一种采用Creo软件的3D布线技术

杨艳红

(中华通信系统有限责任公司 河北分公司，河北 石家庄 050081)

一种采用Creo软件的3D布线技术

杨艳红

(中华通信系统有限责任公司 河北分公司，河北 石家庄 050081)

3D布线技术是对生产加工过程中线缆布局布线的虚拟仿真技术，是电子装备与系统整机电气互联的主要内容。在3D布线模型中，可清晰地观察到电子设备中机箱、机柜,天线等内部所有零部件的结构模型、工艺布线模型以及所处的位置、路径和空间，形象直观，可很好地指导生产。

3D布线技术；虚拟仿真；工艺布线模型

0 引言

目前很多军工单位仍然采用的是传统线缆布局布线工艺，即工艺人员结合实物样机、图纸及工艺技术要求等确定走线路径，再量取长度尺寸，利用AutoCAD或CAXA等绘图软件，按1∶1的比例绘制二维线扎图，车间工人再将图纸放置在钉板上制作线束。随着近几年电子设备向小型化、模块化和集成化方向的发展，设备内部的线缆敷设日益复杂，传统线缆布线模式已经不满足军工产品的需求。

因此，为了提高电子装备的性能和质量，降低研制成本、缩短研制周期，探索并引进先进的布线技术势在必行。

1 3D布线技术优势

3D布线是基于三维几何模型，依靠带有电气属性的元件，在三维模型上进行模拟布线的技术。在三维布线模型中，可清晰地观察到电子设备中机箱、机柜，天线等内部所有零部件的结构模型、工艺布线模型以及所处的位置、路径和空间，形象直观。3D布线技术优势如下：

1) 3D布线技术变串行设计为并行设计，是结构、电路和工艺开展协同设计的一个平台和切入点；

2) 3D布线设计过程中，可直观地发现复杂线束之间、线束与结构之间的干涉情况，方便设计优化；

3) 可通过综合考虑电磁兼容性、可操作性、可维修性、经济性等进行布线优化，从而得出线束的最优路径；

4) 可对线束的固定安装提出合理性建议，方便结构设计人员预留或设置安装孔；

5) 设计、工艺及生产人员可以在三维布线样机上进行评审与交流，及时发现设计中存在的各种问题，将原来只有制造出样机才能进行评审与修改的大循环，变成边设计边修改的小循环，将问题解决在开发阶段；

6) 3D布线技术能够从三维设计数据中自动提取所有的线扎制作信息，如原材料清单(导线及辅材)、导线列表(长度)、立体线束等，从而消除人工制作带来的错误和误差，实现线缆、线束生产和产品生产的并行，缩短生产周期。

2 Creo软件3D布线技术

Creo软件是PTC公司研制的一种三维布线设计软件，其包含一系列的设计规则，这些规则包括电气、机械和制作工艺等方面的一些特性和立体空间数据，可以用来校验线缆布设的正确性。Creo软件的3D设计环境和2D线扎图制作环境是相互关联的，任一环境的改变，在另一环境都将做自动改变。

现以某天线滑环部分为例，介绍Creo2.0软件3D自动布线的方法与步骤。

“双体系”。现代学徒制的课程体系由学校课程和企业课程组成。企业课程的学习在工作现场进行，通过完成工作任务来获取相关知识和技能。双体系课程的构建有利于提高学生的实际工作能力和学习兴趣，提高人才培养质量。

2.1 生成中性文件

1)填写项目代号和接线关系文件

项目代号文件中指明了每个项目代号对应的接插件型号，接线关系文件中指明了线缆的型号规格及端子间的连接关系,如图1所示。在填写过程中应注意线缆的型号规格及颜色等必须符合线缆库中的信息，否则后期布线时无法调取相应的线缆。

图1 项目代号和接线关系文件

2)文件转换

打开Creo Cabling Data Conversion程序，导入项目代号和接线关系文件，设置好中性文件的输出路径，点击“开始转换”按钮，生成.nwf中性文件，如图2所示。注意观察转换过程是否提示错误。

图2 转换文件生成

2.2 3D布线前准备

1)三维模型预处理

在三维结构模型基础上，新建骨架模型，收缩包络布线需要的所有机械元件及电气元件，同时要注意将布线所需的全部参考坐标系、参考轴加入到收缩包络中。三维模型预处理的目的是为了简化模型，减小数据量及消除遮挡等，预处理工作做的越细致，后期布线工作越方便。

核对所装配的连接器是否正确，各端子是否有相应的参考坐标系及坐标轴，尤其注意各插头坐标系的Z轴必须指向插头的外侧，即线缆的出线方向。

2.3 3D布线设计

1) 新建线束零件HARNESS1，导入.nwf中性文件，如图3所示。

图3 导入中性文件

2) 创建布线网络，明确走线的公共路径，为了保证线缆敷设的美观性，可草绘一些基准线或基准面。

3) 点击“布线缆”，选取要敷设的线缆,如图4所示。所有线缆会自动选择距离自己最近的布线网络上的点开始走线。

图4 敷设线缆示意图

图5 滑环3D布线图

4) 自动布线完成，如图5所示。查看线缆是否已全部连接，线束是否沿布线网络进行走线。原则上如果布线网络建立合理，系统可自动生成所有的线缆，对于个别不符合要求的导线，可手工进行调整，也可重新进行手工布线。

2.4 文件输出

3D布线设计完成后，为指导车间生产操作，除将布线模型推送至生产现场的终端显示屏外，还应将带尺寸标记的三维布线展平图、接线报表和导线分类汇总表发送给车间。其中展平图用来在钉板上敷设线缆，值得注意的是，线缆展平虽然软件操作很简单，但是对于复杂的线束组件，无论是自动展平还是手工展平，都很难符合生产实际，均需进行人工二次整理与修改；接线报表用来指导车间工人下料；导线分类汇总表可以反馈给采购人员，方便成品电缆的采购，也可以给出库配送人员提供线缆出库长度尺寸的参考。3D布线展平图、接线报表和导线分类汇总表见图6、图7和图8所示。

图6 3D布线展平图示意

图7 接线报表示意

图8 导线分类汇总表示意

3 结束语

利用3D布线技术不但可省去制作样机的过程，变串行设计为并行设计，大大缩短研制周期，还可利用数据库技术，对布线的电磁兼容和结构情况进行仿真分析，提前发现前端的设计缺陷，避免或减少布线组装时的返工，提高布线质量。面对激烈的市场竞争，产品更新速度不断加快，市场对产品周期和质量提出了更高的要求，越来越多的企业把能够高质量、敏捷、快速地响应客户需求的先进制造技术作为企业继续生存并保持发展的有效途径。3D布线技术是先进制造技术的重要体现，军工电子行业更应重视该技术的发展与应用。

[1] 郭林松，邱兆义,等.利用PRO/E进行三维布线工艺设计[J].船电技术，2014，(1).

[2] 安利全，郑建明,等.三维布线技术在工艺中的应用[J].制造技术研究，2009，(6).

[3] 游小嘉，杨似琼,等.基于Pro/CABLING的三维布线设计[J].电脑开发与应用，2013，(1).

[4] 周三三，刘恩福.电子设备三维布线工艺技术应用研究[J].电子工艺技术，2011，(7).

3DcablingtechnologybasedonCreosoftware

YANGYan-hong

(ChinaCommunicationsSystemCo.,LtdHebeiBranch,ShijiazhuangHebei050081,China)

3D cabling technology is the virtual simulation of cable distribution arrangement during manufacturing process.It is also the main subject of electronic equipment and system electrical connection.In 3D cabling model, it can clearly observe the structure model, technological cabling model, position, path and space of all parts in cabinet, chassis or antenna etc.electronic equipment, It not only has visual image, but also guides the fabrication efficiently.

3D cabling technology; Virtual simulation ; Technological cabling model

2017-09-05

杨艳红(1981-),女，河北安平人，硕士，工程师，主要从事电子产品工艺设计、装联、制造等方面的研究.

1001-9383(2017)03-0047-05

TN02

A