引言
在传统的生产工艺中,基本流程包括设计图纸的下达、准备工作、建立电子设备的三维结构模型、线束的规划、走线路径的测量、绘制扎线板图和原材料清单、制造第一个线束、更改错误、新线束的制造和测试以及最终文件产生等。由于线束的大小及规模有区别,各个企业的管理及工艺也有所不同,因此在具体的流程上可能有所差别。总的来说,设计及制作工序比上述流程要简单,一般情况下是直接在实物上进行线束的制作。从常规的工艺流程中可以看出,使用常规工艺制作线束,可能会带来以下问题:
(1)结构设计导致的走线空间问题;
(2)线束设计及制作过程的反复带来的时间与费用浪费;
(3)线束制作过程中人为因素导致产品质量的变化;
(4)更改过程复杂且易出错。
利用三维立体布线CAD软件进行线束设计可以解决以上问题。
1、三维布线CAD软件的应用趋势
在新车型的开发中使用三维布线是当前汽车设计的客观要求;其次,随着三维设计软件的引入和普及,国内许多企业和研究所都实现了三维设计,这为三维布线在客观上提供了条件;而三维立体布线软件本身的发展也给三维布线提供了可能。
下面以某高端轻卡驾驶室线束的开发为例论述CATIA布线模块在电气系统设计中的应用。
三维立体布线CAD 软件也称作Harness 软件,目前国外的品种较多,功能也日益完善。这些软件主要有以下特点。
1)三维立体布线CAD 软件将线束图的设计和绘制与现有的3D 机械设计软件完美地融合到一起,使设计过程非常流畅。软件的3D设计环境和2D 线束图生成环境是互相关联的,在任何一个环境中所作的改变,都会体现在另一个环境中,这减少了更改机械及电讯设计时出错的机会。
2)三维立体布线CAD 软件可以从电原理图和ASCII 文本文件中获取电讯的接线信息,实现了与电讯数据的融合。
3)三维立体布线CAD 软件直接在3D机械模型中工作,节省了在常规线束制作工艺中测量及建立三维结构模型所需要的时间。
4)三维立体布线CAD 软件在线束图的设计过程中,可以综合所有针对线束设计的要求和规则。这些要求和规则包括电气方面、机械方面和制作工艺方面的,用来校验线束图的设计,使设计出的线束符合产品各方面的要求。
5)三维立体布线CAD 软件在线束设计完成后,能够从3D 设计数据中自动生成所有生产所需的信息,如原材料清单、导线列表和扎线板图等,从而消除了人工制作产生的影响。
6)三维立体布线CAD 软件在线束设计完成后,所有的设计信息都存储在3D 模型中,并且可以随时调用,可维护批产的一致性。
7)三维立体布线CAD 软件实现了设计中所见即所得。随着三维机械设计软件的发展,Harness 软件也真正进入了三维时代。下面我们将结合CATIA布线设计软件,认识三维Harness 软件的基本特点以及在线束图的设计和制作中的应用。
2、某高端轻卡驾驶室线束的三维布线
在整个驾驶室线束的布线工作前要准备好线束附属物,即驾驶室管梁及其电器件等相关部件。
布线模块的主要实施过程如下:
1)设定零件属性为电器属性;
2)制作常用零部件的库文件;
3)放置电气零件;
4)确定布线路径;
5)增加线束保护。
2.1 准备工作
图1 某轻卡驾驶室管梁
组装的实体模型,即驾驶室管梁组装图,应包括设计线扎图所必需的部分,并可适当去除无用部分以简化模型。在线束建模之前要准备好线束的依附数模,如图1 所示。
2.2 电气零件设计
2.2.1 定义连接器
把选定的连接器放入到如图2 所示的Electrical PartDesign 环境中选中零件并定义连接器的电气属性,为建立电气库做准备。
例如接插件DJ70155-6.3-21,在零部件号中输入连接器的型号及其针脚数,给连接器增加电气属性。加载电气属性后就可以给零件增加电气连接点,电气连接点的选取在连接器的出线端中心虚拟点。做出虚拟点之后定义连接点,给护套增加线束段的连接点,如图3 所示。
此轻卡电气系统经统计共需116个连接器,其中驾驶室线束的连接器有55个。
2.2.2 定义支撑物
本轻卡驾驶室线束的固定方式选定国内成熟车型使用的某扎带,此类型扎带适用于孔径9mm,料厚0.8mm至1.5mm。
进入Electrical Part Design 环境,定义支撑物。扎带的电气属性设置主要考虑到线束的直径与走向,根据不同的线束直径提前对扎带进行参数化设置,然后对扎到的捆扎线束的相对两平面的中心点进行设置。
除扎带外,线束的过孔需要橡胶套的保护,同样需要对橡胶套进行电气属性的设置。