Цифровое решение, которое исключает метод "угадывания" при монтаже оборудования

Авторы и источники / Правообладателям

Рис. 1

Рис. 2

Может казаться, что кабель представляет собой простой компонент конструкции машины, но удивительно, как что-то, настолько простое, может быть настолько трудно точно смоделировать в программном обеспечении для проектирования. Кабели, используемые в современном оборудовании, точно рассчитывают по размеру и маршрутизации внутри механической системы, но часто этот расчёт всё равно выполняется вручную по физической модели. Это относится не только к небольшим системам, таким как сервоприводы или датчики и исполнительные механизмы, но также к крупному промышленному оборудованию с пучками кабелей, проложенными в корпусах.

Проектирование кабелей и жгутов проводов является одним из основных факторов, влияющих на стоимость проектирования машин, и это одна из критических частей системы, которая подвержена ошибкам при ручной оценке. Для того чтобы помочь разработчикам оборудования получить более точную оценку прокладываемого кабеля и исключить ручные процессы, необходимо использовать инструменты цифрового проектирования для моделирования прокладки кабеля.

Факторы, определяющие затраты при проектировании машин

Конструкция машины предполагает сочетание сложных электронных и механических систем, которые должны работать в гармонии. Это относится не только к физической схеме размещения и эстетике, но и к основным функциям и электрическим соединениям в системе. Основные факторы, определяющие затраты на электроэнергию, обобщены ниже:

• передняя панель: включает кнопки, выключатели, устройства отображения и другие элементы человеко-машинного интерфейса.
• печатная монтажная плата: каждая плата содержит основные компоненты системы; обеспечивает электропитание, данные, сигналы и межсоединения.
• аппаратно-программное обеспечение: собирает и обрабатывает данные от каждой подсистемы; отображает важную информацию для операторов.
• кабели и жгуты проводов: жгуты проводов могут быть изготовлены на заказ, особенно для пучков кабелей; кабельные трассы могут быть очень длинными и проходить по всему корпусу изделия; в кабельном канале могут быть проложены несколько жгутов проводов.

Каждый из этих элементов определяет основные функции системы, человеко-машинный интерфейс, а также взаимосвязи электропитания и передачи сигналов по всей системе. Разработка конструкции каждого из этих элементов требует тесного сотрудничества между командами проектировщиков по электрике и механике. Цель состоит в определении формы и соответствия корпусу и ограждающим конструкциям, разработке процессов производства и монтажа для каждого продукта и оптимизации конструкции с точки зрения занимаемого пространства и стоимости.

Традиционный процесс оценки кабеля

Разработка конструкции кабелей и жгутов проводов наряду с оценкой длины межсоединений является одним из процессов, наиболее подверженных ошибкам. Многие платформы цифрового проектирования не способны оценивать протяженность кабелей в рамках интегрированной платформы электрического и механического проектирования. Если есть какая-либо возможность избежать чрезмерных затрат и сократить время разработки нового оборудования, то её можно найти в процессе оценки кабеля. В настоящее время оценка длины кабеля выполняется вручную, и для получения разумной оценки длины кабеля требуется физическая модель. Часто это делается путем протягивания шнура через корпус изделия, чтобы оценить общую длину кабеля, необходимую для выполнения монтажа.

Некоторые кабельные трассы могут быть довольно длинными и сложными, при этом кабели разветвляются для соединения с несколькими подсистемами и компонентами в конструкции машины. В качестве примера на рисунке представлен шлифовальный станок, визуализированный в программе твердотельного моделирования (рис. 1). Вдоль каждого роликового конвейера на изображении один пучок кабелей может оборвать межсоединение к различным компонентам, и для каждого межсоединения может потребоваться индивидуальный жгут проводов.

Если оценка кабеля на таких сложных трассах неверна, это может привести к излишним изгибам, чрезмерному группированию кабелей в пучки, неправильным прохождениям или недостаточной длине кабеля. Часто бывает так, что кабели для машин должны быть изготовлены специально под индивидуальный жгут проводов, поэтому команда разработчиков не может удлинить кабель или отрезать его до нужной длины для того, чтобы разместить его в корпусе машины.

Современный способ оценки прокладки кабеля

Практически все другие области проектирования и разработки электроники вступили в современную эру, и теперь с оценкой кабелей и жгутов происходит то же самое. Программная система автоматизации проектных работ EPLAN компании EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG, которая является разработчиком и поставщиком программного обеспечения и глобальных инжиниринговых решений, меняет традиционный способ оценки прокладки кабельных сборок в крупногабаритном оборудовании, предоставляя разработчикам цифровое представление об их системе. Это достигается путём создания цифрового двойника кабельной сборки и жгута проводов, которым затем можно манипулировать в интегрированной электрической и механической среде при помощи твёрдотельного моделирования.

Оцифровка кабельной конструкции значительно снижает риск замен, простоев и незапланированных расходов (рис. 2).

Благодаря возможности оценки прокладки кабельных сборок при помощи цифрового двойника механической конструкции системы, оценка процесса прокладки кабелей может осуществляться параллельно с разработкой конструкции машины, без ожидания создания прототипа. Эти два процесса могут происходить параллельно, для каждого из них может происходить обмен информацией о важных аспектах панели и корпуса. Это помогает предотвращать неправильную оценку, проверять проходы для кабеля и пределы изгиба, а также сокращает время, необходимое для завершения механического проектирования крупногабаритного оборудования.

После того как длины кабелей определены и проверены в цифровом прототипе, кабели могут быть добавлены в сводную спецификацию материалов и оборудования. Изменения в конструкции кабеля, жгута проводов и вспомогательных компонентов могут быть выполнены очень быстро с помощью программного обеспечения для электрического и механического моделирования, без необходимости создания физического аналога в мастерской. Программные решения EPLAN обеспечивают эту возможность и многое другое в интегрированной среде автоматизированного проектирования.