电缆虚拟布线与安装仿真技术研究

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1、电缆虚拟布线与安装仿真技术研究摘要：电缆是机电产甜的重要组成部分，电缆的布局直接影响着机电产品的散热性能、抗震性能以及电磁兼容性能，虚拟样机技术就是一种基于智能技术、仿真工程以及网络化的陷阱设计手段，可以才产品加工前对产品的功能、性能以及可制造性进行科学的预测，以便对设计方案进行优化和评估，从而达到最优设计日标。将虚拟技术用在电缆布线的设计过程屮，可以在开发初期就得到需要的各种信息，就对布线的结果进行检验。关键词：电缆虚拟布线；安装仿真技术电缆是机电产品的重要组成部分，电缆的布局直接影响着机电产品的散热性能、抗震性能以及电磁兼容性能，如果电缆的布局不合理，那么机电产品在工作的过

2、程屮常常会出现摇摆的情况，端头也会出现脱落和松动，直接造成机电产品在后续的使用过程中出现安全隐患，因此，电缆的布线己经成为机电产品布局和设计中的重点问题，传统机电产品电缆的布线一般使用柔性线缆和胶布进行，在布局前会对产品的实物做好模拟实验，以便确定好电缆的长度、路径以及卡箍的位置。但是，由于传统的模拟布线方法属于串行设计的方法，必须在实物建立完成之后才可以进行布线，且这种布线方法布线的效率低，需耍进行反复的修改才能够确定，产品的设计问题往往在模拟试验的阶段才能够暴露出来，也难以对整个布局进行整体的规划，产品的开发周期长、开发成本高，因此，继续探讨一种新型的布线方法，虚拟样机技术

3、就是一种基于智能技术、仿真工程以及网络化的陷阱设计手段，可以才产品加工前对产品的功能、此女岗位、性能以及可制造性进行科学的预测，以便対设计方案进行优化和评估，从而达到最优设计目标。将虚拟技术用在电缆布线的设计过程屮，可以在开发初期就得到需耍的各种信息，就对布线的结果进行检验，下面就对电缆虚拟布线以及安装仿真技术进行研究。1电缆虚拟布线技术电缆虚拟布线即在机电产品中，用电气系统需求作为性能约束、用刚性组件装配模型作为空间约束，合理的对电缆进行分叉和合并，正确的规划卡箍以及电缆路径的位置，计算出电缆的重量、长度等布线信息，为实际的工程安装提供科学合理的指导。电缆虚拟布线技术是一种综

4、合性很强的设计技术，涉及着几何建模技术等，还要对电缆的对象模型进行建模，规划好电缆的起点、终点以及路径，在电缆虚拟布线技术中，电缆路径的规划是其屮的核心技术，也是电缆虚拟布线技术屮研究的关键问题。1.1布线思路现阶段下的布线方法有两种，即人工智能布线和人机交互布线的方法，人工智能布线代表方法是Cone自动化布线法，这种布线方法可以在空间约束下进行电缆路径的自动搜索，布线的准确率较高，但是这种布线方法仍然冇一定的局限性，突出表现就是性能约束难以实现，布线成功率不高，布线结果误差大。布线的日的就是为了对电缆路径进行科学合理的规划，从而获取关于电缆重量以及长度的信息，人丁智能方法在这

5、些方面还存在一些局限性，因此，现阶段下使用人机交互的布线方法进行布线。1.2电缆几何建模电缆儿何建模即电缆数学模型的建立，并将建立起來的模型利用现代可视化手段、计算机图形技术将数学模型转化为三维模型，电缆是具有界面信息的曲线，因此需要使用能量优化的方式进行几何建模，电缆几何建模需要满足儿个耍求：电缆几何模型必须可以近似的反映出电缆的形态，这种形态包括物理特性以及几个特性，此外，几何建模还需要具备一定的精度。电缆的长度不宜过长，由于机电产品中布线的空间相对较小，因此，在满足实际需求的情况下，电缆的长度要尽量短，以便满足机电产品的经济性原则。几何模型的建立应该保证电缆的变形能较小，

6、从力学的角度而言，最小性能的物体可以处在稳定状态，这样就可以在很大程度上延长电缆的寿命，提高电缆工作的可靠性。几何模型的建立必须要满足电缆最小弯曲半径，电缆在实际的工作条件下，大多会有最小弯曲半径的需求，即电缆的儿何模型必须要满足弯曲半径且大于电气系统的最小弯曲半径。1.3虚拟布线中的对象模型1.3.1刚性组件装配模型刚性组件就是产詁屮除了卡箍、电缆等组件以外的刚性部件，包插电气元器件以及机械零部件两种，刚性组件装配模型的信息包括零件信息、装配关系信息以及层次关系信息三种，零件信息就是刚性组件的丁程设计属性、物理属性、电气元部件与机械零部件之间的约束关系；装配关系信息就是产品装

7、配模型中的各种电气元器件、机械零部件的相対位置和方向关系；层次关系信息就是产品虚拟样机的转配结构。1.3.2电缆路径的规划准则电缆路径的规划涉及这多种学科，在实际的规划过程屮，需要遵循以下的原则：在电缆的布局过程中必须要考虑到电磁的散热、兼容、抗震以及拆装与维修是否方面，在满足系统需求的前提之下，电缆的长度要尽量短，避免电缆的往返穿越，同时，信号电缆与电源电缆之间要避免距离过近和发牛交叉的情况，如果必须要冇交叉，相互之间要保持垂直。电缆应该远离设备内部的部件以及发热元件，且电缆不能应先冷却风