CN106202622A - 一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法。包含以下步骤:预先设定电线规格；导入电气产品模型文件；定义螺旋路径参数，敷设螺旋电线；定义敷设电线的活动；展示电线敷设过程；通过该方法，模拟电线的螺旋布线走向，直接根据被缠绕元器件的大小设计布线路径，直观、清晰地模拟设备内部螺旋电线的走线方向、弯折路径、安装方式以及与其他线缆之间的位置关系。

Description

一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法

技术领域

本发明涉及三维电线路的设计仿真，尤其是一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法。

技术背景

随着工业4.0趋势的到来，对输电线路的仿真展示、虚拟设计以及相关的敷设、巡视、检修演练等计算机仿真培训需求日益增加，这些都离不开输电线路的三维展示。以要解决的首要问题就是如何能够快速、准确的建立起高细节度的输电线路的三维模型。现有三维装配仿真系统中，一般是在模型设计阶段，初步估计布线路径后生成线缆实体。在模型装配阶段时，由于线缆是在模型设计阶段已经布置好，此时如果出现与模型干涉或者需要修改布线路径时，则需要重新设计线缆实体模型。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法。技术方案包括以下步骤:预先设定电线规格；导入电气产品模型文件；定义螺旋路径参数，敷设螺旋电线；定义敷设电线的活动；展示电线敷设过程。

进一步，所述电线规格至少包含以下信息：电线颜色、电线直径，柔性电线弯曲半径。

进一步，所述步骤定义螺旋路径参数，敷设螺旋电线还包括以下步骤：在视图中选取待缠绕轴线；设置螺旋线参数；生成缠绕路径；生成电线实体。

进一步，所述螺旋线参数至少包含：缠绕直径、绕线起始角度、螺距、圈数。

进一步，所述步骤在视图中选取待缠绕轴线还包括以下步骤：选中待缠绕面，判断缠绕面的类型；如果为圆柱面，并自动计算柱面轴线、柱面直径和柱面底面点；如果为其他类型曲面，则自动计算曲面法线作为轴线，记录曲面点。

进一步，所述步骤生成缠绕路径还包括以下步骤：根据设置螺旋参数、记录的轴线和曲面点，通过螺旋线公式生成螺旋线路径；根据电线直径生成电线截面；通过路径扫掠算法生成电线实体。

进一步，所述步骤展示电线敷设过程还包括以下步骤：选中需要敷设的电线，在空间中任意选中敷设点，设定敷设活动时间；根据当前播放时间和设定敷设时间的比例，截取相应比例的曲线，在视图中显示。

本发明的有益效果为：在三维装配仿真系统的装配设计阶段，模拟螺旋电线的布线走向，直接根据实物空间的大小设计布线路径。直观、清晰地模拟螺旋电线的走线方向、弯折路径、安装方式以及与其他线缆之间的位置关系，提前发现与其他零部件之间的冲突，避免在生产过程中出现无法实施的问题，确保布线设计的准确性。

附图说明

图1是一种三维装配仿真中沿螺旋路径敷设电线的流程图。

图2是一种三维装配仿真中电线的敷设方法具体实施例中定义电线规格示意图。

图3是一种三维装配仿真中电线的敷设方法具体实施例中设定螺旋线参数示意图。

图4是一种三维装配仿真中电线的敷设方法中用于生成螺旋线参数公式附图。

图5是一种三维装配仿真中电线的敷设方法具体实施例中生成电线实体示意图。

图6是一种三维装配仿真中电线的敷设方法具体实施例中展示电线敷设过程示意图。

图7是一种三维装配仿真中电线的敷设方法具体实施例中电线敷设方式实例

具体实施例

A，首先定义电线规格：电线颜色设定为红色，电线直径设定为1.0，柔性电线弯曲半径设定为6.0，如图2所示；图3是一种三维装配仿真中沿螺旋路径敷设电线具体实施例中设定螺旋线参数示意图。

B，使用三维装配工艺设计软件3DAST，打开一套三维电路板模型文(电路板.kmapd)。

C，启动螺旋电线功能，选中电感器模型圆柱轴线作为中心轴线，记录轴线方向D1(三维空间坐标：X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，圆柱底面中心点坐标P1(三维空间坐标：X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，设定螺旋绕线半径a，绕线的起始角度Angle，旋向，螺距h，绕线的Number，或者直接选中已经敷设好的螺旋线，自动填入螺旋线参考数据。通过螺旋线参数公式生成螺旋线路径；圆柱螺旋线参数方程为(参照图4理解)：

$\left\{\begin{array}{c}x=acos\mathrm{\θ}\\ y=a\sin \mathrm{\θ}\\ z=\±\frac{T1}{2\mathrm{\π}}\mathrm{\θ}\end{array}\right.$

式中θ＝螺旋线升角，a为绕线半径，T1为导程(即沿轴线旋转一周时，坐标点沿轴线方向上升的距离T1＝当前绘制圈数*螺距h)，右旋取正号，左旋取负号。

D，其次根据规格中定义电线直径生成电线截面；通过路径扫掠算法生成电线实体，如图5所示。

E，电线创建完成后。在装配过程中创建敷设工序，并定义敷设活动。选中创建的电线，在空间中拾取电线敷设点，样列中直接选中电容连接点为敷设点PF1，如图6所示，调整PF1至合适位置，并记录三维空间位置坐标P3。

设定敷设活动时间2秒，设定敷设方式为无限长度放线，如图7所示电线敷设方式：

无限长度放线：线缆为无限长度，敷设时线缆起点不动，长度不断延伸；

有限长度放线：线缆为实际长度，敷设时线缆长度保持不变；

模拟敷设线缆：不显示敷设时线缆的起点，只显示不断敷设的线缆。

点击仿真播放，根据当前播放时间和设定敷设时间的比例，根据贝塞尔曲线公式截取相应比例的曲线，在视图中模拟显示线缆敷设路径。

Claims (7)

1.一种三维装配仿真中沿螺旋路径快速敷设电线的方法，其特征在于包含以下步骤:

A.预先设定电线规格；

B.导入电气产品模型文件；

C.定义螺旋路径参数，敷设螺旋电线；

D.定义敷设电线的活动；

E.展示电线敷设过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述电线规格包含：电线颜色，电线直径，柔性电线弯曲半径。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤C还包括以下步骤：

F.在视图中选取待缠绕模型轴线；

G.设置螺旋线参数；

H.生成缠绕路径；

I.生成电线实体。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述螺旋线参数至少包含：缠绕直径、绕线起始角度、螺距、圈数。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤F还包括以下步骤：

J.选中待缠绕面，判断缠绕面的类型；

K.如果为圆柱面，并自动计算柱面轴线、柱面直径和底面点；

如果为其他类型曲面，则自动计算曲面法线作为轴线，记录曲面点。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤H还包括以下步骤：

L.根据设置螺旋参数和记录的轴线、曲面点，通过螺旋线公式生成螺旋线路径；M.根据电线直径生成电线截面；

N.通过路径扫掠算法生成电线实体。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤E还包括以下步骤：

O.选中需要敷设的电线，在空间中任意选中敷设点，设定敷设活动时间；

P.根据当前播放时间和设定敷设时间的比例，截取相应比例的曲线，在视图中显示。