基于SolidWorks Routing的飞机电缆整治研究

汤超  张日刚 

大连长丰实业总公司 辽宁省 大连市

摘要：随着现代飞机的不断发展，飞机上的各项操纵功能开始逐步的采用电控方式去实现，这种发展趋势凸显了机上电缆设计对飞机整体性能影响的重要性。传统的电缆设计是依靠CAD等二维设计软件来实现的，这样在实际制造过程之中，可能会出现局部电缆间隙不达标，电缆敷设困难等问题。为了解决机上电缆装配过程中所面临的各种困难，依靠SolidWorks  Routing技术将电缆全部生成三维数模，在软件中模拟电缆的整个装配环境，这样便能为电缆整治提供一个有效的工具，进而保障飞机装配质量。

关键字：电缆布线，三维模型，装配

Keyword: Cable Wiring，3D drawing，Assemble

0 引言

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD设计软件，使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核以及良好的与第三方软件的集成技术，其使用领域涉及航空航天、机车、机械、国防、交通、电子通讯、医疗器械等全球100多个国家的各类企业。

在航空装备大修过程中，需要将电缆全部离机分解，在进行电缆故障检查时，经常发现电缆多处出现磨损、过度弯折等现象。在飞机的日常使用中，由电缆断线导致的信号丢失问题也时有发生。为了解决以上工程问题，构筑基于SolidWorks Routing技术的三维数模，以此来对机上线路进行重新规划，进而计算出更为合理的电缆分支长度，指导电缆进行重新装配，最终消除机上存在的电缆敷设隐患。

1 三维模型生成

利用SolidWorks Routing对飞机实施线路整治，可分为以下5个步骤：电缆测算与草图绘制，三维布线图库构建，电缆布线设计与布局，整机与电缆的总装，单独电缆的线路整治与规范图。

按照电缆制造二维图纸上给出的尺寸参数，再依照实际测算的电缆参数绘制出草图后，便可利用SolidWorks Routing Library Manager向导软件快速创建所需的卡箍、接头、插头、接线片等元件，以方便在布线设计过程中直接从图库中拖拽调用，极大地节约三维建模时间。通过电缆与机体之间的装配关系，利用SolidWorks Routing的“自动布线”功能，在“电缆属性”中选择电缆的规格，逐一连接相应的卡箍定位点，便可完成一束电缆的三维布线设计，如图1所示。

图1 某束电缆在机体结构上的敷设图

逐一对照设计草图，将所有的电缆按照装机部位绘制到结构模型之中，然后再利用SolidWorks的零部件装配功能，将飞机各个大部件对接起来，形成整机的三维数模。至此便可进行整机电缆的线路整治，然后对电缆装机的最佳状态进行规范出图。

2 基于Routing技术进行线路整治

2.1 利用Routing技术确定电缆分支长度

利用SolidWorks软件的Routing插件绘制好电缆三维数模后，便可直接使用Routing插件的内置功能对相关电缆的各项属性进行分析。通过SolidWorks软件的孤立功能可以将电缆从整体装配图中直接单独提出来，从而很直观的观察其全部分支走向，如图2所示。

图2 某束电缆分支走向图

通过对比其电缆制造二维图纸，便可确认其各分支电缆在机上的装配环境，使用SolidWorks软件的测量功能来测绘每个插头从电缆分支点到所连接附件的位置实际所需要的分支长度。这样在进行电缆重新装配时，便可以此为依据去对各束电缆进行重新整理，在保证修理余量和敷设余量的情况下，有依据的对各束电缆当中设计过长的分支进行优化剪短。

2.2 利用Routing技术确定电缆对接长度

飞机上各个大部件的对合点有很多束电缆，其中机身部分的电缆在敷设过程中，由于工序安排不妥当等原因，未能提前校验各部分的预留长度，可能会造成在前后机身电缆对接时电缆不够长的情况。面对此类问题，通过电缆敷设三维数模就可以很提前计算出每根电缆对接处的电缆预留长度，并以此为准在电缆线路上做好标记，装配时将电缆上的标记卡入对应的固定卡箍即可快速简洁的完成电缆装机，可以避免后续出现返工的不利局面。

2.3 利用Routing技术重新进行电缆布线规划

在飞机进行整机电磁兼容检查时，发现某些射频电缆所传输的信号存在一定的干扰，通过比对电缆三维模型，发现其与电气交流供电电缆的装机位置过于靠近。这样在进行故障排除时，便可以通过电缆三维数模对射频电缆的走向进行重新规划，并在三维数模内验证线路更改的方案，这样不仅可以减少线缆试制所造成的资源浪费，还能较大的缩短排故周期。

3 结论与后续规划

笔者通过搭建某型飞机的电缆敷设三维模拟平台发现，在利用SolidWorks Routing技术生成整机电缆三维模拟平台之后，相对于传统的依靠二维图纸进行电缆机上布线，主要有以下优点：

（1）快速的建立起自上而下的整体装配结构，通过层级划分，将所有电缆均纳入一个结构树中，极大的方便了对电缆的查找，利用SolidWorks软件的快速定位功能，可以对各束电缆进行实时搜索。

（2）飞机内部的电缆随着现代飞机的不断发展，越发地趋于复杂，复杂的电缆对整机布线的精度有更高的要求，建立与之相应的三维模拟平台后，可以直观明了的进行快速布线，在电缆线束布线出现缺陷时，也可以利用平台快速进行验证更改。

（3）三维布线设计可以自动标注零件序号，并生成各束电缆的制造用料清单，精确的确定电缆数量及精确长度，从而降低用料成本，杜绝不必要的材料浪费。

（4）三维布线设计可降低识图难度，辅助装配人员缩短装配周期，直观地三维图纸与爆炸分解视图，使工作人员能清晰明了地识图，准确地对机上线路进行合理布线，保障一手工作质量。

为更好的进行机上电缆整治，后续可以在此三维模型的基础之上，完成对飞机其他系统数模的绘制，对电缆与活动部件之间的间隙等难点问题进行实际模拟，从而完善飞机的整体装配设计，进一步提高飞机的装配质量。

[参考文献]

[1]DS SOLIDWORKS公司.2019.《SOLIDWORKS管道与布线教程》.机械工业出版社

[2]汤敏.2018.《SolidWorks Routing 液压管路系统设计技巧与实例》.机械工业出版社