CN105787142A - 一种飞行器电缆的三维自动设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种飞行器电缆的三维自动设计方法及系统，包括：利用E3.series工具进行飞行器电缆的电气设计，生成简化电气报表；计算飞行器电缆的三维数据并将其封装成XML格式的三维数据简化和完整数据文件；利用PRO/E工具自动设计飞行器电缆的简化和完整三维模型；将简化或完整三维模型中的数据文件封装成XML格式；利用E3.series工具将简化电气报表更新为完整电气报表。本发明能够实现基于E3.series工具和PRO/E工具的飞行器电缆的三维自动设计，提出了电缆三维数据的提取、计算和转换方法，具备支持生成简化和完整两种电缆模型并提出电缆长度更新方法，满足飞行器电缆的数字化三维装配和生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器电缆的设计方法。更具体地，涉及一种飞行器电缆的三维自动设计方法及系统。
背景技术
飞行器上电缆是飞行器上信息传输的载体，是飞行器的重要组成部分，发挥飞行器“神经网络”的作用。飞行器上电缆的设计主要是二维的电气图样和报表的设计，没有实现电缆的三维设计。随着飞行器系统高度集成化和一体化设计程度的不断提高，飞行器上电缆所传输的信息交互关系越来越复杂，对电缆的设计、生产和装配要求越来越高，急需进行飞行器上电缆的三维模型设计，准确设计电缆结构布局，直观的指导电缆的生产。
飞行器上电缆三维设计中遇到的问题是：1)飞行器上电缆不同于其他设备之处在于，其是一种具备电气与结构特性的柔性体，目前电缆的三维设计都是手动完成，效率低，电缆的结构数据不完整；2)电缆的三维模型依附于舱体结构模型，舱体结构模型复杂，信息量大，对电缆的三维模型提出了轻量化的要求；2)从电缆的设计和生产角度，要求电缆的三维模型信息尽量全面完整。
因此，需要提供一种飞行器电缆的三维自动设计方法及系统。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种飞行器电缆的三维自动设计方法。
本发明的另一个目的在于提供一种飞行器电缆的三维自动设计系统。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种飞行器电缆的三维自动设计方法，该方法包括如下步骤：
S1、利用E3.series工具进行飞行器电缆的电气设计，生成飞行器电缆简化电气报表；
S2、根据所述简化电气报表，计算飞行器电缆的三维数据，将飞行器电缆的三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将所述XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具；
S3、利用PRO/E工具分别进行飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型的自动设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型；
S4、提取所述飞行器电缆的简化或完整三维模型中的简化或完整三维模型数据文件，将所述简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具；
S5、根据所述XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具更新简化电气报表中飞行器电缆长度，生成飞行器电缆完整电气报表。
优选地，步骤S1进一步包括如下子步骤：
S1.1、建立电缆设计所需的电连接器、导线的特性数据组成的电气设计数据库；
S1.2、在电气设计数据库中选择适配的电连接器和导线，进行电缆的接线设计和二维外形设计，自动提取、生成简化电气报表。
优选地，简化电气报表包括数据：电连接器的型号、代号及连接关系，电缆的接线关系，每根导线的线径、最小弯曲半径和长度数据。
优选地，步骤S2进一步包括如下子步骤：
S2.1、提取E3.series工具生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
S2.2、根据简化电气报表中的电缆数据信息，计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，结合简化电气报表中的电缆数据信息，作为飞行器电缆的三维数据。
优选地，步骤S3进一步包括如下子步骤：
S3.1、将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件导入，按照导入的XML格式的三维数据简化数据中包含的逻辑关系，自动创建电缆的线轴、自动进行元件匹配和自动获取准确的电缆线径与弯曲半径的数据；
S3.2、设置规划合理的网络路径；
S3.3、采用自动布线模式，实现飞行器电缆的简化三维模型设计，生成飞行器电缆的简化三维模型；
S3.4、基于飞行器电缆的简化三维模型，按照导入的XML格式的三维数据完整数据中包含的逻辑关系，自动更新飞行器电缆的参数，采用自动布线模式，实现完整的飞行器电缆的三维模型设计，生成飞行器电缆的完整三维模型。
优选地，步骤S4进一步包括如下子步骤：
S4.1、从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
S4.2、将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具。
优选地，步骤S4中XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包含飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息。
优选地，步骤S5进一步如下包括子步骤：
S5.1、利用E3.series工具导入XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件；
S5.2、根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具设置每个分支电缆增加的工艺长度，自动更新简化电气报表中电缆的长度数据，生成飞行器电缆完整电气报表。
一种飞行器电缆的三维自动设计系统，该系统包括：
E3.series工具单元，用于进行飞行器电缆的电气设计，生成飞行器电缆的简化电气报表和完整电气报表；
PRO/E工具单元，用于进行飞行器电缆的三维结构设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型；
三维接口中间件单元，用于E3.series工具单元和PRO/E工具单元设计电缆的三维数据的提取、计算和转换。
优选地，三维接口中间件单元包括：
E3.series三维数据导出模块，用于提取E3.series工具单元生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
三维数据计算模块，用于计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，结合简化电气报表中的电缆数据信息，作为飞行器电缆的三维数据；
PRO/E三维数据导入模块，用于将飞行器电缆的三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具单元；
PRO/E三维数据导出模块，用于从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
E3.series三维数据导入模块，用于将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具单元，所述XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包括飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案，能够自动实现基于E3.series工具和PRO/E工具的飞行器电缆的三维自动设计，具体包括提出了电缆三维数据的提取、计算和转换方法，具备支持同时生成飞行器电缆完整三维模型和简化三维模型两种电缆模型，提出了装配工艺长度的设置方法，本发明所述技术方案能快速的实现飞行器上电缆的三维自动化设计，获取准确的电缆设计数据，尤其是能够自动生成简化和完整两种电缆模型，解决电缆的数字化生产和装配的不同需求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出飞行器电缆的三维自动设计方法的流程图。
图2示出调用E3.series三维数据导出模块和三维数据计算模块示意图。
图3示出调用E3.series三维数据导入模块示意图。
图4示出飞行器电缆的三维自动设计系统示意图。
图5示出飞行器电缆的三维自动设计系统工作流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本实施例提供的飞行器电缆的三维自动设计方法，包括如下步骤：
Step1、利用E3.series工具进行飞行器电缆的电气设计，即进行飞行器电缆的电气图样和报表设计，生成飞行器电缆简化电气报表；
Step2、根据简化电气报表，计算飞行器电缆的三维数据，将飞行器电缆的三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具；
Step3、利用PRO/E工具分别进行飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型的自动设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型；
Step4、提取飞行器电缆的简化或完整三维模型中的简化或完整三维模型数据文件，将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具；
Step5、根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具更新简化电气报表中飞行器电缆长度，生成飞行器电缆完整电气报表。
其中
步骤Step1、利用E3.series工具进行飞行器电缆的电气设计，即进行飞行器电缆的电气图样和报表设计，生成飞行器电缆简化电气报表(简化电气报表中的电缆长度数据缺失或不准确)，具体过程为：
Step1.1、建立电缆设计所需的电连接器、导线的特性数据组成的电气设计数据库；
Step1.2、在电气设计数据库中选择适配的电连接器和导线，进行电缆的接线设计和二维外形设计，自动提取、生成简化电气报表，简化电气报表中的数据包括：电连接器的型号、代号及连接关系，电缆的接线关系，每根导线的线径、最小弯曲半径和长度等数据。
步骤Step2、根据简化电气报表，计算飞行器电缆的三维数据，将飞行器电缆的三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具，具体过程为：
Step2.1、提取E3.series工具生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
Step2.2、根据简化电气报表中的电缆数据信息，按照电缆的结构形式，在工具的结构算法选项中，选择不同的算法计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，结合简化电气报表中的电缆数据信息，作为飞行器电缆的三维数据；选择不同的算法包括扁平结构的电缆选择矩形计算方法，圆形结构的电缆选择圆形结构计算方法，如图2所示。
Step2.3、将电缆三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具，具体过程为：
在文件输出选项中分别选择“简化模型输出”和“完整模型输出”，将飞行器电缆和各分支电缆线束的数据信息封装成XML格式的简化数据和完整数据两个文件；
步骤Step3、利用PRO/E工具分别进行飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型的自动设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型，具体过程为：
在PRO/E工具的工作界面中，打开舱体结构模型，进入Cabling模块进行三维电缆设计，具体设计方法步骤如下：
Step3.1、将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件导入，按照导入的XML格式的三维数据简化数据中包含的逻辑关系，自动创建电缆的线轴、自动进行元件匹配和自动获取准确的电缆线径与弯曲半径的数据；
Step3.2、设置规划合理的布线网络路径；
Step3.3、采用自动布线模式，实现飞行器电缆的简化三维模型设计，生成飞行器电缆的简化三维模型，此模型用于电缆的装配；
Step3.4、基于飞行器电缆的简化三维模型，按照导入的XML格式的三维数据完整数据中包含的逻辑关系，自动更新飞行器电缆的参数，采用自动布线模式，实现完整的飞行器电缆的三维模型设计，生成飞行器电缆的完整三维模型，用于指导电缆的生产。
步骤Step4、提取飞行器电缆的简化或完整三维模型中的简化或完整三维模型数据文件，将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具，具体过程为：
Step4.1、从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
Step4.2、将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具，其中XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包含了飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息，如图3所示；
步骤Step5、根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具更新简化电气报表中飞行器电缆长度，生成飞行器电缆完整电气报表，具体过程为：
Step5.1、利用E3.series工具导入XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件；
Step5.2、根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具设置每个分支电缆增加的工艺长度，自动更新简化电气报表中电缆的长度数据，生成飞行器电缆完整电气报表。
本实施例提供的飞行器电缆的三维自动设计系统，包括：E3.series工具单元，PRO/E工具单元和三维接口中间件单元；
E3.series工具单元，用于进行飞行器电缆的电气设计，生成飞行器电缆的电气报表，具体功能包括：建立电缆设计所需的电连接器、导线的特性数据组成的电气设计数据库；
在电气设计数据库中选择适配的电连接器和导线，进行电缆的接线设计和二维外形设计，自动提取、生成简化电气报表，简化电气报表中的数据包括：电连接器的型号、代号及连接关系，电缆的接线关系，每根导线的线径、最小弯曲半径和长度等数据；根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具单元更新简化电气报表中飞行器电缆长度，生成飞行器电缆完整电气报表。
PRO/E工具单元，用于进行飞行器电缆的三维结构设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型，具体功能包括：将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件导入，按照导入的XML格式的三维数据简化数据中包含的逻辑关系，自动创建电缆的线轴、自动进行元件匹配和自动获取准确的电缆线径与弯曲半径的数据；
设置规划合理的布线网络路径；
采用自动布线模式，实现飞行器电缆的简化三维模型设计，生成飞行器电缆的简化三维模型，此模型用于电缆的装配；
基于飞行器电缆的简化三维模型，按照导入的XML格式的三维数据完整数据中包含的逻辑关系，自动更新飞行器电缆的参数，采用自动布线模式，实现完整的飞行器电缆的三维模型设计，生成飞行器电缆的完整三维模型，用于指导电缆的生产。
三维接口中间件单元是在E3.series工具单元的三维接口基础上进行设计开发的专用接口工具单元，处理的数据格式为XML格式，用于E3.series工具单元和PRO/E工具单元设计电缆的三维数据的提取、计算和转换，满足电缆设计数据的交互需求；
电缆设计数据的交互需求为交互文件的数据格式的自由转换，三维接口中间件单元的具体功能为：
从E3.series工具设计文件中提取的数据组成的三维接口交互文件提供给PRO/E工具的数据，有两种数据交互文件格式：电缆简化＿EtoP.XML和电缆完整＿EtoP.XML格式。两种文件格式均可以在三维接口中间件单元中转换。
从PRO/E软件中提取的数据组成的三维接口交互文件提供给E3软件的数据，有两种数据交互文件格式：电缆简化＿PtoE.XML和电缆完整＿PtoE.XML格式。
三维接口中间件单元包括：E3.series三维数据导出模块、三维数据计算模块、PRO/E三维数据导入模块、PRO/E三维数据导出模块和E3.series三维数据导入模块；
E3.series三维数据导出模块，用于提取E3.series工具单元生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
三维数据计算模块，用于计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，作为飞行器电缆的三维数据；
PRO/E三维数据导入模块，用于将电缆三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具单元；
PRO/E三维数据导出模块，用于从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
E3.series三维数据导入模块，用于将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具单元，其中XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包含了飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、利用E3.series工具进行飞行器电缆的电气设计，生成飞行器电缆简化电气报表；
S2、根据所述简化电气报表，计算飞行器电缆的三维数据，将飞行器电缆的三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将所述XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具；
S3、利用PRO/E工具分别进行飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型的自动设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型；
S4、提取飞行器电缆的简化或完整三维模型中的简化或完整三维模型数据文件，将所述简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具；
S5、根据所述XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具更新所述简化电气报表中飞行器电缆长度，生成飞行器电缆完整电气报表。
2.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括如下子步骤：
S1.1、建立电缆设计所需的电连接器、导线的特性数据组成的电气设计数据库；
S1.2、在电气设计数据库中选择适配的电连接器和导线，进行电缆的接线设计和二维外形设计，自动提取、生成飞行器电缆简化电气报表。
3.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述简化电气报表包括数据：电连接器的型号、代号及连接关系，电缆的接线关系，每根导线的线径、最小弯曲半径和长度数据。
4.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括如下子步骤：
S2.1、提取E3.series工具生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
S2.2、根据简化电气报表中的电缆数据信息，计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，结合简化电气报表中的电缆数据信息，作为飞行器电缆的三维数据。
5.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括如下子步骤：
S3.1、将XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件导入，按照导入的XML格式的三维数据简化数据中包含的逻辑关系，自动创建电缆的线轴、自动进行元件匹配和自动获取准确的电缆线径与弯曲半径的数据；
S3.2、设置规划合理的网络路径；
S3.3、采用自动布线模式，实现飞行器电缆的简化三维模型设计，生成飞行器电缆的简化三维模型；
S3.4、基于飞行器电缆的简化三维模型，按照导入的XML格式的三维数据完整数据中包含的逻辑关系，自动更新飞行器电缆的参数，采用自动布线模式，实现完整的飞行器电缆的三维模型设计，生成飞行器电缆的完整三维模型。
6.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括如下子步骤：
S4.1、从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
S4.2、将简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具。
7.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S4中XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包含飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息。
8.根据权利要求1所述的飞行器电缆的三维自动设计方法，其特征在于，所述步骤S5进一步如下包括子步骤：
S5.1、利用E3.series工具导入XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件；
S5.2、根据XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件，利用E3.series工具设置每个分支电缆增加的工艺长度，自动更新简化电气报表中电缆的长度数据，生成飞行器电缆完整电气报表。
9.一种飞行器电缆的三维自动设计系统，其特征在于，该系统包括：
E3.series工具单元，用于进行飞行器电缆的电气设计，生成飞行器电缆的简化电气报表和完整电气报表；
PRO/E工具单元，用于进行飞行器电缆的三维结构设计，生成飞行器电缆的简化三维模型和飞行器电缆的完整三维模型；
三维接口中间件单元，用于E3.series工具单元和PRO/E工具单元设计的飞行器电缆的三维数据的提取、计算和转换。
10.根据权利要求9所述的飞行器电缆的三维自动设计系统，其特征在于，所述三维接口中间件单元包括：
E3.series三维数据导出模块，用于提取E3.series工具单元生成的简化电气报表中的电缆数据信息；
三维数据计算模块，用于计算飞行器电缆分支线束的直径和最小弯曲半径，结合简化电气报表中的电缆数据信息，作为飞行器电缆的三维数据；
PRO/E三维数据导入模块，用于将飞行器电缆三维数据封装成XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件，并将所述XML格式的三维数据简化数据文件和XML格式的三维数据完整数据文件发送至PRO/E工具单元；
PRO/E三维数据导出模块，用于从简化或完整三维模型中导出简化或完整三维模型数据文件；
E3.series三维数据导入模块，用于将所述简化或完整三维模型数据文件封装成XML格式，并将XML格式的简化或完整三维模型数据文件发送至E3.series工具单元，所述XML格式的飞行器电缆的简化或完整三维模型数据文件中包括飞行器电缆各个分支电缆在模型中的实际长度信息。
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