轨道交通装备 三维线束模型设计规范

轨道交通装备三维线束模型设计规范范围本文件规定了轨道交通装备三维线束模型设计软件设置、库的建立、三维模型基本要求、三维线束模型设计及三维转二维的应用要求。本文件适用于轨道交通装备三维线束模型的建立与应用。规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文必不可少的条款。其中，注日期的引用，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.10电工术语电缆GB/T34571—2017轨道交通机车车辆布线规则HB7756.1—2005基于CATIA建模要求第1部分：通用要求HB7756.14—2014基于CATIA建模要求第14部分：线束敷设术语和定义GB/T2900.10、GB/T34571、HB7756.1和HB7756.14界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1电缆cable由下列部件构成的组件：——单根或多根绝缘线芯（屏蔽或非屏蔽）；——各自的包覆层（如有）；——组件保护层（如有）；——屏蔽层（如有）；——护套（如有）。[来源：GB/T34571—2017，3.1]3.2（电缆）屏蔽screen（ofacable）防护电缆免受外部电磁场干扰和降低对外电磁干扰的导电层。[来源：GB/T34571—2017，3.3]3.3线束harness经整理、排列，并能作为一个组件进行安装或拆卸的若干电线、电缆和电缆组。[来源：]3.4电连接器electricconnector插头、插座的统称。[来源：]3.5卡箍support敷设时用于固定线束的紧固件的统称。[]3.6电气属性electricaldefinition指零部件模型的类型定义（类型分为电气设备、电连接器、后附件等）、装配方式定义等。[来源：]3.7库library用于存储各类电气零部件（包含电连接器、卡箍、接线端子、线束等）的集合。3.8接线表routingtable反映电气装置或设备连接关系的表格。注：一般包含线号、线型、起止点、长度、接线端子及电连接器等必要的连接信息。3.9三维预布线3Dpre-wiring三维环境下，借助电路原理图和接线图、器件布局图，应用三维布线软件，融合机械数据与电气数据的虚拟布线技术。3.10三维线束模型3DHarnessModel通过虚拟三维数据环境，在三维设计软件中对线束进行排布，构建出具有详细的三维线束数据的模型。软件设置环境设置三维线束模型设计常用软件有CATIA、CREO、UGNX、EplanHarnessproD等。其中：——CATIA软件环境设置见附录A；——CREO软件环境设置见附录B；——UGNX软件环境设置见附录C；——EplanHarnessproD软件环境设置见附录D。单位制采用SI公制，应选用毫米（mm）、平方毫米（mm²）、千克（kg）、千克每立方米（kg/m3）、秒（s）等单位制组合。线束装配建模的常用软件术语（英中）对照表见表1。表1 线束装配建模的软件术语（英中）对照表序号名称CREOCATIAUGNXEplanHarnessproD注释1线盘Spools

电缆线/线轴线缆产品样本的几何参数2电线Wire

电线Wire

电线Wire

电线Wire

电线单根线芯导体的实体电线3电缆Cable

电缆Cable

电缆Cable

电缆Cable

电缆多根线芯导体的实体电缆4护套Sheath

鞘ProtectiveCovering保护层/管Overstock

护套型材Sleeves

护套护线材料/软管/热缩管5线束Harness

线束Harness

线束Harness

线束Harness

线束线束零件6电气元件Component

电气元件-Component

组件Component

电气元件电连接器、接线端子等元件7位置Location

位置-ControlPoints（RCPs）路线控制点-线缆路径的定位点8入口端EntryPort

入口端-Port

端口-电线电缆的终端9电气零件ElectricalPart

电气零件ElectricalPart

电气零件ElectricalPart

电气零件ElectricalPart

电气零件-10电气产品ElectricalProduct电气产品ElectricalProduct电气产品ElectricalProduct电气产品ElectricalProduct电气产品-11组装Assembly

装配Assembly

装配Assembly

装配Assembly

组装-坐标系三维布线设计模型创建参考面宜与实际产品的基准平面一致，并保持关联。三维模型设计应以产品实物安装平面为基准平面，方便与捕捉部件的安装特征（如:点、线、面）进行装配。产品三维模型在软件中的坐标系宜与产品实物安装状态保持一致。产品结构树布线建模宜独立于车体及设备的机械装配建模。三维线束模型各部分可按功能划分，如：主电路、辅助电路和控制电路；可按部位划分，如：司机室、机械间、车端等；也可根据需要二者结合划分。三维线束模型产品结构树宜按零部件层次和隶属关系创建。可以独立装配完成的零部件和线束，宜放入同一个装配层级下，便于提取整体线束模型，以满足实现预布线设计的条件。库的建立通用要求在进行三维线束模型设计之前，宜建立常用的电气零部件库，包含但不限于零部件、线槽、线管、电连接器、端子排、软管及其附件、接线端子、电线电缆及防护材料（如：绝缘套管、保护胶带）等，还包括其他必要的非图形属性。三维建模实体应与实物保持一致，内部与电气属性无关的部分，可省略或简化。电缆类别（如：单芯线、屏蔽线、双绞线、通信电缆）、电连接器类别（如：矩形插头、圆形插头）、接线端子类别（如：O型铜压接端头、U型铜压接端头、插套、管状端头）等宜进行合理的图层树管理。电缆建模要求创建电缆库时应进行基本属性设置，宜根据其产品规格设置编号、型号、重量、使用温度范围、颜色等。单芯线的机械属性还应设置其截面积、外径及最小弯曲半径（通常以外径的倍数计）；所有设置的物理参数应与同型号的实物性能保持一致，其中最小弯曲半径应作为三维布线软件检测线束弯曲半径是否符合要求的标准。屏蔽线宜对各芯线的最小弯曲半径、线芯股数及外径等进行设置，应设置该屏蔽线的最小弯曲半径，线束外径则可通过软件自动计算，应作为三维布线软件检测电缆弯曲半径是否符合要求的标准。电连接器、接线端子建模要求电连接器及接线端子库应进行基本属性设置，宜根据其产品规格设置编号、内部管脚代号、电连接器形式（如:公插头、母插头）等，应与实物保持一致。在库中创建电连接器属性时，宜根据电连接器型号设置合适的固定线长裕量及剥线长度，补偿三维预布线过程中产生的线长误差。对电连接器管脚进行设置时，宜从起始点（如1、A等）开始设置管脚代号，起始点颜色设置应与其他管脚颜色不一致（通常设置为红色），方便后续三维线束建模过程中识别相应的点位。电连接器端口若定义到电连接器的尾壳，应增加电连接器的内部长度参数，准确获得电线电缆的完整长度。有防插错销配置的电连接器模型应清晰无歧义。电连接器及接线端子应正确设置压接线径范围及总芯数。电连接器及接线端子宜将其放置面设置为XY平面，Z轴方向朝部件上方。电连接器宜采用装配建模，需示出的内部模块、接触件等零件可单独建模。线槽、线管建模要求线槽、线管三维建模应与实物保持一致。线槽、线管等部件的颜色宜区别于线缆的颜色。线槽、线管应根据其产品规格设置名称、最大外径等。软管宜设置其截面积、外径、最小弯曲半径及容积率等。三维模型基本要求产品三维模型设计时，三维模型存储格式（如:.asm、.stp）应与三维布线软件兼容，并满足如下基本要求：三维模型中组件、零部件的命名宜与图号或零件代号保持一致；各组件或零部件建立后，宜定义物料完整的属性，包括编号、名称、型号规格、图纸类型及重量等；各组件或零部件的对外接口的位置及安装尺寸应准确，与实物保持一致；对于电连接器、接线端子的三维建模应留有放置电气管脚的孔或腔体；线槽、线管应根据预敷设的线束最大外径来选择适当的规格，同时考虑其容积率、散热、防护等的要求；对于无线槽设计的部位，应增加线束固定点，方便固定线束；产品三维模型应充分考虑线束上柜的可装配性、可维护性及安全性，需要从一个腔体穿入另一个腔体的线束，应预留合适大小的电缆夹或足量的孔位，方便安装预布线束。三维线束模型设计通用要求三维线束模型设计基本流程见图1。图1三维线束模型设计基本流程三维线束模型设计中使用到的电气零部件，如电缆、电连接器、接线端子等标准件宜从库中调用。三维线束模型与其他结构之间不应存在干涉（穿透、缠绕等）现象。三维线束模型设计过程宜体现面向制造的设计（DesignforManufacturing—DFM）、面向装配的设计（DesignforAssembly—DFA）和面向维修的设计（DesignforServiceability—DFS）准则。三维线束模型设计应满足线束的完整性，应覆盖所有用到的电连接器、接线端子等部件的连接，三维线束模型示例见附录E。线束敷设应整齐有序，安装间距合理，线束不应出现松弛、绷紧或扭绞，不同类线束敷设应保留一定间距，符合GB/T34571-2017中7.2、7.3的规定。三维预布线路径的设计应与设计规划布线路径保持一致。电连接器、接线端子、线缆放置要求放置的电连接器、接线端子及线缆型号等应与设计图纸规定的型号一致。应标明各电连接器、接线端子安装位置，并标注代号或名称，应清晰无歧义。同一位置上连接两个相同大小的接线端子时，两个接线端子之间宜分开一定的角度呈“八”字形交叉、重叠安装，见图2。a）交叉安装b）重叠安装图2接线端子放置要求同一位置上连接两个不同大小的接线端子时，应按照先大后小的顺序安装。电连接器、接线端子放置应与实物接线保持一致，放置在电气接线点接触面上。线缆放置顺序，宜满足以下要求：先放置主回路线束，后放置控制回路线束；先放置整车、柜体线束，后放置部件、模块线束。线缆放置宜使用自动布线、半自动布线，再进行局部调整走线路径及布线弧度。独立组件宜单独布线，便于线束的独立布线和维护。三维线束模型设计要求线束应在合理位置设置绑扎点，相同路径且同类别线束应设置同一条路径束，在直线路径段可设置均匀的节点，转弯拐点或路径分支时宜增加节点（控制点）设置。线束宜避免封闭环形敷设，根据产品结构选择合适的布线路径，便于线束的安装和维护。三维线束模型设计中，线束如悬空无固定，宜进行结构调整。三维线束模型设计中，应识别发热元器件，避免与发热器件表面直接接触，应考虑敷设线束最小弯曲半径、安全隔离要求，具体按GB/T34571-2017中6.7、6.18的规定执行。多根线束实体经过卡箍时，多个线束实体之间可有小部分重合现象，但不应多个线束实体同时在一点重合，见图3。图3多根线束实体排列示意为规避线束磨损，三维线束模型设计时应满足以下要求：避免直接在元器件上面走线；线束敷设位置不应影响螺丝刀、扳手等自由地调整、拆卸部件；识别相对运动部件，其运动轨迹范围内空间不应出现干涉现象；保证线束装配过程中线束的自由拆装，线束不应与产品结构发生干涉；通过增加防护等措施避免与锐边结构直接接触。三维线束模型检查三维线束模型建立后，应对模型进行检查，检查项点宜包括但不限于：弯曲半径；线束与接线端子或电连接器匹配性；导线连接完整性；线束干涉/磨线；线束组别；电连接器名称及点位唯一性；线束与发热器件间距；线束路径最优原则；线束实体不宜形成封闭图形；容积率检查。对检验不合格项点应进行模型调整，使其在允许范围内。三维转二维应用二维线束图纸生成从三维线束模型向二维线束图纸转化时，宜涵盖三维线束模型中的关键要素，包括但不限于电线电缆、电连接器及代号、接线端子及代号、卡箍、防护材料等。线束布置在图框内，宜选择最小的图幅，且图框的大小设置不应超过布线平台的大小。单束线束过长时，宜采用旋转迂回的方式布置，同时标记迂回缠绕的圈数。各组别线束放置应避免交叉、重叠，且采用1:1比例放置。线束的起点及终点应标注电连接器及接线端子的代号及管脚，特殊情况可备注电连接器及接线端子的型号。如生成的二维线束图纸无法全面体现工艺设计要求，可在图纸技术要求中作出补充说明。对三维线束模型进行变更时应同时更新二维线束图纸。工程文件输出二维线束图设计完后，可根据需要导出生产用工程文件，宜满足以下要求：生成线束长度清单时，宜包含以下要素：物料编码；物料型号；单根线束长度；线束数量；线束用量。电缆实际下线长度宜在导出工程文件线束长度的基础上增加一定裕量。电缆连接关系推荐采用接线表的形式，接线表宜包含以下信息：电缆型号；起始点位；终点点位；连接方式；电缆长度；电缆类别；其他备注信息（可选）。物料清单报表应包含三维线束模型中使用到的所有物料，如电缆、电连接器、接线端子、防护材料、卡箍等。

附录A（资料性）CATIA软件线束装配设计环境设置A.1CATIA软件环境设置CATIACATIA生电气元件移动后线束不会自动更新等问题。具体步骤如下：工具——选项——基础结构——零件基础结构——常规——勾选保持与选定对象的链接，见图A.1；图A.1外部参考设置工具——选项——设备与系统——电气线束规则——ELectricalHarnessInstallation，Keeplinkwithselectedobject菜单选择Always，见图A.2；图A.2上下文链接设置工具——选项——设备与系统——电气线束规则——ELectricalHarnessInstallation，勾选Parent-bundlesegment，见图A.3。图A.3线束命名规则设置A.2 线束形状设置线束宜以圆形态进行绘制，若需要将线束以扁平或其他形态绘制，可通过如图A.4所示进行设置。具体步骤如下：工具——选项——设备与系统——电气线束规则——ELectricalHarnessInstallation，对BundleSegmentProfile进行设置，见图A.4。图A.4线束形状设置A.3 线束创建规则选择线束创建规则可根据实际需要进行选择，如图A.5。具体步骤如下：工具——选项——设备与系统——电气线束规则——ELectricalHarnessInstallation，对BundleSegmentCreation进行设置，见图A.5。图A.5线束创建规则设置

附录B（资料性）CREO软件线束装配设计环境设置B.1CREO软件环境设置使用CREO软件进行三维布线设计时，宜对CREO软件环境进行设置。具体步骤如下：文件——选项——配置编辑器——显示有厚度的缆和线：设置为yes，便于观察布线后的干涉情况，见图B.1；图B.1布线显示设置图文件——选项——配置编辑器：默认的长度单位设置为unit_mm，默认的质量单位设置为unit_kilogram，见图B.2。设置完成后保存配置文件至原地址，保存地址见图B.3。图B.2单位设置图B.3配置文件地址B.2CREO软件电缆参数设置使用CREO进行三维布线，进入布线界面时，宜对电缆参数进行设置，见图B.4。具体步骤如下：应用程序——缆——线轴——创建/编辑；外径Thickness；最小折弯半径Min_bend_radius；单位Units；颜色Color。图B.4电缆参数设置

附录C（资料性）UGNX软件线束装配设计环境设置C.1 UGNX软件环境设置 单位类型和量纲用户默认设置——基本环境——单位类型和量纲，见图C.1。图C.1单位类型和量纲设置 质量属性用户默认设置——基本环境——材料/质量——质量属性单位，见图C.2。图C.2质量属性单位设置C.2管线布置的设置用户默认设置——管线布置，见图C.3。图C.3管线布置设置C.3布线首选项的设置开始——所用应用模块——电气管线布置——首选项——布线首选项，见图C.4。图C.4布线首选面设置

附录D（资料性）EplanHarnessproD软件线束装配设