特种车辆三维布线工艺技术应用研究

1、特种车辆三维布线工艺技术应用研究王腾王俊样戚宝运石小富中国电子科技集团公司第二十八研宄所装备制造中摘要：针对特种车辆传统的现场布线模式存在设计精度低、布线设计图样可读性差、产 品质量及一致性差、劳动强度高和生产效率低等缺点，研宂了基于pro/e软件的 三维布线工艺技术，以及适用于特种车辆的系统性线束设计和制作工艺，解决 了传统布线模式的不足，促进了产品质量的提升。关键词：特种车辆;三维布线;布线工艺;作者简介：王腾（1988-），男，工程师，主要从事特种车辆集成工艺技术等方 面的研宄。收稿日期：2017-07-17study on three-dimensional wiring techno

2、logy application of special vehiclewang teng wang junxiang qi baoyun shi xiaofuthe 28th research institute of china electronicstechnology group corporation;abstract：the traditional wiring mode of special vehicle has the disadvantages of low design accuracy, poor quality and consistency, high labor i

3、ntensityand low production efficiency, and so on. this paper introduces 3d cabling technology based on pro/e software, summarizes design and manufacturing process of the system harness for special vehicle, and solves the problems of traditional wiring mode, promote the quality of products.keyword：sp

4、ecial vehicle; three-dimensional wiring; routing wiring process;received： 2017-07-17线缆作为特种车辆的神经，担负着联系控制系统、配电箱、照明灯、空调、通风 扇以及电子设备机柜的重任，线缆布设质量直接关系着车辆的安全性和功能性。 特种车辆传统布线方式为现场布线，这种布线方式只有在整机结构和电气部分 设计、加工完成后才能进行。一旦出现设计不能满足布线空间、线束加固和电磁 兼容等布线需求时，需耍进行设计更改和结构件重新加工，不仅造成经济损失， 而且严重影响研制进度。此外，传统模式还存在布线设计精度低、布线设计图样 可

5、读性差、劳动强度高和生产效率低等缺点lbn。针对上述问题，研究采用棊于pro/e软件制作的三维模型进行三维布线，通过 构建的数字化样机，可以清晰地观察到特种车辆内部电子设备机柜等所有零部 件的结构模型、工艺布线模型以及所处的位罝、路径和空间。该布线方式形象直 观，有效避免或大幅减少了特种车辆在设计阶段中结构、电气设计和布线工艺存 在的问题。1三维布线设计流程三维布线技术是根据电气接线设计图和三维结构模型，应用三维设计软件进行 立体线缆布设的工艺设计技术，其广泛应用于汽车、船舶、飞行器和电子设备等 行业。三维布线设计流程如图1所示。创建布线几何是对结构数字化样机进行简化与修 订，生成适用丁三维布

6、线的几何模型;线缆线束划分是根据线缆连接表，按照线 缆电气特性、连接方向路径，把整车线缆划分为多个线束，每个线束对应一个线 朿零件;布线路径规划是在统筹考虑走线干涉性、线朿折弯半径和电磁兼容后， 在布线几何上创建线缆线束连接路径;三维布线是按照划分好的线束创建线束零 件，线束内导线、电缆在线束零件屮按照规划好的布线路径进行布设;线束系统 二维阁是根据生产需耍对线束进行全部或局部展平，并创建二维线缆平面阁;根 据线束系统二维图在布线工装上规划布线路径、进行线束试制，安装验证后进行 批量生产3-6。创建布线缆线布线路线几何束划分径规划线:图1三维布线设计流程图下载原图2三维布线关键技术2.1空间布

7、线技术特种车辆由于使用环境的特殊性，对线缆布设方式及质量有极高要求。特种车辆 线缆布设应考虑如下问题：1）设计有效、合理的电缆布设空间走线轨迹，以减少 电缆之间的相互干扰，力求布线整齐、美观;2）为满足车载电子设备方舱机动性 要求，电缆布设吋确保线缆应力释放，不允许出现松脱晃荡的现象，以免电缆 和设备接插件受力，影响电气性能。三维布线设计过程中，由于三维软件布线模块的网络布线、自由布线等功能不能 控制设计中单根线缆在线缆束中的排布位罝，因此不采用软件布线模块中的布 线功能。空间布线技术是通过设计各线缆的每个空间位置点，确保三维模型中连 接器端线缆应力释放的弯曲、各线缆束与结构件的相对位置、线缆

8、束转弯半径、 线缆束外直径、分支线缆束汇入主线束和主线束引出分支线缆束位置及弯曲、各 线缆长度等重耍工艺参数，使三维布线设计中的线缆和线缆束与实际操作中的 布线情况高度一致。2.2布线图样设计三维布线设计输出图样分为布线装配工程图和线束制作图（钉板图）。布线装配 工程图是利用三维布线设计的数字化样机，清晰准确地表达整车线缆的布设状 态，以指导生产现场按照设计意图在特种车辆上进行线缆布设，有效地保证产 品布线质量与一致性，其可以使用数字化样机的投影视图、轴测图等，也可以用 数字化样机模型制作三维pdf等形式的数字化图样等;线束制作图用于整机布线时线束线扎的生产制作，应用pro/e软件，根据三维布

9、线模型，自动进行展开 计算，生成线束制作图，无需进行重新测量绘制。3三维布线工艺技术应用以某东风底盘特种车辆为例，采用三维布线工艺技术进行整车布线。3.1三维布线设计本文应用pro/e wildfire 5. 0进行三维布线设计，该软件是ptc公司开发的一 款功能强大的三维制图软件，带有钣金、管道样布线等各种功能的模块，可在三 维图形设计的同时进行三维布线。首先，根据结构设计师提供的结构数字化样机，简化骨架、插箱和车内安装附件 等结构，创建布线几何，由于特种车辆内部接线均采用线缆，且线缆长度大， 因此在布线儿何上设罝接线端口时将各连接器内部引脚设罝为一点;然后，根据 电讯设计师提供的线缆连接关

10、系表，设计走线路径;最后，进行整车三维布线， 并以不同颜色区分线束。三维布线效果图如图2所示。a）整车图b）线束|图2三维布线效果图下载原图3.2布线图设计利用pro/e软件线束自动展开模块生成线束装配图及钉板图，装配图用于指导 线朿安装，钉板图用于线朿制作。根据钉板图（见图3）在布线工装上规划线朿 制作路径，其中该项目采用的布线工装如图4所示，它由支承结构、布线面板、 固定线夹及脚轮组成，平面可使用范围为2 400mmx 1 200mm,高度町使用范围 为50（fl 700mm，布线面板倾斜角度为15°，符合人机工程学设计。对于较大线束，可采用多个布线工装拼接方式，扩大操作范围。该

11、布线工装适用于特种车辆 所有线朿的制作，每一种线朿只需要更换线夹位置，合理、有效地给线朿提供定 位与支承。采用该方法，不仅安装、拆卸方便，而丑牢固可靠。图4布线工装图下载原图3.3线束制作按照钉板图及线束明细表，在布线工装上进行线束制作。线束制作完成后在车辆 内部进行安装、修正，最终形成用于批量生产的工艺图样。某项fi照明灯线束制 作效果如阁5所示，线束安装后车内效果如阁6所示。经统计，采用三维布线工 艺后，不仅线束布设产能提高了 3倍，而且布线质量得到了大幅度提升，解决 了以往线缆布设混乱、产品一致性差的问题。图5某项目照明灯线束制作效果图下载原图图6线束安装后车内效果图下载原图4结语通过三

12、维布线设计，可以提供精准的布线工艺参数，实现布线设计;通过线朿制 作，降低了工人劳动强度，提高了布线效率及产品质量。特种车辆采用三维布线 工艺技术，可以起到优化设计、提高效率、降低成本和保障质量的作用，有着极 其广泛的应用前景。参考文献1 周三三，刘恩福.电子设备三维布线工艺技术应用研宂j.电子工艺技术， 2011, 32 (4) : 227-228，232.2 王泽锡，杨帅举.电子设备整机三维布线工艺研究j.航空科学技术，2015, 26 (7) :51-55.3 刘潇龙.基于ug nx的电子设备三维布线技术应用研究j.机械设计与制造工 程，2016，45 (9) : 67-70.4 郭林松，邱兆义，赵