柔性电缆的装配仿真技术

柔性电缆是拖曳运动系统中动力传输材料和信号传输载体的主要选电缆，也称为拖曳电缆、拖曳电缆、移动电缆、机器人电缆等。

柔性电缆的导线结构主要基于DIN VDE 0295和IEC 228标准的绞合铜线结构，护套多采用低粘度、柔性和耐磨的材料制成，以减缓电缆在连续往复运动过程当中的磨损率。

柔性电缆装配是产品生命周期中的重要环节。产品的可装配性直接影响其开发时间、成本和维护成本，是产品的重要性能指标之一，越来越受到产品开发人员的重视。随着并行工程、DFx等现代设计理念以及虚拟现实技术、CAD技术等支撑技术的发展，以产品装配为核心的虚拟装配技术在产品开发中得到了广泛应用。柔性电缆装配仿真是虚拟装配技术的基础，可以在产品设计阶段评估其可装配性，辅助装配工艺规划。

柔性电缆装配仿真包括装匹配象建模、装配过程规划和装配过程仿真等相关内容。装匹配象决定装配过程，装配过程是装配过程仿真的基础。由于装匹配象的属性不同，上述内容的处理方法也不同。根据装配单元在装配过程当中的变形情况，可将装配单元分为两类——形状相对固定的刚性部件和容易变形的柔性电缆。相应地，装匹配象也可以分为两类——“多刚体系统”(仅由刚性部件组成)和“刚柔混合系统”(包括刚性部件和柔性电缆)。

对于“多刚体系统”的装配仿真，相应的装匹配象建模、装配工艺规划和装配过程仿真方法已经成熟。然而，对于“刚柔混合系统”，相应的研究工作很少，主要集中在两个方面:第一个方面是针对研究电缆建模的电缆布线方法；第二个方面是以模拟拉索变形为目标的拉索模拟方法。基于线缆布线和线缆仿真的研究成果，如何从系统层面规划“刚柔混合系统”的装配过程，最终形成完整的“刚柔混合系统”装配仿真解决方案，是产品装配仿真中亟待解决的问题。由于大多数产品是“刚柔混合系统”，既包含“刚性部件”，又包含“柔性电缆”，因此其装配仿真方法在工程上具有很大的实用价值。在电缆布线研究的基础上，从工程应用的角度实现了一套完整的“刚柔混合系统”装配仿真方法。