基于UG的城軌車輛底架主輔電纜預(yù)排序布線優(yōu)化

張凱 賀金英

摘 要：車輛布線是城軌車輛最基本的工序之一，布線質(zhì)量對整車性能的影響至關(guān)重要。文章以國內(nèi)某車輛項(xiàng)目為研究對象，在UG建模軟件中構(gòu)建底架主輔線槽、高壓箱、牽引箱、過壓吸收電阻等設(shè)備構(gòu)成的主輔線纜排序三維模型。將電纜布線效果于構(gòu)建的三維模型中具現(xiàn)化，根據(jù)三維布線效果進(jìn)行調(diào)整，最終獲得較為理想的布線效果。通過預(yù)排序布線優(yōu)化方法，可以使布線簡潔美觀，減少后續(xù)返工作業(yè)時(shí)間，提高車輛布線質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：主輔線纜;預(yù)排序;布線優(yōu)化

城市軌道交通具有運(yùn)量大、準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)、污染小、速度快等特點(diǎn)，在我國交通運(yùn)輸體系中占據(jù)著極為重要的地位。2016 年7月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《城市公共交通“十三五”發(fā)展綱要》，明確提出要大力發(fā)展以城市軌道交通為代表的城市公共交通，鼓勵(lì)綠色出行，提高公共交通的便捷性、舒適性，讓民眾出行時(shí)優(yōu)先選擇公共交通。城市軌道交通依然是我國交通運(yùn)輸發(fā)展的重要方向。廣闊的發(fā)展前景吸引著各大主機(jī)廠紛紛進(jìn)入城軌市場，使得城軌車輛的市場競爭異常激烈。如何在激烈的競爭中脫穎而出，提高產(chǎn)品的質(zhì)量是重中之重。

車輛布線[1-2]是城軌車輛最基本的工序之一，布線質(zhì)量對整車性能的影響至關(guān)重要。好的車輛布線簡潔具體，美觀大方，可以減少由于布線而產(chǎn)生的車輛故障概率。主輔電纜是實(shí)現(xiàn)車輛主電路連接、動力供應(yīng)及輔助供電的電纜，主要由大線線纜構(gòu)成，是城軌車輛線纜的重要組成部分。文章將構(gòu)建主輔線槽和高壓箱、牽引箱、過壓吸收電阻等設(shè)備構(gòu)成的主輔線纜排序三維模型，模型包括各設(shè)備的幾何外形和接線點(diǎn)位，并根據(jù)實(shí)際情況排列設(shè)備的相對位置，首先根據(jù)布線表、接線表及各接線點(diǎn)位的相對位置，對主輔線纜進(jìn)行預(yù)排序，為驗(yàn)證排序結(jié)果的可靠性，將排序信息于構(gòu)建的三維模型中具現(xiàn)化，根據(jù)三維布線效果進(jìn)行微調(diào)，最終可獲取較為理想的布線效果。通過該預(yù)排序布線優(yōu)化方法，以使得布線簡潔美觀，減少后續(xù)返工作業(yè)時(shí)間，提高車輛布線質(zhì)量。

1 問題分析

底架電纜布線線纜過多時(shí)可采用多層敷設(shè)方法，但線纜布線應(yīng)盡量保證平直順滑無交叉。目前底架主輔線槽線纜布線，沒有相應(yīng)的工藝文件規(guī)定電纜的具體排列方法。車間工作人員在布線時(shí)的主要作業(yè)指導(dǎo)文件是相應(yīng)的布線表，其中布線表包含的主要信息為線纜的進(jìn)出口位置、線纜預(yù)留和線纜布線路徑等，沒有明確的規(guī)定各線纜排列的相對順序，很大程度上取決于布線工人的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，電纜排放具有較大的隨機(jī)性。

當(dāng)車下設(shè)備陸續(xù)安裝完畢，需完成相應(yīng)電聯(lián)接接線時(shí)，往往會存在一定的工藝問題和風(fēng)險(xiǎn)隱患：（1）電纜從出線口出去之后，因?yàn)榫€徑較大，平放在出線口，但如果擺放順序不恰當(dāng)，在同一位置出線的電纜連接設(shè)備時(shí)，電纜對應(yīng)接線口的位置可能與電纜擺放順序不一致，導(dǎo)致出線口位置的電纜重疊或交叉，不符合美觀要求。（2）如果同一出線口位置的電纜重疊或交叉的話，出線口處的線束厚度增加，容易與車體底部接觸或與車體底部的設(shè)備干涉，在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)相對位移并損傷電纜，形成安全隱患。（3）同時(shí)，這樣的出如果出線口位置的電纜交疊較大時(shí)，可能產(chǎn)生較大的電磁干擾及熱量，對電纜及附近的設(shè)備產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響車輛的運(yùn)行安全性。

此外，由于主輔線槽空間較小，并且線槽已經(jīng)固定于車體底架，底架設(shè)備也已安裝到位，這就給電纜順序調(diào)整帶來了極大的困難，增加后續(xù)返工作業(yè)的工作量，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。

為保證線纜布線簡潔美觀、安全可靠，保障車輛運(yùn)行安全性，當(dāng)前主輔線槽的布線方式急需完善，在布線工作開展前，提前對線纜順序做出相應(yīng)規(guī)定顯得尤為重要，文章將對主輔線槽線纜排序開展相應(yīng)分析。

2 城軌主輔線纜預(yù)排序布線優(yōu)化

主輔線纜主要由大線構(gòu)成，線纜數(shù)目相對較少，這是實(shí)現(xiàn)主輔線纜預(yù)排序的重要前提。UG（Unigraphics NX）作為一個(gè)交互式CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)，文章將NX 7.5作為主輔線纜預(yù)布線工作開展的重要平臺，開展預(yù)布線優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

以國內(nèi)某地鐵車輛項(xiàng)目為研究對象，開展主輔線纜預(yù)排序布線優(yōu)化工作。為保證線纜排序的順利進(jìn)行，需要的主要信息如下：（1）布線表，主要包含線纜連接點(diǎn)和布線路徑等信息;（2）接線表，包含了線纜兩端的具體接線點(diǎn)位信息;（3）主要設(shè)備接線點(diǎn)位分布圖，主要提供接線點(diǎn)位在設(shè)備上的分布信息;（4）設(shè)備相對位置分布示意圖，主要體現(xiàn)了設(shè)備間的相對位置關(guān)系。其中下圖為接線表，包含了線纜兩端的具體接線點(diǎn)位信息，圖1為底架主要主輔線纜布線設(shè)備相對位置分布示意圖。

該項(xiàng)目車輛的主輔線纜大線數(shù)量為31根，線纜采用雙層鋪設(shè)，為保證布線美觀簡潔，布線過程中主要遵循以下規(guī)律：線纜排序優(yōu)先針對接線較多設(shè)備;線纜靠近連接設(shè)備;相鄰出線口線纜鋪設(shè)于線槽底部，跨出線口線纜盡量布于上層;連接同一設(shè)備的線纜根據(jù)接線點(diǎn)的相對位置排列。根據(jù)以上基本預(yù)排序布線規(guī)律，可以初步確定線纜排列順序。

為了能夠?qū)?shí)際布線效果進(jìn)行較為貼近的模擬展示，文章將基于三維構(gòu)型軟件NX7.5，構(gòu)建包括主輔線槽以及高壓箱、牽引箱、過壓吸收電阻、匯流排等設(shè)備的三維模型，三維模型中包括各設(shè)備的幾何外形和接線點(diǎn)位，并根據(jù)實(shí)際情況排列設(shè)備的相對位置，構(gòu)造出供線纜預(yù)排序使用的基本裝配模型。

為簡化建模過程，提高工作效率，線纜以管道的形式進(jìn)行模擬，由于車輛底架設(shè)備分布比較復(fù)雜，文章對線纜布線路徑進(jìn)行了相應(yīng)簡化，并且沒有考慮與其他設(shè)備的交叉情況。基于初步確定線纜排列順序，以及設(shè)備的基本裝配模型，將線纜以管道的形式鋪設(shè)于線槽，連接設(shè)備點(diǎn)位，將布線效果進(jìn)行三維模擬展示，并根據(jù)布線效果進(jìn)行調(diào)整，最終布線效果如圖2所示。

3 結(jié)論

車輛布線是城軌車輛最基本的工序之一，布線質(zhì)量對整車性能的影響至關(guān)重要。文章以國內(nèi)某項(xiàng)目車輛為研究對象，基于NX7.5構(gòu)建了由主輔線槽和高壓箱、牽引箱、過壓吸收電阻等設(shè)備構(gòu)成的主輔線纜排序三維模型，模型包括各設(shè)備的幾何外形和接線點(diǎn)位，并根據(jù)實(shí)際情況排列設(shè)備的相對位置，將布線效果于構(gòu)建的三維模型中具現(xiàn)化，根據(jù)三維布線效果進(jìn)行調(diào)整，最終可獲取較為理想的布線效果。通過該預(yù)排序布線優(yōu)化方法，使得布線簡潔美觀，大幅度減少后續(xù)返工作業(yè)時(shí)間，有效提高了車輛布線質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]EN50343：鐵路應(yīng)用–機(jī)車車輛–布線規(guī)則[S].2014.

[2]葉明雪，柏赟.城軌車輛主要電纜布線方式介紹與分析[J].技術(shù)與市場，2014（21）.