成套电气中线束的3D模拟方法及模拟系统与流程

本发明涉及成套电气制造领域，尤其涉及一种成套电气中线束的3D模拟方法及模拟系统。

背景技术：

SuperHarness是一款用于成套电器制造行业的二次导线CAD/CAM/CAPP软件系统,它以柜体三维结构模型和Superworks电气设计软件生成的接线文件为基础数据,完成电气柜内部导线的三维布线模拟，进而生成加工导线用数控代码，完成导线的自动制造；并能生成线束制造用钉板图，在电气柜的壳体尚未完成制造前就完成线束的制作，待壳体和器件装配完成后直接将线束安装在柜体中以完成二次接线。

现有的SuperHarness软件系统，在完成布线后，平面和空间线束均显示为一根细线，即以线轴的方式显示，如此，不能形象的给用户展现立体效果以及线束具体显示形态，给设计工作带来很大的不便。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种成套电气中线束的3D模拟方法及系统。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种成套电气中线束的3D模拟方法包括： 所述方法包括：S1、载入布线图；

S2、遍历所述布线图，获取所述布线图区域内的所有元件，以及各个元件之间的接线路径；

遍历所述接线路径，获取对应每条接线路径的全部有效路径点；

每条接线路径上分布若干条导线段，每条导线段包括若干条直线导线段；

所述元件包括：起点元件和终点元件，每个起点元件包括至少一个元件起始接线端，每个终点元件包括至少一个元件终止接线端；

S3、根据海伦算法计算每相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量；

根据两个有效路径点之间通过直线导线段的数量查询线束外径数据库，获取分别通过当前两个有效路径点的圆的截面直径；

根据当前相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的延伸方向确认分别通过当前两个有效路径点的圆的生成方向；

S4、根据经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图；

S5、采用三维放样将二维圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤S2具体包括：

M1、获取布线图对应的布线路由表，所述布线路由表包括：路径表和接线表；

所述接线表包括：起点元件，所述起点元件对应的终点元件、起点元件所在的起点面板以及终点元件所在的终点面板；

所述路径表包括：起点面板、终点面板以及起点面板到终点面板之间的布线路径；

M2、根据所述布线路由表获取各个元件间的布线类型，所述布线类型包括：同板布线和跨板布线；

根据所述布线类型获取各条接线路径对应的有效路径点。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤M2具体包括：

P1、若布线类型为同板布线，则获取当前布线板上的所有起点元件和终点元件；

P2、判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，

若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；

所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线段；以及起点入线槽端点至终点入线槽端点之间的导线段；

若否，剔除当前的元件；

P3、记录各个导线段的端点为有效路径点。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤M2具体包括：

Q1、若布线类型为跨板布线，则分别每个布线板上的所有起点元件和终点元件；

Q2、判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，

若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；

所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线线段；

若否，剔除当前的元件；

其中，所述步骤Q2还包括：判断所述入线槽端点至所述接线槽端点之间是否存在入线绑定线夹点和接线绑定线夹点，

若是，所述接线路径还包括：所述入线槽点至入线绑定线夹点之间的导线线段，所述出线槽点至所述出线绑定线夹点之间的导线线段以及所述入线绑定线夹点至所述出线绑定线夹点之间的导线段；

若否，所述接线路径还包括：所述入线槽点至所述接线槽点之间的导线段；

Q3、记录各个导线段的端点为有效路径点。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤S2还包括：

遍历所述接线路径中的所有导线段，判断任一根导线段是否被其他导线段的端点打断，

若否，仅将当前导线段的端点确认为有效路径点；

若是，在当前导线段的交叉位置，为当前导线段增加一个有效路径点。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤S2还包括：

遍历所述接线路径中的所有导线段，获取任一根导线段中存在的拐点，并将所述拐点记录为有效路径点。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤S2还包括：

遍历所有导线段，将导线段重叠部分所对应路径上、且相互重叠的有效路径点保留为一个。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述S3具体包括：

查询线束外径数据库，获取相邻的两个有效路径点之间通过的线束的截面直径；所述线束为相邻的两个有效路径点之间通过导线的集合；

所述圆的截面直径=线束的截面直径。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所示线束外径数据库包括：

线束中直线导线段数量，以及对应线束中直线导线段数量的成缆系数和导线直径；

所述线束的截面直径等于对应线束中直线导线数量的成缆系数与导线直径的乘积。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种成套电气中线束的3D模拟系统包括：

载入模块，用于载入布线图；

获取模块，用于遍历所述布线图，获取所述布线图区域内的所有元件，以及各个元件之间的接线路径；

遍历所述接线路径，获取对应每条接线路径的全部有效路径点；

每条接线路径上分布若干条导线段，每条导线段包括若干条直线导线段；

所述元件包括：起点元件和终点元件，每个起点元件包括至少一个元件起始接线端，每个终点元件包括至少一个元件终止接线端；

处理模块，用于根据海伦算法计算每相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量；

根据两个有效路径点之间通过直线导线段的数量查询线束外径数据库，获取分别通过当前两个有效路径点的圆的截面直径；

根据当前相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的延伸方向确认分别通过当前两个有效路径点的圆的生成方向；

根据经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图；

三维放样模块，用于将二维圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的成套电气中线束的3D模拟方法及系统，将以线轴方式绘制的布线图以三维的形式进行展示，同时，可动态的将线束和周边部件干涉情况进行展，以便及时根据电气特性队布线图进行调整；本发明采用计算机三维布线技术配合独特的3D线束展示方法，可以在电气的外壳体尚未制造前就开始线束产品的制造工作，一举打断了原传统制造工艺的链式结构，采用并行生产方式，极大的缩短产品的生产周期，提高生产效率，另外，采用该方法生成的3D模拟形式的布线图，可以指导快速完成线束的生产制造，降低导线接线错误率，提高产品质量；同时通过更加精确的计算线长，可以极大降低控制生产成本。

附图说明

图1是本发明一实施方式中成套电气中线束的3D模拟方法的流程图；

图2是本发明一实施方式中成套电气中线束的3D模拟系统的模块图；

图3是本发明一具体示例中线束外径数据库的部分参数值的结构示意图；

图4是本发明一具体示例下，在原始的布线图基础上形成二维圆截面图的具体示例结构示意图；

图5是对应图4，采用三维放样形成的3D线束模拟结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，在本发明一实施方式中，所述成套电气中线束的3D模拟方法包括：

S1、载入布线图；

通常情况下，布线图为DWG格式的电气图；所述电气图如：系统图、配电箱屏柜等。所述电气图中绘制若干元件、各元件之间的接线路径。

进一步的，所述成套电气中线束的3D模拟方法还包括：

S2、遍历所述布线图，获取所述布线图区域内的所有元件，以及各个元件之间的接线路径；遍历所述接线路径，获取对应每条接线路径的全部有效路径点；其中，每条接线路径上分布若干条导线段；每条导线段包括若干条直线导线段；所述元件包括：起点元件和终点元件，每个起点元件包括至少一个元件起始接线端，每个终点元件包括至少一个元件终止接线端。

本发明一实施方式中，所述接线路径的数量有若干条，且若干条接线路径间存在重叠区域，同时，每条接线路径上也对应存在若干个有效路径点。

本发明具体实施方式中，所述步骤S2具体包括：

M1、获取布线图对应的布线路由表，所述布线路由表包括：路径表和接线表；所述接线表包括：起点元件，所述起点元件对应的终点元件、起点元件所在的起点面板以及终点元件所在的终点面板；所述路径表包括：起点面板、终点面板以及起点面板到终点面板之间的布线路径。

M2、根据所述布线路由表获取各个元件间的布线类型，所述布线类型包括：同板布线和跨板布线；根据所述布线类型获取各条接线路径对应的有效路径点。

当布线类型为同板布线时，所述步骤M2具体包括：

P1、若布线类型为同板布线，则获取当前布线板上的所有起点元件和终点元件。

P2、判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线段；以及起点入线槽端点至终点入线槽端点之间的导线段； 若否，剔除当前的元件。

P3、记录各个导线段的端点为有效路径点。

当布线类型为跨板布线时，所述步骤M2具体包括：

Q1、若布线类型为跨板布线，则分别每个布线板上的所有起点元件和终点元件。

Q2、判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线线段；若否，剔除当前的元件。

其中，所述步骤Q2还包括：判断所述入线槽端点至所述接线槽端点之间是否存在入线绑定线夹点和接线绑定线夹点，若是，所述接线路径还包括：所述入线槽点至入线绑定线夹点之间的导线线段，所述出线槽点至所述出线绑定线夹点之间的导线线段以及所述入线绑定线夹点至所述出线绑定线夹点之间的导线段；若否，所述接线路径还包括：所述入线槽点至所述接线槽点之间的导线段；

Q3、记录各个导线段的端点为有效路径点。

上述实施方式中，若所述起点元件或所述终点元件上具有相应的接线信息，则表示其有效，否则为无效原件，对其进行剔除处理，在此不做详细赘述。当然，在本发明其他实施方式中，还可能会出现用户手动添加的接线路径，此时，也需要改接线路径对应的有效路径点，其获取方法与上述实施方式相同，在此不做具体赘述。

本发明一优选实施方式中，各个元件之间的导线段可能会相互交叉，并在交叉点后，各个导线段沿其之前的方向同向或异向延伸；相应的，所述步骤S2还包括：遍历所述接线路径中的所有导线段，判断任一根导线段是否被其他导线段的端点打断，若否，仅将当前导线段的端点确认为有效路径点；若是，在当前导线段的交叉位置，为当前导线段增加一个有效路径点。

进一步的，各个导线段中还可能会包含若干条直线导线段，其中，至少两条直线导线段的延伸方向不同，如此，相邻的两条直线导线段相交的位置形成拐点，本发明的优选实施方式中，所述步骤S2还包括：遍历所述接线路径中的所有导线段，获取任一根导线段中存在的拐点，并将所述拐点记录为有效路径点。

在实际应用中，按照上述实施方式或得的若干个有效路径点中，可能会出现若干个重叠的有效路径点，如此，在本发明优选实施方式中，所述步骤S2还包括：遍历所有导线段，将导线段重叠部分所对应路径上、且相互重叠的有效路径点保留为一个。

进一步的，本发明一实施方式中，所述成套电气中线束的3D模拟方法还包括：

S3、根据海伦算法计算每相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量；根据两个有效路径点之间通过直线导线段的数量查询线束外径数据库，获取分别通过当前两个有效路径点的圆的截面直径；根据当前相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的延伸方向确认分别通过当前两个有效路径点的圆的生成方向。

需要说明的是，通常情况下，相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量可以由多种方式获得，海伦算法为本领域技术人员的一种通用算法，在此不做具体赘述，另外，对有效路径点之间通过直线导线段的数量进行传统的统计，也可以获知其具体数量，获知通过重叠的有效路径点的数量也可以获知其具体数量，在此不做详细赘述。

本发明一具体实施方式中，所述步骤S3具体包括：查询线束外径数据库，获取相邻的两个有效路径点之间通过的线束的截面直径；所述线束为相邻的两个有效路径点之间通过导线的集合；所述圆的截面直径=线束的截面直径。

本实施方式中，所述线束外径数据库包括：线束中直线导线段数量，以及对应线束中直线导线段数量的成缆系数和导线直径；所述线束的截面直径等于对应线束中直线导线数量的成缆系数与导线直径的乘积。

所述线束的截面直径等于对应导线数量的成缆系数与导线直径的乘积。

通常通过两个效路径点之间的直线导线段的数量为若干条，通过查询线束外径数据库后，可以获取对应的线束的截面直径。

结合图3所示，例如：通过当前两个有效路径点之间的线束中直线导线段的数量为2条，通过查询所述外径数据库可知：通过当前两个有效路径点的圆的截面直径=线束的截面直径=成缆系数*导线直径=2*6mm=12mm。

本发明图3所示外径数据库中的具体数值，仅作为本实施方式的一种参考，在实际应用中，成缆系统以及导线直径均可以根据用户需要进行调节，在此不做详细赘述。

进一步的，本发明一实施方式中，所述成套电气中线束的3D模拟方法还包括：S4、根据经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图。

结合图4所示，本发明一具体示例中，在原始的布线图的基础上按照经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图。

S5、采用三维放样将二维圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束。

结合图5所示，为对应图4放样后获得的三维线束。该示例中，使用三维放样技术将二维实体圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束，实现3D线束模拟，如此，以三维线束模拟的形式作为最终的展示。

结合图2所示，本发明一实施方式提供的成套电气中线束的3D模拟系统，所示系统包括：载入模块100、获取模块200、处理模块300、三维放样模块400。

载入模块100用于载入布线图；通常情况下，布线图为DWG格式的电气图；所述电气图如：系统图、配电箱屏柜等。所述电气图中绘制若干元件、各元件之间的接线路径。

获取模块200用于遍历所述布线图，获取所述布线图区域内的所有元件，以及各个元件之间的接线路径；遍历所述接线路径，获取对应每条接线路径的全部有效路径点；其中，每条接线路径上分布若干条导线段；每条导线段包括若干条直线导线段；所述元件包括：起点元件和终点元件，每个起点元件包括至少一个元件起始接线端，每个终点元件包括至少一个元件终止接线端。

本发明一实施方式中，所述接线路径的数量有若干条，且若干条接线路径间存在重叠区域，同时，每条接线路径上也对应存在若干个有效路径点。

本发明具体实施方式中，所述获取模块200具体用于：获取布线图对应的布线路由表，所述布线路由表包括：路径表和接线表；所述接线表包括：起点元件，所述起点元件对应的终点元件、起点元件所在的起点面板以及终点元件所在的终点面板；所述路径表包括：起点面板、终点面板以及起点面板到终点面板之间的布线路径；

所述获取模块200具体还用于：根据所述布线路由表获取各个元件间的布线类型，所述布线类型包括：同板布线和跨板布线；根据所述布线类型获取各条接线路径对应的有效路径点。

当布线类型为同板布线时，所述获取模块200具体还用于：获取当前布线板上的所有起点元件和终点元件。

所述获取模块200还用于判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线段；以及起点入线槽端点至终点入线槽端点之间的导线段；若否，剔除当前的元件。

所述获取模块200还进一步用于：记录各个导线段的端点为有效路径点。

当布线类型为跨板布线时，所述所述获取模块200具体用于：分别每个布线板上的所有起点元件和终点元件。

所述获取模块200还用于判断所述起点元件或所述终点元件是否有效，若是，获取每个起点元件到终点元件之间的所有接线路径；所述接线路径包括：起点元件各个元件起始接线端到其对应的入线槽的起点入线槽端点之间的导线段；终点元件各个元件终止接线端到其对应的入线槽的终点入线槽端点之间的导线线段；若否，剔除当前的元件。

其中，所述获取模块200还进一步用于判断所述入线槽端点至所述接线槽端点之间是否存在入线绑定线夹点和接线绑定线夹点，若是，所述接线路径还包括：所述入线槽点至入线绑定线夹点之间的导线线段，所述出线槽点至所述出线绑定线夹点之间的导线线段以及所述入线绑定线夹点至所述出线绑定线夹点之间的导线段；若否，所述接线路径还包括：所述入线槽点至所述接线槽点之间的导线段。

相应的，与同板布线相同，所述获取模块200还用于记录各个导线段的端点为有效路径点。

上述实施方式中，若所述起点元件或所述终点元件上具有相应的接线信息，则表示其有效，否则为无效原件，对其进行剔除处理，在此不做详细赘述。当然，在本发明其他实施方式中，还可能会出现用户手动添加的接线路径，此时，也需要改接线路径对应的有效路径点，其获取方法与上述实施方式相同，在此不做具体赘述。

本发明一优选实施方式中，各个元件之间的导线段可能会相互交叉，并在交叉点后，各个导线段沿其之前的方向同向或异向延伸；相应的，所述获取模块200还用于：遍历所述接线路径中的所有导线段，判断任一根导线段是否被其他导线段的端点打断，若否，仅将当前导线段的端点确认为有效路径点；若是，在当前导线段的交叉位置，为当前导线段增加一个有效路径点。

进一步的，各个导线段中还可能会包含若干条直线导线段，其中，至少两条直线导线段的延伸方向不同，如此，相邻的两条直线导线段相交的位置形成拐点，本发明的优选实施方式中，所述获取模块200还用于：遍历所述接线路径中的所有导线段，获取任一根导线段中存在的拐点，并将所述拐点记录为有效路径点。

在实际应用中，按照上述实施方式或得的若干个有效路径点中，可能会出现若干个重叠的有效路径点，如此，在本发明优选实施方式中，所述步骤S2还包括：遍历所有导线段，将导线段重叠部分所对应路径上、且相互重叠的有效路径点保留为一个。

进一步的，处理模块300用于：根据海伦算法计算每相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量；根据两个有效路径点之间通过直线导线段的数量查询线束外径数据库，获取分别通过当前两个有效路径点的圆的截面直径；根据当前相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的延伸方向确认分别通过当前两个有效路径点的圆的生成方向。

需要说明的是，通常情况下，相邻的两个有效路径点之间通过直线导线段的数量可以由多种方式获得，海伦算法为本领域技术人员的一种通用算法，在此不做具体赘述，另外，对有效路径点之间通过直线导线段的数量进行传统的统计，也可以获知其具体数量，获知通过重叠的有效路径点的数量也可以获知其具体数量，在此不做详细赘述。

本发明一具体实施方式中，处理模块300具体用于：查询线束外径数据库，获取相邻的两个有效路径点之间通过的线束的截面直径；所述线束为相邻的两个有效路径点之间通过导线的集合；所述圆的截面直径=线束的截面直径。

本实施方式中，所述线束外径数据库包括：直线导线段数量，以及对应直线导线段数量的成缆系数和导线直径；所述线束的截面直径等于对应导线数量的成缆系数与导线直径的乘积。

通常通过两个效路径点之间的直线导线段的数量为若干条，通过查询线束外径数据库后，可以获取对应的线束的截面直径。

结合图3所示，例如：通过当前两个有效路径点之间的直线导线段的数量为2条，通过查询所述外径数据库可知：通过当前两个有效路径点的圆的截面直径=线束的截面直径=成缆系数*导线直径=2*6mm=12mm。

本发明图3所示外径数据库中的具体数值，仅作为本实施方式的一种参考，在实际应用中，成缆系统以及导线直径均可以根据用户需要进行调节，在此不做详细赘述。

进一步的，本发明一实施方式中，处理模块300还用于根据经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图。结合图4所示，本发明一具体示例中，在原始的布线图的基础上按照经过每个有效路径点的圆的截面直径以及圆的生成方向生成对应每个有效路径点的二维圆截面图。

三维放样模块400用于：采用三维放样将二维圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束。结合图5所示，为对应图4放样后获得的三维线束。该示例中，使用三维放样技术将二维实体圆截面图的面域作为路径截面，放样形成三维线束，实现3D线束模拟，如此，以三维线束模拟的形式作为最终的展示。

综上所述，本发明的成套电气中线束的3D模拟方法及系统，将以线轴方式绘制的布线图以三维的形式进行展示，同时，可动态的将线束和周边部件干涉情况进行展，以便及时根据电气特性队布线图进行调整；本发明采用计算机三维布线技术配合独特的3D线束展示方法，可以在电气的外壳体尚未制造前就开始线束产品的制造工作，一举打断了原传统制造工艺的链式结构，采用并行生产方式，极大的缩短产品的生产周期，提高生产效率，另外，采用该方法生成的3D模拟形式的布线图，可以指导快速完成线束的生产制造，降低导线接线错误率，提高产品质量；同时通过更加精确的计算线长，可以极大降低控制生产成本。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。