運(yùn)用Capital 進(jìn)行汽車線束的變形設(shè)計(jì)

竇明佳， 汪西光， 白云騰

（東風(fēng)汽車股份有限公司商品研發(fā)院， 湖北 武漢 430056）

1 引言

在商用車領(lǐng)域，因?yàn)槭袌龊涂蛻舻男枨螅卉囆推脚_(tái)會(huì)有不同軸距以及相同零部件在底盤不同位置布置的情況，軸距和電器零部件位置的變化會(huì)同時(shí)引起汽車線束長度以及分支節(jié)點(diǎn)位置的變化，而線束長度的變化和節(jié)點(diǎn)位置的變化如何有效管理是商用車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)。Capital Plaform是Mentor Graphics公司的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成環(huán)境，涵蓋了功能設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、線束設(shè)計(jì)到線束制造以及電子化維修服務(wù)文檔的全流程設(shè)計(jì)工具，其變形管理和配置管理的功能可避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中大量的重復(fù)人工操作，減輕設(shè)計(jì)人員工作量，提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性［1］。

圖1 D92-070/071/080車型軸距變化

2 常見商用車線束變形種類

如圖1所示同平臺(tái)的3個(gè)不同純電動(dòng)輕卡車型D92-070、D92-071和D92-080，其存在2種變形。

1） 軸距變化：D92-070、D92-071軸距為2800mm，而D92-080軸距為3200mm，因此車架線束的長度隨軸距也要進(jìn)行相應(yīng)的變化，針對(duì)該變形我們?cè)贑apital Project選項(xiàng)維護(hù)中建立短軸距［SWB］和長軸距［LWB］2個(gè)變形代碼。

2） 布置位置變化：D92-070、D92-071車型與D92-080車型因?yàn)榭偛贾玫淖兓囕d充電機(jī)的位置不同，其位置變化如圖2所示，針對(duì)不同車型相同零部件布置位置的變化我們?cè)贑apital Project選項(xiàng)維護(hù)中建立［D92070］、［D92071］以及［D92080］3個(gè)變形代碼。

D92-070、D92-071、D92-080車型在上述2個(gè)變形的基礎(chǔ)上，同時(shí)存在不同車型配置的差異，其配置選項(xiàng)差異見表1。

圖2 D92-070/071/080車型車載充電機(jī)位置的變化

表1 車型配置差異表

3 綜合布線（CWS）

表1的配置差異我們可在Capital Integrator中車型定義時(shí)進(jìn)行相應(yīng)選項(xiàng)的勾選 （圖3），并運(yùn)行CWS （綜合布線），在滿足相應(yīng)的約束條件下綜合布線自動(dòng)執(zhí)行必要的步驟為每個(gè)車型生成相應(yīng)的線束等級(jí)（滿足車型配置要求的線束零件），若存在兩個(gè)車型配置選項(xiàng)完全相同，只存在一項(xiàng)變形的情況，我們?cè)诰C合布線操作時(shí)取消勾選合并相同線束等級(jí)選型，CWS會(huì)自動(dòng)生成兩個(gè)配置選型相同但變形代碼不同的線束等級(jí)。

4 線束同步

在Capital Integrator中完成車型定義和綜合布線運(yùn)算生成線束等級(jí)并進(jìn)行DRC （設(shè)計(jì)規(guī)則檢查） 后，接下來通過在Capital HarnessXC中進(jìn)行線束同步可將拓?fù)湓O(shè)計(jì)的所有信息［導(dǎo)線 （Wire）、線束等級(jí) （HarnessLevel）、線束段 （Bundle）、焊接點(diǎn) （Splice） 等］ 同步到線束2D圖紙中，并在Capital HarnessXC中進(jìn)行線束等級(jí)映射操作，可自動(dòng)生成線束衍生信息表 （圖4），該衍生信息表包含了所有的線束等級(jí)、每個(gè)線束等級(jí)對(duì)應(yīng)的變形代碼以及配置代碼。

圖3 Capital Integrator車型定義

圖4 Capital HarnessXC中線束衍生信息表

5 變形的圖紙表達(dá)方式

1） 線束長度變形的圖紙表達(dá)：對(duì)于軸距不同引起的線束段長度的差異如何在線束圖紙中標(biāo)識(shí)，除了上述線束等級(jí)衍生信息表外還需要在線束圖紙中相應(yīng)的變形線束段附近插入變形表（圖5），變形表顯示了該線束端不同變形代碼所對(duì)應(yīng)的線束長度。

圖5 線束段變形表

2） 線束節(jié)點(diǎn)分支位置變形的圖紙表達(dá)：對(duì)于因?yàn)榱悴考贾梦恢玫牟町悓?dǎo)致的線束2D圖紙中線束節(jié)點(diǎn)位置的變化，如上D92-070、D92-071、D92-080車型車載充電機(jī)位置的不同可通過在Capital HarnessXC中車載充電機(jī)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建變形位置實(shí)現(xiàn)，如圖6所示在車載充電機(jī)線束分支節(jié)點(diǎn)上通過添加變形位置可將該節(jié)點(diǎn)復(fù)制到圖紙的不同位置，當(dāng)新的變形位置被創(chuàng)建后，相應(yīng)的連接器中的導(dǎo)線也自動(dòng)連接新的變形節(jié)點(diǎn)，同時(shí)導(dǎo)線后面配置選型會(huì)依據(jù)“（導(dǎo)線配置選型）&& （變形代碼）”的規(guī)則自動(dòng)生成。

6 線束圖紙的分解

通過上述操作我們可將D92-070、D92-071、D92-080三個(gè)車型不同的線束零件、節(jié)點(diǎn)、導(dǎo)線融合在一張圖紙中，有時(shí)為了圖紙信息查閱的方便以及方便指導(dǎo)線束廠線束制作，我們?cè)趶?fù)合設(shè)計(jì)完成后可進(jìn)行復(fù)合分解，復(fù)合分解操作會(huì)根據(jù)復(fù)合線束中配置選型以及變形代碼在衍生線束中重新生成衍生線束對(duì)象，例如對(duì)于上述軸距變化引起的變形線束段（N26529-N23354） 在3724080-D92070和3724080-D92071兩個(gè)衍生線束中復(fù)合分解操作自動(dòng)生成的線束長度為2800，而對(duì)于3724080-D92080衍生線束變形線束段 （N26529-N23354） 復(fù)合分解操作后自動(dòng)生成的線束長度為3200，如圖7所示為復(fù)合分解操作后變形線束段在衍生線束中的表現(xiàn)形式。

圖6 創(chuàng)建線束節(jié)點(diǎn)位置變形

圖7 復(fù)合分解后變形線束段在衍生線束中的表示

同樣的對(duì)于線束節(jié)點(diǎn)位置變形復(fù)合分解操作會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)以及分支線束端上的配置選型和變形代碼自動(dòng)重新生成衍生線束對(duì)象，例如在3724080-D92070以及3724080-D92071兩個(gè)衍生線束中只保留有變形代碼D92070||D92071的線束節(jié)點(diǎn)及分支，而刪除有D92081變形代碼的節(jié)點(diǎn)和分支，而在3724080-D92080該衍生線束中則只保留有變形代碼D92080的線束節(jié)點(diǎn)及分支，刪除有D92070||D92071變形代碼的節(jié)點(diǎn)及相應(yīng)的分支，如圖8所示為復(fù)合分解后變形節(jié)點(diǎn)在衍生線束中的表示形式。

借助于Capital HarnessXC中的復(fù)合分解運(yùn)算可將復(fù)雜配置的多零件融合線束圖紙分解為對(duì)應(yīng)單個(gè)零件號(hào)的線束圖紙，從而降低圖紙的復(fù)雜性便于線束工廠工藝轉(zhuǎn)化及線束制作，以下為復(fù)合分解運(yùn)算過程中所執(zhí)行的17項(xiàng)操作［2］。

1） 確定刪除的節(jié)點(diǎn)及連接器孔位。

2） 刪除節(jié)點(diǎn)上不屬于衍生線束段配置的零件。

3） 清點(diǎn)多芯線中導(dǎo)線的數(shù)量，如果小于2個(gè)，多芯線被自動(dòng)刪除。

4） 刪除屬于已經(jīng)刪除導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)的焊接點(diǎn)。

5） 線束段的配置會(huì)根據(jù)剩余的零部件和導(dǎo)線進(jìn)行自動(dòng)剪裁。

6） 檢查線束段的配置是否閉環(huán)。

7） 初始節(jié)點(diǎn)檢查自己是否還在衍生線束上，如果不存在一個(gè)新的起始節(jié)點(diǎn)會(huì)被選擇。

8） 沒有孔位的節(jié)點(diǎn)會(huì)被刪除。

9） 根據(jù)配置選型及變形代碼不屬于衍生線束的包扎物層會(huì)被刪除。

10） 分支被移除后相應(yīng)的分支節(jié)點(diǎn)膠帶也被刪除。

11） 在衍生線束中每一個(gè)焊接點(diǎn)連接的導(dǎo)線數(shù)量會(huì)被清點(diǎn)，如果少于3個(gè)，這個(gè)焊接點(diǎn)會(huì)被移除而用一根導(dǎo)線替代。

12） 在衍生線束中被移除節(jié)點(diǎn)的附加零件也會(huì)被自動(dòng)移除。

13） 多位置節(jié)點(diǎn)不屬于衍生線束的會(huì)被移除。

圖8 復(fù)合分解后變形節(jié)點(diǎn)在衍生線束中的表示

14） 在衍生線束中檢查變形線束端上的變形是否仍然存在，如果存在會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤警告。

15） 焊接點(diǎn)位置會(huì)自動(dòng)重新定位以優(yōu)化導(dǎo)線長度，同時(shí)連接焊接點(diǎn)的導(dǎo)線自動(dòng)重新路由。

16） 線束上的盲堵、防水栓、熱縮管、端子等線束附件會(huì)自動(dòng)重新選擇零件號(hào)。

17） BOM ID會(huì)自動(dòng)重新生成。

7 結(jié)論

相同平臺(tái)車型軸距變化以及相同零部件布置位置的變化在商用車線束的設(shè)計(jì)中會(huì)經(jīng)常遇到，本文以實(shí)際項(xiàng)目開展過程的經(jīng)驗(yàn)介紹了運(yùn)用Capital如何有效的進(jìn)行上述兩種變形的線束設(shè)計(jì)，不僅與生成式的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程相吻合，同時(shí)可有效地進(jìn)行變形管理，提高了設(shè)計(jì)品質(zhì)和設(shè)計(jì)效率，同時(shí)在最后著重介紹了Capital HarnessXC中的復(fù)合分解操作，該操作可自動(dòng)化執(zhí)行生成具體實(shí)例化車型對(duì)應(yīng)的線束零件2D圖紙指導(dǎo)線束廠進(jìn)行線束生產(chǎn)。