Как делать жгуты на заводе. Изготовление и укладка жгутов

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.

План:

1. Назначение

2. Технология изготовления жгутов

3. Маркировка

4. Техника безопасности

Назначение

При изготовлении электронных устройств значительная доля работ приходится на коммутацию приборов внутри этих устройств.

Жгуты – провода, идущие в одном потоке параллельно по одной трассе, увязанные или скрепленные между собой, оконцованные подсоединения к элементам схем.

Жгут

Для однотипных устройств, для ускорения процесса монтажа жгуты проводов изготовляют отдельно.

В жгут объединяют прямые и обратные проводники с токами промышленной частоты согласно его схеме.

Провода, используемые в высокочастотной аппаратуре, в жгуты не увязываются (так как при этом увеличивается ёмкость между проводниками).

Жгуты изготовляют с оболочкой для их крепления и экранирования, а также без оболочек. Провода жгутов скрепляют беспрерывным бандажом из х/б ниток. Для установок, работающих в условиях высокой температуры – стеклянными нитками с последующей пропиткой бандажа воском или парафином, иногда лаком или клеем.

Оболочки бывают трубчатыми, ленточными, полосовые и плетённые. Трубчатые оболочки бывают мягкими и жёсткие.

Для мягких используются ПВХ трубки, для жёстких – Al, которые кроме защиты от механических повреждений выполняют функцию электрического экранирования.

Плетёную оболочку изготавливают из Cu или Al плетёнки, которая легко одевается, обеспечивает хорошее скрепление, гибкость и экранирование. При монтаже металлическую плетёнку присоединяют к корпусу.

1 – электролента или оболочка; 2 - жгут; 3 - ответвление

Ленточные оболочки выполняют из синтетической ленты или капроновой ткани с нитроцилюлозным покрытием. Эта оболочка практична тем, что можно заменить любой поврежденный участок.

Полосовые оболочки – чехол, сшитый вдоль жгута.

2. Технология изготовления жгутов .

1) Подготовка по типу. Расцветке и сечению проводов;

2) срезе их;

3) укладка их в требуемом сочетании по шаблону;

4) скрепление их видной или одеванием оболочки;

5) прозвонка и маркировки;

6) оконцевание и внешний контроль.

Изготовление жгутов

Укладку производят на шаблонах. Шаблон – деревянная панель, на которой нанесена конфигурация жгута в натуральную величину. Концы жгута фиксируют концевыми и поворотными фиксаторами. Направление прокладки каждого проводника указывается линией, намеченной краской по шаблону, при небольшом количестве проводников. При большом количестве проводников прокладку ведут по чертежу или по таблице проводников, входящей в монтажную схему.

На шаблоне жгут, состоящий из отдельных проводников, связывают бандажом. Концы проводников оконцовывают.

Маркировка.

Облегчает монтаж и эксплуатацию электроустановок, её наносят на всё: аппараты, приборы, зажимы, провода, панели, щиты, шкафы, пульты и кабели.

Маркировку на оборудовании наносят трафаретом или штампом. На кабель – на подвесных бирках или оконцевателях; на жилы – на оконцевателях, ПВХ трубках или маркировочной липкой лентой.

Провода вторичной цепей используют цветные провода или провода с буквенной, либо цифровой маркировкой по всей длине изоляции.

Для обозначения фазы и полярности используют различные краски: A–жёлтый, B–зеленый, C–красный, синий –”─”, красный –”+ ”.

Для маркировки проводов применяют также карболитовые маркировочные оконцеватели черного цвета или оконцеватели из ПВХ. Маркировку на карболите наносятся белилами, на ПВХ или капроне – обозначение чернилами. Во время монтажа провода маркируются временными навесными бирками из картона, надпись пишется карандашом. После присоединения проводов к зажимам на концы проводов надевают постоянные бирки, на которые переносятся надписи с временных.

Для маркировки кабелей и жгутов применяются навесные пластмассовые или металлические бирки. Бирки закрепляют на кабелях и жгутах пластмассовой или металлической вязкой. Надписи наносят вручную, трафаретом или выбитым клеймом.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии изготовления жгутов на автоматизированном оборудовании, и может быть использовано в областях техники, связанных с изготовлением жгутов большой номенклатуры. Сущность изобретения: с целью ускорения процесса и повышения качества изделия, зачистку на участках провода от изоляции и обслуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину обрабатываемого участка провода выбирают из выражения L=K(1/2d ш +d пр)+2l к, где k -коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш -диаметр штыря, мм; d мр -длина обрабатываемого участка провода, мм; l к -длина одного обработанного конца провода, мм. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления жгутов на автоматизированном технологическом оборудовании, и может быть использовано в производствах сильно разветвленных жгутов большой номенклатуры. Известен способ изготовления жгута преимущественно для печатных плат, включающий раскладку провода на штырях шаблона, разрезку провода в предварительно зачищенных и залуженных участках, перенос жгута с шаблона на печатную плату, совмещение проводов жгута с контактными площадками печатной платы и распайку проводов жгута, причем перенос жгута на печатную плату осуществляют после совмещения проводов жгута с контактными площадками печатной платы и их распайки. Этот способ имеет следующие недостатки: неэффективное его использование при производстве межплатных, внутриблочных, стоечных жгутов; высокая погрешность совпадения заранее подготовленных участков провода со штырями на шаблоне при большом числе проводов в жгуте; в случае сбоя в процессе раскладки или разрыва раскладываемого провода большие отрезки провода приходится удалять, либо возвращаясь на исходную позицию и начиная раскладку сначала, либо пропуская одну цепь, которую можно разложить в дальнейшем вручную, вследствие чего неизбежны ошибки и потери времени, дополнительный расход провода; для предварительной подготовки участков провода требуются дополнительное оборудование по зачистке и лужению, а также новые программы и носители информации. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления жгутов, включающий зачистку участков проводов от изоляции путе лучом лазера через окна маски, обслуживание зачищенных от изоляции участков проводов, раскладку проводов на шаблоне, разрезку проводов и перенос жгута в радиоэлектронный блок, причем зачистку участков проводов от изоляции осуществляют после раскладки проводов на шаблоне. Главной особенностью способа, позволяющей обеспечить высокую точность места зачистки провода от изоляции, является его зачистка непосредственно в месте расположения конца ответвления жгута. Однако известный способ имеет следующие недостатки: 1. Поскольку сжигание изоляции производят на тех участках провода, которые оказываются в расположении окон в маске из непроницаемых для лучей лазерной обработки материалов, то следовательно для каждого вида жгута требуется своя маска, что крайне невыгодно при мелкосерийном производстве жгутов. 2. Использование лазера существенно удлиняет технологическую цепочку из-за создания специфичных условий его эксплуатации (системы охлаждения, блокировки) и решения вопросов защиты окружающей среды от вредных испарений изоляции под воздействием лазера, а также соблюдения условий технически безопасности для обслуживающего персонала. 3. После отжига изоляции на участках провода впоследствии необходимо обслуживание их общеизвестными приемами, с определенными затратами времени, что не дает большого выигрыша в производительности труда. Целью изобретения является ускорение процесса изготовления жгутов и повышение качества изделия. Цель достигается тем, что в способе изготовления жгутовых изделий, включающем раскладку непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями с использованием укладочной головки с патрубком, зачистку на участках провода от изоляции, облуживание зачищенных от изоляции участков провода, разрезку провода и перенос жгута в радиоэлектронный блок, при этом зачистку на участках провода от изоляции и обслуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину обработанного участка провода выбирают из выражения L= К (1/2d ш +d пр)+2l k , где К - коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш - диаметр штыря; d пр - диаметр обрабатываемого участка провода, мм; l k - длина одного обработанного конца провода, мм. Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается новизной, так как в отличие от прототипа позволяет осуществлять автоматизированную обработки концов (зачистка, флюсование и лужение) ответвлений жгута непосредственно в процессе непрерывной раскладки провода на шаблоне, следовательно, отвечает критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого способа с иными техническими решениями показывает, что ни одно из них не содержит вышеуказанной совокупности заявляемых отличительных признаков. В известных способах обработку участков провода по заданной программе производят либо до раскладки провода на шаблоне, либо после нее. В заявляемом же техническом решении обработку участков провода производят непосредственно в процессе непрерывной раскладки, обеспечивая этим устранение присущих известным способам недостатков. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия". На чертеже представлен фрагмент раскладки жгута с одновременной подготовкой участка провода. Заявляемый способ изготовления жгутовых изделий реализован следующим образом. Раскладку непрерывного провода осуществляют на автомате раскладки проводов. Устанавливают в автомат универсальный шаблон с закрепленными в нем штырями, определяющими топологию будущего жгута. В систему программного управления автомата вводят программу, которая описывает трассу раскладки и определяет последовательность технологических команд. Неподготовленный провод 1 помещают на катушку 2, с которой в процессе непрерывной раскладки он поступает на шаблон 3 с закрепленными в нем штырями 4 и зацепляется за них. Концы проводов в жгуте необходимо обработать на длину, определяемую в конструкторской документации, например, на 10 мм. Мерная обработка, как известно, включает в себя зачистку изоляции на проводе и обслуживание зачищенного участка. Такая обработка участков провода, непрерывно поступающего на катушки, осуществляется устройством мерной подготовки провода 5 (УМП). Процесс раскладки начинается с закрепления начала провода и включения УМП, которым обрабатывается участок провода 6, соответствующий началу первой цепи. После включения автомата укладочная головка 7 начинает перемещаться относительно начала координат шаблона на длину, равную расстоянию R между патрубком 8 укладочной головки 7 и УМП. Это расстояние составляет, например, 150 мм. Далее в соответствии с трассой раскладки провод огибает штырь 9 на шаблоне таким образом, чтобы зачищенный на проводе участок не подвергся деформации. Затем укладочная головка перемещается по координатам, в зависимости от топологии первой цепи и за r=150 мм до концевого штыря, объединяющего первую и вторую цепочки, включают УМП, обрабатывают в нем участок провода на длину, определяемую по формуле L=l п +2l к, где l к - длина одного обработанного конца провода; l п - длина технологической перемычки, возникающей при огибании проводом штыря и которая в процессе обрезки подлежит удалению. Длину технологической перемычки можно оценить по формуле l К (1/2d ш +d пр), где К - коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш - диаметр штыря;
d пр - диаметр обрабатываемого участка провода. Допуская, что l п может быть равна, например, 4 мм, у концевого штыря, объединяющего любые две последовательно следующие цепи, участок провода обрабатывают, например, на длину L=4+2х10=24 мм. Затем раскладывают следующую цепь согласно программе, процесс повторяется до тех пор, пока не произойдет подъем уровня раскладки, зависящий от устройства укладочной головки, на величину h, за счет зацепления за трассировочные штыри большего числа проводов. По мере увеличения h УМП включают по программе в момент, когда расстояние между торцевой поверхностью патрубка укладочной головки и концевым штырем будет определяться как r=R-h. В нашем примере это расстояние равно 150-10=140 мм. При раскладке на шаблоне последней цепи производят обработку провода, длиной 10 мм, после чего укладочная головка, перемещаясь по трассе далее, огибает концевой штырь таким образом, чтобы обработанный участок не подвергался деформации. В последующем разложенный на шаблоне провод обвязывают по чертежу, разрезают пополам все, кроме крайних, обработанные участки, удаляют технологические перемычки и переносят готовый жгут в радиоэлектронный блок. Использование способа наиболее эффективно при изготовлении жгутов большого (несколько сотен) числа проводов, так как он обеспечивает высокую точность совпадения обработанных участков провода со штырями и процесс обработки участков провода не зависит от числа цепей жгута. Использование предлагаемого способа изготовления жгутовых изделий обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
1. За счет совмещения процессов раскладки и обработки проводов расширены технологические возможности автомата раскладки проводов. 2. Существенно увеличена производительность процесса изготовления жгутов за счет сокращения времени на обработку концов, которая осуществляется автоматизированно, качественно и безопасно. 3. Улучшается качество жгутовых изделий за счет исключения монотонного ручного труда. 4. Улучшаются условия труда. 5. Кроме того, использование заявляемого способа не требует дополнительных капитальных вложений. 6. Использование заявляемого способа позволяет максимально использовать преимущества универсального шаблона для изготовления сильноразветвленных жгутов.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖГУТОВ, включающий раскладку непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями с использованием укладочной головки с патрубком, зачистку на участках провода от изоляции, облуживание зачищенных от изоляции участков провода, разрезку провода и перенос жгута в радиоэлектронный блок, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения качества изделия, зачистку на участках провода от изоляции и облуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину L обрабатываемого участка провода выбирают из выражения
L = K(1 / 2d ш +d пp)+2l к,
где K - коэффициент, учитывающий деформацию провода на изгибе штыря шаблона;
d ш - диаметр штыря, мм;
d пр - диаметр обрабатываемого участка провода, мм;
l к - длина одного обрабатываемого конца провода, мм.

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.