工程机械电气系统三维设计应用研究

摘要

随着技术的发展，工程机械产品的设计大量使用三维设计软件。然而，作为工程机械产品中重要的组成部分，电气系统的设计工作大部分还停留在二维设计阶段。二维设计中，电气系统的原理图、线束图、装配图等设计数据相互独立，无法交换数据。而且电气系统设计必须等待结构部件设计完成才可以进行。此外，由于工程机械电气系统组成中的线束部件在产品安装时，需要在各个部分的安装空隙中寻找布线路径，故此，采用二维设计时，不能准确计算线束各个分线位置、出线长度等关键点的尺寸，这些问题导致线束设计需要进行两次以上的大规模修改才能基本达到使用要求。
　　为了解决工程机械电气系统设计中所存在的问题，本文在调研当前各类产品中电气系统三维设计应用情况的基础上，提出了一套完整的，可用于工程机械电气系统的三维设计方法。该方法挑选了EPLAN Electric P8、EPLAN Harness ProD、Creo三个软件平台，综合利用软件的功能和特点，完成了从原理设计、线束设计、直到装配设计的整个设计流程。
　　在设计开始之前，设计者首先要对各个软件在电气系统设计过程中所要调用到的部件进行建库工作，为后续工作打好基础。
　　在三维电气系统设计各个环节任务的基础上，本文解决了环节之间的数据传递的问题。其中，针对对原理图的三维布线的数据二次开发了数据导出模板。各环节之间数据的有效传递保证了数据使用的一致性和连续性
　　在三维电气系统设计流程的基础上，本文又开发了同步修正流程，该流程保证了电气系统的设计与整机设计的同步。
　　从线束尺寸的准确性和生产信息的准确性两个方面，本文研究了三维设计方法如何保证线束设计的准确性。其中，为了保证生产信息的准确性，本文开发了生成导线表和物料表用的报告模板。
　　最后，本文以推土机为例，运用本文开发的三维设计方法，对其电气系统进行了完整的设计。该设计过程最终完整输出了推土机的发动机电气系统、仪表箱电气系统和地板架电气系统设计数据。并且，在实际设计过程中，本文所研究的设计数据的继承使用、同步设计方法和线束设计的准确性都得到了验证。
　　综上，本文开发出了一套可用于工程机械产品电气系统三维设计的方法。该方法克服了传统电气系统设计的弊端，具有较强的实用性，有利于企业在设计阶段缩短电气系统的设计时间，保证产品能够尽早进入市场，抢占先机。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究背景及目的

1．1．1 二维电气系统设计及问题

1．1．2 本文研究目的

1．2 国内外三维电气系统设计应用现状

1．3 本文技术路线及主要工作

1．3．1 软件工具的选择

1．3．2 工程机械电气系统三维设计流程规划

1．3．3 本文研究内容结构

第2章 电气系统基础元件库

2．1 工程机械电气系统基本元件

2．2 导线信息库创建

2．3 连接器库创建

2．4 线束元件库创建

2．5 电气元件库创建

2．6 本章小结

第3章 设计数据的继承使用

3．1 工程机械电气系统三维设计流程各环节任务

3．2 原理图到三维布线的数据传递

3．2．1 三维布线的数据导入接口

3．2．2 原理数据导出接口与二次开发

3．3 安装结构设计到三维布线的数据传递

3．4 三维布线到线束图的数据传递

3．5 三维布线到装配图的数据传递

3．6 安装结构设计到装配图的数据传递

3．7 本章小结

第4章 电气设计与整机设计的同步

4．1 二维电气系统设计无法实现同步的原因

4．2 三维电气系统设计与整机设计的关联

4．3 电气设计与整机设计的同步方法

4．4 本章小结

第5章 线束的准确设计

5．1 线束的尺寸准确性

5．2 线束生产信息的准确性

5．2．1 线束的生产信息

5．2．2 三维设计中线束生产信息的生成

5．2．3 导线表和物料表模板的二次开发

5．3 本章小结

第6章 推土机电气系统三维设计

6．1 推土机电气系统的结构

6．2 原理图设计

6．3 安装结构设计

6．4 三维布线

6．4．1 连接器的放置

6．4．2 布线路径放置

6．4．3 导线导入与布置

6．4．4 添加表面保护

6．4．5 推土机电气系统的三维布线模型

6．5 线束图设计

6．5．1 指板图的导入与修改

6．5．2 线束图信息添加

6．6 装配图设计

6．6．1 电气系统装配体

6．6．2 电气系统装配图绘制

6．6．3 电气系统实际装机效果

6．7 同步设计的运用

6．8 本章小结

结论

结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢