一种线缆组件参数化模型及几何建模方法
【专利摘要】一种机电产品线缆组件参数化模型及几何建模方法，其特征是：将线缆组件的物理属性、电气属性、结构和路径信息依据特定结构存储，得到能够较全面反映线缆组件基本信息的XML文件。读取XML文件中保存的线缆组件参数化模型，对参数信息进行重构，获得线缆组件中适用于几何建模的单根线缆和线缆束信息，并使用CAD软件的二次开发接口函数，通过特征创建、特征遍历、特征提取等方法进行线缆组件的参数化建模，最终得到与实际线缆效果接近的线缆组件三维几何模型。本发明解决了在机电产品研发领域，由于线缆设计过度依靠经验所导致的人力物力浪费，效率低下的问题，实现了一种线缆组件的计算机辅助几何造型方法，将极大的提高线缆组件的设计效率，从而有效减少产品设计周期。
【专利说明】
一种线缆组件参数化模型及几何建模方法
技术领域
[0001]本发明属于计算机辅助设计领域，本发明涉及一种线缆组件的参数化模型和几何建模的方法，具体地说是一种根据线缆组件的物理属性、电器属性、拓扑结构和路径信息，获得线缆组件参数化模型并在CAD软件中自动生成线缆组件三维几何模型的方法。
【背景技术】
[0002]线缆是机电产品中传输电流和信号的重要器件，广泛应用在武器装备、飞行器、汽车、计算机和家用电器等从军用到民用的机电产品中。线缆束通过多根线缆捆扎得到，具有一定的拓扑结构，由于结构清晰、便于装配等优点而被广泛使用。通常在机电产品电器元件设计完成后会根据各个元件的连通情况确定接线表，布线人员根据接线表对产品样机进行线缆布置，线缆布置过程中，线缆的拓扑结构和线缆路径的确定基本依赖于人工经验，需通过多次反复尝试不同的布线方案才能最终定型。
[0003]随着工业机电产品的复杂程度提高，目前商品化三维计算机辅助设计软件如CREO/ProE，CATIA，UG等都提供了三维布线功能，在这些软件上进行三维布线简化了在样机上布线的复杂程度，但是对于线缆拓扑结构和路径的规划依旧只能通过反复尝试得到经验上的最佳方案。针对线缆拓扑结构和路径的优化，国内外学者都进行了大量的研究，利用各种智能算法得到了获得线缆结构和拓扑结构近似最优解的一些方法。但是这些方法的研究偏重于算法本身，可以获得线缆布线的路径，但无法获得直观的布线方案，难以应用到CAD软件中的产品数字化模型中，形成包括机械结构和电缆造型的整机三维模型。因此对机电产品线缆组件进行参数化建模，能够使智能算法获得的结果更好的展现在三维模型中，使其能更好的用于解决工程实际问题。
[0004]受限于技术条件，将线缆参数化设计与参数化建模相结合的研究开展的较迟，1991年，Caudell等最早提出了将虚拟环境与线缆布线相结合的思想(详细文献:Caudell，Mizell.Augmented reality；an applicat1n of heads-up display technologytomanual manufacturing processes[C].Proceedings of the 25th Hawaii Internat1nalConference on System Sciences.Wash inton D.C，USA，1992:659-669.) D随着 CAD 技术的迅速发展和广泛应用，布线方面的研究也越来越多，致力于研究设计一种易于操作、结果逼真的布线系统。Loock提出线缆弹簧模型，并对不同刚度的线缆在承受重力的状态下进行仿真模拟(详细文献:Loock A , Shomer E.Physical Iy based cables of assemblysimulat1n in virtual reality[c].Proceedings of the 13th European Simulat1nSymposium 2001.Ghent,Belgium:SCS Eur.BVBA，2001:294-297.hF.M.Ng、J.M.Ritchie和J.E.LSimmons通过对英国五大先进技术机电公司的布线现状进行调查研究，掌握当前企业在线束设计和规划的实际应用情况，提出了一种使用虚拟现实技术进行实时线缆布线的方法，通过头盔显示器与系统相连，并对效率进行了检验，验证了其可行性(详细文献:F-M-NGjJ-M-RitchiejJ-E-L.Simmons.Designing cable harness assemblies invirtual environments[J].Journal of Materials Processing Technlogy，107，2000:37-43.)ο
[0005]国内方面，既有对布线系统设计的研究，也有在原软件基础上的二次开发。魏发原利用虚拟样机技术的可视性和人机交互能力规划处电缆路径(详细文献:魏发远.基于虚拟样机和粒子系统仿真技术的虚拟布线方法[J].工程设计学报，2005，12(4): 208-212.)。万毕乐等在HP XwSOOO上开发了一个虚拟装配系统进行线缆建模和布线的研究(详细文献:万毕乐，宁汝新，刘检华.虚拟环境下的线缆装配建模技术研究[J].系统仿真学报，2006，18:267-274.)。王金芳等以PR0/E为平台，研制开发了线缆工艺规划系统(详细文献:王金芳，闫静，武凯等.基于Pro/E的线缆装配工艺规划系统关键技术研究[J].中国机械工程，2008，
(13): 1565-1569.)。苗振腾、方沂和路红杨等以UG为平台，开发建立了UG的自动布线系统，并将其集成到UG软件中，简化了布线操作(详细文献:苗振腾，方沂，路杨红.基于UG二次开发的自动电器布线系统的设计[J].自动化与控制，2009,4:59-61.)。
[0006]但是以上的研究都未能很好的将线缆组件的参数化建模与线缆组件的参数化设计结合起来，未能得到一种通用的线缆组件参数化几何模型。对此，本专利提出了一种线缆组件的参数化模型，并基于三维CAD软件的参数化建模方法，通过读取处理线缆组件的参数信息，完成CAD环境下线缆组件的几何建模，为机电产品研发及生产人员在布线设计及生产过程中提供参考。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对机电产品线缆组件参数化建模问题，发明一种线缆组件的参数化模型，同时发明一种通过读取和处理参数化模型中的参数信息，利用CREO二次开发工具PR0/T00LKIT进行线缆组件的几何建模方法。
[0008]本发明的技术方案之一是:
[0009]—种机电产品线缆组件的参数化模型，其特征是它由一组参数变量表征，即一组具有明确数值的参数变量可以唯一确定一个线缆组件，所述的参数化模型由以下4个参数信息集组成:物理属性集，电气属性集，结构属性集，分支路径集。模型数据使用XML格式进行存储。
[0010]所述的物理属性集为线缆组件中所有的线缆属性，包括一系列的参数组(线缆类型ID、颜色、直径、最小弯曲半径)组成;所述的电气属性集为线缆组件中所有的电气连接关系，包括一系列的参数组(端口点IDl、端口点ID2、线缆类型ID);所述的结构属性集为线缆组件中所有分支点的连通关系，其中每个分支点必须且仅与三个点(其他分支点或端口点)连通，包括一系列的参数组(分支点ID、连通点ID1、连通点ID2、连通点ID3);所述的分支路径集为线缆组件中所有的分支路径，包括一系列的参数组(起始连通点ID、路径点ID集合、终止连通点ID)。其中每个点ID对应一个空间三维坐标。
[0011 ]所述的基于XML的线缆组件参数化模型存储格式为:以线缆组件名为XML文件根元素，根元素下有两个子元素，分别是线缆组件的属性参数和结构及路径参数。线缆组件中的每根单根线缆都是属性参数的子元素，线缆编号为每个元素的属性;每根线缆的电气属性作为该根线缆元素的一个子元素，每根线缆所连接的两个端口为电气属性元素的两个子元素，两个端口点ID为这两个元素的属性;每根线缆的物理属性作为该根线缆元素的另一个子元素，其线缆类型ID、颜色、直径、最小弯曲半径分别作为物理属性元素的四个属性。线缆组件结构中每个分支点都作为线缆组件的结构及路径参数元素下的子元素，分支点ID为元素的属性;在结构中找到所有以该分支点作为端点的线缆分支，并去掉已作为其他分支点元素下子元素的线缆分支，将剩下的线缆分支作为该分支点元素下的子元素，线缆分支的另一个端点所代表的连通点ID作为该线缆分支元素的属性;将路径参数作为线缆分支元素的子元素，并将该段线缆分支经过的起始连通点、路径点、终点连通点ID作为该路径参数元素的子元素，每个ID对应的三维坐标分别作为元素的三个属性。
[0012]本发明的技术方案之二是:
[0013]—种机电产品线缆组件参数化几何建模方法，其特征是它主要包括以下步骤:
[0014](I)线缆组件的数据抽取与重构，获得组成各段线缆分支的线缆或线缆束，以及线缆束中包含的线缆。并在CAD软件中完成线缆组件中所有线缆及线缆束属性特征的创建。所述的线缆束为多个线缆捆扎而成的一段线缆分支;所述的线缆及线缆束属性特征为CAD软件中表征一类线缆或者线缆束属性的变量；
[0015](2)根据重构后的数据在CAD软件中进行线缆组件三维几何模型的造型。
[0016]步骤(I)中所述的线缆束是由线缆组件中通过同一段线缆分支的所有线缆在该段线缆分支捆扎得到的;所述的线缆组件的数据抽取和重构步骤如下:
[0017]第一步:遍历XML格式数据中的各个元素，获得各根线缆的物理属性和电气属性，获取线缆组件的结构以及路径点坐标;根据线缆组件的结构获得线缆结构中的所有线缆分支及其端点(分支点或端口)ID;并根据电气属性和结构及路径获得每根线缆的路径即通过的所有端口、分支点和所有路径点坐标。在CAD软件中，根据获得的各线缆的物理属性(直径、颜色、最小弯曲半径)创建线缆属性特征。
[0018]第二步:遍历所有线缆，将该线缆通过的端口ID和分支点ID与所有线缆分支端点的ID比较，如果该线缆通过的端口和分支点中包含某一线缆分支的两个端点，则线缆通过该线缆分支，记录该线缆分支与该线缆的关系。统计每一段线缆分支上通过的线缆数量，如果线缆分支上通过的线缆数量大于I，则该段线缆分支上通过的所有线缆组成一个线缆束；在CAD软件中，根据获得的所有线缆束及线缆束包含的线缆，创建线缆束属性特征。
[0019]所述步骤(2)中，线缆组件三维模型的造型步骤如下:
[0020]第一步:在CAD软件中打开线缆组件布线环境的装配体模型，使用交互式方式选中模型中的三个端口，并根据模型中端口坐标系原点位置和XML文件中相应的端口点坐标计算出XML文件中坐标的基准坐标系在CAD模型中的位置，并在CAD模型中创建相应的局部坐标系作为线缆组件三维建模的基准坐标系；
[0021]第二步:对所有已创建的线缆束属性特征按照包含线缆数量从多到少的顺序进行排序，并按照该顺序开始对线缆束进行三维建模；
[0022]第三步:如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支没有共用的分支点，则依据线缆分支上各个分支点和路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，使线束依次通过各坐标点，生成线缆束的模型，并通过特征遍历，获得线缆束两端路径点的线缆路径点特征ID并存储，线缆路径点特征是CAD软件中进行建模时线缆或线缆束通过的路径点的特征。如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支有共用的分支点，则依据该分支点所代表的线缆路径点特征ID获得线缆路径点特征，根据线缆分支上其余的路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，并使线缆束依次通过各坐标点和线缆路径点，生成线缆束模型，并获取非共用分支点的线缆路径点特征ID。如果有线缆束还未进行建模，则继续执行第三步对下一线缆束进行建模，直至所有线缆束都已完成三维模型的造型。
[0023]第四步:通过对机电产品的装配体三维模型进行特征遍历获得所有的电气端口，并通过与XML文件中的端口点位置比较，实现XML格式下线缆组件参数化模型的端口与CAD软件中机电产品三维模型中的端口之间的对应；
[0024]第五步:开始对线缆进行三维建模，根据线缆通过的所有分支点获得线缆通过的所有线缆分支，使线缆通过线缆路径中的起始端口，并依据线缆路径开始依次对通过各线缆分支的线缆部分进行建模。
[0025]第六步:如果当前建模线缆部分没有与其他线缆捆扎，则根据坐标依次创建除了分支点和端口以外的坐标点特征，并使线缆依次通过各点，若下一段线缆部分与其它线缆捆扎，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点(分支点)的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点。如果当前建模线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分也与其它线缆捆扎，则不需要对该段线缆部分进行布置。如果该段线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分未与其它线缆捆扎在一起，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点(分支点)的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点。生成该段线缆部分模型，重复执行第六步继续对该线缆剩下的线缆部分进行建模，若所有线缆部分都已完成建模，使线缆通过终点端口并生成模型，整个线缆完成建模。
[0026]第七步:继续执行第五步对剩下的线缆进行建模，直至所有线缆都已完成三维模型的造型。
[0027]本发明的有益效果:
[0028]本发明解决了在机电产品研发领域，由于线缆设计过度依靠经验所导致的人力物力浪费，效率低下的问题，实现了一种线缆组件的计算机辅助几何造型方法，将极大的提高线缆组件的设计效率，从而有效缩短产品设计周期。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的线缆组件参数化模型。
[0030]图2是本发明的线缆组件参数信息XML格式存储结构。
[0031]图3是本发明的应用实例的典型XML文件格式。
[0032]图4是本发明的CAD软件下线缆组件信息抽取与重构流程图。
[0033]图5是根据实例创建的线缆属性特征的创建结果图。
[0034]图6是根据实例创建的线缆束属性特征的创建结果图。
[0035]图7是线缆组件参数化几何建模流程图。
[0036]图8是某机电产品空间结构示意图。
[0037]图9是线缆束三维模型创建流程图。
[0038]图10是单根线缆三维模型创建流程图。
[0039]图11是根据本发明进行线缆组件参数化几何建模的示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和某机电产品线缆组件参数化模型及其几何建模实例对本发明作进一步说明。
[0041 ] 如图1-11所示。
[0042]根据该机电产品线缆组件的设计方案，得到线缆组件的参数化模型(图1)，它由一组参数变量表征，即一组具有明确数值的参数变量可以唯一确定一个线缆组件，所述的参数化模型由以下4个参数信息集组成:物理属性集，电气属性集，结构属性集，分支路径集。模型数据使用XML格式进行存储。
[0043]其中物理属性集为线缆组件中所有的线缆属性，包括一系列的参数组(线缆类型ID、颜色、直径、最小弯曲半径)组成；电气属性集为线缆组件中所有的电气连接关系，包括一系列的参数组(端口点ID1、端口点ID2、线缆类型ID);结构属性集为线缆组件中所有分支点的连通关系，其中每个分支点必须且仅与三个点(其他分支点或端口点)连通，包括一系列的参数组(分支点ID、连通点IDl、连通点ID2、连通点ID3);分支路径集为线缆组件中所有的分支路径，包括一系列的参数组(起始连通点ID、路径点ID集合、终止连通点ID)。其中每个点ID对应一个空间三维坐标。
[0044]基于XML的线缆组件参数化模型存储格式(图2)为:以线缆组件名为XML文件根元素，根元素下有两个子元素，分别是线缆组件的属性参数和结构及路径参数。线缆组件中的每根单根线缆都是属性参数的子元素，线缆编号为每个元素的属性;每根线缆的电气属性作为该根线缆元素的一个子元素，每根线缆所连接的两个端口为电气属性元素的两个子元素，两个端口点ID为这两个元素的属性;每根线缆的物理属性作为该根线缆元素的另一个子元素，其线缆类型ID、颜色、直径、最小弯曲半径分别作为物理属性元素的四个属性。线缆组件结构中每个分支点都作为线缆组件的结构及路径参数元素下的子元素，分支点ID为元素的属性;在结构中找到所有以该分支点作为端点的线缆分支，并去掉已作为其他分支点元素下子元素的线缆分支，将剩下的线缆分支作为该分支点元素下的子元素，线缆分支的另一个端点所代表的连通点ID作为该线缆分支元素的属性;将路径参数作为线缆分支元素的子元素，并将该段线缆分支经过的起始连通点、路径点、终点连通点ID作为该路径参数元素的子元素，每个ID对应的X轴Y轴Z轴坐标分别作为元素的三个属性。最终的得到的XML文件如图3所示。
[0045]根据获得的线缆组件的参数化模型，对该线缆组件进行参数化几何建模，在本实例中，使用的CAD软件为CREO，参数化几何建模主要包括以下步骤:
[0046](I)线缆组件的数据抽取与重构，获得组成各段线缆分支的线缆或线缆束，以及线缆束中包含的线缆。并在CREO中完成线缆组件中所有线缆及线缆束属性特征的创建，线缆及线缆束属性特征为CREO中表征一类线缆或者线缆束属性的变量；
[0047](2)根据重构后的数据在CREO中进行线缆组件三维几何模型的造型。
[0048]步骤(I)中所述的线缆束是由线缆组件中通过同一段线缆分支的所有线缆在该段线缆分支捆扎得到的;线缆组件的数据抽取和重构步骤(图4)如下:
[0049]第一步:线缆组件参数化模型信息，遍历XML格式数据中的各个元素，获得各根线缆的物理属性和电气属性，获取线缆组件的结构以及路径点坐标;获得所有线缆分支及其端点(分支点或端口)ID;并根据电气属性和结构及路径获得每根线缆通过的所有端口、分支点和所有路径点坐标。在CREO中，利用二次开发工具PR0/T00LKIT，根据获得的各线缆的物理属性(直径、颜色、最小弯曲半径)使用ProCableCreate函数创建线缆属性特征，仓ll建的结果如图5所不。
[0050]第二步:遍历所有线缆，将线缆通过的端口ID和分支点ID与所有线缆分支端点的ID比较，如果线缆通过的端口和分支点中包含某一线缆分支两个端点，则线缆通过该线缆分支。获得每一段线缆分支上通过的线缆，如果线缆分支上通过的线缆数量大于I，则该段线缆分支上通过的所有线缆组成一个线缆束;在CREO中，利用二次开发工具PR0/T00LKIT，根根据获得的所有线缆束及线缆束包含的线缆，使用ProBundleCreate函数创建线缆束属性特征，创建的结果如图6所示。
[0051]步骤(2)中，线缆组件三维模型的造型步骤(图7)如下:
[0052]第一步:在CREO中打开线缆组件布线环境的装配体模型(图8)，采用交互式方式使用ProSelect函数选中模型中的三个端口，并根据模型中端口坐标系原点位置和XML文件中相应的端口点坐标计算出XML文件中所有坐标的基准坐标系在CREO模型中的位置，并在CREO模型中创建相应的局部坐标系作为线缆组件三维建模的基准坐标系；
[0053]第二步:对所有已创建的线缆束属性特征按照包含线缆数量从多到少的顺序进行排序，并按照该顺序开始对线缆束进行三维建模，其流程如图9所示；
[0054]第三步:如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支没有共用的分支点，则依据线缆分支上各个分支点和路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，使线束依次通过各坐标点，生成线缆束的模型，并通过特征遍历，获得线缆束两端路径点的线缆路径点特征ID并存储，线缆路径点特征是CREO中进行建模时线缆或线缆束通过的路径点的特征。如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支有共用的分支点，则依据该分支点所代表的线缆路径点特征ID获得线缆路径点特征，根据线缆分支上其余的路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，并使线缆束依次通过各坐标点或线缆路径点，生成线缆束模型，并获取非共用分支点的线缆路径点特征ID。如果有线缆束还未进行建模，则继续执行第三步对下一线缆束进行建模，直至所有线缆束都已完成三维模型的造型。
[0055]第四步:通过特征遍历获得装配体中所有的端口，并与XML文件中的端口一一对应；
[0056]第五步:开始对线缆进行三维建模，其流程如图10所示，根据线缆通过的所有分支点获得线缆通过的所有线缆分支，使线缆通过线缆路径中的起始端口，并依据线缆路径开始依次对通过各线缆分支的线缆部分进行建模。
[0057]第六步:如果当前建模线缆部分没有与其他线缆捆扎，则根据坐标依次创建除了分支点和端口以外的坐标点特征，并使线缆依次通过各点，若下一段线缆部分与其它线缆捆扎，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点(分支点)的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点。如果当前建模线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分也与其它线缆捆扎，则不需要对该段线缆部分进行布置。如果该段线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分未与其它线缆捆扎在一起，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点(分支点)的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点。生成该段线缆部分模型，重复执行第六步继续对该线缆剩下的线缆部分进行建模，若所有线缆部分都已完成建模，使线缆通过终点端口并生成模型，整个线缆完成建模。
[0058]第七步:继续执行第五步对剩下的线缆进行建模，直至所有线缆都已完成三维模型的造型。
[0059]上述步骤中，获取特征ID和根据特征ID获取特征都需使用特征遍历函数P r ο S ο I i d F e a t V i s i t，线缆通过路径点、端口、分支点都需使用函数ProCabIeThruLocat1nRoute0
[0060]最终获得的线缆组件三维模型如图11所示。
[0061]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种机电产品线缆组件的参数化模型，其特征是它由一组参数变量表征，即一组具有明确数值的参数变量可以唯一确定一个线缆组件，所述的参数化模型由以下4个参数信息集组成:物理属性集，电气属性集，结构属性集和分支路径集;模型数据使用XML格式进行存储。2.根据权利要求1所述的参数化模型，其特征是:所述的4个参数信息集中的物理属性集为线缆组件中所有的线缆属性，包括一系列的参数组;所述的电气属性集为线缆组件中所有的电气连接关系，包括一系列的参数组;所述的结构属性集为线缆组件中所有分支点的连通关系，其中每个分支点必须且仅与三个其他分支点或端口点连通，包括一系列的参数组;所述的分支路径集为线缆组件中所有的分支路径，包括一系列的参数组。3.根据权利要求2所述的参数化模型，其特征是:所述的物理属性集参数组包括线缆类型ID、颜色、直径和最小弯曲半径。4.根据权利要求2所述的参数化模型，其特征是:所述的电气属性集参数组包括端口点IDl、端口点ID2和线缆类型ID。5.根据权利要求2所述的参数化模型，其特征是:所述的结构属性集参数组包括分支点ID、连通点ID1、连通点ID2和连通点ID3。6.根据权利要求2所述的参数化模型，其特征是:所述的分支路径属性集参数组包括起始连通点ID、路径点ID集合和终止连通点ID，每个点ID对应一个空间三维坐标。7.根据权利要求1所述的参数化模型的XML格式存储，其特征是:所述的基于XML的线缆组件参数化模型存储格式为:以线缆组件名为XML文件根元素，根元素下有两个子元素，分别是线缆组件的属性参数和结构及路径参数;线缆组件中的每根单根线缆都是属性参数的子元素，线缆编号为每个元素的属性;每根线缆的电气属性作为该根线缆元素的一个子元素，每根线缆所连接的两个端口为电气属性元素的两个子元素，两个端口点ID为这两个元素的属性;每根线缆的物理属性作为该根线缆元素的另一个子元素，其线缆类型ID、颜色、直径、最小弯曲半径分别作为物理属性元素的四个属性;线缆组件结构中每个分支点都作为线缆组件的结构及路径参数元素下的子元素，分支点ID为元素的属性;在结构中找到所有以该分支点作为端点的线缆分支，并去掉已作为其他分支点元素下子元素的线缆分支，将剩下的线缆分支作为该分支点元素下的子元素，线缆分支的另一个端点所代表的连通点ID作为该线缆分支元素的属性;将路径参数作为线缆分支元素的子元素，并将该段线缆分支经过的起始连通点、路径点、终点连通点ID作为该路径参数元素的子元素，每个ID对应的三维坐标分别作为元素的三个属性。8.一种机电产品线缆组件参数化几何建模方法，其特征是它主要包括以下步骤: (1)线缆组件的数据抽取与重构，获得组成各段线缆分支的线缆或线缆束，以及线缆束中包含的线缆;并在CAD软件中完成线缆组件中所有线缆及线缆束属性特征的创建;所述的线缆束为多个线缆捆扎而成的一段线缆分支;所述的线缆及线缆束属性特征为CAD软件中表征一类线缆或者线缆束属性的变量； (2)根据重构后的数据在CAD软件中进行线缆组件三维几何模型的造型。9.根据权利要求8所述的线缆组件参数化几何建模方法，其特征是:步骤(I)中所述的线缆束是由线缆组件中通过同一段线缆分支的所有线缆在该段线缆分支捆扎得到的;所述的线缆组件的数据抽取和重构步骤如下: 第一步:遍历XML格式数据中的各个元素，获得各根线缆的物理属性和电气属性，获取线缆组件的结构以及路径点坐标;根据线缆组件的结构获得线缆结构中的所有线缆分支及其端点(分支点或端口)ID;并根据电气属性和结构及路径获得每根线缆的路径即通过的所有端口、分支点和所有路径点坐标。在CAD软件中，根据获得的各线缆的物理属性(直径、颜色、最小弯曲半径)创建线缆属性特征； 第二步:遍历所有线缆，将该线缆通过的端口 ID和分支点ID与所有线缆分支端点的ID比较，如果该线缆通过的端口和分支点中包含某一线缆分支的两个端点，则线缆通过该线缆分支，记录该线缆分支与该线缆的关系。统计每一段线缆分支上通过的线缆数量，如果线缆分支上通过的线缆数量大于I，则该段线缆分支上通过的所有线缆组成一个线缆束;在CAD软件中，根据获得的所有线缆束及线缆束包含的线缆，创建线缆束属性特征。10.根据权利要求8所述的线缆组件参数化几何建模方法，其特征是:所述步骤(2)中，线缆组件三维模型的造型步骤如下: 第一步:在CAD软件中打开线缆组件布线环境的装配体模型，使用交互式方式选中模型中的三个端口，并根据模型中端口坐标系原点位置和XML文件中相应的端口点坐标计算出XML文件中坐标的基准坐标系在CAD模型中的位置，并在CAD模型中创建相应的局部坐标系作为线缆组件三维建模的基准坐标系； 第二步:对所有已创建的线缆束属性特征按照包含线缆数量从多到少的顺序进行排序，并按照该顺序开始对线缆束进行三维建模； 第三步:如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支没有共用的分支点，则依据线缆分支上各个分支点和路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，使线束依次通过各坐标点，生成线缆束的模型，并通过特征遍历，获得线缆束两端路径点的线缆路径点特征ID并存储，线缆路径点特征是CAD软件中进行建模时线缆或线缆束通过的路径点的特征;如果当前正建模的线缆束与已完成建模的线缆束在结构中所代表的线缆分支有共用的分支点，则依据该分支点所代表的线缆路径点特征ID获得线缆路径点特征，根据线缆分支上其余的路径点的坐标及基准坐标系创建坐标点特征，并使线缆束依次通过各坐标点和线缆路径点，生成线缆束模型，并获取非共用分支点的线缆路径点特征ID;如果有线缆束还未进行建模，则继续执行第三步对下一线缆束进行建模，直至所有线缆束都已完成三维模型的造型； 第四步:通过对机电产品的装配体三维模型进行特征遍历获得所有的电气端口，并通过与XML文件中的端口点位置比较，实现XML格式下线缆组件参数化模型的端口与CAD软件中机电产品三维模型中的端口之间的 对应； 第五步:开始对线缆进行三维建模，根据线缆通过的所有分支点获得线缆通过的所有线缆分支，使线缆通过线缆路径中的起始端口，并依据线缆路径开始依次对通过各线缆分支的线缆部分进行建模； 第六步:如果当前建模线缆部分没有与其他线缆捆扎，则根据坐标依次创建除了分支点和端口以外的坐标点特征，并使线缆依次通过各点，若下一段线缆部分与其它线缆捆扎，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点和分支点的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点；如果当前建模线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分也与其它线缆捆扎，则不需要对该段线缆部分进行布置;如果该段线缆部分与其它线缆捆扎，且下一段线缆部分未与其它线缆捆扎在一起，根据第三步中获得的特征ID获取当前线缆部分终点路径点和分支点的线缆路径点特征，使线缆通过该线缆路径点；生成该段线缆部分模型，重复执行第六步继续对该线缆剩下的线缆部分进行建模，若所有线缆部分都已完成建模，使线缆通过终点端口并生成模型，整个线缆完成建模； 第七步:继续执行第五步对剩下的线缆进行建模，直至所有线缆都已完成三维模型的造型。
【文档编号】G06T17/00GK105956220SQ201610239827
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】张丹, 杜海遥, 展阔杰, 左敦稳, 李梦宇
【申请人】南京航空航天大学