Технологический процесс сборки жгутов и кабелей. Производство соединительных жгутов и кабельных сборок. Технической характеристикой объекта производства, на который разрабатывается данный технологический процесс, является изготовление жгутов

схеме, макету узла или прибора, в который будет установлен жгут, и монтажной таблице соединений. На размеченном шаблоне провода раскладывают, а затем вяжут их в жгут (рис. 87). В зависимости от конструкции прибора жгуты бывают плоскими или объемными.

При раскладке концы проводов обрезают по поперечным меткам, маркируют и закрепляют. Укладку проводов на шаблоне начинают с запасных и длинных рабочих проводов и заканчивают самыми ко­роткими проводами. Экранированные провода, входящие в жгут, обматывают киперной лентой и размещают внутри жгута либо в изо­ляционной трубке.

Вязку жгута осуществляют в одном направлении хлопчатобумаж­ной ниткой № 00 или льняной № 9,5/5. Для ручной вязки применяют приспособление (рис. 88, а), в корпус 4 которого вставляется катушка 3 с нитками. Крышки 5 и 2 служат для центрирования катушки 3. В верхней крышке 5 имеется ушко для придания нитке определенного направления, а в нижней крышке крепится крючок 1.

Рис. 87. Шаблон для укладки и вязки жгутов:

1 - шпилька для закрепления конца провода, 2 - провода, 3 ■

шаблон (съемный лист), 4 - шпилька для укладки проводов, 5 ■

основание

Для облегчения сматывания нитки с катушки в корпусе преду­смотрены прорезь и вывод для наружного конца намотанной катушки. Работа приспособления осуществляется в определенной последовательности. Сначала в корпус приспособления вставляется намотанная катушка, верхний конец которой заводится в прорезь корпуса. Далее закрывается крышка и продевается конец нитки через ушко.

Вязку жгута производят по схеме образования петли. На вязку одного узла требуется 0,5-1 с. Для выполнения операции доста­точно взять нитку, как показано на рис. 88, б, задеть крючком петлю, протянуть ее под жгутом и продеть через две петли приспособление,

Рис. 88. Приспособление для ручной вязки жгутов (а) и последовательность образо­вания петель (б)

затянув нитку. В момент затяжки узла нитку, проходящую по корпусу, необ­ходимо прижать пальцем к его поверх­ности. Данное приспособление улучшает качество вязки жгутов и снижает трудо­емкость их вязки в 15-20 раз. Реко­мендуемые способы вязки показаны на рис. 89.

При вязке жгута петли рекомендует­ся вязать с натяжением через равные интервалы (не более 50 мм), а также в местах ответвления проводов. Шаг вязки петель устанавливается конструктором в зависимости от диаметра жгута.

После вязки проводов в жгут производят заделку их концов. При этом все концы проводов маркируют согласно монтажной схеме. Затем контролируют правильность раскладки проводов прозвонкой. В случае применения электрифицированных шаблонов для выпол­нения жгутов прозвонку можно не производить.

Контроль сложных жгутов осуществляют на специальных полу­автоматических стендах по заданной программе. Жгут на панели стенда закрепляют вручную, а правильность раскладки проводов и сопротивление их изоляции контролируют автоматически.

Сначала производят контроль на соответствие электрическим схе­мам соединений (проверка правильности раскладки проводов). При этом последовательно подают необходимое напряжение на один из концов проверяемого провода и отмечают появление этого напряжения во всех других проводах жгута, электрически связанных с проверя­емым проводом. Кроме того, отмечают отсутствие напряжения в проводах жгута, которые электрически не связаны с проверяемым проводом. Вся информация о контроле выдается автоматом в виде кодированных отверстий на перфоленте или в виде записи на ленте с цифровыми и буквенными обозначениями.

При контроле сопротивления изоляции проводов стенд последо­вательно автоматически осуществляет подачу постоянного напряжения к электрически изолированным друг от друга проводам (цепям), фиксируя при этом сопротивление изоляции.

В случае необходимости производят защиту жгута изоляцион­ными лентами или экранирующей оплеткой. Готовые жгуты уклады­вают по монтажной схеме и чертежу прибора. Одновременно с уклад­кой концы проводов жгута разводят к соответствующим местам схемы прибора и припаивают. При этом необходимо, чтобы отдельные провода не заслоняли собоймаркировочные надписи н надписи значении номиналов на деталях.

При укладке жгутов в прибор необходимо соблюдать предосто­рожность во избежание поломки и обрыва токопроводящих жил проводов и выводов навесных радиодеталей, а также замыкания оголенных токопроводящих мест. Внутри прибора жгут крепят к шасси или стенкам металлическими скобами (рис. 90), под которые

Рис. 90. Крепление жгутов:

/ - жгут, 2 - изоляция (лента,трубка), 3 - скоба (двусторонняя)

предварительно подкладывают изоляционные материалы из поливи-нилхлорида, лакоткани или прессшпана. Края прокладок выступают из-под скобы не менее чем на 5 мм. Конструктивно скобы выполняют двусторонними (крепят двумя винтами) и односторонними (крепят одним винтом). Жесткость крепежных скоб, особенно односторонних, должна быть достаточной, чтобы не допустить их разгибания или деформации при креплении к шасси вместе со жгутом.

При переходе неэкранированных (а при необходимости и экрани­рованных) жгутов из одного блока прибора в другой через стенку

Обычно монтажные провода, прокладываемые в одном направлении, увязывают в общий жгут хлопчатобумажными или льняными нитками. Жгутовый монтаж отличается повышенной механической прочностью, уменьшает разброс собственной емкости схемы и снижает трудоемкость монтажных операций.

Образец жгута делают на стадии проектирования прибора. Рекомендуется следующий порядок отработки жгута. На полностью собранном и приготовленном для монтажа шасси согласно монтажной схеме и таблице монтажных соединений раскладывают провода. Концы проводов закрепляют на контактных лепестках и маркируют. Раскладку проводов ведут таким образом, чтобы готовый жгут не лежал на крепежных деталях (гайках, винтах, скобах и т. п.) и по возможности не затруднял доступ к ним; кроме того, изоляция проводов жгута не должна касаться контактных лепестков близко расположенных деталей.

Изоляцию проводов в местах прохода жгута через отверстия в шасси и экранах предохраняют полихлорвиниловыми трубками, прокладками, а также специальными резиновыми втулками (пистонами) и изоляторами.

Вначале укладывают короткие провода и в последнюю очередь наиболее длинные с таким расчетом, чтобы последние образовали лицевую сторону жгута. В середину жгута укладывают экранированные провода, не заключенные в полихлорвиниловые трубки. Если по ТУ в жгуте предусмотрены запасные провода, их укладывают сверху на наибольшую длину жгута.

Обязательно предусматривается запас провода по длине на закрепление (20-25 мм на оба конца) и такой же запас на повторное закрепление концов проводов в случае обрывов. Таким образом, кроме расстояния между точками подключения провода, по направлению его укладки дается еще 40-50 мм. До закрепления второго конца измеряют длину провода, а результаты заносят в таблицу монтажных соединений.

После раскладки жгута провода увязывают крепкой ниткой при помощи изогнутой иглы; петли следует вязать с натяжением через равные интервалы (не более 20 мм), а также в местах ответвления проводов (рис.1.). Закрепляют начало в конец нитки, как показано на рис.2. Когда вязка жгута окончена, его вынимают из прибора и правят на ровной поверхности; ветви жгута, расположенные в разных плоскостях, отгибают на 90° в плоскость основной части жгута.

Рис.1. Увязка проводов и жгут: 1 – провод, 2 – жгут, 3 – ответвление жгута, 4 – нитка

Рис.2. Закрепление нитки на жгуте: 1 – нитка, 2 – жгут

Затем жгут кладут на лист чертежной бумаги лицевой стороной вниз и срисовывают в натуральную величину. Эскиз жгута показан на рис.3, где точками обозначены шпильки; порядковые номера проводов даны в кружках; сокращенные буквенные обозначения КР, ЗЛ и т. п. указывают расцветку провода (красный, зеленый); римские цифры указывают номера ветвей жгута.

Эскиз жгута применяют для изготовления опытного шаблона, который представляет собой лист фанеры с вычерченным на нем жгутом и вбитыми в нужных местах шпильками (рис.4). По шаблону вяжут опытный жгут, причем раскладку проводов на шаблоне начинают с запасных и длинных рабочих проводов и заканчивают короткими, т. е. применяют обратный порядок раскладки проводов и обратное изображение жгута. Это делают, чтобы придать жгуту более аккуратный вид: узлы, сделанные на жгуте, не будут заметны после его укладки в прибор.

Опытный жгут проверяют, укладывая его на шасси прибора, выявляют и исправляют допущенные неточности. Исправления вносят в эскиз жгута и таблицу монтажных соединений. Рабочий шаблон изготовляют по откорректированному эскизу жгута.

Жгут представляет собой совокупность разделанных проводов и кабелей, скрепленных между собой каким-либо способом и при необходимости оснащенных элементами электрического монтажа (наконечниками, соединителями и др.).

По своему назначению жгуты подразделяются на внутриблочные и междублочные.

Внутриблочные жгуты применяются для электрического соединения отдельных узлов, блоков и электрических деталей внутри прибора, а междублочные жгуты - для электрического соедине­ния различной радиоаппаратуры и приборов в единую систему. В зависимости от расположения узлов в корпусе жгуты могут быть плоскими или объемными.

Для защиты от воздействия окружающей среды, механических повреждений или с целью экранирования жгуты обматываются снаружи киперной, капроновой, лавсановой или поливинилхло-ридной лентой, покрываются лаком или заключаются в экрани­рующую оплетку.

1) различную расцветку изоляции проводов;

2) окраску или нумерацию поливинилхлоридных трубок, применяемых для закрепления концов изоляции (трубки нумеруют на автомате, в специальных штампах или надписывают от руки маркировочными чернилами);

3) пластмассовые бирки с условным обозначением места под­соединения, надетые на провода.

Жгуты, в которых нельзя произвести замену вышедших из строя проводов, обеспечиваются запасными проводами. Количество их берется из расчета 8... 10 % общего количества в жгуте, но не мень­ше двух проводов. Длина и сечение запасных проводов должны быть равны наибольшим длине и сечению проводов, имеющихся в жгуте. Длина выводов жгута должна быть достаточной для присоединения к узлам и элементам схемы прибора без натяжения; кроме того, должен иметься запас в 10... 12 мм для повторной зачистки и присоединения каждого конца провода.

Типовой технологический процесс изготовления жгута включает в себя следующие операции:

резку проводов и изоляционных трубок;

укладку проводов на шаблоне и вязку их в жгут;

заделку концов проводов жгута с одновременной их маркировкой;

контроль жгута (прозвонку);

защиту жгута изоляционной лентой;

выходной контроль (визуальный осмотр на соответствие эталону и прозвонку).

Длина заготовляемых проводов должна соответствовать разме­рам, указанным в технологической карте или таблице заготовок проводов. Резка проводов и экранирующих оплеток производятся на автоматах, а также с помощью монтажных или гильотинных ножниц и кусачек.

Заготовку проводов одинаковой длины и вязку их в жгут целе­сообразнее производить без ответвлений на специальном приспо­соблении (рис. 1.25), которое состоит из двух стоек, укрепленных на доске (расстояние между стойками зависит от длины заготов­ляемых проводов).

С внешних сторон у стоек имеются пазы. Сначала провод обма­тывается вокруг стоек, при этом количество витков провода дол­жно составлять половину количества проводов в жгуте. Затем вит­ки провода, располагающиеся между стойками, связывают в жгут ниткой или шпагатом. После обвязки витки провода разрезают в местах, расположенных напротив пазов в стойках.

При ручном способе заготовки проводов для жгутов длина их определяется с помощью образцов или линейки. В серийном про­изводстве применяются специальные автоматы для мерной резки проводов на заданную длину.

Укладка проводов производится на шаблоне в определенном по­рядке (по схеме, нанесенной на поверхности шаблона), после чего их связывают ниткой или шпагатом в жгут. Разметка шаблона для

укладки проводов жгута производится по монтажной схеме, маке­ту узла или прибора, в который будет установлен жгут, и монтаж­ной таблице соединений. На размеченном шаблоне провода снача­ла раскладывают, а затем вяжут в жгут (рис. 1.26). В зависимости от конструкции прибора жгуты бывают плоскими или объемными.

При раскладке концы проводов обрезают по поперечным меткам, маркируют и закрепляют. Укладку проводов на шаблоне начинают с запасных и длинных рабочих проводов и заканчивают самыми короткими проводами.

Экранированные провода, входя­щие в жгут, обматывают киперной лентой и размещают внутри жгута либо в изоляционной трубке.

Вязка жгута должна осуществляться в одном направлении хлопчатобумажной ниткой № 00 или льняной № 9,5/5. Для ручной вязки применяется приспособление, показанное на рис. 1.27, а. В корпус 4 приспособления вставлена катушка 3 с нитками. Крышки 5 и 2 служат для центрирования катушки. В верхней крышке 5 имеется ушко для придания нитке определенного направления, а в нижней крышке крепится крючок 1.

Для облегчения сматывания нитки с катушки в корпусе вы­полнены прорезь и вывод для наружного конца намотанной ка­тушки. Сначала в корпус приспособления вставляется намотан­ная катушка, верхний конец которой заводится в прорезь кор­пуса. Далее крышка закрывается и конец нитки продевается через ушко.

Вязка жгута производится в соответствии со схемой образова­ния петель. На вязку одного узла требуется 0,5... 1 с. Для выполне­ния операции необходимо взять нитку (см. рис. 1.27, б), зацепить крючком петлю, протянуть ее под жгутом и продеть через две петли приспособление, затянув нитку. В момент затяжки узла нит­ку, проходящую по корпусу, необходимо прижать пальцем к его поверхности. Приспособление способствует улучшению качества вязки жгутов и снижению трудоемкости их вязки в 15...20 раз. Рекомендуемые способы вязки показаны на рис. 1.28.

Шаг вязки петель устанавливается конструктором в зависимости от диаметра жгута.

После вязки проводов в жгут производится заделка их концов. Сначала все концы проводов мар­кируют согласно монтажной схе­ме, а затем контролируют правиль­ность раскладки проводов прозвонкой. В случае применения для выполнения жгутов электрифициро­ванных шаблонов прозвонку мож­но не производить.

Контроль сложных жгутов осу­ществляется на специальных полуавтоматических стендах по за­данной программе. Жгут на панели стенда закрепляют вручную, а правильность раскладки проводов и сопротивление их изоляции контролируют автоматически.

Сначала проводится контроль на соответствие электрическим схемам соединений, т. е. проверка правильности раскладки про­водов. С этой целью необходимое напряжение последовательно по­дают на один из концов проверяемого провода. При правильной раскладке проводов напряжение должно фиксироваться во всех проводах жгута, электрически связанных с проверяемым прово­дом. Далее необходимо убедиться в отсутствии напряжения в про­водах жгута, которые электрически не связаны с проверяемым проводом. Вся информация о контроле выдается автоматически в виде кодированных отверстий на перфоленте или в виде записи на ленте с цифровыми и буквенными обозначениями.

При контроле сопротивления изоляции проводов автоматически осуществляют последовательную подачу постоянного напряжения к электрически изолированным друг от друга проводам (цепям), фиксируя при этом сопротивление изоляции.

В случае необходимости производится защита жгута изоляци­онными лентами или экранирующей оплеткой. Готовые жгуты ук­ладывают согласно монтажной схеме и чертежу прибора. Одновре­менно с укладкой концы проводов жгута разводят к соответству­ющим местам схемы прибора и припаивают. При этом необходи­мо следить, чтобы отдельные провода не заслоняли собой марки­ровочные надписи и надписи значений номиналов на деталях.

Внимание! При укладке жгутов в прибор необходимо соблю­дать осторожность во избежание поломки и обрыва токопроводящих жил проводов и выводов навесных радиодеталей, а также замыкания оголенных токопроводящих мест.

Внутри прибора жгут крепится к шасси или стенкам металлическими скобами (рис. 1.29), под которые предварительно следует подложить изоляционные материалы из поливинилхлорида, лакоткани или прессшпана. Края прокладок должны выступать из-под скобы не менее чем на 5 мм. Скобы выполняются двухсторон­ними (крепятся двумя винтами) и односторонними (крепятся од­ним винтом). Конструкция крепежных скоб, особенно односто­ронних, должна быть достаточно жесткой, чтобы исключить их разгибание или деформацию при креплении к шасси вместе со жгутом.

Для обеспечения перехода неэкранированных (а при необхо­димости и экранированных) жгутов из одного блока прибора в другой через стенку шасси или экрана в этом месте предусматри­вается установка изоляционных втулок.

Внутриблочные монтажные жгуты раскладывают и вяжут, соблю­дая все приведенные выше правила. В жгутах не допу­скаются сплетения проводов, за исключением случаев, особо оговоренных d технологической карте. Перекре­щивания проводов возможны только в местах их выхода из жгута и при крестообразном расположении ветвей,

Для раскладки жгутов используют заготовленные провода с зачищенными и заделанными концами, а так­же провода из бухт. При раскладке и вязке жгутов соблюдают осторожность, чтобы не повредить изоляцию проводов и не надломить их оголенные концы. Вязку жгута ниткой производят посредством металлического челнока с заранее намотанной ниткой или изогнутой иглы.

При укладке жгута в прибор концы всех проводов аккуратно разводят пинцетом в соответствии с распо­ложением контактных лепестков, к которым они должны подключаться. Пропуская ветви жгута и отдельные про­вода через отверстия резиновых втулок, соблюдают осторожность, чтобы не повредить заделку концов изо­ляции и маркировку.

Участки жгута длиной менее 150 мм до­статочно надежно удер­живаются ответвляемыми проводами, кото­рые подключают к кон­тактным лепесткам де­талей. Участки жгута, длина которых

превы­шает 150 мм, а также коаксиальные кабели РК крепят к шасси 2 (рис.2) металлически­

ми скобами 4, выгну­тыми по форме сечения.

Жгута или кабеля. В месте крепления жгут обертыва­ют прокладкой 3 из электроизоляци-онного картона или полихлорвинила, ширина которой на 3-5 мм больше ширины скобы, а толщина не менее 0,5 мм.

Раскладка и вязка межблочных жгутов производятся так, что­бы взаимное располо­жение проводов в жгу­те оставалось неизмен­ным по всей длине. Для этого используют не­подвижную гребенку 2 (рис.3), представляю­щую собой металличе­скую пластину с отвер­стиями, количество и расположение которых соответствует числу и положению контактов наибольшего штепсельного

разъ­ема. Провода 3, сматываемые со стойки 4 и пропущен­ные через отверстия гребенки, увязывают в жгут по мере протягивания всего пучка через неподвижно закрепленную гребенку или отодви-гания ее от закрепленных кон­цов проводов. Затем с помощью режущего устройства отрезают провода, собранные в пучок.

При раскладке и вязке межблочных жгутов постоян­ное взаимное расположение проводов обеспечивается благодаря сильному натяжению провода при его нама­тывании на стойки, одинаковому расположению витков

на обеих стойках и аккуратности вязки. Изображенный на рис. 4 способ применим для вязки жгутов из про­водов одной марки и одного сечения, взятых из одной бухты. Межблочные жгуты вяжут льняной вощеной ниткой с помощью челнока. Петли накладывают через интервалы, приблизительно равные 50 мм. Для меж­ блочных жгутов с 14 и менее проводами применяют

готовые многожильные кабели КМВ в оболочке из пла­стика, состоящие из проводов МГШВ с разноцветной изоляцией.

В соответствии с указаниями в чертежах и техно­логических картах концы межблочных жгутов иногда обматывают киперной лентой. Ленту наматывают с натяжением, причем каждый последующий виток дол­жен перекрывать половину ширины предыдущего (рис. 5). Один конец п ленты пропускают между проводами на другую сторону жгута, протягивают вдоль жгута до упора в начале его обвязки ниткой, загибают по направлению обмотки и подкладывают под первый виток ленты. Окончив обмотку, второй конец ленты обрезают и закрепляют оклетневкой из льняной нитки. После этого ленту пропитывают клеем БФ-6.

Межблочные жгуты заключают в защитную метал­лическую плетенку. В зависимости от длины жгута эту операцию выполняют либо проталкиванием его в пле­тенку вручную, либо протаскиванием с помощью при­способления. При ручном проталкивании конец и торец жгута обматывают изоляционной лентой или заключают в металлическую плетенку соответствующего диаметра, которой затем плотно затягивают жгут.

При протаскивании жгута 4 (рис. 6) через плетен­ку / посредством специального приспособления, состоя­щего из металлического стержня 2 и прикрепленного к нему отрезка плетенки 3 соответствующего диаметра, плетенку 1 предварительно расширяют, а после надева­ния на конец жгута плотно обтягивают.

Радиоэлектронное оборудование (РЭА) присутствует практически во всех отраслях современной промышленности и занимает весомую часть при разработке и производстве сложных изделий. Гибкость при использовании новых технологических решений в настоящий момент становится ключевым фактором, позволяющим компаниям занимать лидирующие позиции на рынке. При этом, как говорится, «стать лучшим несложно, сложней лучшим оставаться». Существует немало примеров того, как всемирно известные компании, достигшие больших высот в своей области, из-за ошибок в выборе технологий оказались буквально на грани выживания. В этой статье мы поговорим об интересном, но сложном мире кабельных сборок и жгутов, без которого трудно представить развитие мировой индустрии.

Кабельные сборки и жгуты в современной технике

Жгут (в контексте электротехники) представляет собой сборку из двух и более (до нескольких сотен) изолированных проводов, соединенных в пучок каким-либо способом. Такая сборка применяется при электрическом соединении элементов различных машин и приборов.

Под кабельной сборкой (КС) понимается соединение разъема и кабеля, что, фактически, уже является готовым продуктом. Удобство применения КС вкратце можно описать так: «проложил - подключил - работает».

Рис. 2. Кабельная сборка

КС и жгуты применяются практически во всех ключевых отраслях: космонавтика, авиация, железнодорожная техника, автомобилестроение, судостроение, военная промышленность, общепромышленное применение. При этом классификация жгутов и КС соответствует требованиям, действующим в каждой области (масса, безопасность, стойкость к различным воздействиям и т.п.). Так, по способу применения жгуты делятся на внутриблочные (для соединения элементов внутри прибора) и межблочные (для соединения разных приборов в одну систему).

Пожалуй, самым распространенным примером межблочного соединения является обычный стационарный персональный компьютер. Связь системного блока с монитором, клавиатурой, мышью и т.п. происходит через подключение к нему кабелей. Все эти элементы составляют в итоге единую систему. Содержимое системного блока компьютера, где провода соединяют между собой отдельные комплектующие, является наглядным примером внутриблочного монтажа. Более сложной системой являются межблочные кабели, используемые в авиационной технике для соединения всей аппаратуры на борту.

Ручное производство КС и жгутов. Проблемы и недостатки

Рис. 6. Снятие изоляции с провода устройством термозачистки

Несмотря на развитие автоматизации производства, сборка жгутов зачастую осуществляется с применением ручных инструментов, что обусловлено спецификой определенных изделий и невозможностью автоматизации некоторых этапов сборки.

Специалисты с опытом работы на производствах, связанных с авиационной и прочей техникой военного назначения, где нередко используются специализированные, сложные в обработке провода марок РК, МС, МГТФ, МГШВ НВ, БПВЛ, могут подтвердить, что монтажники зачастую вынуждены использовать не совсем характерные инструменты, например медицинский скальпель. Данный инструмент позволяет прекрасно справляться с зачисткой проводов с силиконовой или резиновой оболочкой. Видимо, поэтому, несмотря на высокую вероятность испортить заготовку, этот «непрофильный» инструмент часто используется на производстве.

Следующим примером нетрадиционного способа зачистки проводов является применение паяльника и устройств термозачистки (т.н. «обжигалки»). Но такая операция может повлечь перегрев токоведущей жилы и налипание расплавленной изоляции на жилу.

При механическом воздействии также не гарантируется высокое качество зачистки, так как сложно избежать подрезания провода или его царапин, которые могут привести к выходу жгута из строя в процессе эксплуатации.

Очевидно и то, что при ручной обработке не приходится говорить о высокой производительности и скорости процесса. Перечисленные недостатки, а также большая трудоемкость технологического процесса без гарантии повторяемости качества (соответственно, и высокий процент брака) мотивируют производителей внедрять автоматизированные производственные линии и использовать современные технологии на всех этапах производственного цикла.

Рис. 7. Зачистка провода ножом

Современные технологии проектирования КС и жгутов

Производители, которые стремятся повысить качество выпускаемой продукции и снизить влияние человеческого фактора, внедряют автоматизированные линии и используют современные технологии на всех этапах производственного цикла.

На начальном этапе создания жгутов выполняется проектирование всего процесса, которое позволяет избежать корректировок и задержек на последующих этапах производства. Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) существенно снижают время разработки конструкторской и технологической документации, позволяют макетировать положения жгута в изделии в 3D-формате, оперативно выполнять изменения конструкции изделия и отслеживать весь жизненный цикл продукта, начиная от первого эскиза жгута и заканчивая стендом выходного контроля.

В настоящее время автоматизация проектирования жгутов идет по двум основным направлениям:

• Небольшие компании, в которых производство кабельной продукции не является основным видом деятельности, используют неспециализированные САПР, перенося вручную полученные на них результаты разработки на производственный участок.
• Крупные и узкопрофильные производители жгутов, обладающие автоматизированной производственной базой, используют САПР, специализирующиеся на работе со жгутами. Это позволяет автоматически передавать информацию о разработанном изделии на автоматизированные участки и линии нарезки, зачистки и т.д.

К одной из таких специализированных систем проектирования относится See Electrical Expert - разработка французской компании IGE+XAO Group, предлагающей автоматизированные программные решения для проектирования в области электротехники и автоматики. Эта САПР включает в себя линейку программных модулей и конфигураций, основной задачей которых является создание логики электротехнического проекта. Предлагаемое решение, используемое на разных стадиях разработки высокотехнологичных изделий, обеспечивает сквозной цикл «проектирование–производство», позволяет эффективно решать задачи, связанные с проектированием электрических жгутов кабельной сети за счет обеспечения совместимости между электрическими схемами, автоматически осуществлять оптимальную прокладку кабелей с помощью функции автоматической разводки, а также предоставляет данные по длинам проводов в жгутах, массе и диаметру ветвей жгутов.

Преимуществом SEE Electrical Expert также является совместимость с программами, активно применяемыми в машиностроении и авиационной промышленности: NX (Unigraphics), Catia, TeamCenter, АutoCAD , SolidWorks, SolidWorks Enterprise PDM.

САПР оперируют объемными базами радиоэлектронных компонентов, шаблонов и инструментов для быстрого и качественного создания проектной и конструкторской документации электронных изделий и жгутов. Также они позволяют ускорить технологическую подготовку производства, передавая информацию непосредственно от конструкторского отдела на линию производства с учетом технологических особенностей каждой сборки.

Автоматизированные линии производства КС и жгутов, типы оборудования, преимущества, распространение

Прежде чем приступить к началу изготовления жгутов, как правило, сотруднику (производственному мастеру) необходимо получить всю необходимую комплектацию. В условиях огромной номенклатуры изделий на производственных складах используется адресная система хранения с автоматизированным учетом складских запасов, при котором все изделия маркируются и учитываются при получении и выдаче со склада. Вся информация сводится в единую базу данных, где можно отследить потребность и остаток каждого компонента на складе.

Далее провода поступают на участок мерной резки. Здесь могут использоваться автоматические машины (типа EcoCut 3200, 3300, PowerCut 3700) для мерной резки проводов и кабелей различного сечения. Резка осуществляется специальными ножами, позволяющими обеспечить качественный срез провода без деформаций и сплющиваний. Преимуществами данных машин является возможность построения на их базе технологической линии по мерной резке с использованием в составе линии разматывающего податчика, принтера для нанесения маркировки и сборщика проводов.

На следующем этапе проводится зачистка концов проводов на зачистных машинах, выбор которых напрямую зависит от типа применяемого кабеля и способа зачистки. На сегодня наилучшим решением этой задачи является применение машин производства компании Schleuniger, линейка которых включает в себя серии машин для различных областей применения, таких как:

• RotaryStrip - для зачистки труднообрабатываемых видов изоляции проводов, требующей дополнительной скрутки внутренних жил;
• UniStrip - для зачистки кабелей и проводов в оболочке;
• JacketStrip - для снятия оболочки кабеля, в том числе не круглого сечения;
• SheildCut - для обрезки экранирующей оплетки кабеля;
• CoaxStrip - для ступенчатой зачистки коаксиальных кабелей.

Перечисленные машины обладают возможностью выбора различной последовательности зачистки проводов.

Отдельного внимания заслуживает машина для лазерной зачистки проводов и кабелей Меrcury-4, в которой использование углеводородного лазера позволяет выполнять бесконтактную зачистку любых полимерных материалов изоляции кабелей различного типа.

Универсальные машины серий MultiStrip, EcoStrip, PowerStrip и MegaStrip совмещают в себе функции мерной резки и зачистки проводов и позволяют, в соответствии с заданной программой, обрабатывать провод сечением до 300 мм 2 и диаметром до 35 мм, обеспечивая при этом обработку внутренних жил многожильного кабеля.

Для установки на провод наконечников (или контактов) используются специальные машины для опрессовки (UniCrimp), а также оборудование, способное совмещать функции зачистки и обжима (семейство машин StripCrimp).

Не менее важным этапом при производстве жгутов является маркировка проводов, для которой целесообразно использовать специальные маркировочные принтеры (например, принтер горячей штамповки HotStamp 4140, термотрансферный принтер ТТР 4000 либо каплеструйный принтер AlphaJet), наносящие на провода условные обозначения в соответствии с электрической схемой. Выбор оборудования зависит от типа изоляции кабельной продукции.

В зависимости от специфики производства, к процессу могут подключаться дополнительные станки для свивки проводов (WireTwister - изготовление витой пары с контролем шага свивки), оплеточные машины, формирующие на поверхности жгута экранирующий или защитный слой (производитель ОМА) и т.д.

Важно отметить, что перечисленные подготовительные операции занимают основной объем работ при изготовлении жгутов, поэтому применение автоматизированного оборудования существенно снижает трудоемкость изготовления, повышает повторяемость и надежность технологических процессов, что, при отсутствии влияния человеческого фактора, значительно повышает уровень качества и надежности жгутовых изделий.

Сборка сложных жгутов осуществляется на специализированном механическом рабочем столе (рис. 8), либо на интерактивной панели Orbita P150 (рис. 9), отображающей созданную в автоматизированном режиме электронную модель кабельной сборки или жгута.

Рис. 9. Интерактивная панель Orbita P150

Преимущества интерактивной панели перед обычным рабочим столом очевидны: она позволяет визуализировать не только процесс сборки и распайки, но и всю дополнительную информацию по каждому сборочному этапу. Сборщик, применяя систему электронного считывания маркировки с проводов (рис. 10), проводит трассировку проводов жгута в соответствии с конструкторской документацией, при этом на самой панели происходит подсвечивание трассы считанного провода.

Рис. 10. Электронная маркировка проводов с помощью штрихкодов

Неотъемлемой частью технологического процесса производства КС и жгутов является операция по герметизации кабельных разъемов (заливка), предназначенная для защиты соединения кабеля внутри разъема от воздействия влаги, высоких вибрационных и ударных нагрузок в процессе эксплуатации в изделии. Так как операция предполагает использование, в основном, ручного труда, возможен высокий процент брака, поскольку самым важным моментом в этой операции является приготовление компаунда - смешивание разных по вязкости компонентов. От качества готовой смеси зависит работоспособность изделия и его срок службы. При ручном смешивании в смесь нагнетается большое количество воздуха, что негативно отражается на качестве продукции. Важно помнить, что качество заливки трудно проконтролировать в закрытом разъеме.

Для обеспечения качественной заливки соединителей необходимо переходить от ручного труда к автоматизированным системам смешивания компаундов. К современным решениям, позволяющим обеспечить качественную подготовку компонентов материалов (в том числе с вакуумированием, нагревом), а также повторяемое смешивание компонентов в правильной пропорции, можно отнести высокоскоростные лабораторные и планетарные миксеры (например, SpeedMixer производства Hauschild&Co).

Одной из систем управления производством, позволяющей наладить автоматизированный процесс производства в части управления заказами на изготовление продукции, технической подготовки производства, материально-технического снабжения и планирования производства, является автоматизированная система «Орбита: Управление производством». Эта система позволяет связать воедино все элементы производства, создавая единое информационное поле для работы каждого подразделения предприятия, обеспечивая быструю передачу информации с участка на участок, сквозной контроль всех производственных показателей, планирование загрузки производства и диспетчеризацию заданий. Кроме того, она позволяет управлять загрузкой персонала и рабочих центров.

Несмотря на высокую закупочную стоимость технологического оборудования, расходы на его закупку и внедрение окупаются за несколько лет.

Контроль качества КС и жгутов с помощью современных систем автоматизированного контроля

Рис. 11. Самодельный стенд для проверки жгутов

Заключительным этапом производства является проверка качества собранных жгутов, от которого зависит срок службы, производительность и, как следствие, конкурентоспособность изделия.

Проверку жгута на соответствие схеме, как правило, выполняют на специальных прозвоночных стендах или на тестерах проводного монтажа, позволяющих замерять сопротивление изоляции и пробоя, проводить полную проверку жгутов на соответствие схеме, отсутствие короткого замыкания.

Далеко не на всех предприятиях имеются современные системы для контроля качества КС и жгутов. Более того, не на каждом производстве вообще имеют представление о существовании современных систем контроля.

Так, к примеру, на одном из предприятий, специализирующихся на выпуске электротехнических изделий, где «с нуля» создаются жгуты и КС, по сей день, в условиях серийного производства, прозвонка жгутов осуществляется с помощью мультиметра либо самодельного автоматического стенда проверки (рис. 11). Устройство такого стола несложное. В зависимости от используемого на жгуте разъема, к нему подключается сменный модуль с установленными ответными разъемами. Каждый сменный модуль предназначен для определенного вида разъема (рис. 12). Жгут подключается к необходимому модулю, после чего в специальной программе выбирается конкретный вид жгута (кабеля), и начинается процесс проверки. Результаты тестирования отражаются в программе. Из-за ограниченной линейки сменных модулей номенклатура контролируемых жгутов является не полной. Поэтому без применения мультиметра не обойтись.

КС и жгуты военного и космического назначения проходят военную приемку (ВП) МО РФ, и производители крайне заинтересованы в использовании новейших технических решений.

Упоминая современное оборудование, хочется выделить самую популярную в России автоматизированную систему контроля монтажа TECT-9110- VXI (холдинг «Информтест»), предназначенную для измерений и проверки таких параметров, как: сопротивление изоляции («Мегомметр»); емкость; электрическая прочность; изоляция цепи; целостность цепей; короткое замыкание между цепями; сопротивление изоляции; электрическая прочность всех цепей.

По мнению специалистов, главное достоинство данной системы заключается в ее составе, сочетающем различные модули, число которых определяется количеством каналов, необходимых потребителю. Основными исполнительными модулями, входящими в состав ТЕСТ-9110-VXI «Полет», являются:

Рис. 13. Применение мультиметра при прозвонке жгута

• Измеритель ИС4. Он выполняет функцию высокоточного мультиметра, мегомметра и прецизионного источника переменного и постоянного напряжения.
• Коммутаторы ВВК5, ВВК6, ВВК6М и ВВК7. Они обеспечивают коммутацию измерителя на проверяемый канал и автоматизацию проверок.
• Модуль-контроллер Ethernet-VXI, который выполняет функцию информационно-технического взаимодействия с персональным компьютером.
• Крейт VXI, обеспечивающий размещение всех модулей, входящих в ТЕСТ-9110-VXI.

Еще одно преимущество этой системы контроля - гибкость, позволяющая использовать одни и те же модули как в стационарном, так и мобильном вариантах (рис. 14, 15). Благодаря такому решению, система может применяться там, где использование больших универсальных машин нецелесообразно. К тому же, применение одной системы в разных исполнениях позволяет отказаться от использования тестеров сторонних производителей со своим программных обеспечением.

Рис. 14. Вариант TECT-9110- VXI в мобильном исполнении

К достоинствам системы TECT-9110- VXI относится и возможность поставки с заключением ВП, а также высокие точность измерений и скорость работы, сокращающие время проверки и исключающие влияние «человеческого фактора».

Рис. 15. Вариант TECT-9110- VXI в стационарном исполнении

Гарантия на системы контроля монтажа TECT-9110- VXI составляет от трех до десяти лет: не каждый производитель готов похвастать такими сроками.

Контроль качества жгутов оценивается не только электрическими параметрами, но и такой механической характеристикой, как качество обжима наконечника. Данный параметр, в основном, контролируется по усилию отрыва обжатого наконечника от провода с помощью разрывных машин (PullTester). Проверка самого усилия обжима осуществляется с помощью специального блока контроля (АСО 07). Более детальное исследование обжатого соединения можно проводить, анализируя поперечный срез выборочных образцов кабелей с помощью микрографического анализа (типа MicroGraph System, ElektrolyteStaining Unit, SawInspect System 6).

В современных многофункциональных автоматизированных станках контроль качества жгутов проводится непосредственно при изготовлении, и такие параметры, как высота обжима и усилие на разрыв, контролируется непосредственно перед запуском каждой партии. При обжиме наконечников контролируется обжимное усилие, что позволяет получать до 100% качественных изделий на выходе из автоматической линии.

В условиях жестокой конкуренции на рынке сложно рассчитывать на хорошие перспективы без усовершенствования производственных процессов, без внедрения в них достижений научно-технического прогресса (НТП). В сфере жгутового производства к результатам НТП можно отнести следующие перспективные разработки:

Рис. 16. Промышленный робот-манипулятор


Рис. 17. Очки дополненной реальности

• Интерактивный стол для раскладки жгутов, обеспечивающий безошибочную сборку жгутов.
• Промышленный робот-манипулятор (рис. 16), функция которого сводятся к ряду типовых действий в пространстве: взять–положить, поднять–опустить, повернуть, перенести и т.д. На базе таких роботов можно осуществлять транспортирование проводов и кабелей к месту сборки и их ориентирование, а встроенные визуальные сенсорные устройства, расширяя возможности манипулятора, позволяют проводить 100%-й контроль и сортировать изделия по внешнему виду и размерам, а также выбирать нужную деталь. Применение промышленных роботов позволяет увеличить производительность за счет исключения влияния «человеческого фактора» при выполнении сборочной операции.
• Очки дополненной реальности (рис. 17), с помощью которых в наблюдаемую реальность с помощью компьютерных средств в режиме реального времени вносятся цифровые сведения, дополняя знания об окружающем пространстве или предметах. Использование данной технологии открывает большие возможности для специалистов на производстве. Например, рабочий, использующий такие очки, может оперативно получать информацию, находясь непосредственно перед оборудованием и не занимая при этом свои руки.

Использование новых технологий на производстве позволяет совершенствовать организацию производства, повышает эффективность работы сотрудников и конкурентоспособность компании на рынке.

САПР существенно снижают время разработки конструкторской и технологической документации, позволяют макетировать положения жгута в изделии в 3D-формате, оперативно выполнять изменения конструкции изделия и отслеживать весь жизненный цикл продукта, начиная от первого эскиза жгута и заканчивая стендом выходного контроля.

Универсальные машины серий MultiStrip, EcoStrip, PowerStrip и MegaStrip совмещают в себе функции мерной резки и зачистки проводов и позволяют обрабатывать провода различных сечений, обеспечивая при этом обработку внутренних жил многожильного кабеля.

Преимущества интерактивной панели перед обычным рабочим столом очевидны: она позволяет визуализировать не только процесс сборки и распайки, но и всю дополнительную информацию по каждому сборочному этапу.