CN104615794A - 用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，以二维平面CAD设计软件为基础，采用以具有空间位置及大小尺寸的平面逼近电器元件安装及导线行走平面，将在二次布线计算中用不到的冗余结构数据合理屏蔽，大幅度减小电气产品结构框架与电器元件的建模数据容量，从而显著提高电气产品三维布线软件的运算速度，减少三维布线软件对计算机硬件的依赖程度。

Description

用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法

技术领域

本发明涉及一种模型构建方法，尤其涉及一种用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法。

背景技术

就大多数成套电气产品来讲，一般主要由产品结构框架，安装在结构框架上的电气元件以及电气元件间的连接导线等主要部分构成。目前流行的电气布线软件中，在进行三维电气布线运算之前，必须首先要对结构框架与电气元件进行三维数字建模，然后根据实际的产品部件装配状况在计算机中将结构框架与电气元件模型进行数字装配，以模拟电气导线的行走路径及计算导线的长度。

由于数据模型与实际产品间的符合程度高，使得零件数据量较大，以该零件生成装配体时，耗费的系统资源较多，对计算机硬件水平要求较高。再上述装配体中调入电气原理图中的接线信息进行三维布线计算时，耗费的系统资源将更多，计算机的运行效率将显著下降。

以目前流行的内存为2g的计算机为基础，配用64位win7操作系统，据实际测试，在按上述要求建立的全三维机柜产品模型中，调入导线接线数在300根左右的电气原理图进行三维布线时，由于三维软件要计算大量的结构零件数据，使得三维布线运算速度大大下降，完成每根导线布线的时间大约需要80秒。完成整个产品布线的时间为80*300=24000秒，布线时间超过6小时！这将是在实际操作中无法忍受的事情，这使得上述全三维建模方法在实际使用中遇到很大困难。另外一个问题，由于该建模方法要求每个模型都尽可能详尽的描述实际零部件，使得该建模过程需要耗费大量的人力与时间资源，才能完成架构框架的模型装配，进而在计算机中完全模拟导线的布线状况，因此将导致建模工作效率低下。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其包括以下步骤：步骤①，输入要建立的产品模型的最大外形尺寸，生成产品最大外形尺寸框架图。步骤②，根据产品组成的实际状况，输入安装有电气元件或是设有导线固定装置的各面板长宽尺寸，确定各面板在产品空间中的三维空间坐标。步骤③，依次选择各个面板类型参数，在产品最大外形尺寸框架图上自动生成各个空间平面，各个空间平面组成产品中与电器元件、导线安装有关的简化数据模型，成为（用于空间导线三维布线的）结构框架模型。步骤④，对需要安装在产品中的电气元件进行建模，建模参数包括外形、安装尺寸、电气接线点的空间位置。步骤⑤，按照产品设计要求，将电器元件模型装入结构框架模型，构成装配模型。步骤⑥，将电气原理图中的接线信息参数录入至装配模型内，完成电气产品的三维布线。步骤⑦，输出电气布线结果。

上述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其中：所述的最大外形尺寸数据内容包括产品模型的长、宽、高。

进一步地，上述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其中：所述的三维空间坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标。

更进一步地，上述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其中：所述的面板类型参数包括，侧板右、侧板左、垂直板后、垂直板正、水平板上、水平板下等。

更进一步地，上述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其中：所述的电气布线结果为采用EXCEL软件作为载体的表格，所述的表格内至少包括有面板类型参数，装配模型匹配的接线信息参数，面板参考基点。

再进一步地，上述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其中：所述的接线信息参数包括线材种类，线材起始端定位。

本发明技术方案的优点主要体现在：可以将模型中不重要的因素去除，以减少建模工作的复杂性，大幅减少建模工作量，同时降低对计算机硬件的依赖性。并且，建模方法是仅抽取了产品中与三维布线目标相关的部分部件结构要素，以达到减小模型数据容量，提高计算机的运算效率。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。

图1是面板类型参数选择示意图。

图2是结构框架模型示意图。

图3是旋钮开关原始图形示意图。

图4是旋钮开关建模后构成简易化图形示意图。

图5是EXCEL软件作为载体的表格内容示意图。

具体实施方式

如图1～5所示的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于包括以下步骤：

首先，输入要建立的产品模型的最大外形尺寸，生成产品最大外形尺寸框架图。为了便于后续布线的准确性，最大外形尺寸数据内容包括产品模型的长、宽、高。由此，能够对整体的产品占用空间进行确认。接着，根据产品组成的实际状况，输入安装有电气元件或是设有导线固定装置的各面板长宽尺寸，确定各面板在产品空间中的三维空间坐标。为了便于进行有效的三维空间定位，三维空间坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标。由此，可以优先完成各个面板的数据规划。在实际操作时，可以按照如下手续输入对应的数据，仪表门，宽*高=760*615，空间定位坐标(X，Y，-Z)=(-760，1617，0)。继电板，宽*高=800*617，空间定位坐标(X，Y，-Z)=(0，1617，460)，等等。

之后，依次选择各个面板类型参数，在产品最大外形尺寸框架图上自动生成各个空间平面，实际操作如图1所示。接着，各个空间平面组成产品中与电器元件、导线安装有关的简化数据模型，成为（用于空间导线三维布线的）结构框架模型。为了适应大多数柜子的分布结构，采用的面板类型参数包括，侧板右、侧板左、垂直板后、垂直板正、水平板上、水平板下等。在实际构图后显示如图2所示。

接着，对需要安装在产品中的电气元件进行建模，建模参数包括外形、安装尺寸、电气接线点的空间位置。如图3与图4所示，以旋钮开关为例原始图形通过建模后构成简易化图形（又可以称为采用平面逼近法建立的模型）。

之后，按照产品设计要求，将电器元件模型装入结构框架模型，构成装配模型。随即，将电气原理图中的接线信息参数录入至装配模型内，完成电气产品的三维布线。这个过程可以通过软件直接处理完成，避免人工录入出现错误。

最终，输出电气布线结果，便于为后续装配提供正确的指导。具体来说，为了提高与现有软件的结合，提升实施推广程度，电气布线结果为采用EXCEL软件作为载体的表格，表格内至少包括有面板类型参数，装配模型匹配的接线信息参数，面板参考基点，如图5所示。为了便于后续的装配参考，有利于安装，接线信息参数包括线材种类，线材起始端定位。并且，对于实际应用来看，使用者也可以重新建立符合本方法数据规格的EXCEL格式数据，将这个EXCEL格式数据导入到应用本发明的软件中，即可实现自动建模，便于设计人员或是装配人员进行调整与参考装配。

结合本发明的实际使用情况来看，以常见的机柜产品为例，以目前流行的内存为2G的计算机为基础，配用64位win7操作系统，据实际测试，在按本发明方法平面逼近法建立的机柜产品模型中，调入导线接线数在300根左右的电气原理图进行三维布线时，计算机完成布线时间仅10秒左右。相比原全三维布线时间超过6小时，大大提高了布线软件的运作效率，使电气三维布线真正具有了实用性，并大大降低了三维布线软件对计算机硬件的依赖性。另一个方面，如果采用传统的全三维布线，用户必须购置价格较高的图形工作站，一般该图形工作站市场价格在每台5万元左右。也必须购置相应的三维造型软件包，该类软件包市场售价每套5万元左右，仅此两项相加，为完成电气产品的三维布线，用户至少需要投入软硬件资源每套10万元。如果需要多人工作，将需要购置更多的软硬件设备，这个资金投入将更多。而平面逼近法建立在原用户已具备的二维设计软件上（例如AUTOCAD软件等），使用该平面逼近法模型完成电气产品的三维布线，用户不需要另外再投入软硬件资源（如果需要新购置平面设计软件及相应硬件，投资不会超过1.5万元），而布线的速度与效率可以得到较大提升，并可以为用户节省大量资金。

通过上述的文字表述可以看出，采用本发明后，可以将模型中不重要的因素去除，以减少建模工作的复杂性，大幅减少建模工作量，同时降低对计算机硬件的依赖性。并且，建模方法是仅抽取了产品中与三维布线目标相关的部分部件结构要素，以达到减小模型数据容量，提高计算机的运算效率。

这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤①，输入要建立的产品模型的最大外形尺寸，生成产品最大外形尺寸框架图；

步骤②，根据产品组成的实际状况，输入安装有电气元件或是设有导线固定装置的各面板长宽尺寸，确定各面板在产品空间中的三维空间坐标；

步骤③，依次选择各个面板类型参数，在产品最大外形尺寸框架图上自动生成各个空间平面，各个空间平面组成产品中与电器元件、导线安装有关的简化数据模型，成为结构框架模型； 

步骤④，对需要安装在产品中的电气元件进行建模，建模参数包括外形、安装尺寸、电气接线点的空间位置；

步骤⑤，按照产品设计要求，将电器元件模型装入结构框架模型，构成装配模型；

步骤⑥，将电气原理图中的接线信息参数录入至装配模型内，完成电气产品的三维布线；

步骤⑦，输出电气布线结果。

2.根据权利要求1所述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于：所述的最大外形尺寸数据内容包括产品模型的长、宽、高。

3.根据权利要求1所述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于：所述的三维空间坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标。

4.根据权利要求1所述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于：所述的面板类型参数包括，侧板右、侧板左、垂直板后、垂直板正、水平板上、水平板下等。

5.根据权利要求1所述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于：所述的电气布线结果为采用EXCEL软件作为载体的表格，所述的表格内至少包括有面板类型参数，装配模型匹配的接线信息参数，面板参考基点。

6.根据权利要求1所述的用于三维电气布线软件中的数字模型构建方法，其特征在于：所述的接线信息参数包括线材种类，线材起始端定位。