基于ProECabling的三维电缆布线设计.doc

基于Pro/E Cabling的三维电缆布线设计(一)
2010-06-22 22:21:56  作者:□一汽解放公司无锡柴油机厂陆晓燕陈波宁季峰  来源:智造网—助力中国
在产品数字化的开发过程中,构建电气数字化模型的原理图是通过Pro/ENGINEER Diagram模块来创建,线缆模型则通过Pro/ENGINEER Cabling三维布线模块来实现。利用Pro/ENGINEER Cabling的三维布线技术,可在Pro/ENGINEER组件中定义3D电缆线束,同时三维布线可与电气及机械元件的设计和装配同步进行,极大提高全数字化设计进程。
一、引言
CAD/CAM技术在制造业的应用,使制造业发生了全面、根本性的变革,使传统的制造业产生了质的飞跃,在全球范围内受到普遍关注和重视。同时,在全球数字化的时代背景下,我国制造业逐步运用CAD技术进行产品的数字化形式的开发,先从二维的方式进行“甩图板”工程,目前更是以三维的方式进入数字化虚拟样机开发阶段,可以说数字化的设计推动着产品开发的升级。系统整体的数字化开发离不开电气系统的数字化,Pro/ENGINEER不仅拥有设计原理图的Diagram模块,还有构建线缆模型的Pro/ENGINEER Cabling三维布线模块,利用Cabling的三维布线技术,可在Pro/ENGINEER装配组件中定义三维的电缆线束,并且三维布线可与电气及机械元件的设计与装配同步进行。
二、三维布线软件应用与现状
国内外学者与工程师从20世纪80年代开始,开始利用CAD技术和虚拟现实技术对线缆束数字化设计和规划进行研究。在Caudell等提出了将虚拟环境与线缆布线相结合的思想以后,Loock等在前人工作的基础上提出了线缆弹簧模型,并对不同刚度的线缆在承受重力的状态下进行仿真模拟,取得了较好的效果。Hergenrother等也从动力学的角度,开发了一套在虚拟环境下的实时线缆装配布线系统,该系统通过头盔显示器以及三维鼠标等设备与系统交互,并对虚拟环境下进行线缆布线的效率进行了检验,实现了线缆静态干涉检测。但只能验证线缆布局设计的可行性,并没有对虚拟环境下的线缆布线规划技术进行更深一步的研究。
目前商业化的3D设计软件主要还是以Pro/ENGINEER、NX和CATIA等软件为主导,而且这些软件都基本提供了电气设计模块,电气布线设计软件的选择主要根据之前采用三维的机械设计软件,这样方便三维模型的导入和进行线束的三维布置,有些软件也支持其他原理图构建的逻辑图,只是需要转换格式,而且这方面运用也不是很成熟,一般还是沿着机械设计选用的软件,再使用其中的原理图模块与布线模块。
三、Pro/ENGINEER Cabling三维布线设计
为了实现柴油机Harness的3D化,同时与我厂机械三维Pro/ENGINEER Wildfire开发的模型数据结合,所以采用Pro/Cabling软件进行柴油机电气线束设计。
Pro/ENGINEER软件的线束设计模块具有强大的线束设计功能,而且软件的3D设计环境与2D线束工程图生成环境互相关联,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。而且Cabling可以从电气原理图和ASCII文本文件中获取电讯的接线信息,实现与电讯数据的融合。图1为Pro/ENGINEER软件的线束设计工作流程图,从逻辑图中提取逻辑信息的能力极大地推动了线束数字化设计的自动化。

三维布线包括Harness(线束)的创建、Spool(线缆规格)的创建、Feature(具体线缆)ponent(接插件或者元件)的创建和进入布线设计等几个步骤。但是这几个步骤不是每个都是必须的,如果线缆规格已在原理图中创建,就不需要创建,直接读取就可以。
布线模块只存在于装配组件的模式下,在零件模式下并没有。所以需要创建装配组件,然后选择“应用程序”→“电缆”,进入电缆设计模式,如图2所示。
线束在装配组件里是作为一个零件、一个prt文件,是组件的零件,但不能独立作为零件打开。线束模块也不能在“零件”模式中打开。对于制造输出,零件需从组件中抽取,并表示成平整零件。
如图3所示创建线束零件,在菜单管理器中选择“电缆”→“线束”→“创建”。随后“新建”对话框打开(如图4所示),缺省情况下,在“类型”、“零件”和“子类型”下,“线束”已被选取,另外在“新建”对话框上的其他选项都为灰色显示,无法选用。
在“名称”框中,为新线束零件键入名称,随后进行模板的选择,如果要用缺省的模板,单击“确定”,这样Pro/ ENGINEER会打开一个新线束零件。如果要使用定制的模板,需要在去除对话框中的“使用缺省模板”复选框,然后单击“