一種線纜組件參數(shù)化模型及幾何建模方法
【專利摘要】一種機電產(chǎn)品線纜組件參數(shù)化模型及幾何建模方法，其特征是：將線纜組件的物理屬性、電氣屬性、結構和路徑信息依據(jù)特定結構存儲，得到能夠較全面反映線纜組件基本信息的XML文件。讀取XML文件中保存的線纜組件參數(shù)化模型，對參數(shù)信息進行重構，獲得線纜組件中適用于幾何建模的單根線纜和線纜束信息，并使用CAD軟件的二次開發(fā)接口函數(shù)，通過特征創(chuàng)建、特征遍歷、特征提取等方法進行線纜組件的參數(shù)化建模，最終得到與實際線纜效果接近的線纜組件三維幾何模型。本發(fā)明解決了在機電產(chǎn)品研發(fā)領域，由于線纜設計過度依靠經(jīng)驗所導致的人力物力浪費，效率低下的問題，實現(xiàn)了一種線纜組件的計算機輔助幾何造型方法，將極大的提高線纜組件的設計效率，從而有效減少產(chǎn)品設計周期。
【專利說明】
一種線纜組件參數(shù)化模型及幾何建模方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于計算機輔助設計領域，本發(fā)明涉及一種線纜組件的參數(shù)化模型和幾何建模的方法，具體地說是一種根據(jù)線纜組件的物理屬性、電器屬性、拓撲結構和路徑信息，獲得線纜組件參數(shù)化模型并在CAD軟件中自動生成線纜組件三維幾何模型的方法。
【背景技術】
[0002]線纜是機電產(chǎn)品中傳輸電流和信號的重要器件，廣泛應用在武器裝備、飛行器、汽車、計算機和家用電器等從軍用到民用的機電產(chǎn)品中。線纜束通過多根線纜捆扎得到，具有一定的拓撲結構，由于結構清晰、便于裝配等優(yōu)點而被廣泛使用。通常在機電產(chǎn)品電器元件設計完成后會根據(jù)各個元件的連通情況確定接線表，布線人員根據(jù)接線表對產(chǎn)品樣機進行線纜布置，線纜布置過程中，線纜的拓撲結構和線纜路徑的確定基本依賴于人工經(jīng)驗，需通過多次反復嘗試不同的布線方案才能最終定型。
[0003]隨著工業(yè)機電產(chǎn)品的復雜程度提高，目前商品化三維計算機輔助設計軟件如CREO/ProE，CATIA，UG等都提供了三維布線功能，在這些軟件上進行三維布線簡化了在樣機上布線的復雜程度，但是對于線纜拓撲結構和路徑的規(guī)劃依舊只能通過反復嘗試得到經(jīng)驗上的最佳方案。針對線纜拓撲結構和路徑的優(yōu)化，國內(nèi)外學者都進行了大量的研究，利用各種智能算法得到了獲得線纜結構和拓撲結構近似最優(yōu)解的一些方法。但是這些方法的研究偏重于算法本身，可以獲得線纜布線的路徑，但無法獲得直觀的布線方案，難以應用到CAD軟件中的產(chǎn)品數(shù)字化模型中，形成包括機械結構和電纜造型的整機三維模型。因此對機電產(chǎn)品線纜組件進行參數(shù)化建模，能夠使智能算法獲得的結果更好的展現(xiàn)在三維模型中，使其能更好的用于解決工程實際問題。
[0004]受限于技術條件，將線纜參數(shù)化設計與參數(shù)化建模相結合的研究開展的較遲，1991年，Caudell等最早提出了將虛擬環(huán)境與線纜布線相結合的思想(詳細文獻:Caudell，Mizell.Augmented reality；an applicat1n of heads-up display technologytomanual manufacturing processes[C].Proceedings of the 25th Hawaii Internat1nalConference on System Sciences.Wash inton D.C，USA，1992:659-669.) D隨著 CAD 技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，布線方面的研究也越來越多，致力于研究設計一種易于操作、結果逼真的布線系統(tǒng)。Loock提出線纜彈簧模型，并對不同剛度的線纜在承受重力的狀態(tài)下進行仿真模擬(詳細文獻:Loock A , Shomer E.Physical Iy based cables of assemblysimulat1n in virtual reality[c].Proceedings of the 13th European Simulat1nSymposium 2001.Ghent,Belgium:SCS Eur.BVBA，2001:294-297.hF.M.Ng、J.M.Ritchie和J.E.LSimmons通過對英國五大先進技術機電公司的布線現(xiàn)狀進行調(diào)查研究，掌握當前企業(yè)在線束設計和規(guī)劃的實際應用情況，提出了一種使用虛擬現(xiàn)實技術進行實時線纜布線的方法，通過頭盔顯示器與系統(tǒng)相連，并對效率進行了檢驗，驗證了其可行性(詳細文獻:F-M-NGjJ-M-RitchiejJ-E-L.Simmons.Designing cable harness assemblies invirtual environments[J].Journal of Materials Processing Technlogy，107，2000:37-43.)ο
[0005]國內(nèi)方面，既有對布線系統(tǒng)設計的研究，也有在原軟件基礎上的二次開發(fā)。魏發(fā)原利用虛擬樣機技術的可視性和人機交互能力規(guī)劃處電纜路徑(詳細文獻:魏發(fā)遠.基于虛擬樣機和粒子系統(tǒng)仿真技術的虛擬布線方法[J].工程設計學報，2005，12(4): 208-212.)。萬畢樂等在HP XwSOOO上開發(fā)了一個虛擬裝配系統(tǒng)進行線纜建模和布線的研究(詳細文獻:萬畢樂，寧汝新，劉檢華.虛擬環(huán)境下的線纜裝配建模技術研究[J].系統(tǒng)仿真學報，2006，18:267-274.)。王金芳等以PR0/E為平臺，研制開發(fā)了線纜工藝規(guī)劃系統(tǒng)(詳細文獻:王金芳，閆靜，武凱等.基于Pro/E的線纜裝配工藝規(guī)劃系統(tǒng)關鍵技術研究[J].中國機械工程，2008，
(13): 1565-1569.)。苗振騰、方沂和路紅楊等以UG為平臺，開發(fā)建立了UG的自動布線系統(tǒng)，并將其集成到UG軟件中，簡化了布線操作(詳細文獻:苗振騰，方沂，路楊紅.基于UG二次開發(fā)的自動電器布線系統(tǒng)的設計[J].自動化與控制，2009,4:59-61.)。
[0006]但是以上的研究都未能很好的將線纜組件的參數(shù)化建模與線纜組件的參數(shù)化設計結合起來，未能得到一種通用的線纜組件參數(shù)化幾何模型。對此，本專利提出了一種線纜組件的參數(shù)化模型，并基于三維CAD軟件的參數(shù)化建模方法，通過讀取處理線纜組件的參數(shù)信息，完成CAD環(huán)境下線纜組件的幾何建模，為機電產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)人員在布線設計及生產(chǎn)過程中提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對機電產(chǎn)品線纜組件參數(shù)化建模問題，發(fā)明一種線纜組件的參數(shù)化模型，同時發(fā)明一種通過讀取和處理參數(shù)化模型中的參數(shù)信息，利用CREO二次開發(fā)工具PR0/T00LKIT進行線纜組件的幾何建模方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案之一是:
[0009]—種機電產(chǎn)品線纜組件的參數(shù)化模型，其特征是它由一組參數(shù)變量表征，即一組具有明確數(shù)值的參數(shù)變量可以唯一確定一個線纜組件，所述的參數(shù)化模型由以下4個參數(shù)信息集組成:物理屬性集，電氣屬性集，結構屬性集，分支路徑集。模型數(shù)據(jù)使用XML格式進行存儲。
[0010]所述的物理屬性集為線纜組件中所有的線纜屬性，包括一系列的參數(shù)組(線纜類型ID、顏色、直徑、最小彎曲半徑)組成;所述的電氣屬性集為線纜組件中所有的電氣連接關系，包括一系列的參數(shù)組(端口點IDl、端口點ID2、線纜類型ID);所述的結構屬性集為線纜組件中所有分支點的連通關系，其中每個分支點必須且僅與三個點(其他分支點或端口點)連通，包括一系列的參數(shù)組(分支點ID、連通點ID1、連通點ID2、連通點ID3);所述的分支路徑集為線纜組件中所有的分支路徑，包括一系列的參數(shù)組(起始連通點ID、路徑點ID集合、終止連通點ID)。其中每個點ID對應一個空間三維坐標。
[0011 ]所述的基于XML的線纜組件參數(shù)化模型存儲格式為:以線纜組件名為XML文件根元素，根元素下有兩個子元素，分別是線纜組件的屬性參數(shù)和結構及路徑參數(shù)。線纜組件中的每根單根線纜都是屬性參數(shù)的子元素，線纜編號為每個元素的屬性;每根線纜的電氣屬性作為該根線纜元素的一個子元素，每根線纜所連接的兩個端口為電氣屬性元素的兩個子元素，兩個端口點ID為這兩個元素的屬性;每根線纜的物理屬性作為該根線纜元素的另一個子元素，其線纜類型ID、顏色、直徑、最小彎曲半徑分別作為物理屬性元素的四個屬性。線纜組件結構中每個分支點都作為線纜組件的結構及路徑參數(shù)元素下的子元素，分支點ID為元素的屬性;在結構中找到所有以該分支點作為端點的線纜分支，并去掉已作為其他分支點元素下子元素的線纜分支，將剩下的線纜分支作為該分支點元素下的子元素，線纜分支的另一個端點所代表的連通點ID作為該線纜分支元素的屬性;將路徑參數(shù)作為線纜分支元素的子元素，并將該段線纜分支經(jīng)過的起始連通點、路徑點、終點連通點ID作為該路徑參數(shù)元素的子元素，每個ID對應的三維坐標分別作為元素的三個屬性。
[0012]本發(fā)明的技術方案之二是:
[0013]—種機電產(chǎn)品線纜組件參數(shù)化幾何建模方法，其特征是它主要包括以下步驟:
[0014](I)線纜組件的數(shù)據(jù)抽取與重構，獲得組成各段線纜分支的線纜或線纜束，以及線纜束中包含的線纜。并在CAD軟件中完成線纜組件中所有線纜及線纜束屬性特征的創(chuàng)建。所述的線纜束為多個線纜捆扎而成的一段線纜分支;所述的線纜及線纜束屬性特征為CAD軟件中表征一類線纜或者線纜束屬性的變量；
[0015](2)根據(jù)重構后的數(shù)據(jù)在CAD軟件中進行線纜組件三維幾何模型的造型。
[0016]步驟(I)中所述的線纜束是由線纜組件中通過同一段線纜分支的所有線纜在該段線纜分支捆扎得到的;所述的線纜組件的數(shù)據(jù)抽取和重構步驟如下:
[0017]第一步:遍歷XML格式數(shù)據(jù)中的各個元素，獲得各根線纜的物理屬性和電氣屬性，獲取線纜組件的結構以及路徑點坐標;根據(jù)線纜組件的結構獲得線纜結構中的所有線纜分支及其端點(分支點或端口)ID;并根據(jù)電氣屬性和結構及路徑獲得每根線纜的路徑即通過的所有端口、分支點和所有路徑點坐標。在CAD軟件中，根據(jù)獲得的各線纜的物理屬性(直徑、顏色、最小彎曲半徑)創(chuàng)建線纜屬性特征。
[0018]第二步:遍歷所有線纜，將該線纜通過的端口ID和分支點ID與所有線纜分支端點的ID比較，如果該線纜通過的端口和分支點中包含某一線纜分支的兩個端點，則線纜通過該線纜分支，記錄該線纜分支與該線纜的關系。統(tǒng)計每一段線纜分支上通過的線纜數(shù)量，如果線纜分支上通過的線纜數(shù)量大于I，則該段線纜分支上通過的所有線纜組成一個線纜束；在CAD軟件中，根據(jù)獲得的所有線纜束及線纜束包含的線纜，創(chuàng)建線纜束屬性特征。
[0019]所述步驟(2)中，線纜組件三維模型的造型步驟如下:
[0020]第一步:在CAD軟件中打開線纜組件布線環(huán)境的裝配體模型，使用交互式方式選中模型中的三個端口，并根據(jù)模型中端口坐標系原點位置和XML文件中相應的端口點坐標計算出XML文件中坐標的基準坐標系在CAD模型中的位置，并在CAD模型中創(chuàng)建相應的局部坐標系作為線纜組件三維建模的基準坐標系；
[0021]第二步:對所有已創(chuàng)建的線纜束屬性特征按照包含線纜數(shù)量從多到少的順序進行排序，并按照該順序開始對線纜束進行三維建模；
[0022]第三步:如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支沒有共用的分支點，則依據(jù)線纜分支上各個分支點和路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，使線束依次通過各坐標點，生成線纜束的模型，并通過特征遍歷，獲得線纜束兩端路徑點的線纜路徑點特征ID并存儲，線纜路徑點特征是CAD軟件中進行建模時線纜或線纜束通過的路徑點的特征。如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支有共用的分支點，則依據(jù)該分支點所代表的線纜路徑點特征ID獲得線纜路徑點特征，根據(jù)線纜分支上其余的路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，并使線纜束依次通過各坐標點和線纜路徑點，生成線纜束模型，并獲取非共用分支點的線纜路徑點特征ID。如果有線纜束還未進行建模，則繼續(xù)執(zhí)行第三步對下一線纜束進行建模，直至所有線纜束都已完成三維模型的造型。
[0023]第四步:通過對機電產(chǎn)品的裝配體三維模型進行特征遍歷獲得所有的電氣端口，并通過與XML文件中的端口點位置比較，實現(xiàn)XML格式下線纜組件參數(shù)化模型的端口與CAD軟件中機電產(chǎn)品三維模型中的端口之間的對應；
[0024]第五步:開始對線纜進行三維建模，根據(jù)線纜通過的所有分支點獲得線纜通過的所有線纜分支，使線纜通過線纜路徑中的起始端口，并依據(jù)線纜路徑開始依次對通過各線纜分支的線纜部分進行建模。
[0025]第六步:如果當前建模線纜部分沒有與其他線纜捆扎，則根據(jù)坐標依次創(chuàng)建除了分支點和端口以外的坐標點特征，并使線纜依次通過各點，若下一段線纜部分與其它線纜捆扎，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點(分支點)的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點。如果當前建模線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分也與其它線纜捆扎，則不需要對該段線纜部分進行布置。如果該段線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分未與其它線纜捆扎在一起，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點(分支點)的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點。生成該段線纜部分模型，重復執(zhí)行第六步繼續(xù)對該線纜剩下的線纜部分進行建模，若所有線纜部分都已完成建模，使線纜通過終點端口并生成模型，整個線纜完成建模。
[0026]第七步:繼續(xù)執(zhí)行第五步對剩下的線纜進行建模，直至所有線纜都已完成三維模型的造型。
[0027]本發(fā)明的有益效果:
[0028]本發(fā)明解決了在機電產(chǎn)品研發(fā)領域，由于線纜設計過度依靠經(jīng)驗所導致的人力物力浪費，效率低下的問題，實現(xiàn)了一種線纜組件的計算機輔助幾何造型方法，將極大的提高線纜組件的設計效率，從而有效縮短產(chǎn)品設計周期。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的線纜組件參數(shù)化模型。
[0030]圖2是本發(fā)明的線纜組件參數(shù)信息XML格式存儲結構。
[0031]圖3是本發(fā)明的應用實例的典型XML文件格式。
[0032]圖4是本發(fā)明的CAD軟件下線纜組件信息抽取與重構流程圖。
[0033]圖5是根據(jù)實例創(chuàng)建的線纜屬性特征的創(chuàng)建結果圖。
[0034]圖6是根據(jù)實例創(chuàng)建的線纜束屬性特征的創(chuàng)建結果圖。
[0035]圖7是線纜組件參數(shù)化幾何建模流程圖。
[0036]圖8是某機電產(chǎn)品空間結構示意圖。
[0037]圖9是線纜束三維模型創(chuàng)建流程圖。
[0038]圖10是單根線纜三維模型創(chuàng)建流程圖。
[0039]圖11是根據(jù)本發(fā)明進行線纜組件參數(shù)化幾何建模的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和某機電產(chǎn)品線纜組件參數(shù)化模型及其幾何建模實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0041 ] 如圖1-11所示。
[0042]根據(jù)該機電產(chǎn)品線纜組件的設計方案，得到線纜組件的參數(shù)化模型(圖1)，它由一組參數(shù)變量表征，即一組具有明確數(shù)值的參數(shù)變量可以唯一確定一個線纜組件，所述的參數(shù)化模型由以下4個參數(shù)信息集組成:物理屬性集，電氣屬性集，結構屬性集，分支路徑集。模型數(shù)據(jù)使用XML格式進行存儲。
[0043]其中物理屬性集為線纜組件中所有的線纜屬性，包括一系列的參數(shù)組(線纜類型ID、顏色、直徑、最小彎曲半徑)組成；電氣屬性集為線纜組件中所有的電氣連接關系，包括一系列的參數(shù)組(端口點ID1、端口點ID2、線纜類型ID);結構屬性集為線纜組件中所有分支點的連通關系，其中每個分支點必須且僅與三個點(其他分支點或端口點)連通，包括一系列的參數(shù)組(分支點ID、連通點IDl、連通點ID2、連通點ID3);分支路徑集為線纜組件中所有的分支路徑，包括一系列的參數(shù)組(起始連通點ID、路徑點ID集合、終止連通點ID)。其中每個點ID對應一個空間三維坐標。
[0044]基于XML的線纜組件參數(shù)化模型存儲格式(圖2)為:以線纜組件名為XML文件根元素，根元素下有兩個子元素，分別是線纜組件的屬性參數(shù)和結構及路徑參數(shù)。線纜組件中的每根單根線纜都是屬性參數(shù)的子元素，線纜編號為每個元素的屬性;每根線纜的電氣屬性作為該根線纜元素的一個子元素，每根線纜所連接的兩個端口為電氣屬性元素的兩個子元素，兩個端口點ID為這兩個元素的屬性;每根線纜的物理屬性作為該根線纜元素的另一個子元素，其線纜類型ID、顏色、直徑、最小彎曲半徑分別作為物理屬性元素的四個屬性。線纜組件結構中每個分支點都作為線纜組件的結構及路徑參數(shù)元素下的子元素，分支點ID為元素的屬性;在結構中找到所有以該分支點作為端點的線纜分支，并去掉已作為其他分支點元素下子元素的線纜分支，將剩下的線纜分支作為該分支點元素下的子元素，線纜分支的另一個端點所代表的連通點ID作為該線纜分支元素的屬性;將路徑參數(shù)作為線纜分支元素的子元素，并將該段線纜分支經(jīng)過的起始連通點、路徑點、終點連通點ID作為該路徑參數(shù)元素的子元素，每個ID對應的X軸Y軸Z軸坐標分別作為元素的三個屬性。最終的得到的XML文件如圖3所示。
[0045]根據(jù)獲得的線纜組件的參數(shù)化模型，對該線纜組件進行參數(shù)化幾何建模，在本實例中，使用的CAD軟件為CREO，參數(shù)化幾何建模主要包括以下步驟:
[0046](I)線纜組件的數(shù)據(jù)抽取與重構，獲得組成各段線纜分支的線纜或線纜束，以及線纜束中包含的線纜。并在CREO中完成線纜組件中所有線纜及線纜束屬性特征的創(chuàng)建，線纜及線纜束屬性特征為CREO中表征一類線纜或者線纜束屬性的變量；
[0047](2)根據(jù)重構后的數(shù)據(jù)在CREO中進行線纜組件三維幾何模型的造型。
[0048]步驟(I)中所述的線纜束是由線纜組件中通過同一段線纜分支的所有線纜在該段線纜分支捆扎得到的;線纜組件的數(shù)據(jù)抽取和重構步驟(圖4)如下:
[0049]第一步:線纜組件參數(shù)化模型信息，遍歷XML格式數(shù)據(jù)中的各個元素，獲得各根線纜的物理屬性和電氣屬性，獲取線纜組件的結構以及路徑點坐標;獲得所有線纜分支及其端點(分支點或端口)ID;并根據(jù)電氣屬性和結構及路徑獲得每根線纜通過的所有端口、分支點和所有路徑點坐標。在CREO中，利用二次開發(fā)工具PR0/T00LKIT，根據(jù)獲得的各線纜的物理屬性(直徑、顏色、最小彎曲半徑)使用ProCableCreate函數(shù)創(chuàng)建線纜屬性特征，倉ll建的結果如圖5所不。
[0050]第二步:遍歷所有線纜，將線纜通過的端口ID和分支點ID與所有線纜分支端點的ID比較，如果線纜通過的端口和分支點中包含某一線纜分支兩個端點，則線纜通過該線纜分支。獲得每一段線纜分支上通過的線纜，如果線纜分支上通過的線纜數(shù)量大于I，則該段線纜分支上通過的所有線纜組成一個線纜束;在CREO中，利用二次開發(fā)工具PR0/T00LKIT，根根據(jù)獲得的所有線纜束及線纜束包含的線纜，使用ProBundleCreate函數(shù)創(chuàng)建線纜束屬性特征，創(chuàng)建的結果如圖6所示。
[0051]步驟(2)中，線纜組件三維模型的造型步驟(圖7)如下:
[0052]第一步:在CREO中打開線纜組件布線環(huán)境的裝配體模型(圖8)，采用交互式方式使用ProSelect函數(shù)選中模型中的三個端口，并根據(jù)模型中端口坐標系原點位置和XML文件中相應的端口點坐標計算出XML文件中所有坐標的基準坐標系在CREO模型中的位置，并在CREO模型中創(chuàng)建相應的局部坐標系作為線纜組件三維建模的基準坐標系；
[0053]第二步:對所有已創(chuàng)建的線纜束屬性特征按照包含線纜數(shù)量從多到少的順序進行排序，并按照該順序開始對線纜束進行三維建模，其流程如圖9所示；
[0054]第三步:如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支沒有共用的分支點，則依據(jù)線纜分支上各個分支點和路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，使線束依次通過各坐標點，生成線纜束的模型，并通過特征遍歷，獲得線纜束兩端路徑點的線纜路徑點特征ID并存儲，線纜路徑點特征是CREO中進行建模時線纜或線纜束通過的路徑點的特征。如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支有共用的分支點，則依據(jù)該分支點所代表的線纜路徑點特征ID獲得線纜路徑點特征，根據(jù)線纜分支上其余的路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，并使線纜束依次通過各坐標點或線纜路徑點，生成線纜束模型，并獲取非共用分支點的線纜路徑點特征ID。如果有線纜束還未進行建模，則繼續(xù)執(zhí)行第三步對下一線纜束進行建模，直至所有線纜束都已完成三維模型的造型。
[0055]第四步:通過特征遍歷獲得裝配體中所有的端口，并與XML文件中的端口一一對應；
[0056]第五步:開始對線纜進行三維建模，其流程如圖10所示，根據(jù)線纜通過的所有分支點獲得線纜通過的所有線纜分支，使線纜通過線纜路徑中的起始端口，并依據(jù)線纜路徑開始依次對通過各線纜分支的線纜部分進行建模。
[0057]第六步:如果當前建模線纜部分沒有與其他線纜捆扎，則根據(jù)坐標依次創(chuàng)建除了分支點和端口以外的坐標點特征，并使線纜依次通過各點，若下一段線纜部分與其它線纜捆扎，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點(分支點)的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點。如果當前建模線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分也與其它線纜捆扎，則不需要對該段線纜部分進行布置。如果該段線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分未與其它線纜捆扎在一起，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點(分支點)的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點。生成該段線纜部分模型，重復執(zhí)行第六步繼續(xù)對該線纜剩下的線纜部分進行建模，若所有線纜部分都已完成建模，使線纜通過終點端口并生成模型，整個線纜完成建模。
[0058]第七步:繼續(xù)執(zhí)行第五步對剩下的線纜進行建模，直至所有線纜都已完成三維模型的造型。
[0059]上述步驟中，獲取特征ID和根據(jù)特征ID獲取特征都需使用特征遍歷函數(shù)P r ο S ο I i d F e a t V i s i t，線纜通過路徑點、端口、分支點都需使用函數(shù)ProCabIeThruLocat1nRoute0
[0060]最終獲得的線纜組件三維模型如圖11所示。
[0061]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
【主權項】
1.一種機電產(chǎn)品線纜組件的參數(shù)化模型，其特征是它由一組參數(shù)變量表征，即一組具有明確數(shù)值的參數(shù)變量可以唯一確定一個線纜組件，所述的參數(shù)化模型由以下4個參數(shù)信息集組成:物理屬性集，電氣屬性集，結構屬性集和分支路徑集;模型數(shù)據(jù)使用XML格式進行存儲。2.根據(jù)權利要求1所述的參數(shù)化模型，其特征是:所述的4個參數(shù)信息集中的物理屬性集為線纜組件中所有的線纜屬性，包括一系列的參數(shù)組;所述的電氣屬性集為線纜組件中所有的電氣連接關系，包括一系列的參數(shù)組;所述的結構屬性集為線纜組件中所有分支點的連通關系，其中每個分支點必須且僅與三個其他分支點或端口點連通，包括一系列的參數(shù)組;所述的分支路徑集為線纜組件中所有的分支路徑，包括一系列的參數(shù)組。3.根據(jù)權利要求2所述的參數(shù)化模型，其特征是:所述的物理屬性集參數(shù)組包括線纜類型ID、顏色、直徑和最小彎曲半徑。4.根據(jù)權利要求2所述的參數(shù)化模型，其特征是:所述的電氣屬性集參數(shù)組包括端口點IDl、端口點ID2和線纜類型ID。5.根據(jù)權利要求2所述的參數(shù)化模型，其特征是:所述的結構屬性集參數(shù)組包括分支點ID、連通點ID1、連通點ID2和連通點ID3。6.根據(jù)權利要求2所述的參數(shù)化模型，其特征是:所述的分支路徑屬性集參數(shù)組包括起始連通點ID、路徑點ID集合和終止連通點ID，每個點ID對應一個空間三維坐標。7.根據(jù)權利要求1所述的參數(shù)化模型的XML格式存儲，其特征是:所述的基于XML的線纜組件參數(shù)化模型存儲格式為:以線纜組件名為XML文件根元素，根元素下有兩個子元素，分別是線纜組件的屬性參數(shù)和結構及路徑參數(shù);線纜組件中的每根單根線纜都是屬性參數(shù)的子元素，線纜編號為每個元素的屬性;每根線纜的電氣屬性作為該根線纜元素的一個子元素，每根線纜所連接的兩個端口為電氣屬性元素的兩個子元素，兩個端口點ID為這兩個元素的屬性;每根線纜的物理屬性作為該根線纜元素的另一個子元素，其線纜類型ID、顏色、直徑、最小彎曲半徑分別作為物理屬性元素的四個屬性;線纜組件結構中每個分支點都作為線纜組件的結構及路徑參數(shù)元素下的子元素，分支點ID為元素的屬性;在結構中找到所有以該分支點作為端點的線纜分支，并去掉已作為其他分支點元素下子元素的線纜分支，將剩下的線纜分支作為該分支點元素下的子元素，線纜分支的另一個端點所代表的連通點ID作為該線纜分支元素的屬性;將路徑參數(shù)作為線纜分支元素的子元素，并將該段線纜分支經(jīng)過的起始連通點、路徑點、終點連通點ID作為該路徑參數(shù)元素的子元素，每個ID對應的三維坐標分別作為元素的三個屬性。8.一種機電產(chǎn)品線纜組件參數(shù)化幾何建模方法，其特征是它主要包括以下步驟: (1)線纜組件的數(shù)據(jù)抽取與重構，獲得組成各段線纜分支的線纜或線纜束，以及線纜束中包含的線纜;并在CAD軟件中完成線纜組件中所有線纜及線纜束屬性特征的創(chuàng)建;所述的線纜束為多個線纜捆扎而成的一段線纜分支;所述的線纜及線纜束屬性特征為CAD軟件中表征一類線纜或者線纜束屬性的變量； (2)根據(jù)重構后的數(shù)據(jù)在CAD軟件中進行線纜組件三維幾何模型的造型。9.根據(jù)權利要求8所述的線纜組件參數(shù)化幾何建模方法，其特征是:步驟(I)中所述的線纜束是由線纜組件中通過同一段線纜分支的所有線纜在該段線纜分支捆扎得到的;所述的線纜組件的數(shù)據(jù)抽取和重構步驟如下: 第一步:遍歷XML格式數(shù)據(jù)中的各個元素，獲得各根線纜的物理屬性和電氣屬性，獲取線纜組件的結構以及路徑點坐標;根據(jù)線纜組件的結構獲得線纜結構中的所有線纜分支及其端點(分支點或端口)ID;并根據(jù)電氣屬性和結構及路徑獲得每根線纜的路徑即通過的所有端口、分支點和所有路徑點坐標。在CAD軟件中，根據(jù)獲得的各線纜的物理屬性(直徑、顏色、最小彎曲半徑)創(chuàng)建線纜屬性特征； 第二步:遍歷所有線纜，將該線纜通過的端口 ID和分支點ID與所有線纜分支端點的ID比較，如果該線纜通過的端口和分支點中包含某一線纜分支的兩個端點，則線纜通過該線纜分支，記錄該線纜分支與該線纜的關系。統(tǒng)計每一段線纜分支上通過的線纜數(shù)量，如果線纜分支上通過的線纜數(shù)量大于I，則該段線纜分支上通過的所有線纜組成一個線纜束;在CAD軟件中，根據(jù)獲得的所有線纜束及線纜束包含的線纜，創(chuàng)建線纜束屬性特征。10.根據(jù)權利要求8所述的線纜組件參數(shù)化幾何建模方法，其特征是:所述步驟(2)中，線纜組件三維模型的造型步驟如下: 第一步:在CAD軟件中打開線纜組件布線環(huán)境的裝配體模型，使用交互式方式選中模型中的三個端口，并根據(jù)模型中端口坐標系原點位置和XML文件中相應的端口點坐標計算出XML文件中坐標的基準坐標系在CAD模型中的位置，并在CAD模型中創(chuàng)建相應的局部坐標系作為線纜組件三維建模的基準坐標系； 第二步:對所有已創(chuàng)建的線纜束屬性特征按照包含線纜數(shù)量從多到少的順序進行排序，并按照該順序開始對線纜束進行三維建模； 第三步:如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支沒有共用的分支點，則依據(jù)線纜分支上各個分支點和路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，使線束依次通過各坐標點，生成線纜束的模型，并通過特征遍歷，獲得線纜束兩端路徑點的線纜路徑點特征ID并存儲，線纜路徑點特征是CAD軟件中進行建模時線纜或線纜束通過的路徑點的特征;如果當前正建模的線纜束與已完成建模的線纜束在結構中所代表的線纜分支有共用的分支點，則依據(jù)該分支點所代表的線纜路徑點特征ID獲得線纜路徑點特征，根據(jù)線纜分支上其余的路徑點的坐標及基準坐標系創(chuàng)建坐標點特征，并使線纜束依次通過各坐標點和線纜路徑點，生成線纜束模型，并獲取非共用分支點的線纜路徑點特征ID;如果有線纜束還未進行建模，則繼續(xù)執(zhí)行第三步對下一線纜束進行建模，直至所有線纜束都已完成三維模型的造型； 第四步:通過對機電產(chǎn)品的裝配體三維模型進行特征遍歷獲得所有的電氣端口，并通過與XML文件中的端口點位置比較，實現(xiàn)XML格式下線纜組件參數(shù)化模型的端口與CAD軟件中機電產(chǎn)品三維模型中的端口之間的 對應； 第五步:開始對線纜進行三維建模，根據(jù)線纜通過的所有分支點獲得線纜通過的所有線纜分支，使線纜通過線纜路徑中的起始端口，并依據(jù)線纜路徑開始依次對通過各線纜分支的線纜部分進行建模； 第六步:如果當前建模線纜部分沒有與其他線纜捆扎，則根據(jù)坐標依次創(chuàng)建除了分支點和端口以外的坐標點特征，并使線纜依次通過各點，若下一段線纜部分與其它線纜捆扎，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點和分支點的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點；如果當前建模線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分也與其它線纜捆扎，則不需要對該段線纜部分進行布置;如果該段線纜部分與其它線纜捆扎，且下一段線纜部分未與其它線纜捆扎在一起，根據(jù)第三步中獲得的特征ID獲取當前線纜部分終點路徑點和分支點的線纜路徑點特征，使線纜通過該線纜路徑點；生成該段線纜部分模型，重復執(zhí)行第六步繼續(xù)對該線纜剩下的線纜部分進行建模，若所有線纜部分都已完成建模，使線纜通過終點端口并生成模型，整個線纜完成建模； 第七步:繼續(xù)執(zhí)行第五步對剩下的線纜進行建模，直至所有線纜都已完成三維模型的造型。
【文檔編號】G06T17/00GK105956220SQ201610239827
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】張丹, 杜海遙, 展闊杰, 左敦穩(wěn), 李夢宇
【申請人】南京航空航天大學