轻轨车辆变流器预布线设计及应用范文

摘要：文章针对轻轨车辆配套变流器的预布线设计进行研究：首先使用三维辅助设计软件Pro/E模拟预布线；然后对模拟布线进行工程实例化修改，设计预布线板；最后介绍预布线技术成果在工位制节拍化生产模式下的应用实施，从减轻工人劳动强度、提高劳动效率和产品质量、促进企业精益生产水平提升等方面提供新思路。

关键词：变流器；预布线技术；Pro/E软件；设计；工位制节拍化生产

轻轨车辆变流器的生产作业特点体现在作业空间狭小、线束密集、交期进度紧，常规现柜布线的作业方式存在着布线工作量大引起作业者劳动强度大而加速疲劳、作业效率低的问题，布线工序成为产能瓶颈，严重制约着生产效率。为此，本文介绍轻轨车辆变流器预布线技术设计和实施，旨在解决此类问题。

1预布线技术设计原理

1.1三维辅助设计软件的布线原理

变流器采用三维辅助设计软件Pro/E设计，利用Pro/E软件的Cabling电缆布线模块模拟布线、Harness-MFG电缆制造模块设计线束，输出的布线图Vol.41No.5Sep.20th，2018再次依据实际进行工程实例化设计。虚拟环境下的线缆规划技术不尽完善，但可验证线缆布局的可行性，对线束干涉情况进行检查。Cabling布线模块有三个重要的与布线相关的“零件”概念。1）Harness线束：是指多根电缆的组合，在软件中其被作为一个线束类型的零件来进行管理，具有一般类型的零件的特征。2）Spool线轴：用于指明电缆的参数，包括电缆直径、弯曲半径、电缆颜色、多芯电缆的根数；线轴又分为Wire电线（单芯电缆）、Cable电缆（多芯电缆）、Ribbon带（扁平线缆）、Sheath鞘（属于护线套，分为三类：shrink热缩套管，tape缠绕管或是绝缘胶带，tube护线管）。3）Component元件：指设置成连接器的普通零件。Pro/E软件布线实质是将线缆（电线、电缆、扁平线）与连接器连接。连接器泛指端头（俗称线鼻子）、端子、开关、接触器、变压器等器件。线缆连接前需在连接器的接线端口处加一个z轴方向朝外的坐标系，使得线缆通过其z轴进入。

1.2三维辅助设计软件布线

Pro/E软件运行后，在装配组件模式下，通过主菜单项选择“应用程序”，子菜单选择“电缆”，即可进入布线工作模式界面。布线过程主要包括创建线束harness、创建线轴spool、指定连接元件、布线电缆和创建电缆特征、修改路径，相对产品实物来讲，这就是线缆（电线、电缆、扁平线）在装配的连接器之间的虚拟布线。

1.3三维辅助设计软件设计线束工程图

布线设计完成后，使用线束制造模块Harness-MFG进行线束设计。将线缆线束展平，可以手工展平，也可以自动展平再辅以手工展平，可依据布线标准技术规范调整弯曲半径、三角闭环等。再提取电缆的电气信息（包括线号、长度等参数），生成布线板工程图。

2预布线板设计

2.1线束工程图的工程实例化设计依据实际需要，对Pro/E线束工程图进行简化、优化，增加辅助性指示。线束分为干线束、分支线束，采用GB6988.1—2008《电气技术用文件的编制第1部分：规则》标准的单线表示法简化绘制，在汇接处用斜线表示去向；为了便于识别，线缆分为若干信号等级（包括耐压值、线径等），以不同颜色标识。例如按线径自大至小的颜色依次可用黑色、深绿、浅绿、蓝、紫、红；在相应区域还要标识出所对应的连接器电气标识符号（用方块框+名称），布线裕量要充分考虑，执行TB/T1759—2016《铁道客车配线布线规则》标准。设计完成后，可打印出来，如果条件受限，也可手工按1:1比例绘制在图纸上。

2.2布线板制作布线板的支撑底板通常可采用15~20mm厚的细木工板，使用图钉将线束图样固定其上；线束在布线板的固定可以使用市售线缆固定卡，用得较多的是BR2-1.3-X线缆固定卡。

3预布线技术应用实施及效果

3.1预布线束利用布线板制作线束，需要进行实物验证。更正时可使用铅笔或者彩笔在布线板图样上进行杠改。确认后，即可进行批量线束制作。线束捆扎按照TB/T1508—2010《机车电气屏柜技术条件》标准执行。由于布线板的使用，布线工序就容易透明地分解为下线、压端、布线摆型、捆扎等工步，每个工步都降低了员工技能要求，摆脱了以往只能依赖技能强的员工大包大揽的低效作业情况。

3.2预布线人才培养初期实行预布线必会遇到生产人员不解，会影响预布线的推广，因此要结合实际情况讲解培训，说明预布线会改善作业条件，减轻作业者疲劳强度，促进作用生产效率和质量提高，由此培养一支预布线技术应用人才，有利于预布线技术提升和应用实施。

3.3在工位制节拍化流水线生产模式下的实施，轻轨车辆变流器工位制节拍化生产线一般分为电器件安装A、功率模块安装B、布线C（变压器、电抗器、控制板和传感器布线）、校线检查D、例行试验E等5个节拍工位。生产线最大产能取决于作业速度最慢的工位，即瓶颈工序是布线工位C。

4结束语

轻轨车辆配套变流器由于其自身特点所限，预布线技术文献鲜见，本文阐述的虚拟布线技术、实例化设计技术、布线板设计技术、在工位制节拍化生产模式下的应用实施等经验，先后在长春北湖项目牵引和辅助变流器成功应用实施，达到了改善作业条件、消除工序瓶颈、优化工位制节拍化生产线目的，提升了生产效率和质量，对于行业提高生产能力和实行柔性生产，有着借鉴意义。

参考文献：

[1]史军，张中，杨俊杰.预布线技术在和谐型电力机车中的应用[J].铁道机车车辆，2010，30（6）：17-20.

[2]GB6988.1—2008，电气技术用文件的编制第1部分：规则[S].

[3]TB/T1759—2016，铁道客车配线布线规则[S].

[4]TB/T1508—2010，机车电气屏柜技术条件[S].

作者：陈华，陈炳行，吕广一，贠引院 单位：中车大连电力牵引研发中心有限公司