特種車輛三維布線工藝技術應用思考

黃煒石

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，特種車輛的數量逐年增加，成為保障我國社會生產生活正常運轉的關鍵。由于特種車輛在設計上與普通車輛存在一定的差別，因此要想保障特種車輛的質量，就應該采取具有針對性的工藝技術。但是，在當前特種車輛的現場布線中依舊存在很多問題，比如布線設計圖樣的可讀性較差、生產效率低等，這些問題會影響特種車輛的使用。因此，應該將三維布線工藝技術應用于特種車輛的設計當中，提升特種車輛的可靠性。文章將通過介紹三維布線的基本流程，探索特種車輛的Pro/E軟件三維布線工藝技術的應用。

關鍵詞：特種車輛；三維布線；工藝技術；應用

中圖分類號：TP391.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0104-02

Abstract： With the continuous development of China's economy， the number of special vehicles is increasing year by year， which has become the key to ensure the normal operation of social production and life in our country. Because there are some differences between special vehicles and ordinary vehicles in design， in order to ensure the quality of special vehicles， we should adopt targeted technology. However， there are still many problems in the field wiring of special vehicles， such as poor readability of wiring design， low production efficiency and so on. These problems will affect the use of special vehicles. Therefore， the three-dimensional wiring technology should be applied to the design of special vehicles to improve the reliability of special vehicles. By introducing the basic process of 3D routing， this paper explores the application of 3D routing technology of Pro/E software for special vehicles.

Keywords： special vehicle； 3D wiring； process technology； application

在特種車輛當中，空調、控制系統、電子設備機柜、配電箱、通風扇和照明燈等部件之間的連接，都要通過纜線來完成，因此在特種車輛的設計過程中應該特別注重對于纜線的設計，這是保障特種車輛系統各部分有效連接的關鍵，也是提升特種車輛安全性與功能性的重要途徑。在整機結構、電氣部分設計和加工完成后，現場布線的方式才能夠得到應用。往往更改設計和重新加工結構件的情況，會由于未能滿足相關布線需求而出現，比如未能滿足電磁兼容、布線空間和線束加固等。這就會造成生產效率的降低，給設計單位造成嚴重的經濟損失。設計精度較低、勞動強度較高、產品質量較差和設計圖樣可讀性較差等，也是在傳統布線工藝中存在的弊端，嚴重影響特種車輛的可靠性。因此，應該研究三維布線工藝技術在特種車輛中的應用，解決布線設計中存在的問題。

1 特種車輛三維布線設計流程分析

在采用三維布線技術時，要用到相關的三維設計軟件，并能夠以電氣接線設計圖和三維結構模型為基礎，實現立體線纜的布設，以提高布線設計的合理性。在汽車行業、飛行器行業、船舶行業和電子設備行業等領域，三維布線技術受到了廣泛歡迎，消除了傳統布線工藝中的弊端，提升了布線設計的可靠性，促進了我國現代化建設的進程。在三維布線的過程中，建立三維模型至關重要，而三維模型的制作也有許多軟件可以選擇。Pro/E軟件的應用，能夠在布線設計中對特種車輛的結構模型、工藝布線模型等進行清晰定位，明確其空間和位置，具有直觀且形象的特點[1]。

三維布線設計的基本流程為：創建布線幾何→線纜線束劃分→布線路徑規劃→三維布線→線束系統三維圖→線束試制→認可、批量生產。簡化和修訂結構數字化樣機，是創建布線幾何的主要內容，能夠實現幾何模型的生成，以保障三維布線工作的開展；線纜連接表是線纜線束劃分的主要參照，在劃分的過程中需要考慮到線纜的連接方向和電氣特性等，能夠實現多個線束的有效劃分，并與線束零件進行對應；線束折彎半徑、走線干涉性和電磁兼容，是在規劃布線路徑時需要考慮的關鍵內容，線纜線束連接路徑要在布線幾何上進行創建；在創建三維布線中線束零件時，以劃分完成的線束為基礎，電纜和線束內導線在線束零件中的布設，應該嚴格以布線路徑為依據；線束的展平需要利用線束系統二維圖，并能夠根據不同的需求進行展平，實現二維線纜平面圖的創建；之后需要在布線工裝上規劃布線路徑，完成線束試制工作，在此過程中以線束系統二維圖為基礎，批量生產之前應該進行安裝驗證。

2 特種車輛三維布線工藝技術分析

2.1 布線圖樣設計

線束制作圖和布線裝配工程圖，是三維布線設計輸出圖樣的兩種形式。在整機布線的過程中，生產制作線束線扎時，需要用到線束制作圖，能夠通過Pro/E軟件的應用，在三維布線模型的基礎上進行科學計算，實現線束制作圖的生成。而對于整車線纜布設狀態時，則需要用到布線裝配工程圖，在三維布線設計的數字化樣機的基礎上，提升狀態表達的科學性與精確度。布線裝配工程圖的應用，能夠保障生產中特種車輛的線纜布設符合相關設計理念，提升產品質量的同時，能夠保障產品的一致性。制作三維PDF的數字化圖樣時，可以應用數字化樣機模型或者數字化樣機的投影視圖、軸測圖等。布線圖樣設計應用于特種車輛的設計當中，能夠有效提升設計的效率和質量，保障特種車輛的可靠性。

2.2 空間布線技術

特種車輛的應用與普通車輛不同，這就要求在布線設計時也應該與普通車輛額定布線設計有所區分，提升布線設計的質量、完善布線設計的方式，這樣才能夠保障特種車輛的設計合理，提升其應用價值。首先，在特種車輛的布線設計過程中，應該保障電纜布設空間走線軌跡的科學性與清晰性，避免出現電纜之間的相互干擾現象，提升走線軌跡的美觀性。其次，線纜的應力釋放是在布設電纜時需要考慮的重要問題，能夠提升車載電子設備方艙的機動性。在布設電纜的過程中，也應該對松動情況進行嚴格檢查，能夠避免出現電纜和設備接插件受力的狀況，保障系統的功能發揮。

自由布線和網絡布線等，是三維布線設計中三維軟件布線模塊的主要功能，不能夠對設計中單根線纜在線纜束中的排布位置進行有效控制，因此軟件布線模塊中的布線功能就不能夠得到有效應用[2]。為了對工藝參數進行有效確定，可以利用空間布線技術進行有效處理，主要是對線纜空間位置點的設計來完成，能夠有效確定各線纜長度、三維模型中連接器端線纜應力釋放的彎曲、分支線纜束匯入主線束和主線束引出分支線纜束的位置及彎曲、各線纜束與結構件的相對位置、線纜束外直徑和線纜束轉彎半徑等。空間布線技術的應用，能夠有效保障線纜和線纜束符合實際情況，避免出現設計結果與布線狀況不一致的問題，提升特種車輛的可靠性。

3 特種車輛三維布線工藝技術應用

3.1 設計三維布線

PTC公司開發的Pro/E軟件，能夠在三維布線設計中起到關鍵作用，其中的功能模塊包括了管道樣布線和鈑金等，能夠保障三維布線和三維圖形設計同時進行，提升特種車輛三維布線設計的效率。Pro/E軟件的應用，是保障特種車輛布線設計效果的重要基礎和前提，是特種車輛三維布線設計中應用十分廣泛的一種軟件。

對于相關結構的簡化，比如插箱、骨架和車內安裝附件等，需要應用結構數字化樣機來完成，結構設計師專門負責結構數字化樣機的提供，能夠保障布線幾何創建的有效性。接線端口設置于布線幾何中時，需要考慮到布線的合理性與美觀性，線纜是特種車輛內部接線的主要形式，而且線纜具有較長的長度，因此可以將連接器內部引腳設置為一點，能夠提升線纜布設的合理性。走線路徑的設計，應該以線纜連接關系表為依據，此線纜連接關系表由電訊設計師負責提供。之后完成整車的三維布線，不同線束可以通過顏色的差異進行區分[3]。

3.2 設計布線圖

線束裝配圖和釘板圖的生成，能夠由Pro/E軟件中的線束自動展開模塊完成，在線束制作的過程中需要應用釘板圖，在導線束安裝的過程中需要應用裝配圖。線束制作路徑的規范應在布線工裝上完成 ，并以釘板圖為依據。在某項目中，布線面板、腳輪、支承結構和固定線夾是布線工裝的主要組成部分，2400mm×1200mm是平面的可使用范圍，500-1700mm是高度的可使用范圍，15°為布線面板傾斜角。多個布線工裝拼接的方式，可以應用于線束較大的情況中，能夠實現操作范圍的增加，有效保障布線圖設計的高效性，提升布線圖設計的質量。在特種車輛的所有線束制作過程中，這種形式的布線工裝都體現出了強大的適用性，線夾位置的更換是在線束制作中的主要工作，簡單易操作，能夠實現線束的定位和支承，提升設計效果。上述方法的應用，能夠便于安裝和拆卸，也使得布線更加牢固，能夠有效避免出現松動的狀況[4]。

3.3 線束制作

線束制作需要在布線工裝上進行，并能夠以線束明細表和釘板圖為依據。在完成線束制作后，應該保障安裝和修正過程的嚴謹性，保障工藝樣圖在大批量生產中起到有效作用，滿足特種車輛的要求。三維布線技術的應用，使得生產效率和質量得到有效提升，能夠避免傳統布線工藝中出現的各種問題，保障了特種車輛的設計質量。

4 結束語

在當前特種車輛的設計中，三維布線技術得到了廣泛應用，并能夠解決傳統布線方法中的布線設計圖樣的可讀性較差、生產效率低等問題。布線設計在精確布線工藝參數的指導下，能夠大幅提升設計的科學性。三維布線的設計、布線圖的設計和線束制作，是整個設計工藝中的核心內容，應該保障設計過程嚴格按照相關標準和規范進行，提升Pro/E軟件的應用水平，實現特種車輛的不斷優化。

參考文獻：

[1]王騰，王俊祥，戚寶運，等.特種車輛三維布線工藝技術應用研究[J].新技術新工藝，2017（11）：1-3.

[2]張兆森.基于Pro/E的三維布線設計關鍵技術及干涉檢查研究[D].太原理工大學，2017.

[3]郭林松，邱兆義，趙立博.利用PRO/E進行三維布線工藝設計[J].船電技術，2014，34（01）：5-7.

[4]米西來，劉鵬.Pro/E線纜三維布線及生產應用[J].艦船電子工程，2009，29（03）：183-185.