SolidWorks線路設計方案

2013-05-28  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

SolidWorks廣州代表處 戴瑞華 來源:e-works
關鍵字:管路設計 solidworks 三維

SolidWorks 公司作為3D機械設計軟件供應商,讓參與產品開發的每個人都能發揮 3D 的威力。只有 SolidWorks全心致力于機械設計,為幫助制造商將產品更快地推向市場提供優質的軟件和服務。本文著重介紹了使用SolidWorks Routing進行各種線路系統設計的方法,以及如何幫助設計工程師提高設計效率的強大功能。

  SolidWorks Routing是SolidWorks公司推出的一套強大的線路系統設計軟件和備件庫。它在SolidWorks的環境下讓設計工程師輕松地自動執行線路系統設計任務,加速管筒、管道、電力電纜和纜束以及電氣導管的設計過程。SolidWorks Routing 使用用戶熟悉的 SolidWorks 3D 機械設計環境,使用起來方便快捷。您可以直觀地創建和修改線路系統,包括拖放放置、自動調整零部件(零件或裝配體)的大小、復制和鏡向、放置線路以及自動插入管道折彎和彎管。除了現成的管筒、管道、電力電纜和纜束以及電氣導管庫零部件外,您還可以添加自定義的庫零部件,結合SolidWorks的設計庫功能通過簡單的拖放放置就可以進行線路系統設計,這大大提高了您的設計效率。除此之外您還可以自動創建包含完整信息(包括管道和管筒線路的切割長度)的工程圖和材料明細表,還包括為 CNC 管筒和管道折彎機械創建折彎數據文件的專業功能。對于電纜和纜束線路設計,您可以很方便地重復使用通過電子 CAD 軟件或其它工具創建的數據,并以 Microsoft? Excel 格式方便地導入數據。SolidWorks Routing 還為電力和電子系統設計人員提供了其它可節約時間的工具,用于生成電纜和纜束制造文檔以及自動創建報表,包括電線清單、電線摘要、纜束材料明細表以及纜束連接信息。

    一、管筒和管道

對于管筒和管道系統的設計您可以使用正交 3D 草圖或非正交 3D 草圖步路硬性管筒或管道。利用 3D 草圖來定義線路路徑的中心線。當您將一個法蘭或其它終端接頭拖動到裝配體時,將生成一個新的管路子裝配體,然后3D草圖自動開始;如果附件已經在裝配體中,您還可以手動開始3D草圖。草圖圓角可以被自動添加到您繪制的交叉點上,當然您也可以手動添加或修改草圖圓角(例如,當您需要的折彎半徑與默認的折彎半徑不同時) 。除了使用正交 3D 草圖或非正交 3D 草圖步路硬性管筒或管道外,您也可以使用自動步路快速生成正交線路,并且在多個有效的正交線路中進行交替選擇。對于靈活管筒則可以使用樣條曲線步路,或者使用自動步路自動生成步路樣條曲線,同時也可以指定線路段的固定長度。

在管道系統中,您可以使用標準彎管或總是形成折彎彎管;當管路中有非標準角度,草圖段將被高亮顯示并提示為此角度選擇一替換的彎管,或者生成一自定義彎管,或者選擇在管道中形成折彎;對于管筒,總是形成折彎為唯一可用選項。您也可以將彎管拖入到線路中,直線-圓弧-直線幾何體自動在線路草圖中生成,此在您需要使用與線路中默認的彎管不同時(如折彎半徑不同)尤其有用。

在編輯 3D 草圖時,您可以給線路添加配件,如法蘭、T 型配件、彎管等等。當您從設計庫將配件拖放到裝配體中,不但可以調整配件的對齊情況,也可以同時調整配件的角度方向,同時線路草圖將自動為接頭內的每個開口添加直線以往下繼續線路。您還可以添加背對背配件,例如,您可以將彎管附加至彎管或者將 T 型接頭附加至 T 型接頭,兩者之間無需管道或管筒;您也可以通過使用移除管道或管筒功能從配件之間移除管道或管筒段來生成背對背配件。在線路子裝配體中,您只能在端部附件(法蘭或附件)添加配合。如果您刪除端部附件上的配合或在 3D 草圖的端點插入端部附件,端部附件的位置將變為由 3D 草圖驅動。

除了可以快速地給線路添加配件外,您還可以向任何線路添加覆蓋層,覆蓋層是覆蓋在所步路項目上的保護性材料,如絕緣體和分割套管。您也可以使用分割線路并在分割的每側應用不同的屬性。例如,如果您只想應用覆蓋層到線路的某一部分,您可將線路分割成兩段,并將覆蓋層只應用到線路的其中一段。當多個管道段具有相同長度時,所有實例使用一個配置;當您需要添加特征到所選管道段時,可以在管道零件內生成自定義配置。例如,如果您在一個管道段上添加一個孔,但是您希望此孔不出現在具有相同長度的其他管道段上,此時需要生成自定義配置。當需要考慮費用或空間的時候,可在交叉點焊接步路段而省去配件(如圖所示)。對于管路子裝配體的編輯修改也是非常方便的,您可以直接更改管道或管筒線路的直徑,同時可以為管路中所有要素(法蘭、彎管、管道、等等)選擇新的配置。

在線路子裝配體的工程圖中,當您生成材料明細表時,您可以為管道的各個獨特切割長度生成單獨的列項目。您也可以將管道和管筒數據輸出到其它管道設計應用程序,或為使用帶折彎的管筒或管道的線路裝配體生成折彎系數表。

    二、電力電纜和纜束

對于電力電纜的設計您可以使用標準電纜生成線路。標準電纜和管筒的信息存儲在 Excel 電子表格中,您也可以生成自己的標準電纜和管筒庫。標準電纜和管筒的長度是固定的,如果在放置零部件時要求電纜或靈活管筒的長度大于其標準長度,電纜或管筒將無固定長度而創建。當線路違反電纜或靈活管筒最小折彎半徑時,軟件將高亮顯示違反最小折彎半徑的區域,此時您可以使用修復線路來修復違反最小折彎半徑要求的樣條曲線(如圖所示)。

您也可以手工生成電力線路裝配體。根據您是否想使接頭成為主裝配體或線路子裝配體的零部件,您可以設定不同的選項并以不同的方法開始線路。當每個接頭添加到線路中時,一短線條會自動添加到草圖中(從接頭的連接點往外);在插入接頭后,使用自動步路生成步路樣條曲線。對于線夾,您可以在將線夾置于裝配體內時旋轉線夾,插入之后也可以旋轉和對齊線夾。您可以在線夾落差處自動步路,也可以在線路子裝配體中預先放置線夾,然后通過自動步路的重新步路樣條曲線來更新線路,使之穿過所選線夾。當線路不再需要通過某線夾時,則可以選擇在線路中忽略該線夾。此外,您還可以在設計的最初階段生成虛擬線夾來定位線路。

在您定義線路子裝配體中接頭之間的路徑后,您可將電纜/電線與路徑相關聯。線路直徑將更新,以反映出您為每個路徑所選擇的電纜或電線的直徑。首先您必須指定要使用的電線和電纜,然后指定每根電線或電纜芯線的路徑;當電線的路徑被定義后,每條電線的切割長度將自動出現在電線名稱后的尖括號中;您也可以為每根電線指定所連接的管腳號(名)。此外,您也可為每個線路段指定不同的電力特性。

除了使用標準電纜或手工生成電力線路外,您還可以使用輸入“從-到”清單來生成電力線路子裝配體。“從-到”清單為一 Excel 電子表格,定義了步路電纜裝配體中每條電線的電力連接數據,以及電線連接到的零部件,如接頭、接線板等;您也可以只輸入連接數據(無零部件數據)或只輸入零部件數據(無連接數據)。在您開始使用輸入“從-到”清單來生成電力線路子裝配體前,必須為子裝配體指定所使用的電纜/電線庫和零部件庫。電纜/電線庫為定義電纜和電線的特性的 .xml文件,如規格號、大小、顏色、說明等等;零部件庫為交叉參考“從-到”清單中的零部件到這些零部件的 SolidWorks 零件文檔的 .xml 文件,它還定義了接頭數據,以供在您使用纜束平展和出詳圖功能生成纜束工程圖時使用。您可以在 Excel 電子表格中生成電纜/電線和零部件數據,然后將它輸入到 SolidWorks 中;或者編輯隨 SolidWorks 所提供的樣本電纜/電線庫和零部件庫以定義您所需要的電纜/電線和零部件數據。“從-到”清單中的標題定義與電纜/電線庫和零部件庫之間的關系如圖所示。

當使用輸入“從-到”清單來生成電力線路子裝配體時,可以將“從-到”清單中指定的所有零部件都添加到線路中,對于每個零部件,一短線條將自動添加到線路草圖中(從接頭的連接點往外)。然后使用自動步路來操縱“從/到”清單中電線的引導線,您可以合并兩條或多條引導線以形成單一線路,或者將引導線與現有線路連接于所選線路點,或者將一條或多條引導線轉換成唯一的線路;同時,您還可以按長度過濾引導線的顯示狀態(顯示或不顯示)。您無需編輯電纜/電線數據和連接數據,它們由“從-到”清單自動生成,包括每根電線所連接的管腳號(名)。
使用纜束平展和出詳圖功能,您可以從 3D 電力線路裝配體生成 2D 纜束制造工程圖。纜束制造工程圖將自動從 3D 線路裝配體平展線路路徑并保留 3D 長度,同時為纜束中的每個接頭實例自動生成接頭視圖塊。接頭視圖塊可以顯示接頭管腳或型腔中的電線顏色(如圖所示)。

此外,您可以在纜束工程圖中生成報告,包括用來觀閱線路子裝配體中所有電線和電纜連接信息的電路摘要及纜束材料明細表;在生成報告時,可以為每個零件插入一零件序號并將項目號包括在纜束材料明細表中;報告也可以在新材料添加到纜束后自動更新。您還可以為每個接頭零部件生成帶有管腳/型腔標示和相對應電線名稱的接頭管腳-電線表,包括扇出顯示電力電纜或纜束的每根電線(如圖所示)。在纜束制造工程圖中,您也可以添加保護套到纜束段,或者為纜束工程圖指定接線頭、密封、塞子等。對于纜束對象的多個實例,您可以為每個實例添加不同的實例屬性,實例屬性可附加到電線、電纜、零件、及接線頭。設計規則檢查可以讓您檢查纜束并顯示發現的錯誤、警告、及您所選擇需要檢查的注釋。由于2D 纜束工程圖中的信息直接從 3D 線路裝配體生成,所以當您更改 3D 線路裝配體中的線束長度、電線連接等信息并保存裝配體時,軟件將自動更新 2D 纜束工程圖。

三、電氣導管

電氣導管是一個特殊的線路子裝配體,它包括硬性管道線路和電力線路。您可以通過使用導管零部件來生成電氣導管設計。導管零部件包含一個特殊的連接點:導管連接點。
在電氣導管模型中,您延伸零部件之間的線路,如帶管道和彎管的接線盒;然后添加標記纜線或電線末端的電氣零部件,如插頭或環形接線頭。使用自動步路將電氣零部件與導管線路末端連接,以生成通過導管的電纜或電線的路徑。

對于電氣導管的材料明細表,您可以使用 SolidWorks 提供的表格模板來添加一顯示電力電纜設計所獨有的材料明細表。材料明細表的標題為“電路摘要”,包括導線 ID、顏色、長度和從/到信息。

    四、總結

使用SolidWorks Routing,您的線路系統設計可在與設備設計相同的集成軟件包中完成,無需進行文件模型的轉換。通過SolidWorks Routing提供的強大的線路系統設計能力,讓您在設計管筒、管道、電力電纜和纜束以及電氣導管時輕而易舉,同時讓您的設計擁有更高的效率、更精確的BOM、更短的上市時間,以及更低的成本。

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