一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法及其内径计算方法

摘要

本发明一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法及其内径计算方法，所述的内径计算方法，利用线束图中已有的线束信息，通过选定节点间的线束段，利用路径匹配确定线束段中的电线数量，然后以与重心的距离为约束条件，选择最优的电线横截面圆圆心位置，然后依次逐个的实现优化，得到线束段的最小排布直径，再通过经验系数保证其满足包覆的操作要求和完成余量控制，极大的提高了最小排布直径计算的精确性，为线束的设计和制造提高了最为可靠的依据和处理办法。所述的匹配方法，通过关联数据库的建立，在快速准确确定内径后，对应到关联数据库中确定和筛选出推荐管材内径，或得到精确的缠绕长度，能够为工艺中的成本估计和材料准备做出精确估计。

说明书

技术领域

本发明涉及对汽车线束的包覆方式匹配方法，具体为一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法及其内径计算方法。

背景技术

汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器)与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。线束产业链包括电线电缆、连接器、加工设备、线束制造和下游应用产业，线束应用非常广泛，可用在汽车、家用电器、计算机和通讯设备、各种电子仪器仪表等方面，车身线束连接整个车身。

在排列线束前要事先在CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)平台上绘制线束图，线束图必须要顾及各个电气元件的尺寸形状和它们之间的距离，也要反映出电气件彼此之间的连接关系，同时还要对线束的包覆进行标识和指定。根据线束图做成线束排线板后，按照排线板的规定来截线排线后，对线束进行包覆实现保护和绝缘。

但是现有技术中，在绘制线束图之后，在进行包覆方式的指定和设计时，是通过在CAD中通过对分支点之间或分支点和护套之间选择线束段后，根据所选线束段的信息，进行人工估计和包覆方式的选择，然后通过块输入到线束图中所选线束段的对应位置；汽车线束的分类较多，而且需要适应的情况较多，所涉及到的线束段的数量往往是成千上百，需要对每个线束段都进行包覆方式的匹配，不仅工作量巨大，效率低下，而且精度差，需要设计人员进行多次的检查核对。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法及其内径计算方法，能够通过采集线束图中指定线束段的参数，完成对线束段内径的自动计算，对数据库中的包覆方式进行匹配和优选，极大的提高了匹配效率，减少了工作量，保证了整体精度的准确和统一。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明一种基于CAD平台汽车线束包覆的内径计算方法，包括如下步骤，

步骤1，选定所要进行包覆的线束图，计算得到线束图中任意两个同线号电线端头之间的最短路径为对应线号电线的长度，并且确定线束中每根电线的路径和其所经过的节点；

步骤2，在选定要进行包覆的线束图上，通过起始节点和终止节点的选择，指定要进行包覆标注的线束段，从而得到线束段的路径和其所经过的节点；分别针对线束段中各个两相邻节点，统计在所有电线路径中包含该两相邻节点的电线数量，得到该两相邻节点间的电线总数以及每根电线对应的电线外径；

步骤3，计算线束段内各个两相邻节点间的电线最小排布直径，选取其中最大值作为线束段的最小排布直径，线束段的最小排布直径再与经验宽余系数的乘积作为线束段的最小包覆内径；

如果两相邻节点间只有一根电线，则该两相邻节点间的电线最小排布直径的为对应的电线外径；

如果两相邻节点间有至少两根电线，则通过如下方法得到该两相邻节点间的电线最小排布直径；

3.1对同一截面的所有电线进行从大到小排序，选取第一电线的横截面圆作为基准，将第二电线的横截面圆在第一电线的横截面圆上滚动，得到第二电线的横截面圆圆心的运动轨迹，选取该运动轨迹上离第一电线重心最近的一个点作为第二电线的排布圆心，按得到的排布圆心排布第二电线的横截面圆，得到第一电线和第二电线的排布图；

3.2依次对线束段中的电线进行排布，当前电线的横截面圆在前一排布图中每个电线的横截面圆上滚动；将当前电线的横截面圆圆心的每个运动轨迹中位于其他运动轨迹内的点剔除，在剩余运动轨迹的点中选取离前面所有电线的排布图中重心最近的一个点作为当前电线的排布圆心，按得到的排布圆心排布当前电线的横截面圆；重复上述步骤，直至线束段内的电线全部排布，得到线束段的最优电线排布图；

3.3在最优电线排布图的所有电线横截面圆中，圆心到最优电线排布图重心的距离与该圆半径之和的最大值，作为该两相邻节点间的电线最小排布半径；

步骤4，在包覆材料中，选择不小于线束段的最小包覆内径的包覆材料内径作为对应线束段包覆的内径。

优选的，所述的节点包括线束图中的分支点、短路点和连接器；所述的起始节点和终止节点在分支点和连接器中进行选择。

优选的，使用CAD平台自带的LISP语言编辑各种命令模块，并结合CAD平台原始的命令使用。

优选的，还包括建立与CAD平台交互的电线数据库或csv文件的步骤，所述的数据库或csv文件中至少包括电线的线号、内径和外径。

本发明一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法，包括如下步骤，

步骤一，建立与CAD平台的关联数据库或csv文件，用于存储汽车线束中所有电线和包覆材料的参数数据；

步骤二，根据本发明中任意所述的汽车线束包覆的内径计算方法得到所要计算的线束段包覆的内径；

步骤三，选定包覆材料；

如果选择管材，则从关联数据库或csv文件中选取大于且最接近于线束段最小包覆内径的管材内径作为推荐管材内径；同时根据线束段长度得到管材长度；

如果选择缠绕材料，则从关联数据库或csv文件中得到对应缠绕材料的宽度，并根据如下公式计算得到缠绕长度，

缠绕长度＝{线束段长度/(1-重叠值)*胶带宽度}*内径*π*宽放比；

步骤四，将选定的管材、管材内径和管材长度，或是选定的缠绕材料、宽度和缠绕材料长度显示生成对应的包覆块，输出插入到线束图中的线束段对应位置上。

优选的，包括如下步骤，步骤一中，所述的参数数据至少包括电线和包覆材料的必要信息；所述的必须信息为电线的品牌牌号、内径和外径，包覆材料中管材的品牌牌号和内径，以及包覆材料中缠绕材料的品牌牌号和宽度。

进一步，所述的参数数据还包括非必要参数，所述的非必要参数包括管材和包覆材料的供应商、颜色和规格描述；并将包覆材料的品牌牌号和非必要参数隐藏存储在包覆块的属性中。

优选的，步骤三中，得到推荐管材内径后，根据关联数据库或csv文件按接近程度从小到大的顺序，排列显示推荐管材内径对应管材的参数数据，根据设计需求选择管材并导入对应的参数数据。

优选的，步骤四中，管材长度的长度为线束段的长度与设定的线材外漏量的差值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明所述的内径计算方法，利用线束图中已有的线束信息，通过选定节点间的线束段，利用路径匹配确定线束段中的电线数量，然后以与重心的距离为约束条件，选择最优的电线横截面圆圆心位置，然后依次逐个的实现优化，得到线束段的最小排布直径，再通过经验系数保证其满足包覆的操作要求和完成余量控制，极大的提高了最小排布直径计算的精确性，为线束的设计和制造提高了最为可靠的依据和处理办法，操作简单，方便高效，计算精确。

本发明所述的匹配方法，通过关联数据库的建立，利用内径计算方法在快速准确确定内径后，对应到关联数据库中确定和筛选出推荐管材内径，或得到精确的缠绕长度，能够准确的为工艺中的成本估计和材料准备做出精确估计，并且极大的提高了在线束制图过程中的包覆材料匹配和标注速度，工作效率高，劳动强度小，且能够保证精度。

附图说明

图1为本发明实例中所述的匹配方法流程示意图。

图2为本发明实例中所述的电线排布示意图。

图3为本发明实例中所述的要进行包覆的线束图。

图4位本发明实例中所述线束段的最优电线排布图示例。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明是在CAD平台上进行的二次开发和功能优化，使用CAD自带的LISP语言，编辑各种命令模块，并结合CAD原始的命令使用。

本发明一种基于CAD平台汽车线束包覆的匹配方法，如图1所示，其包括如下步骤，

步骤一，建立与CAD平台的关联数据库或csv文件，用于存储汽车线束中所有电线和包覆材料的参数数据；其中，所述的参数数据至少包括电线和包覆材料的必要信息；所述的必须信息为电线的品牌牌号、内径和外径，包覆材料中管材的品牌牌号和内径，以及包覆材料中缠绕材料的品牌牌号和宽度。还包括非必要参数，所述的非必要参数包括管材和包覆材料的供应商、颜色和规格描述。

步骤二，根据本发明一种基于CAD平台汽车线束包覆的内径计算方法得到所要计算的线束段的内径；其具体包括如下步骤，

步骤1，选定所要进行包覆的线束图，如图3所示，计算得到线束图中任意两个同线号电线端头之间的最短路径为对应线号电线的长度，并且确定线束中每根电线的路径和其所经过的节点；所述的节点包括线束图中的分支点、短路点和连接器。

步骤2，在选定要进行包覆的线束图上，通过起始节点和终止节点的选择，如图3所示，选择两个被标注出分支点作为节点，从而指定要进行包覆标注的线束段，从而得到线束段的路径和其所经过的节点；统计在所有电线路径中包含该两相邻节点的电线数量，得到该两相邻节点间的电线总数以及每根电线对应的电线外径；

步骤3，计算线束段内各个两相邻节点间的电线最小排布直径，选取其中最大值作为线束段的最小排布直径，线束段的最小排布直径再与经验宽余系数的乘积作为线束段的最小包覆内径；

如果两相邻节点间中只有一根电线，则该两相邻节点间的电线最小排布直径为对应的电线外径；

如果两相邻节点间有至少两根电线，则通过如下方法得到该两相邻节点间的电线最小排布直径；本优选实例中按照线束中电线对应的外径从大到小依次排序；并以3根电线为例，进行说明，如图2所示，其中，A为第一电线的横截面圆圆心，B为第二电线的横截面圆圆心，C为选定的第三电线的横截面圆圆心，O为A圆和B圆排布后的重心，L1和L2位C圆可选的圆心轨迹，L0位C圆不可选的圆心轨迹，L为可选圆心轨迹上距重心最短距离。

3.1对同一截面的所有电线进行从大到小排序，选取第一电线的横截面圆A作为基准，将第二电线的横截面圆B在第一电线的横截面圆A上滚动，得到第二电线的横截面圆圆心的运动轨迹，选取该运动轨迹上离第一电线重心最近的一个点作为第二电线的排布圆心，按得到的排布圆心排布第二电线的横截面圆B，得到第一电线和第二电线的排布图；

3.2依次对线束段中的电线进行排布，第三电线的横截面圆C在前一排布图中每个电线的横截面圆上滚动得到L1和L2；将第三电线的横截面圆圆心的每个运动轨迹中位于其他运动轨迹内的点剔除，也就是剔除L1中包括的L2的点，剔除L2中包括的L1的点；在剩余运动轨迹的点中选取离前一排布图中重心最近的一个点作为当前电线的排布圆心C，剩余的轨迹点包括L1和L2的交底以及其他不相互包含的点，按得到的排布圆心排布第三电线的横截面圆C；

当电线多于3根时，重复上述步骤，直至线束段内的电线全部排布，得到线束段的最优电线排布图，如图4所示；

3.3在最优电线排布图的所有电线横截面圆中，对所有电线横截面圆计算圆半径与圆心到最优电线排布图重心的距离之和，找出其最大值作为该两相邻节点间的电线最小排布半径。

步骤4，在包覆材料中，选择不小于线束段的最小包覆内径的包覆材料内径作为对应线束段包覆的内径。

步骤三，选定包覆材料；

如果选择管材，则从关联数据库或csv文件中选取大于且最接近于线束段最小包覆内径的管材内径作为推荐管材内径；同时根据线束段长度得到管材长度；

如果选择缠绕材料，则从关联数据库或csv文件中得到对应缠绕材料的宽度，并根据如下公式计算得到缠绕长度，

缠绕长度＝{线束段长度/(1-重叠值)*胶带宽度}*内径*π*宽放比；

其中，得到推荐管材内径后，根据关联数据库或csv文件按接近程度从小到大的顺序，排列显示推荐管材内径对应管材的参数数据，根据设计需求选择管材并导入对应的参数数据。选择的管材包括开口或闭口的波纹管或PVC管、缠绕管或热缩管，选择的缠绕材料包括电工胶布、醋酸胶布、海绵或编织带。

步骤四，将选定的管材、管材内径和管材长度，或是选定的缠绕材料、宽度和缠绕材料长度显示生成对应的包覆块，输出插入到线束图中的线束段对应位置上，将包覆材料的品牌牌号和非必要参数隐藏存储在包覆块的属性中。本优选实例中，管材长度的长度为线束段的长度与设定的线材外漏量的差值。