軌道交通裝備 三維線束模型設(shè)計(jì)規(guī)范

軌道交通裝備三維線束模型設(shè)計(jì)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了軌道交通裝備三維線束模型設(shè)計(jì)軟件設(shè)置、庫的建立、三維模型基本要求、三維線束模型設(shè)計(jì)及三維轉(zhuǎn)二維的應(yīng)用要求。本文件適用于軌道交通裝備三維線束模型的建立與應(yīng)用。規(guī)范性引用文件 下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文必不可少的條款。其中，注日期的引用，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2900.10電工術(shù)語電纜GB/T34571—2017軌道交通機(jī)車車輛布線規(guī)則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：線束敷設(shè)術(shù)語和定義GB/T2900.10、GB/T34571、HB7756.1和HB7756.14界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1電纜cable由下列部件構(gòu)成的組件：——單根或多根絕緣線芯（屏蔽或非屏蔽）；——各自的包覆層（如有）；——組件保護(hù)層（如有）；——屏蔽層（如有）；——護(hù)套（如有）。[來源：GB/T34571—2017，3.1]3.2（電纜）屏蔽screen（ofacable）防護(hù)電纜免受外部電磁場干擾和降低對外電磁干擾的導(dǎo)電層。[來源：GB/T34571—2017，3.3]3.3線束harness經(jīng)整理、排列，并能作為一個(gè)組件進(jìn)行安裝或拆卸的若干電線、電纜和電纜組。[來源：]3.4電連接器electricconnector插頭、插座的統(tǒng)稱。[來源：]3.5卡箍support敷設(shè)時(shí)用于固定線束的緊固件的統(tǒng)稱。[]3.6電氣屬性electricaldefinition指零部件模型的類型定義（類型分為電氣設(shè)備、電連接器、后附件等）、裝配方式定義等。[來源：]3.7庫library用于存儲(chǔ)各類電氣零部件（包含電連接器、卡箍、接線端子、線束等）的集合。3.8接線表routingtable反映電氣裝置或設(shè)備連接關(guān)系的表格。注：一般包含線號(hào)、線型、起止點(diǎn)、長度、接線端子及電連接器等必要的連接信息。3.9三維預(yù)布線3Dpre-wiring三維環(huán)境下，借助電路原理圖和接線圖、器件布局圖，應(yīng)用三維布線軟件，融合機(jī)械數(shù)據(jù)與電氣數(shù)據(jù)的虛擬布線技術(shù)。3.10三維線束模型3DHarnessModel通過虛擬三維數(shù)據(jù)環(huán)境，在三維設(shè)計(jì)軟件中對線束進(jìn)行排布，構(gòu)建出具有詳細(xì)的三維線束數(shù)據(jù)的模型。軟件設(shè)置環(huán)境設(shè)置三維線束模型設(shè)計(jì)常用軟件有CATIA、CREO、UGNX、EplanHarnessproD等。其中：——CATIA軟件環(huán)境設(shè)置見附錄A；——CREO軟件環(huán)境設(shè)置見附錄B；——UGNX軟件環(huán)境設(shè)置見附錄C；——EplanHarnessproD軟件環(huán)境設(shè)置見附錄D。單位制采用SI公制，應(yīng)選用毫米（mm）、平方毫米（mm2）、千克（kg）、千克每立方米（kg/m3）、秒（s）等單位制組合。線束裝配建模的常用軟件術(shù)語（英中）對照表見表1。表1 線束裝配建模的軟件術(shù)語（英中）對照表序號(hào)名稱CREOCATIAUGNXEplanHarnessproD注釋1線盤Spools

電纜線/線軸線纜產(chǎn)品樣本的幾何參數(shù)2電線Wire

電線Wire

電線Wire

電線Wire

電線單根線芯導(dǎo)體的實(shí)體電線3電纜Cable

電纜Cable

電纜Cable

電纜Cable

電纜多根線芯導(dǎo)體的實(shí)體電纜4護(hù)套Sheath

鞘ProtectiveCovering保護(hù)層/管Overstock

護(hù)套型材Sleeves

護(hù)套護(hù)線材料/軟管/熱縮管5線束Harness

線束Harness

線束Harness

線束Harness

線束線束零件6電氣元件Component

電氣元件-Component

組件Component

電氣元件電連接器、接線端子等元件7位置Location

位置-ControlPoints（RCPs）路線控制點(diǎn)-線纜路徑的定位點(diǎn)8入口端EntryPort

入口端-Port

端口-電線電纜的終端9電氣零件ElectricalPart

電氣零件ElectricalPart

電氣零件ElectricalPart

電氣零件ElectricalPart

電氣零件-10電氣產(chǎn)品ElectricalProduct電氣產(chǎn)品ElectricalProduct電氣產(chǎn)品ElectricalProduct電氣產(chǎn)品ElectricalProduct電氣產(chǎn)品-11組裝Assembly

裝配Assembly

裝配Assembly

裝配Assembly

組裝-坐標(biāo)系三維布線設(shè)計(jì)模型創(chuàng)建參考面宜與實(shí)際產(chǎn)品的基準(zhǔn)平面一致，并保持關(guān)聯(lián)。三維模型設(shè)計(jì)應(yīng)以產(chǎn)品實(shí)物安裝平面為基準(zhǔn)平面，方便與捕捉部件的安裝特征（如:點(diǎn)、線、面）進(jìn)行裝配。產(chǎn)品三維模型在軟件中的坐標(biāo)系宜與產(chǎn)品實(shí)物安裝狀態(tài)保持一致。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹布線建模宜獨(dú)立于車體及設(shè)備的機(jī)械裝配建模。三維線束模型各部分可按功能劃分，如：主電路、輔助電路和控制電路；可按部位劃分，如：司機(jī)室、機(jī)械間、車端等；也可根據(jù)需要二者結(jié)合劃分。三維線束模型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹宜按零部件層次和隸屬關(guān)系創(chuàng)建?？梢元?dú)立裝配完成的零部件和線束，宜放入同一個(gè)裝配層級(jí)下，便于提取整體線束模型，以滿足實(shí)現(xiàn)預(yù)布線設(shè)計(jì)的條件。庫的建立通用要求在進(jìn)行三維線束模型設(shè)計(jì)之前，宜建立常用的電氣零部件庫，包含但不限于零部件、線槽、線管、電連接器、端子排、軟管及其附件、接線端子、電線電纜及防護(hù)材料（如：絕緣套管、保護(hù)膠帶）等，還包括其他必要的非圖形屬性。三維建模實(shí)體應(yīng)與實(shí)物保持一致，內(nèi)部與電氣屬性無關(guān)的部分，可省略或簡化。電纜類別（如：單芯線、屏蔽線、雙絞線、通信電纜）、電連接器類別（如：矩形插頭、圓形插頭）、接線端子類別（如：O型銅壓接端頭、U型銅壓接端頭、插套、管狀端頭）等宜進(jìn)行合理的圖層樹管理。電纜建模要求創(chuàng)建電纜庫時(shí)應(yīng)進(jìn)行基本屬性設(shè)置，宜根據(jù)其產(chǎn)品規(guī)格設(shè)置編號(hào)、型號(hào)、重量、使用溫度范圍、顏色等。單芯線的機(jī)械屬性還應(yīng)設(shè)置其截面積、外徑及最小彎曲半徑（通常以外徑的倍數(shù)計(jì)）；所有設(shè)置的物理參數(shù)應(yīng)與同型號(hào)的實(shí)物性能保持一致，其中最小彎曲半徑應(yīng)作為三維布線軟件檢測線束彎曲半徑是否符合要求的標(biāo)準(zhǔn)。屏蔽線宜對各芯線的最小彎曲半徑、線芯股數(shù)及外徑等進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)設(shè)置該屏蔽線的最小彎曲半徑，線束外徑則可通過軟件自動(dòng)計(jì)算，應(yīng)作為三維布線軟件檢測電纜彎曲半徑是否符合要求的標(biāo)準(zhǔn)。電連接器、接線端子建模要求電連接器及接線端子庫應(yīng)進(jìn)行基本屬性設(shè)置，宜根據(jù)其產(chǎn)品規(guī)格設(shè)置編號(hào)、內(nèi)部管腳代號(hào)、電連接器形式（如:公插頭、母插頭）等，應(yīng)與實(shí)物保持一致。在庫中創(chuàng)建電連接器屬性時(shí)，宜根據(jù)電連接器型號(hào)設(shè)置合適的固定線長裕量及剝線長度，補(bǔ)償三維預(yù)布線過程中產(chǎn)生的線長誤差。對電連接器管腳進(jìn)行設(shè)置時(shí)，宜從起始點(diǎn)（如1、A等）開始設(shè)置管腳代號(hào)，起始點(diǎn)顏色設(shè)置應(yīng)與其他管腳顏色不一致（通常設(shè)置為紅色），方便后續(xù)三維線束建模過程中識(shí)別相應(yīng)的點(diǎn)位。電連接器端口若定義到電連接器的尾殼，應(yīng)增加電連接器的內(nèi)部長度參數(shù)，準(zhǔn)確獲得電線電纜的完整長度。有防插錯(cuò)銷配置的電連接器模型應(yīng)清晰無歧義。電連接器及接線端子應(yīng)正確設(shè)置壓接線徑范圍及總芯數(shù)。電連接器及接線端子宜將其放置面設(shè)置為XY平面，Z軸方向朝部件上方。電連接器宜采用裝配建模，需示出的內(nèi)部模塊、接觸件等零件可單獨(dú)建模。線槽、線管建模要求線槽、線管三維建模應(yīng)與實(shí)物保持一致。線槽、線管等部件的顏色宜區(qū)別于線纜的顏色。線槽、線管應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)品規(guī)格設(shè)置名稱、最大外徑等。軟管宜設(shè)置其截面積、外徑、最小彎曲半徑及容積率等。三維模型基本要求產(chǎn)品三維模型設(shè)計(jì)時(shí)，三維模型存儲(chǔ)格式（如:.asm、.stp）應(yīng)與三維布線軟件兼容，并滿足如下基本要求：三維模型中組件、零部件的命名宜與圖號(hào)或零件代號(hào)保持一致；各組件或零部件建立后，宜定義物料完整的屬性，包括編號(hào)、名稱、型號(hào)規(guī)格、圖紙類型及重量等；各組件或零部件的對外接口的位置及安裝尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，與實(shí)物保持一致；對于電連接器、接線端子的三維建模應(yīng)留有放置電氣管腳的孔或腔體；線槽、線管應(yīng)根據(jù)預(yù)敷設(shè)的線束最大外徑來選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)格，同時(shí)考慮其容積率、散熱、防護(hù)等的要求；對于無線槽設(shè)計(jì)的部位，應(yīng)增加線束固定點(diǎn)，方便固定線束；產(chǎn)品三維模型應(yīng)充分考慮線束上柜的可裝配性、可維護(hù)性及安全性，需要從一個(gè)腔體穿入另一個(gè)腔體的線束，應(yīng)預(yù)留合適大小的電纜夾或足量的孔位，方便安裝預(yù)布線束。三維線束模型設(shè)計(jì)通用要求三維線束模型設(shè)計(jì)基本流程見圖1。圖1三維線束模型設(shè)計(jì)基本流程三維線束模型設(shè)計(jì)中使用到的電氣零部件，如電纜、電連接器、接線端子等標(biāo)準(zhǔn)件宜從庫中調(diào)用。三維線束模型與其他結(jié)構(gòu)之間不應(yīng)存在干涉（穿透、纏繞等）現(xiàn)象。三維線束模型設(shè)計(jì)過程宜體現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)（DesignforManufacturing—DFM）、面向裝配的設(shè)計(jì)（DesignforAssembly—DFA）和面向維修的設(shè)計(jì)（DesignforServiceability—DFS）準(zhǔn)則。三維線束模型設(shè)計(jì)應(yīng)滿足線束的完整性，應(yīng)覆蓋所有用到的電連接器、接線端子等部件的連接，三維線束模型示例見附錄E。線束敷設(shè)應(yīng)整齊有序，安裝間距合理，線束不應(yīng)出現(xiàn)松弛、繃緊或扭絞，不同類線束敷設(shè)應(yīng)保留一定間距，符合GB/T34571-2017中7.2、7.3的規(guī)定。三維預(yù)布線路徑的設(shè)計(jì)應(yīng)與設(shè)計(jì)規(guī)劃布線路徑保持一致。電連接器、接線端子、線纜放置要求放置的電連接器、接線端子及線纜型號(hào)等應(yīng)與設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的型號(hào)一致。應(yīng)標(biāo)明各電連接器、接線端子安裝位置，并標(biāo)注代號(hào)或名稱，應(yīng)清晰無歧義。同一位置上連接兩個(gè)相同大小的接線端子時(shí)，兩個(gè)接線端子之間宜分開一定的角度呈“八”字形交叉、重疊安裝，見圖2。a）交叉安裝b）重疊安裝圖2接線端子放置要求同一位置上連接兩個(gè)不同大小的接線端子時(shí)，應(yīng)按照先大后小的順序安裝。電連接器、接線端子放置應(yīng)與實(shí)物接線保持一致，放置在電氣接線點(diǎn)接觸面上。線纜放置順序，宜滿足以下要求：先放置主回路線束，后放置控制回路線束；先放置整車、柜體線束，后放置部件、模塊線束。線纜放置宜使用自動(dòng)布線、半自動(dòng)布線，再進(jìn)行局部調(diào)整走線路徑及布線弧度。獨(dú)立組件宜單獨(dú)布線，便于線束的獨(dú)立布線和維護(hù)。三維線束模型設(shè)計(jì)要求線束應(yīng)在合理位置設(shè)置綁扎點(diǎn)，相同路徑且同類別線束應(yīng)設(shè)置同一條路徑束，在直線路徑段可設(shè)置均勻的節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)彎拐點(diǎn)或路徑分支時(shí)宜增加節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)）設(shè)置。線束宜避免封閉環(huán)形敷設(shè)，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選擇合適的布線路徑，便于線束的安裝和維護(hù)。三維線束模型設(shè)計(jì)中，線束如懸空無固定，宜進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。三維線束模型設(shè)計(jì)中，應(yīng)識(shí)別發(fā)熱元器件，避免與發(fā)熱器件表面直接接觸，應(yīng)考慮敷設(shè)線束最小彎曲半徑、安全隔離要求，具體按GB/T34571-2017中6.7、6.18的規(guī)定執(zhí)行。多根線束實(shí)體經(jīng)過卡箍時(shí)，多個(gè)線束實(shí)體之間可有小部分重合現(xiàn)象，但不應(yīng)多個(gè)線束實(shí)體同時(shí)在一點(diǎn)重合，見圖3。圖3多根線束實(shí)體排列示意為規(guī)避線束磨損，三維線束模型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：避免直接在元器件上面走線；線束敷設(shè)位置不應(yīng)影響螺絲刀、扳手等自由地調(diào)整、拆卸部件；識(shí)別相對運(yùn)動(dòng)部件，其運(yùn)動(dòng)軌跡范圍內(nèi)空間不應(yīng)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象；保證線束裝配過程中線束的自由拆裝，線束不應(yīng)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉；通過增加防護(hù)等措施避免與銳邊結(jié)構(gòu)直接接觸。三維線束模型檢查三維線束模型建立后，應(yīng)對模型進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)點(diǎn)宜包括但不限于：彎曲半徑；線束與接線端子或電連接器匹配性；導(dǎo)線連接完整性；線束干涉/磨線；線束組別；電連接器名稱及點(diǎn)位唯一性；線束與發(fā)熱器件間距；線束路徑最優(yōu)原則；線束實(shí)體不宜形成封閉圖形；容積率檢查。對檢驗(yàn)不合格項(xiàng)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行模型調(diào)整，使其在允許范圍內(nèi)。三維轉(zhuǎn)二維應(yīng)用二維線束圖紙生成從三維線束模型向二維線束圖紙轉(zhuǎn)化時(shí)，宜涵蓋三維線束模型中的關(guān)鍵要素，包括但不限于電線電纜、電連接器及代號(hào)、接線端子及代號(hào)、卡箍、防護(hù)材料等。線束布置在圖框內(nèi)，宜選擇最小的圖幅，且圖框的大小設(shè)置不應(yīng)超過布線平臺(tái)的大小。單束線束過長時(shí)，宜采用旋轉(zhuǎn)迂回的方式布置，同時(shí)標(biāo)記迂回纏繞的圈數(shù)。各組別線束放置應(yīng)避免交叉、重疊，且采用1:1比例放置。線束的起點(diǎn)及終點(diǎn)應(yīng)標(biāo)注電連接器及接線端子的代號(hào)及管腳，特殊情況可備注電連接器及接線端子的型號(hào)。如生成的二維線束圖紙無法全面體現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)要求，可在圖紙技術(shù)要求中作出補(bǔ)充說明。對三維線束模型進(jìn)行變更時(shí)應(yīng)同時(shí)更新二維線束圖紙。工程文件輸出二維線束圖設(shè)計(jì)完后，可根據(jù)需要導(dǎo)出生產(chǎn)用工程文件，宜滿足以下要求：生成線束長度清單時(shí)，宜包含以下要素：物料編碼；物料型號(hào)；單根線束長度；線束數(shù)量；線束用量。電纜實(shí)際下線長度宜在導(dǎo)出工程文件線束長度的基礎(chǔ)上增加一定裕量。電纜連接關(guān)系推薦采用接線表的形式，接線表宜包含以下信息：電纜型號(hào)；起始點(diǎn)位；終點(diǎn)點(diǎn)位；連接方式；電纜長度；電纜類別；其他備注信息（可選）。物料清單報(bào)表應(yīng)包含三維線束模型中使用到的所有物料，如電纜、電連接器、接線端子、防護(hù)材料、卡箍等。

附錄A（資料性）CATIA軟件線束裝配設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置A.1CATIA軟件環(huán)境設(shè)置CATIACATIA生電氣元件移動(dòng)后線束不會(huì)自動(dòng)更新等問題。具體步驟如下：工具——選項(xiàng)——基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)——零件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)——常規(guī)——勾選保持與選定對象的鏈接，見圖A.1；圖A.1外部參考設(shè)置工具——選項(xiàng)——設(shè)備與系統(tǒng)——電氣線束規(guī)則——ELectricalHarnessInstallation，Keeplinkwithselectedobject菜單選擇Always，見圖A.2；圖A.2上下文鏈接設(shè)置工具——選項(xiàng)——設(shè)備與系統(tǒng)——電氣線束規(guī)則——ELectricalHarnessInstallation，勾選Parent-bundlesegment，見圖A.3。圖A.3線束命名規(guī)則設(shè)置A.2 線束形狀設(shè)置線束宜以圓形態(tài)進(jìn)行繪制，若需要將線束以扁平或其他形態(tài)繪制，可通過如圖A.4所示進(jìn)行設(shè)置。具體步驟如下：工具——選項(xiàng)——設(shè)備與系統(tǒng)——電氣線束規(guī)則——ELectricalHarnessInstallation，對BundleSegmentProfile進(jìn)行設(shè)置，見圖A.4。圖A.4線束形狀設(shè)置A.3 線束創(chuàng)建規(guī)則選擇線束創(chuàng)建規(guī)則可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，如圖A.5。具體步驟如下：工具——選項(xiàng)——設(shè)備與系統(tǒng)——電氣線束規(guī)則——ELectricalHarnessInstallation，對BundleSegmentCreation進(jìn)行設(shè)置，見圖A.5。圖A.5線束創(chuàng)建規(guī)則設(shè)置

附錄B（資料性）CREO軟件線束裝配設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置B.1CREO軟件環(huán)境設(shè)置使用CREO軟件進(jìn)行三維布線設(shè)計(jì)時(shí)，宜對CREO軟件環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。具體步驟如下：文件——選項(xiàng)——配置編輯器——顯示有厚度的纜和線：設(shè)置為yes，便于觀察布線后的干涉情況，見圖B.1；圖B.1布線顯示設(shè)置圖文件——選項(xiàng)——配置編輯器：默認(rèn)的長度單位設(shè)置為unit_mm，默認(rèn)的質(zhì)量單位設(shè)置為unit_kilogram，見圖B.2。設(shè)置完成后保存配置文件至原地址，保存地址見圖B.3。圖B.2單位設(shè)置圖B.3配置文件地址B.2CREO軟件電纜參數(shù)設(shè)置使用CREO進(jìn)行三維布線，進(jìn)入布線界面時(shí)，宜對電纜參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，見圖B.4。具體步驟如下：應(yīng)用程序——纜——線軸——?jiǎng)?chuàng)建/編輯；外徑Thickness；最小折彎半徑Min_bend_radius；單位Units；顏色Color。圖B.4電纜參數(shù)設(shè)置

附錄C（資料性）UGNX軟件線束裝配設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置C.1 UGNX軟件環(huán)境設(shè)置 單位類型和量綱用戶默認(rèn)設(shè)置——基本環(huán)境——單位類型和量綱，見圖C.1。圖C.1單位類型和量綱設(shè)置 質(zhì)量屬性用戶默認(rèn)設(shè)置——基本環(huán)境——材料/質(zhì)量——質(zhì)量屬性單位，見圖C.2。圖C.2質(zhì)量屬性單位設(shè)置C.2管線布置的設(shè)置用戶默認(rèn)設(shè)置——管線布置，見圖C.3。圖C.3管線布置設(shè)置C.3布線首選項(xiàng)的設(shè)置開始——所用應(yīng)用模塊——電氣管線布置——首選項(xiàng)——布線首選項(xiàng)，見圖C.4。圖C.4布線首選面設(shè)置

附錄D（資料性）EplanHarnessproD軟件線束裝配設(shè)