【摘" 要】電氣設(shè)計在挖掘機(jī)的整機(jī)設(shè)計中占有很大的比重，針對電氣設(shè)計周期長、效率低的問題，本文列舉了主機(jī)廠線束常用的設(shè)計方法并進(jìn)行對比分析，結(jié)合行業(yè)特征，對不同方法做篩選，結(jié)果表明：通過對線束設(shè)計方式的優(yōu)化，可以縮短線束制作時間，提升線束設(shè)計效率。

【關(guān)鍵詞】線束制作；方式優(yōu)化；設(shè)計效率

中圖分類號：U463.62" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2023 ）11-0089-03

Optimization of Excavator Wiring Harness Fabrication Method

ZHAO Long，WU Xiangju，WANG Liangbing，LIU Chen

（Shandong Lingong Construction Machinery Co.，Ltd.，Linyi 276023，China）

【Abstract】Electrical design occupies a large proportion in the whole machine design of excavator，aiming at the problems of long electrical design cycle and low efficiency，the common design methods of wiring harnesses in the host factory were listed and comparative analyzed in the paper to do screening of different methods，combining with the characteristics of the industry. The results show that： through the optimization of wiring harnesses design way，the wiring harnesses production time can be shortened and the design efficiency of wiring harnesses can be improved.

【Key words】wiring harness making；mode optimization；design efficiency

1" 引言

隨著工程機(jī)械行業(yè)市場占有率競爭白熱化加劇，縮短新產(chǎn)品設(shè)計、驗(yàn)證、上市周期變得尤為重要。在提升通用化程度的大背景下，結(jié)構(gòu)件設(shè)計往往借助原有平臺，在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改進(jìn)，從而衍生出新產(chǎn)品的外觀設(shè)計，因此該部分設(shè)計起步較早，可以在產(chǎn)品定位完成后著手開展工作。

電氣設(shè)計主要分為電器元件選型和線束制作兩部分，電器元件選型通常依據(jù)工況的使用需求、價格、廠家品牌力以及電氣相關(guān)參數(shù)（如功率、額定電壓、額定電流、過載保護(hù)電流、IP防護(hù)等級、適用溫度范圍等）進(jìn)行選擇。因?yàn)槭窃谝延械男吞栔兄苯舆x型，該項(xiàng)工作耗費(fèi)時間短，通過與廠家技術(shù)人員、銷售人員溝通，確定年或者月預(yù)計使用、購買的數(shù)量，經(jīng)采購與廠家溝通談價，此工作就可完成。

線束制作由于涉及發(fā)動機(jī)、傳感器、開關(guān)、顯示單元、控制單元、用電負(fù)載、閥控單元等諸多部件，并且需要參考最新的結(jié)構(gòu)件數(shù)模做骨架進(jìn)行布線，因此該部分設(shè)計具有滯后性。線束設(shè)計分為主機(jī)廠和線束廠兩部分，主機(jī)廠負(fù)責(zé)線束設(shè)計的主體任務(wù)，線束廠負(fù)責(zé)線束圖紙的轉(zhuǎn)化，以生成車間可以識別的圖紙，用于線束布局和制作。在新產(chǎn)品規(guī)劃和上市階段，設(shè)計周期比較短，這就需要對不同的出圖方式進(jìn)行比較，選擇用時較短、信息全面，并且方便線束廠家識別和轉(zhuǎn)化的線束圖紙表達(dá)形式。

2" 線束設(shè)計的實(shí)現(xiàn)途徑

線束設(shè)計的圖紙制作途徑有兩種方式，一種是通過Creo集成化軟件的嵌套使用生成設(shè)計圖紙，一種是通過不同軟件結(jié)合使用生成設(shè)計圖紙。這兩種方式都是線束設(shè)計的實(shí)現(xiàn)途徑。

2.1" Creo集成化軟件的嵌套使用

Creo集成化軟件的嵌套使用，是利用PTC公司自身的Schematics與Creo三維作圖軟件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的出圖效果，其作圖過程主要分為原理圖繪制、三維網(wǎng)絡(luò)制作、圖紙展平3部分。Schematics原理示意如圖1所示。Schematics是原理圖繪制軟件，首先把插接器布置在指定的圖幅內(nèi)，依次定義每個插接器的型號、針腳、標(biāo)簽等信息，然后導(dǎo)入線表并布線，其中電線規(guī)格常用的有德標(biāo)和日標(biāo)（表1）兩種，可以根據(jù)使用場合，導(dǎo)入對應(yīng)規(guī)格的線表。布線就是根據(jù)前期定義的線徑、線色、線號以及線號與接插器孔位的對應(yīng)信息，依次選擇對應(yīng)的電線連通接插器和焊點(diǎn)。在整個原理圖完成繪制后，最后一步是檢查原理圖的連接有無錯誤并導(dǎo)出文件。原理圖制作是線束出圖的最初始工作，也是整個過程的根本，原理圖中插件信息錯誤，會導(dǎo)致后期導(dǎo)入三維造成關(guān)系的不對應(yīng)；若是原理圖的連接位置出錯，則會導(dǎo)致生成的二維圖線表信息錯誤。因此，必須在此過程中保持嚴(yán)謹(jǐn)和準(zhǔn)確，才能保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

三維網(wǎng)絡(luò)規(guī)定了線束實(shí)際裝車的具體走向，是線束出圖的主體工程，可以直觀地顯示線束在整車上的布局。根據(jù)電池、電控、電機(jī)、用電器等不同負(fù)載的具體布置，把對應(yīng)的插件放置在指定位置，從而完成對插件在整車上的分布。這個工作可以通過生成骨架做參考，減少車架、護(hù)頂架、儀表架、機(jī)罩、側(cè)罩等結(jié)構(gòu)件的裝配，防止軟件卡滯、死機(jī)等狀況發(fā)生。使用布線網(wǎng)絡(luò)連接各個插件，根據(jù)線路連接關(guān)系和不同線徑的折彎半徑，繪制合理的網(wǎng)絡(luò)走向以及羊角點(diǎn)，以保證原理圖導(dǎo)入后，線路能夠成功生成。網(wǎng)絡(luò)完成后，使用檢查連續(xù)性功能，排除網(wǎng)絡(luò)不連續(xù)的狀況。

線束展平是設(shè)計出圖的最后一步，如圖2所示，展平圖反映了原理圖中的對應(yīng)關(guān)系以及三維中的結(jié)構(gòu)關(guān)系，工作量相對較大。三維網(wǎng)絡(luò)做好后，首先導(dǎo)入原理圖，指定各個接插件和焊點(diǎn)，然后布設(shè)纜，附屬邏輯連接關(guān)系的三維線束就生成了。線束展平之前要先新建制造圖，在新建制造圖的基礎(chǔ)上繪制展平。展平分自動和手動兩種，比較大的線束比如車架線束等一般要用到自動展平，小線束可手動展平完成，從而減少工作量，降低設(shè)計人員的負(fù)擔(dān)。三維線束展平用到的工具較多，這里不一一贅述，但是必須以結(jié)果為導(dǎo)向，形成合理的展平布局，以利于后期線束二維展平圖的尺寸標(biāo)注和文本注釋。

通過以上方法生成的線束圖紙，可在二維圖直接標(biāo)注分支尺寸，可形成每個插件對應(yīng)的回路信息，生成總線表、物料表以及所有電線類型。圖紙中未明確的信息可以通過文本注釋和技術(shù)要求表述兩種方式相結(jié)合來完善線束的包裹材料和附屬元器件信息，如波紋管、膠帶、熱縮管、護(hù)套、二極管、電阻、天線等信息。由于原理圖繪制軟件和三維作圖軟件同屬一家公司開發(fā)，所以軟件兼容性好，圖紙生成的效率更高。

2.2" 不同軟件結(jié)合使用

另一種比較直接的方式，就是通過線束三維和二維軟件分別繪制，比如結(jié)合使用Creo軟件繪制線束三維圖（圖3），CAXA軟件繪制線束二維圖（圖4）。由于線束三維使用Creo軟件的纜工具直接繪制，沒有導(dǎo)入電氣回路表的信息，所以該三維無法顯示線路和插件之間的邏輯關(guān)系。在只需要三維展示各接插件位置關(guān)系的場景，這種三維作圖方式也是一種比較好的線束結(jié)構(gòu)表達(dá)方式。這是方便主機(jī)廠出圖的一種優(yōu)化選擇，而真正的線束制作周期，是指主機(jī)廠線束圖紙出圖和傳遞以及線束廠家圖紙轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)、發(fā)貨整個過程的耗費(fèi)時間。該作圖方式?jīng)]有生成物料表，并且沒有單個插件的回路信息和整個線束的電線類型信息，需要線束廠家設(shè)計人員從主機(jī)廠圖紙中提取，工作量非常大。同時，這種方式的回路表（表2）生成需要根據(jù)電氣原理圖信息手動輸入，線束分支長度需從線束三維手動測量獲取，對主機(jī)廠電氣設(shè)計人員來說也是一個工作量大且容易出錯的工作。

3" 結(jié)論

綜合比較兩種常用的線束作圖方式，從整個線束制作過程的縮短角度出發(fā)，使用Creo自帶工具的作圖方式，具有相對的優(yōu)勢。雖然前期工作較多，但是有利于后期工作的開展和信息完善，能夠減少線束廠家圖紙轉(zhuǎn)化的工作量，從而縮短線束制作的周期，有利于提升線束成品交付的速度。

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（編輯" 凌" 波）

作者簡介

趙龍（1988—），男，碩士，工程師，主要從事挖掘機(jī)電氣的設(shè)計與研發(fā)工作。