三維布線技術在電器柜應用解析

鄧桂美 隋燕

摘 要：本文為三維布線技術應用篇。主要介紹三維布線工藝如何具體落實在我公司組合電器柜產品上的設計驗證和線長統計工作。

關鍵詞：高速磁浮車輛;三維布線EPLAN Harness ProD;協同設計

1 背景介紹

高速磁浮車輛車上電器柜為研究對象，其具有數量多，內部布線復雜，難拆卸、不易接近等特點，基于以上特點，必須嚴格把控電器柜內部原理設計和布線設計的準確率，研究一套先進的設計方法和規范化的設計流程，利用軟件實現產品數字化和模型化設計，通過三維空間環境下進行布線模擬和虛擬驗證，形成設計和生產數據的驗證閉環。

2 三維布線工藝流程介紹

2.1 EPLAN Harness proD 簡介

EPLAN Harness ProD是一個專業提供電纜/線束設計和文檔編制的三維軟件系統，簡稱HPD。這個系統的優勢在于以下自動化的設計步驟：從EPLAN平臺中或其他平臺中導入部件信息和接線信息，自動完成布線，進行設計校驗，完成線束文檔編制以及自動生成二維釘板圖，從而完善產品設計，減少產品缺陷，提高產品研發效率，降低錯誤。

2.2 可行性分析

（1）三維模型，HPD 與 CATIA 模型無縫隙兼容，可直接導入，并形成連體關系，CATIA 改動會直接作用于 HPD 中的導入模型。

（2）電氣連接關系，傳統工藝中，設計師會提供 EXCEL 格式的電路接線表。對表格進行模板處理后便可以導入 HPD 中。

（3）需求分析，HPD 模擬布線功能可滿足目前生產中的任何細節問題，基本做到真實模擬，可用于前期布線分析，省去科研階段再研究布線的問題。

（4）三維布線目的，運用三維布線，完成布線工藝，做到協同設計，科研試制階段直接投入使用預布線圖紙。

2.3 三維布線工藝流程

通過EPLAN Harness ProD進行三維布線工藝處理及驗證工作，僅需七個關鍵步驟，如下：

（1）部件庫準備。由于本公司產品選用布線相關物料，如連接器、端子、線纜、接觸器等均較多，因此獨立建立了數據庫，完成31種線纜、12種連接器、80種端子、15種布線輔材數據導入，基本覆蓋了次研究柜體的常用元件。

（2）導入柜體模型，裝配連接部件。將CATIA制作的柜體導入至HPD，利用HPD的裝配功能將連接器，端子，接觸器等元件安裝至柜體結構中。可使用 HPD 提供的點、線、面配 合、句柄/安裝點捕捉、坐標系對齊和移動/旋轉等功能， 實現器件的快速精準放置（如圖3）。

（3）導入接線表數據。從電氣設計軟件中導出EXCEL格式的接線表，并微調成如下圖格式，另存成CSV 或TXT格式。可將其導入至HPD，形成3D導線。接線表導入時，HPD 也提供了導入模板，提高導線 導入的效率。

（4）創建布線路徑及布線。HPD軟件中，布線路徑是通過在產品設計的扎線桿、扎線架等結構上放置走線路徑，使用自動、半自動、手工布線功能實現導線按照預期規劃的路徑走線。

（5）設計驗證。完成柜內導線的布線設計和線束分配后，就需要進行設計驗證。如下圖，通過設計檢查，可以檢測線束是否與柜體結構發生碰撞，通過高標標記和實時跳轉，清晰識別問題點，有助于提高排錯效率。

（6）導出文件。可以將每根線的長度導出至EXCEL表，從而精準統計此電器柜內線的用量。

3 總結

通過研究利用 EPLAN Harness proD 軟件，對電氣柜進 行布線工藝設計和生產流程優化發現，使用EPLAN Harness proD 進行布線工藝設計的優點主要有：

（1）軟件操作方法簡便，易上手，且設計流程邏輯清晰明了，無需要大量的學習便能熟練掌握和使用。（2）提前介入前端設計，減少器件布置、結構設計不合理導致的各類布線問題，實現布線工藝仿真功能。（3）提高產品實物布線質量一致性，提升產品生產效率。（4）顯著減少首件試制導線損耗率，對比其它電氣柜，經統計導線損耗率由30%降低至5%。