú)錯(cuò)誤并導(dǎo)出文件。原理圖制作是線束出圖的最初始工作，也是整個(gè)過(guò)程的根本，原理圖中插件信息錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致后期導(dǎo)入三維造成關(guān)系的不對(duì)應(yīng)；若是原理圖的連接位置出錯(cuò)，則會(huì)導(dǎo)致生成的二維圖線表信息錯(cuò)誤。因此，必須在此過(guò)程中保持嚴(yán)謹(jǐn)和準(zhǔn)確，才能保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

三維網(wǎng)絡(luò)規(guī)定了線束實(shí)際裝車的具體走向，是線束出圖的主體工程，可以直觀地顯示線束在整車上的布局。根據(jù)電池、電控、電機(jī)、用電器等不同負(fù)載的具體布置，把對(duì)應(yīng)的插件放置在指定位置，從而完成對(duì)插件在整車上的分布。這個(gè)工作可以通過(guò)生成骨架做參考，減少車架、護(hù)頂架、儀表架、機(jī)罩、側(cè)罩等結(jié)構(gòu)件的裝配，防止軟件卡滯、死機(jī)等狀況發(fā)生。使用布線網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)插件，根據(jù)線路連接關(guān)系和不同線徑的折彎半徑，繪制合理的網(wǎng)絡(luò)走向以及羊角點(diǎn)，以保證原理圖導(dǎo)入后，線路能夠成功生成。網(wǎng)絡(luò)完成后，使用檢查連續(xù)性功能，排除網(wǎng)絡(luò)不連續(xù)的狀況。

線束展平是設(shè)計(jì)出圖的最后一步，如圖2所示，展平圖反映了原理圖中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三維中的結(jié)構(gòu)關(guān)系，工作量相對(duì)較大。三維網(wǎng)絡(luò)做好后，首先導(dǎo)入原理圖，指定各個(gè)接插件和焊點(diǎn)，然后布設(shè)纜，附屬邏輯連接關(guān)系的三維線束就生成了。線束展平之前要先新建制造圖，在新建制造圖的基礎(chǔ)上繪制展平。展平分自動(dòng)和手動(dòng)兩種，比較大的線束比如車架線束等一般要用到自動(dòng)展平，小線束可手動(dòng)展平完成，從而減少工作量，降低設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。三維線束展平用到的工具較多，這里不一一贅述，但是必須以結(jié)果為導(dǎo)向，形成合理的展平布局，以利于后期線束二維展平圖的尺寸標(biāo)注和文本注釋。

通過(guò)以上方法生成的線束圖紙，可在二維圖直接標(biāo)注分支尺寸，可形成每個(gè)插件對(duì)應(yīng)的回路信息，生成總線表、物料表以及所有電線類型。圖紙中未明確的信息可以通過(guò)文本注釋和技術(shù)要求表述兩種方式相結(jié)合來(lái)完善線束的包裹材料和附屬元器件信息，如波紋管、膠帶、熱縮管、護(hù)套、二極管、電阻、天線等信息。由于原理圖繪制軟件和三維作圖軟件同屬一家公司開(kāi)發(fā)，所以軟件兼容性好，圖紙生成的效率更高。

2.2" 不同軟件結(jié)合使用

另一種比較直接的方式，就是通過(guò)線束三維和二維軟件分別繪制，比如結(jié)合使用Creo軟件繪制線束三維圖（圖3），CAXA軟件繪制線束二維圖（圖4）。由于線束三維使用Creo軟件的纜工具直接繪制，沒(méi)有導(dǎo)入電氣回路表的信息，所以該三維無(wú)法顯示線路和插件之間的邏輯關(guān)系。在只需要三維展示各接插件位置關(guān)系的場(chǎng)景，這種三維作圖方式也是一種比較好的線束結(jié)構(gòu)表達(dá)方式。這是方便主機(jī)廠出圖的一種優(yōu)化選擇，而真正的線束制作周期，是指主機(jī)廠線束圖紙出圖和傳遞以及線束廠家圖紙轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)、發(fā)貨整個(gè)過(guò)程的耗費(fèi)時(shí)間。該作圖方式?jīng)]有生成物料表，并且沒(méi)有單個(gè)插件的回路信息和整個(gè)線束的電線類型信息，需要線束廠家設(shè)計(jì)人員從主機(jī)廠圖紙中提取，工作量非常大。同時(shí)，這種方式的回路表（表2）生成需要根據(jù)電氣原理圖信息手動(dòng)輸入，線束分支長(zhǎng)度需從線束三維手動(dòng)測(cè)量獲取，對(duì)主機(jī)廠電氣設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)也是一個(gè)工作量大且容易出錯(cuò)的工作。

3" 結(jié)論

綜合比較兩種常用的線束作圖方式，從整個(gè)線束制作過(guò)程的縮短角度出發(fā)，使用Creo自帶工具的作圖方式，具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。雖然前期工作較多，但是有利于后期工作的開(kāi)展和信息完善，能夠減少線束廠家圖紙轉(zhuǎn)化的工作量，從而縮短線束制作的周期，有利于提升線束成品交付的速度。

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（編輯" 凌" 波）

作者簡(jiǎn)介

趙龍（1988—），男，碩士，工程師，主要從事挖掘機(jī)電氣的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作。