1、 2023 年第 11 期37计算机应用信息技术与信息化电缆装配图快速生成系统设计韩小亮1 王夏冰1 李紫鹏1 孙 榕1 吴仲礼1HAN Xiaoliang WANG Xiabing LI Zipeng SUN Rong WU Zhongli 摘要 现今社会，电子设备产品迭代频繁，产品生成自动化与高效化发展迅速。现有的电缆装配图生成模式，需要设计人员在 AutoCAD 中进行手工绘制，产品生成效率低、设计人员工作量大、出错率高。电缆装配图快速生成系统通过对电缆连接关系表进行识别及格式检查，添加电缆产品编号并选定连接器，解析电缆类型和根数，再通过电缆物料匹配和图形生成等功能，在有数据输入、输出留
2、档的情况下，快速生成电缆装配图和电缆明细表，减少人为因素导致的设计错误，提高电气设计效率和设计质量。关键词 电缆装配图；自动生成；AutoCAD；ObjectARX doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2023.11.0091.中国电子科技集团公司第二十九研究所 四川成都 610036 基金项目 四川省科技计划项目(重点研发项目)立项编号No.2022YFG0195，项目名称：一种敏捷可重用的海量电气互联数字化设计技术0 引言系统设计整体上是一个自顶向下的模块化设计过程，同时会自底向上进行反复迭代，主要分为功能需求分析、概要设计、详细设计三个阶段。在详细设计阶段，由各专业
3、的设计师进一步细化设计规格，完成产品的详细设计工作，包括相应的产品规范、设计和加工图纸、明细表清单、软件接口等。设计完成的各功能模块之间通过电缆进行电气传输，从而将各部分连接为一个整体系统。传统电气设计中的电缆装配图需要设计师在 AutoCAD 中进行手动绘制，存在效率低、工作量大、出错率高等问题。如今电子设备产品迭代频繁，如何自动高效生成电缆装配图，支撑电缆装配生产成为亟待解决的问题。AutoCAD 是一个开放性的应用开发平台，具有非常强大的二次开发接口和多种开发方式：AutoLISP、ADS、VBA、ObjectARX 和 VisualLISP 等。其中 ObjectARX 开发软件包提供
4、了以 C+为基础的面向对象的开发环境及应用程序接口，可以快速地访问 AutoCAD 的图形数据库。它能够共享 AutoCAD 的地址空间，对 AutoCAD 进行直接函数调用。所以，使用 ARX 编程的函数可以使其执行速度得以大大提高。因此选择 ObjectARX 对 AUTOCAD2010 进行二次开发，同时采用 Python 的快速数组处理功能实现物料快速匹配。6 刘宇鹏,赵文卓,邹英永.基于优化 VMD 与 BP 神经网络结合的滚动轴承故障诊断方法研究 J.吉林工程技术师范学院学报,2023,39(1):91-96.7 杨森,王恒迪,崔永存,等.基于改进 AFSA 的参数优化VMD 和
5、ELM 的轴承故障诊断 J.组合机床与自动化加工技术,2023(4):67-70.8 杨栋,黄民,马超.基于 WOA-VMD 和快速谱峭度的轴承故障诊断 J.北京信息科技大学学报(自然科学版),2023,38(2):16-22.9 刘长良,武英杰,甄成刚.基于变分模态分解和模糊 C 均值聚类的滚动轴承故障诊断 J.中国电机工程学报,2015,35(13):3358-3365.10 ZHONG C T,LI G,ZENG M.Beluga whale optimization:a novel nature-inspired metaheuristic algorithmJ.Knowl-edge-
6、based systems,2022,251(9):1-23.11 朱哈娜,刘慧明.基于改进 VMD 与 GS_SVM 的轴承故障诊断 J.电子测量技术,2020,43(21):71-76.【作者简介】高昕（1965），女，安徽淮南人，副教授，研究方向：电力电子及其自动化、电机与电器等。顾成伟（2000），通信作者，女，安徽寿县人，硕士，研究方向：电气信息监测技术。（收稿日期：2023-07-27 修回日期：2023-08-16）2023 年第 11 期38计算机应用信息技术与信息化1 系统总体设计1.1 总体设计电 缆 装 配 图快速生成系统以AutoCAD 平台为 载 体，通 过 在Aut
7、oCAD 中进行二次开发实现产品编号填写、连接器选定、电缆连号设定、电缆物料匹配、图形生成、附件添加、图框设置、技术文字添加等功能，并整合输入电缆设计表、电缆连接关系表，快速生成电缆装配图和电缆明细表。电缆装配图快速生成总体流程如图 1 所示。1.2 电缆装配图生成模式对比现有的电缆装配图生成模式与快速生成模式之间的对比如表 1 所示。表 1 电缆装配图生成模式对比对比项现有的电缆装配图生成模式电缆装配图快速生成模式电缆连接关系表无此表单，连接关系完全靠人工进行识别根据输入的电缆连接关系表，完整输出需要进行射频、低频连线的关联信息，不会出现电缆遗漏现象物料匹配未关联工艺物料库，对电缆物料的选定
8、不够直观、快捷、准确，无法做到符合制造要求的物料选定参考工艺物料库进行物料匹配，可按步骤快速匹配符合规则的物料，优点为：直观、快捷、符合制造要求，不会存在遗漏电缆连接设计表无此表单，电缆装配图的生成没有整合后的数据来源依据结合电缆接线关系表及物料匹配功能，对将要进行电缆图生成的数据进行整合，输出标准格式的电缆连接设计表，作为图形生成的数据来源，直观可追溯，且利于快速变更图形生成需要设计师人工调整线缆模板，以及连接器图形选定后的放置对电缆连接线设计表进行分析，自动调整已配置好的线缆及连接器模板，快速生成电缆装配图图形附件添加需要设计师人工参照物料清单进行数字标识，有遗漏风险，且需要在图形中进行标
9、识线绘制及标识数字编辑根据电缆接线设计表，分析出连接器、电缆、附件信息，可进行物料数字标识的快速添加图框放置需要设计师人工调用模板，且图框信息需要填写，可能存在图框格式差异问题在图框界面设置好填写信息后，通过功能命令可快速调用标准图框，直接在图形上放置，达成快速添加图框的目的技术文字完全依靠 CAD 中的 TEXT命令进行文字添加，对技术文字没有集中管理和存储的方法可对技术文字进行编辑，并存储在本机，长期使用后可视作技术文字库，利于设计师根据条目进行筛选，快速选定后直接放置在图形上2 系统详细设计电缆装配图快速生成系统可实现根据工艺知识库的设计完成之后，导出电缆设计表或基于电缆连接关系表手动输
10、入，直接在电缆匹配设计界面中进行电缆匹配设计，设计完成后在 AutoCAD 中生成电缆装配图；同时，可根据电缆装配图生成电缆明细表。系统包含的主要功能有：电缆设计表及电缆连接关系表表格识别及格式检查、电缆装配图生成、接线端子表快速生成、电缆明细表自动生成、图纸属性设置、技术要求快速生成。2.1 表格识别及格式检查电缆设计表、电缆连接关系表识别及格式检查主要是完成电缆设计表及电缆连接关系表标准格式制定，以及设计人员在将电缆设计表及电缆连接关系表导入 AutoCAD 时对其格式进行检查，并给出错误信息提示及定位。2.1.1 电缆连接关系表定义电缆连接关系表的格式如图 2 所示。线号线号 产品编号产
11、品编号电缆接头电缆接头物资代码物资代码位号位号打印标识打印标识端子端子 特性特性电缆接头电缆接头物资代码物资代码位号位号打印标识打印标识端子端子 特性特性线缆材料线缆材料线缆物资代码线缆物资代码电缆类型电缆类型W3CP2568圆形连接器XX1 222-333A0XS1 W3-A0XS1：11 AA1矩形连接器YY2 222-555A0XS2W3-A0XS2：11 AA1导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：22 AA2W3-A0XS2：22 AA2导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：33 AA3W3-A0XS2：33 AA3导线DX1333-6660.3 低频
12、W3-A0XS1：44 AA4W3-A0XS2：44 AA4导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：55 AA5W3-A0XS2：55 AA5导线DX1333-6660.3 低频线号线号 产品编号产品编号电缆接头电缆接头物资代码物资代码位号位号打印标识打印标识端子端子 特性特性电缆接头电缆接头物资代码物资代码位号位号打印标识打印标识端子端子 特性特性线缆材料线缆材料线缆物资代码线缆物资代码 长度（m）长度（m）电缆类型电缆类型W3CP2568圆形连接器XX1 222-333A0XS1 W3-A0XS1：11 AA1矩形连接器YY2 222-555A0XS2W3-A0XS2：11
13、AA1导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：22 AA2W3-A0XS2：22 AA2导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：33 AA3W3-A0XS2：33 AA3导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：44 AA4W3-A0XS2：44 AA4导线DX1333-6660.3 低频W3-A0XS1：55 AA5W3-A0XS2：55 AA5导线DX1333-6660.3 低频图 2 电缆连接关系表2.1.2 表格格式检查（1）电缆设计表格格式检查在导入电缆设计表时进行数据检查，包括对产品编号、物资代码、型号等信息是否填写进行检查。（2）电缆连接关
14、系表格式检查在导入电缆连接关系表时对表格进行格式检查，包含对电缆编号、位号、物资代码、电缆接头信息是否填写进行检查。图 1 电缆装配图快速生成总体流程 2023 年第 11 期39计算机应用信息技术与信息化2.1.3 表格识别导入电缆连接关系表或电缆设计表后，若表格格式通过检查，则将数据提取到电缆匹配设计对话框中。2.1.4 功能实现导入 Excel 表格，根据预先设计的逻辑，匹配查找 Excel中的内容。检索每个需要提取信息的单元格中的字段。判断此字段是否为空，或者字段对应的字符是否有意义。如果字段有问题则提示到界面中。关键函数 CheckExcel()说明如表2 所示。表 2 关键函数 C
15、heckExcel()说明序号关键函数/代码名称具体描述1 void CheckExcel();1.类名：CDlgPpsj2.Input-none：3.Output-none:4.Exception-Excel：文件错误记录日志 5.功能说明：检测 Excel 信息完整性。2.2 电缆装配图生成电缆装配图生成主要包含两种方式。第一种方式，设计人员直接在 AutoCAD 中完成电缆匹配性设计后，程序根据电缆匹配性设计的结果，从基础库调取相应图块自动生成电缆装配图；第二种方式，设计人员直接导入电缆设计表到AutoCAD中，程序自动提取相关信息到电缆匹配设计界面中，设计人员确认匹配结果后，可执行电缆
16、装配图快速生成命令，自动从基础库调取相应图块完成电缆装配图的生成。2.2.1 功能流程功能流程图如图 3 所示。图 3 电缆装配图生成功能流程图2.2.2 电缆装配图的基础模板库电缆装配图的基础模板库主要包括以下几部分。（1）符号库：主要为常用的标识套管、护套、尾附件等。（2）接插件库：主要为典型的低频，射频，光纤连接器类型。（3）电缆模板库：主要为一对一、一对多、多对多类型，涵盖低频和射频典型电缆模板。（4）工艺资源库：主要包括低频导线、低频电缆组件特殊连接器、低频连接器、光缆统计表、光连接器统计表、集束射频连接器、集束射频连接器接触件、射频电缆、射频电缆连接材料、射频连接器、尾部附件、线束
17、套管类附件、转接头等工艺知识文件。2.2.3 功能实现（1）电缆匹配设计电缆匹配设计中用户激活对应的物料匹配按钮，如射频、低频匹配等按钮。初始化 Python 执行环境，然后执行对应的物料匹配脚本，部分脚本片段如以下代码片段所示。解析后端的数据文件，包括视频或低频连接器、线缆、转接头、尾部附件以及其他数据文件，构建对应的数据查询结构，显示对应的物料匹配对话框。导入用户选择的电缆匹配输入文件，使用物资代码到数据库中查找对应的电接插件。根据接插件的型号、类别，在数据库中检索可用的线缆、尾部套管等物料，供用户选用。（a）根据接插件以及接插件匹配的电缆，匹配标识保护套管等其他附件及物料。（b）完成物料
18、匹配后，将匹配结果保存到 Excel 文件中，并将该 Excel 文件的存储位置返回给物料匹配功能的父调用者。（c）父调用者使用该 Excel 文件，生成电缆装配图，详细过程见“电缆装配图生成”部分。代码片段：#低频不分叉对话框class DialogLowFreque(QDialog,gui.MFCEmbed,ui_lf.Ui_LF):Dialog of single low frequence cable design def _init_(self,parent,res_fi le,import_data=None):gui.MFCEmbed._init_(self)QDialog._i
19、nit_(self,parent)self.setupUi(self)self.res_fi le=res_fi le self.timer=QTimer()self.timer.timeout.connect(self.init_db)2023 年第 11 期40计算机应用信息技术与信息化 self.timer.setSingleShot(True)self.timer.start(500)self.pag_connector=None#连接器页 self.page_bundle=None#护套页 self.cable_units=self.page_extra=None#附件页 self.
20、init_ui()if import_data:self.cable_units.clear()self.cable_units.append(import_data)self.bt_export.hide()self.page_connector.update_all()self.page_connector.bt_table.setDisabled(True)def init_db(self):Init data base unique.DATA_BASE.init_database()def init_ui(self):Init ui self.page_connector=PageCo
21、nnector(self,self.cable_units)self.stack_all.addWidget(self.page_connector)#self.stack_all.addWidget(self.page_convertor)self.page_bundle=PageBundle(self,self.cable_units)self.stack_all.addWidget(self.page_bundle)self.page_extra=PageExtra(self,self.cable_units)（2）电缆装配图生成（a）分析导入的电缆设计表，调用 GetDlInfo()获
22、取电缆类型以及左右两端的连接器型号存储到vecleft,vecright中。（b）根据左右两端信息通过接口 GetDlType()分析出电缆名称。（c）根据名称插入电缆替换电缆图左右两端的连接器生成最终图形。关键函数如表 3 所示。表 3 关键函数序号关键函数/代码名称具体描述1void GetDlInfo(vec-tor&vecleft,vector&ve-cright);1.类名：CDlgPpsj2.Input-vector：左端信息容器 3.Input-vector：右端信息容器4.Output-none5.Exception-none 6.功能说明：获取 Excel 中电缆连接器信息序
23、号关键函数/代码名称具体描述2CString GetDlType(int iLeft,int iRight);1.类名：CDlgPpsj2.Input-int：左端信息个数 3.Input-int：右端信息个数4.Output-string：电缆名称5.Exception-none 6.功能说明：根据连接器个数获取电缆名称2.3 接线端子表快速生成电缆装配图生成后，程序运行接线端子表快速生成功能生成接线端子表，然后设计人员手动将接线端子表放置在图纸中的合适放置。2.3.1 功能实现（1）程序通过导入的 Excel 调用功能接口 GetDljxbIn-fo()分析出接线端子表两端的信息写入 m_
24、vecTabInfo。（2）根据 m_vecTabInfo 中的信息程序调用 CreatDljxb()生成表格。2.3.2 关键函数接线端子表快速生成关键函数如表 4 所示。表 4 关键函数序号关键函数/代码名称具体描述1BOOL GetDljxbInfo();1.类名：CDlgPpsj2.Input-none3.Output-none4.Exception-none功能说明：获取 excel 中的明细表信息2BOOL CreatDljxb();1.类名：CDlgPpsj2.Input-none3.Output-none4.Exception-none功能说明：通过信息生成电缆明细表2.4 电
25、缆明细表自动生成电缆装配图设计完成后，通过生成电缆明细表功能，程序提取电缆装配图中的相关信息生成电缆明细表。2.4.1 功能实现（1）根据逻辑调用接口 GetDlMxbInfo()分析检索出Excel 及图纸中的信息，并存入类内结构体容器 m_vecMx-bInfo。（2）程序调用接口 CreatDlMxb()将提取信息解析并生成对应表格。2.4.2 关键函数电缆明细表自动生成关键函数如表 5 所示。2023 年第 11 期41计算机应用信息技术与信息化表 5 关键函数序号关键函数/代码名称具体描述1BOOL GetDlMxbIn-fo();1.类名：CDlgPpsj2.Input-none
26、3.Output-none4.Exception-none功能说明：获取 excel 中的明细表信息2BOOL CreatDlMxb();1.类名：CDlgPpsj2.Input-none3.Output-none4.Exception-none功能说明：通过信息生成电缆明细表2.5 图纸属性设置图纸属性设置主要包括初始化数据定义、图框设置以及出图效果预览等功能。（1）初始化数据定义主要定义图形表格排列相关参数。（2）图框设置主要定义图纸的“产品编号”“设计人员”“产品名称”“项目等级”“项目阶段”以及“图幅”大小等属性设置，设置完成后，自动将填写的属性值写入到图框标题栏相应位置。（3）出图效
27、果预览实现在设置完成图幅和定位参数以后，可以在界面中进行排版效果的预览。2.6 技术要求快速生成在技术要求库中通过选择的技术要求，添加到图纸指定位置，生成的技术要求中包含相应的序号。可通过选择技术类型或搜索方式选择技术要求；可对选择的技术要求进行修改；可在生成技术要求时，自动进行编号；可在 AutoCAD界面中新增技术要求，新增的技术要求可以自动添加到本地技术要求库中，也可通过编辑本地技术文件库配置文件中添加和修改技术要求。2.6.1 功能实现（1）进入技术要求快速生成模块，该模块提供技术文字目录，通过调用OnInitDialog实现后台读取技术文字目录，并将该目录下的所有技术文字文件根据文件
28、目录结构显示在图框中。（2）点击技术文字前的按钮，将所选择的技术文字内容通过 readStringFromFile 显示到右边的预览界面中。（3）调用 OnBnClickedOk，通过指定插入点，将技术文字内容绘制在指定的位置上。2.6.2 关键函数技术要求快速生成关键函数如表 6 所示。表 6 关键函数序号关键函数/代码名称具体描述1BOOL OnInitDialog();1.类名：CDlgJswz2.Input-none3.Output-BOOL/4.Exception-none功能说明：初始化对话框2vector readStringFromFile(C-String strFile);
29、1.类名：CDlgJswz2.Input-CString：完整的文件路径名3.Output-vector：/文件内容4.Exception-none 功能说明：读取该文件内容3OnBnClickedOk();1.类名：CDlgJswz2.Input-none3.Output-none/4.Exception-none5.功能说明：生成技术文字3 结语在实际工程应用中，电缆装配图快速生成系统支持设计师根据电缆设计表、电缆连接关系表快速完成电缆装配图的设计与生成。有效解决了设计师在 AutoCAD 中手动绘制电缆装 配图带来的效率低、易出错的问题。同时，通过符号库、接插件库、工艺资源库、电缆模板库
30、的建设和不断优化，增加了知识沉淀，提高电缆装配图设计复用率。参考文献：1 唐虹,张延荣,刘亭洲,等.利用 AutoCADVBA 实现线缆装配图的自动化绘图 J.机械制造与自动化,2016,45(1):120-122.2 唐志广.利用 AutoCAD 二次开发批量提取图纸中的 BOM表 J.船舶标准化工程师,2020,53(5):72-76.3 郑浩,李大超.基于 Python 的 AutoCAD 二次开发技术在工装设计中的应用 J.航空电子技术,2019,50(2):53-56.4 仇巍,邢建国.基于 ObjectARX 提取 AutoCAD 中任意格式表格信息 J.青岛大学学报（工程技术版）,2013,28(2):49-52.5 章喻龙.基于 ObjectARX 的 CAD 图纸基础数据提取与图框批量自动插入方法 J.水电与新能源,2018,32(9):20-21.6 郭强辉,徐召,谢远锋.电缆网电路图自动布图算法的研究与系统实现J.计算机工程与应用,2017,53(24):245-251.【作者简介】韩小亮（1983），男，高级工程师，研究方向：信息技术与信息化。（收稿日期：2023-07-23 修回日期：2023-08-16）
