CN106202624A - 一种三维装配仿真中电线的敷设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维装配仿真中电线的敷设方法。包含以下步骤：预先设定电线规格；导入电气产品模型文件，将各个元器件用曲线路径连接；根据所述曲线路径生成电线；定义自动敷设电线的活动；展示电线敷设过程；通过该方法，模拟电子设备的布线走向，直接根据实物空间的大小设计布线路径，直观、清晰地模拟设备内部线缆的走线方向、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电线的敷设方法

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电线的敷设方法。

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。所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电线的敷设方法，本技术方案包括以下步骤：

A.预先设定电线规格；

B.导入电气产品模型文件，将各个元器件用曲线路径连接；

C.根据所述曲线路径生成电线；

D.定义自动敷设电线的活动；

E.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，所述各元器件至少包含：电阻、电容、电源、开关。

进一步，所述步骤B还包括以下步骤：

F.导入电气产品模型文件；

G.选取电线路径起点，调整路径起点方向，记录电线路径起点P1、方向D1；

H.选取电线路径终点P2、方向D2，记录电线路径终点P2、方向D2；

I.选取电线路径点P3、方向D3，记录电线路径点P3、方向D3；

J.重复步骤I，直至敷设曲线路径调整到合适的走向。

进一步，所述步骤C还包括以下步骤：

K.根据B-样条曲线的算法，将步骤G至步骤I所记录的电线路径点代入，生成曲线路径；

L.根据电线直径生成电线截面；

M.通过路径扫掠算法生成电线实体。

进一步，所述步骤E还包括以下步骤：

N.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；

O.根据当前播放时间和设定的敷设时间比例，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，模拟电子设备的布线走向，直接根据实物空间的大小设计布线路径，能够直观、清晰地模拟设备内部线缆的走线方向、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电线的敷设方法流程图。

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生成曲线路径示意图。

图4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5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6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，首先预先定义电线规格：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。

B，其次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件(电路板.kmapd)；启动敷设电线功能，拾取电容上连接点，记录路径点三维空间位置坐标P1(包含X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，三维空间方向坐标D1(包含X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，此时视图中从记录P1点到光标位置动态显示浅色线条(当前路径走向)，接着拾取条形连接器上连接点，记录路径点三维空间位置坐标P2，三维空间方向坐标D2，视图中根据记录坐标数据P1、D1、P2、D2；将前述中记录的P1、D1、P2、D2坐标数据代入下述贝塞尔曲线线性公式生成曲线路径生成曲线路径如图3所示。

B(t)＝P₀+(P₁-P₀)t＝(1-t)P₀+tP₁，t∈[0，1]

在曲线路径上点击增加路径点，记录路径点三维空间位置坐标P3(包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，三维空间方向坐标D3(包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标)，使用定位夹调整路径位置点和方向，直至路径调整到合适的走向，使用下面公式实时生成曲线路径。

阶贝塞尔曲线公式：

$B\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}\left(\begin{array}{c}n\\ i\end{array}\right)Pi{(1-t)}^{n-i}{t}^i=\left(\begin{array}{c}n\\ 0\end{array}\right)P0{(1-t)}^n{t}^0+\left(\begin{array}{c}n\\ 1\end{array}\right)P1{(1-t)}^{n-1}{t}^1+\mathrm{...}+\left(\begin{array}{c}n\\ n-1\end{array}\right)Pn-1{(1-t)}^1{t}^{n-1}+\left(\begin{array}{c}n\\ n\end{array}\right)Pn{(1-t)}^0{t}^n,t\∈\[0,1\].$

C，再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4所示。

D，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5所示，调整PF1至合适位置，并记录三维空间位置坐标P3。

E，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6所示电线敷设方式：

无限长度放线：线缆为无限长度，敷设时线缆路径起点不动，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路径起点，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 (6)

1.一种三维装配仿真中电线的敷设方法，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，将各个元器件用曲线路径连接；

C.根据所述曲线路径生成电线实体；

D.定义自动敷设电线的活动；

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至少包含以下信息：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，其特征在于所述各元器件至少包含：电阻、电容、电源、开关。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B还包括以下步骤：

F.导入电气产品模型文件；

G.选取电线路径起点，调整路径起点方向，记录电线路径起点P1、方向D1；

H.选取电线路径终点P2、方向D2，记录电线路径终点P2、方向D2；

I.选取电线路径点P3、方向D3，记录电线路径点P3、方向D3；

J.重复步骤I，直至敷设曲线路径调整到合适的走向。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤C还包括以下步骤：

K.根据B-样条曲线的算法，将步骤G至I记的电线路径点代入，生成曲线路径；

L.根据电线直径生成电线截面；

M.通过路径扫掠算法生成电线实体。

6.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：

N.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；

O.根据当前播放时间和设定的敷设时间比例，截取相应比例的曲线，在视图中显示。