前言:

目前整車線束的設計制造步驟大多是由國外提供工程圖，所以當設計有所變更時，則需由人為手動修改圖面的方式進行，較為容易發(fā)生遺漏與人為疏失等失誤。

本文介紹線束設計軟體CR5000 Cabling Designer (CD)，是從整車系統(tǒng)回路開始，搭配 CATIA規(guī)劃其線束立體 (三維)走向，最終繪出線束工程圖 。此方式的設計，較可避免人為失誤造成的問題點，并大幅減少新車開發(fā)時線束方面的試裝次數(shù)與線束成本，日后顧客回廠檢修時也可迅速得知機能相關的回路位置。

CR5000-CD整車回路設計

新車開發(fā)時，首先規(guī)劃整車電機電子系統(tǒng)，決定系統(tǒng)使用的電源種類及彼此之間溝通的通路。使用Cabling Designer模組統(tǒng)合建立整車的電源系統(tǒng)圖 ，如圖1所示。

圖一：電源系統(tǒng)圖

接著考量各電機電子部品的相關設定，決定系統(tǒng)回路上的各種參數(shù)，并加入保險絲保護整車回路，請見圖2所示 。

圖二：后霧燈系統(tǒng)(回路資料加入)

最后再搭配選用適當?shù)哪z盒，完成整車系統(tǒng)。到此決定了線束圖上的回路資料（如表1)及各膠盒型式與腳位定義資料(如圖3)。

表1.回路資料

圖3.膠盒型式與腳位

然后再匯出CR5000建立回路資料，供CATIA建立幾何3D走勢CAD使用。

CATIA規(guī)劃整車線束走勢

CR5000決定了系統(tǒng)電路，然線束于整車立體空間的分布省需使用繪圖軟體CATIA來規(guī)劃。依車輛上各部品的空間位置，決定膠盒擺放處與規(guī)劃最可行之線束行進路線。

考量線束行進路徑上遭遇的環(huán)境情況，再加入各種固定或保護等功能的附件，即可初步完成整車線束的空間布線，如圖4所示。

圖4.線束立體布線圖

另需考量膠盒所在位置的環(huán)境狀況，來判斷是否需改選用其余防水或較小的型式。

匯入CR5000回路資料，CATIA自行計算線徑大小，檢查規(guī)劃的路徑上是否有干涉，若有干涉發(fā)生，再度修改路徑至無干涉狀況。此時CATIA自動統(tǒng)計各回路的長度資料，將此回傳至CR5000系統(tǒng)。

整車線束分割

考量整車安裝的組裝性，線束需分成不同部分才能安裝。此時由CAD檔案來決定線束分割為何處，再由CR5000的Topology Designer(TD)模組來重新設定受影響的回路，以二維的方式來切割回路。

TD模組為二維平面，需配合立體CAD才能判斷適當分割位置。主要功能在于處理回路資訊與命名分割后的HARNESS名稱，圖5為TD圖面。再搭配CR5000的CONNECTOR LISTGENERATOR定義分割的膠盒腳位，圖6為定義腳位之畫面。

圖5.整車TD圖面

圖6.定義腳位圖

回傳此分割資料更新CD模組內的回路資料與系統(tǒng)圖面，將新的回路資料再匯入分割后的CATIA檔案，完成各部位的CAD。再將線束資料匯出，供CR5000HarnessDesigner(HD)模組匯入使用。

建立線束工程圖

以上步驟目的為產(chǎn)出線束工程圖，CD提供電機資料會自動出現(xiàn)于HD圖面上(如圖7)，但回路資料仍無法顯示于圖上，需匯入CD回路資料方能顯示出膠盒的回路，整理圖面，加入相關工程資料即完成線束工程圖(如圖8)，再將此圖面轉成常見的(.dxf)檔。

圖7.匯入CATIA資料

圖8.完整線束工程圖

HD模組可自動統(tǒng)計膠盒及子件的數(shù)量，也可顯示各回路長度。當有設計變更時，長度或子件用量變更，相對應資料會自動變化，徹底防止人為誤差。

檢查保險絲與回路線徑搭配性

設計至此即告完成，然而電子設計的優(yōu)勢為可驗證設計的適當性。使用CR5000的模擬模組-SVM(Simulation and Verification Module)即可驗證線束設計是否恰當。

在SVM模組下，輸入各部品相關電機資料。軟件會自動計算目前設計之線徑，線長與保險絲容量的搭配性。模擬短路發(fā)生時，先行燒毀的是保險絲還是電線起火燃燒，于常態(tài)負載下，電線的負載電流是否接近其耐受電流，同樣也可驗出回路是否有過度設計。在實車試裝前就去除可能發(fā)生的危險因素，大幅降低開發(fā)整車時的成本與風險，也使顧客使用上更為安心。

圖9為于SVM模擬下的系統(tǒng)圖，藍色為電流流向，紅色為警示處。圖10是SVM模擬的數(shù)值。

圖9.SVM模擬下之系統(tǒng)圖

圖10.SVM模擬的數(shù)值

整車電路經(jīng)SVM驗證后，設計即經(jīng)過初步的考驗，將問題點于生產(chǎn)階段前就將之消除，以降低實車試裝時的風險與成本。

產(chǎn)出線束組立圖

線束工程圖予廠商制造，然車廠裝配人員省需組立圖來了解線束裝配方式。故設計定案后，使用CATIA的DRAFT模組將3D檔案轉換成2D平面組立高，現(xiàn)場裝配人員即依此圖組裝，下圖11即為平面組立圖。

圖11.平面組立圖

多重件號式樣選別

同一款車有不同的車型，各車型配備式樣會有差異。對車用線束來說，配備式樣差異造成的影響僅在于相關的膠盒與回路存在與否，不同車型以不同線束件號表示，使用CR5000式樣選別功能 Variation Module即可設定各種車型造成的圖面差異。圖12為式樣選別的設定畫面。

圖12.式樣設定

匯入式樣選別于HD，可產(chǎn)出不同車型工程圖。圖13與圖14為不同件號的圖面，膠盒會有差異，回路也有件號選別的顯示。請見紅色圈選處，以此方式來區(qū)分圖面差異。

圖13

圖 14

流程

依照上述的步驟，可逐步將車廠的設計想法轉化成工程圖面來加以組裝實現(xiàn)，其圖面成形的逐步流程及線束中各參數(shù)設定與檢驗的步驟，統(tǒng)一整理，如下所示 。

結語

本文所述設計方式不單僅適用于汽車線束上,相關的系統(tǒng)線束設計，如機車或其余電裝用品亦可由此方式將設計構想實現(xiàn)在工程圖面上。

此設計方式于車廠的助益包括:

設計管理上達到零人為誤差；

減少新車試裝次數(shù)；

降低新車開發(fā)的風險與成本；

設計變更時，快速完成圖面修改，相關資料自行對應，不會再有人為遺漏狀況。

此外，客戶使用車輛發(fā)生機能異常或失效時，維修人員使用此軟件可快速找到失效機能相關的回路位置，再使用檢驗儀器探索回路是否正常。

面對競爭日益激烈的環(huán)境，資料電子系統(tǒng)化是無可避免的浪潮，使用電腦輔助來取代原本大量的人工作業(yè)流程為各企業(yè)精進的方向之一。本設計方式不單可加深對于整車系統(tǒng)的了解，也可慢慢培養(yǎng)出車廠或線束廠設計整車系統(tǒng)的核心產(chǎn)業(yè)競爭力。

審核編輯 ：李倩