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Software para el fácil diseño industrial de arneses eléctricos

Escrito por Lucas Leão | nov 08, 2017

La integración electrónica y el diseño de arneses de cable de interconexión para las industrias modernas se hallan en un proceso de problematización. Siempre es muy importante que estas compañías se encuentren al frente de la demanda por el diseño de calidad. Lo que importa es saber cómo estas se acomodarán a la demanda creciente de productos de calidad y al mismo tiempo cómo harán para mantener un costo competitivo. Este artículo le demostrará cómo el trabajo de poderosas computadoras en conjunto con programas de diseño se traducen en ventajas competitivas para los fabricantes de arneses de cable.

 El diseño de arneses de cables existe desde hace mucho antes que los programas ECAD. Originalmente, el diseño de arneses de cables se realizaba con lápiz y papel. Pero, con el crecimiento de la tecnología de computación moderna, se hizo posible el diseño computacional de arneses de cables. Hoy en día, el proceso de diseño eléctrico se basa primordialmente en gráficos para ECAD por medio de softwares de computadoras que permiten su funcionamiento.       

Diseño automático

         La automación en el diseño sirve para asistir a los ingenieros en el desarrollo de tareas. Esta herramienta permite que los ingenieros omitan el aspecto manual del diseño a través de un entorno de soporte brindado por la computación. El ECAD se traduce en más ventajas para el diseño de arneses de cable a través de entradas automáticas del ingeniero en vez de la construcción manual de diagramas. El procesamiento del proceso del diseño eléctrico incluye: 

  • Diseño de sistema (conectividad de señal pin a pin para cada sistema)
  • Integración de sistema (implementa todos los sistemas juntos y la generación de cable físico)
  • Ingeniería de arneses (finalización del diseño de arneses de cable) 

         La integración del sistema es especialmente desafiante y una tarea propensa a errores, especialmente en el conteo de la señal y la configuración. No hay una configuración universal y existen cientos de diferentes tipos de posibilidades de configuraciones eléctricas individuales. ¿Cómo es posible no perder de vista todas estas configuraciones y lograr una exitosa unión de los conectores? De eso se trata el sistema de integración.

        El ECAD permite que las entradas se generen automáticamente con base en la demanda del usuario. Para el sistema de integración, el ECAD provee lo siguiente: 

  • Conectividad de sistema simple pin a pin, con etiquetado de señal y soporte de opciones de definición.
  • Restrictivos mecánicos, tales como enrutamiento, largo de atado y las ubicaciones de conexión.
  • Lógica de configuración, posibilidad de configuración directa con base en las entradas
  • Reglas de diseño

Estas variantes son todo lo necesario para la generación automática de cableado para arneses de cables para aplicaciones de productos.

Lo que aporta la generación del diseño

         La utilización de las reglas de diseño permite una gestión más simple de las configuraciones complicadas. Estas se podrán basar en el número total de empalmes de cable permitido, eliminar la posibilidad de repetir el código de color de cable cerca de otro cable, o determinar qué material utilizar en función del precio de mercado actual.

        La generación del diseño permite que las variables generen automáticamente diseños de arneses de cables solo si las cuatro entradas son correctas. Las reglas de diseño hacen que las compañías se vuelvan competitivas mediante el desarrollo de la propiedad intelectual de la empresa. El tiempo total de la integración del sistema disminuye, lo que afecta directamente a los costos y tiempos del diseño de los arneses de cables. Además, se traduce en tiempo adicional para experimentar con otras opciones de diseño disponibles. Los cambios de diseño son más simples y se implementan en todo el modelo de diseño, desde las entradas hasta la documentación.

Creación de diagramas

         Nunca la creación de diagramas automática ha sido tan fácil. Ahora los diagramas de diseño de arneses de cable se crean directamente a partir de los datos del usuario. Nunca hay solo un tipo de diseño para arneses de cables. Existen múltiples configuraciones posibles incluso para situaciones eléctricas individuales. Sin embargo, también es una necesidad contar con un diseño individual que se represente de diferentes maneras. Por medio del uso del diseño existente, se podrán generar diagramas específicos para el personal de servicio y mantenimiento, además de para su fabricación.

        Los fabricantes de arneses de cables a menudo requieren que los dibujos cumplan con las normas de los fabricantes de equipos originales (OEM). Sin embargo, muchos fabricantes de arneses de cable a menudo utilizan múltiples OEM, con cada una de sus normas propias. Esto se solía realizar manualmente, no obstante con la asistencia del ECAD, los usuarios realizarán su selección a partir de una biblioteca extensa de normas gráficas para así producir automáticamente el formato. Los fabricantes de arneses de cables, con el software de ECAD, podrán adherirse a todas las normas de todos los clientes, lo cual resultará en una mejor productividad organizacional. 

Gestión de cambio de diseño y revisión

Los cambios en el diseño y las revisiones son comunes para los fabricantes de arneses de cables. Debido a que la mayoría de los arneses de cables se construyen todavía a mano, sin la ventaja de las herramientas específicas de diseño, esto hace que los cambios en el diseño y la revisión sean relativamente fáciles de implementar. Los arneses de cables son uniones complejas de componentes que se vinculan al uso de múltiples proveedores.

La habilidad para cambiar el diseño de los arneses de cables en el acto es, por lo tanto, una ventaja deseada. El verdadero desafío es implementar correctamente los cambios de diseño con base en las entradas del cliente, sin causarle más obstáculos a sus trabajos pendientes.

Las herramientas ECAD para arneses de cables resuelven esto al determinar si los datos de diseño cumplen con la política de configuración automática inicialmente prevista. Todos los objetos de diseño entrantes y sus atributos solo se revisarán con la entrega del permiso. Asimismo, todos los cambios permitidos pasarán por todos los archivos de diseño de arneses de cables.

La implementación del cambio en el diseño y las revisiones con el software ECAD permiten que los cambios diarios de diseño sean automáticos y tengan el control de los fabricantes. 

Modos de falla y Análisis de efectos

         Una vez completadas todas las configuraciones de generación y sistema interactivo, suele ser una buena práctica averiguar si el producto realmente funciona. Hay una fuerte necesidad de probar los sistemas eléctricos para observar si presentan fallas. El objetivo no es arruinar el diseño de los arneses de cables con pruebas sin sentido o absurdas, sino entender si los arneses de cable funcionarán de acuerdo con lo previsto. En caso de no haber fallas, se promoverá la idea de una mejora.

        EL FMEA se utiliza ampliamente como un punto clave para la seguridad y la fiabilidad del producto y suele ser obligatorio en las industrias que requieren alta probabilidad estadística de éxito. El FMEA es un problema cuando el sistema se amplía y problematiza en el diseño. Las aplicaciones eléctricas de FMEA brindan fidelidad de buena calidad en el desarrollo de aptitudes de simulación para probar eventos posibles de falla.

Con la entrada del usuario y el conocimiento situacional explícito del diseño eléctrico, el software de FMEA funcionará en ciclos posibles donde existan fallas potenciales. Esto es para entender el factor de riesgo potencial involucrado con base en el modo de falla del componente o dispositivo. Estas evaluaciones de riesgo pueden ser categorizadas y clasificadas suministrando datos para los ingenieros a fin de que mejoren el diseño.

Es posible que el FMEA requiera de una buena cantidad de dinero al principio, pero la inversión inicial se compensará al final al evitar los costos necesarios de garantías y responsabilidades, al tiempo que mejora la imagen de la empresa, proporcionando productos de mejor calidad. Además, el FMEA eléctrico suministra un feedback de usuario para la mejora del diseño y detección de errores de conectividad, los cuales son ejemplos de las plataformas inteligentemente diseñadas del ECAD.

ECAD E3.series 

Los módulos E3.series suministran una solución poderosa para el diseño y la documentación de los sistemas eléctricos modernos. Se trata de lo más avanzado en términos de bibliotecas de símbolos extensibles y bases de datos, para la representación de un único diagrama de circuito, generando una documentación sin errores con fabricación simultánea y documentación de soporte. Aumente su productividad de diseño utilizando el motor ECAD de alta tecnología, que une diseño esquemático, diseño de panel, diagramas de terminales, diagramas de bloques de cable y las tareas de diseño de cableado en un único entorno interactivo. 

E3.Formboard  

El E3.Formboard es una extensión del E3.Series que provee una solución de diseño para la fabricación de arneses de cables. Se podrán utilizar varios tamaños de hojas para la creación de planos de fabricación. Las funciones de ubicación automática proporcionan una manera sencilla para la disposición y dimensionamiento del diseño de los arneses de cableado.

        Directamente a partir del diagrama esquemático, se podrán ver los cables y arneses de cable en el tablero de dibujo de formas. Incluye tanto componentes eléctricos como no eléctricos: 

  • Ubicación de conexión
  • Segmentos de cable
  • Cubiertas protectoras
  • Clips
  • Etiquetas y más 

Los ingenieros en diseño podrán ubicar manualmente o automáticamente tablas de configuración en los dibujos, para mostrar pin, alambre, cable, señal, calibre, color e información de destino específica para el buen flujo de fabricación libre de errores.

Las reglas se podrán definir antes del modelado de segmentos de arneses de cable y se podrán utilizar con fines de longitud de fabricación. Las reglas de diseño determinan si los segmentos de cables están fuera de escala, pudiendo ajustarlos automáticamente para mostrar la longitud de fabricación correcta de acuerdo con lo designado. El tablero de formas además tiene la capacidad de calcular el diámetro del atado de arneses de cable y mostrar información de los segmentos de arneses.

Las características del E3.Formboard incluyen: 

  • Construido para imprimir dibujos 1:1 en detalle
  • Ubicar vistas de conectores simples o múltiples
  • Ubicar automáticamente las tablas de asignación configurables
  • Soportar segmentos de conexión arqueados
  • Calcular automáticamente la longitud de los cables más los segmentos de enrutamiento
  • Facilitar la rotación de ramales
  • Calcular diámetros de atado
  • Ubicar y verificar partes no eléctricas (montaje, tubo, mangueras, clips, etc.)
  • Integración con máquinas de preparación automática de cables

 E3.3D Routing Bridge

         El E3.Series ha desarrollado una plataforma integrada completa que alinea el E3.Series con los principales proveedores de MCAD. A través del puente de enrutamiento E3 en 3D, la información de conexión esquemática de todas las extensiones E3.Series harán interfaz con los principales sistemas MCAD. 

        La colaboración entre E3.Series y su herramienta MCAD favorita, les otorgará a los ingenieros el privilegio del diseño concurrente, alcanzando a todas las disciplinas de ingeniería, desde la mecánica hasta la eléctrica. Las características principales son: 

  • Transferir información de componentes al MCAD
  • Transferencia de datos con el MCAD (incluye calibre, color y tipo)
  • Detección de conflictos en el MCAD
  • Verificación de radio de curvatura
  • Calcular longitud de cables y segmentos en el MCAD
  • Transferir longitudes y segmentos de regreso al E3.Series
  • Creación automática de documentación de fabricación en E3.Formboard 

Plataformas que soportan MCAD: 

  • Catia V5
  • SolidWorks
  • PTC Creo
  • Autodesk Inventor
  • Siemens NX
  • Solid Edge
  • NX I-deas