Elektromechanikai integráció a Fusion 360-ban: Gyakorlati terméktervezési munkafolyamat

Az elektromos és a mechanikai tervezés már nem különálló szakterületek

Az elektromechanikai mérnöki munkát gyakran olyan egyedi eszközökhöz társítják, mint a relék, a szolenoidok, a kontaktorok, a motorok és a működtetők. Mindegyik példában az elektromos energia mozgást hoz létre vagy mechanikai műveletet vezérel.

A modern termékfejlesztés messze túlmutat ezeken az egyedi alkatrészeken. Ma már szinte minden elektronikai termék szoros együttműködést igényel az ipari formatervezés, a gépészeti tervezés, az elektrotechnikai tervezés és a nyomtatott áramköri lapok fejlesztése között.

A nyomtatott áramköri lapot nem lehet a burkolattól elszigetelten megtervezni. A csatlakozóknak egy vonalba kell kerülniük a külső nyílásokkal. A nyomógomboknak hozzáférhető felületek mögött kell elhelyezkedniük. A kijelzőknek láthatónak kell maradniuk az előlapkereteken keresztül. A rögzítőfuratoknak illeszkedniük kell a mechanikai tartóoszlopokhoz. A hőt termelő alkatrészeknek az elfogadható hőmérsékleti határértékeken belül kell maradniuk.

A burkolat sem véglegesíthető a nyomtatott áramköri lap ismerete nélkül. Az alkatrészek magassága befolyásolja a belső szabad tereket. A kábelek útvonala hatással van a falak geometriájára. A szervizelési hozzáférés meghatározza a fedél elhelyezését. Az elektromágneses összeférhetőség árnyékolást, földelési elemeket vagy a táp- és jeláramkörök elválasztását teheti szükségessé.

Ez a kapcsolat az elektromechanikai integráció magasabb szintjét képviseli. Összekapcsolja a termék fizikai szerkezetét a termék működését biztosító elektromos rendszerrel.

1. ábra. Egy tipikus elektromechanikai szerelvény, amely nyomtatott áramköri lapot, burkolatot, kapcsolókat, csatlakozókat és mechanikus kötőelemeket egyesít.

Egy tipikus szerelvényben a nyomtatott áramköri lapot négy csavarral rögzíthetik egy öntött burkolathoz. Két nyomógomb egy vonalba kerülhet az előlapon lévő nyílásokkal. Egy kommunikációs csatlakozó egy másik nyíláson haladhat át. Minden elemnek megfelelően kell illeszkednie a gyártás megkezdése előtt.

Néhány milliméternyi eltérés is megakadályozhatja az összeszerelést. Egy csatlakozó nekiütközhet a burkolat falának. Egy kijelző a látómezőn kívülre kerülhet. Egy rögzítőfurat átfedésbe kerülhet egy rézfelülettel. Egy alkatrész megakadályozhatja a fedél lezárását.

Ezek a hibák költségesek, mert gyakran rejtve maradnak egy fizikai prototípus összeállításáig. Ekkorra a nyomtatott áramköri lapot már legyárthatták. A burkolatot már megmunkálhatták vagy önthették. Az egyedi gyártóeszközöket már megrendelhették.

Az integrált tervezési környezet segít a mérnököknek megtalálni ezeket az ütközéseket, amíg a termék még digitális geometriaként létezik.

Miért teremtenek elkerülhető kockázatot a hagyományos mérnöki átadások?

Az elektromechanikai termékek tervezésében általában több szakember vesz részt. Mindegyikük eltérő műszaki szempontból dolgozik, és más tervezési korlátokat kezel.

Az ipari formatervező határozza meg az általános megjelenést, a felhasználói interakciót, a formát és a tervezett működési környezetet. Ez a szerepkör dönti el, hogyan nézzen ki a termék, és hogyan kezeljék az emberek.

A gépészmérnök ezt az elképzelést gyártható szerkezetté alakítja. Figyelembe kell venni a falvastagságot, az anyagválasztást, a kötőelemeket, a bordákat, a rögzítőbosszokat, a tömítéseket, a zsanérokat és a belső támasztékokat.

Az elektromérnök megtervezi az áramköri architektúrát. Ez magában foglalja a teljesítményátalakítást, a jelkezelést, a jelfeldolgozást, a kommunikációt, a védelmi áramköröket és az interfész-áramköröket.

A nyomtatott áramköri lap tervezője a kapcsolási rajzot gyártható lappá alakítja. Az alkatrészeket el kell helyezni, a vezetősávokat ki kell alakítani, a rézfelületeket létre kell hozni, és teljesíteni kell a gyártási szabályokat.

A gyártástechnológiai mérnökök később áttekintik a szerelési sorrendet, a szerszámok hozzáférését, a tűréseket, a tesztpontokat, a címkézést és a gyártás hatékonyságát.

Az egyes szakterületek külön szoftverplatformot használhatnak. A mechanikai csapat STEP-fájlokat cserélhet. A nyomtatott áramköri lapot tervező csapat DXF-fájlokon keresztül küldheti el a lap körvonalait. Az alkatrészpozíciókat táblázatok, képernyőképek vagy e-mailes megjegyzések segítségével ellenőrizhetik.

Ez a széttöredezett megközelítés számos visszatérő problémát okoz:

A geometria elavul. Előfordulhat, hogy az egyik csapat továbbra is egy régebbi készülékház- vagy nyomtatott áramköri lapverzióval dolgozik.

A tervezési szándék tisztázatlanná válik. Egy mechanikai nyílás mozgathatónak tűnhet, noha egy rögzített külső csatlakozóhoz kapcsolódik.

A módosítások ismételt exportálást igényelnek. Minden felülvizsgálat újabb fájlt, újabb átadást és újabb félreértési lehetőséget teremt.

Az interferencia-ellenőrzések túl későn történnek. A mechanikai és elektromos modelleket csak a fejlesztés végéhez közeledve egyesítik.

A tulajdonosi felelősség széttöredezik. Előfordulhat, hogy a csapatok nem tudják, melyik modell képviseli a jóváhagyott termékkonfigurációt.

A sikeres munkafolyamatnak ezért többet kell nyújtania a fájlkompatibilitásnál. Megbízható kapcsolatot kell fenntartania a nyomtatott áramköri lap, a készülékház, a mechanikai jellemzők és az alkatrészgeometria között.

Gyakorlati példa: kompakt orvostechnikai készülékház

Vegyünk egy Autodesk Fusion 360-ban tervezett kompakt orvostechnikai készüléket. A termék egy kis LCD-kijelzőt, négy kör alakú nyomógombot, egy négyzetes csatlakozót, két előlapi aljzatot és egy oldalsó USB-csatlakozót tartalmaz.

A készülékház funkcionális ipari megjelenésű. A külső felületek egyszerűek, az élek lekerekítettek, a lekerekítések pedig visszafogottak. A belső szerkezet bordákat, rögzítőbosszokat, támasztékokat és kábelrögzítő elemeket tartalmaz.

2. ábra. Nyomtatott áramköri lap és huzalozott alkatrészek integrálására előkészített orvostechnikai készülékház.

A termék egyszerűnek tűnik. Egy kis készülékházhoz azonban számos összehangolt döntésre van szükség.

Az LCD-nek egy vonalba kell esnie az előlapi betekintőablakkal. Az aktív területének a szerelési tűrések ellenére is láthatónak kell maradnia. A kijelzőkábel számára szintén elegendő hajlítási helyet kell biztosítani.

A nyomógombok megfelelő elhelyezési távolságot igényelnek. A kapcsolótesteknek el kell férniük az előlap mögött. A működési útjuknak illeszkedniük kell az öntött gombsapkákhoz vagy a külső membránokhoz.

Az USB-csatlakozónak megfelelő mélységben kell elhelyezkednie. A kábel csatlakozódugójának úgy kell csatlakoznia, hogy ne ütközzön a készülékházba. A nyílásnál elegendő szabad helyet kell biztosítani a kereskedelmi forgalomban kapható kábelek különböző burkolataihoz is.

A két elülső csatlakozóaljzathoz anyákra vagy rögzítőelemekre lehet szükség. Az összeszerelési szerszámoknak a PCB vagy a belső falak akadályozása nélkül el kell érniük ezeket a rögzítőelemeket.

A PCB rögzítődómjainak úgy kell megtámasztaniuk a lapot, hogy ne hozzanak létre túlzott mechanikai feszültséget. Csavarfurataiknak szabadon kell maradniuk a rézfelületektől, vezetősávoktól és a közeli alkatrészektől.

A készülékháznak elegendő helyet kell biztosítania a vezetékek, címkék, szigetelés és gyártási tűrések számára is.

Ez a példa szemlélteti, miért nem redukálható a termékintegráció egy téglalap alakú áramköri lap dobozba helyezésére.

Kezdje a mechanikai burokkal, ne egy önkényesen választott lapmérettel

Az első formális szakasz a PCB alakjának meghatározása. Ennek a döntésnek a belső mechanikai burkot kell követnie, nem pedig egy önkényesen választott villamos szempontot.

A gépészmérnök a készülékházon belüli használható tér meghatározásával kezdi. A rögzítődómok, a falvastagság, a bordák, a rögzítőelemek, a kijelzők, a kapcsolók, a csatlakozók és a kábelcsatornák csökkentik a rendelkezésre álló lapterületet.

A készülékház falához túl közel elhelyezett lap összeszerelési problémákat okozhat. A gyártási tűrések időnkénti érintkezést eredményezhetnek. A lap széléhez panelizálás vagy marás miatt további szabad térre is szükség lehet.

A Fusion 360 lehetővé teszi a mérnök számára, hogy a PCB rögzítési felületeihez képest eltolt szerkesztősíkot hozzon létre. A lap kontúrja ezután közvetlenül ezen a síkon vázolható fel.

A kontúrnak nemcsak a külső kerületet kell tartalmaznia. A rögzítőfuratokat, hornyokat, korlátozott területeket, kivágásokat és mechanikai tiltott zónákat már korán meg kell határozni.

Az így létrejött vázlat PCB-vé alakítható a Fusion elektronikai környezetében való használathoz. Ez kezdeti kapcsolatot hoz létre a gépészeti modell és a villamos terv között.

3. ábra. Gépészeti vázlat kétdimenziós PCB-definícióvá alakítva.

Ez a megközelítés a valós termékgeometrián alapuló lapformát biztosít a villamosmérnök számára. Elkerülhető vele olyan PCB létrehozása, amely később szükségtelen módosításokra kényszeríti a készülékházat.

Az áramköri lap kontúrját ellenőrzött interfészként kell kezelni. Bármely későbbi módosítás hatással lehet az alkatrészek elhelyezésére, a vezetősávok vezetésére, a gyártási költségre, az összeszerelési hozzáférésre és az elektromágneses viselkedésre.

A kontúr véglegesítése előtt a gépészmérnöknek több kérdést is ellenőriznie kell.

Beilleszthető az áramköri lap a készülékházba anélkül, hogy a rendelkezésre álló helyet meghaladó mértékben meg kellene dönteni?

Minden csavar beszerelhető a tervezett szerszámmal?

Az élcsatlakozók az összeszerelés után is hozzáférhetők?

Van elegendő hely a vezetékek számára, és biztosított a kábelek szükséges hajlítási sugara?

A sérülékeny alkatrészek védve vannak a mechanikai terheléstől?

Eltávolítható a lap szervizeléskor anélkül, hogy le kellene választani a nem kapcsolódó szerelvényeket?

A legjobb NYÁK-körvonal nem mindig a lehető legnagyobb körvonal. Egy kissé kisebb lap egyszerűsítheti az összeszerelést, javíthatja a légáramlást, és nagyobb tűrést biztosíthat a csatlakozók körül.

A mechanikai tiltott területeknek egyértelmű tervezési szándékot kell közvetíteniük

A lap körvonala önmagában nem közöl minden fizikai korlátozást. A mechanikai modellnek azokat a térfogatokat is azonosítania kell, ahol alkatrészek, rézvezetők vagy rögzítőelemek nem helyezhetők el.

Például egy burkolati csavar áthaladhat a nyomtatott áramköri lap területén. Az elektromos csapatnak elegendő szabad helyet kell fenntartania a csavarfej és a csavarszár körül.

Egy öntött borda elfoglalhatja a helyet a lap egyik része felett. Az alacsony profilú alkatrészek elférhetnek alatta, a magas kondenzátorok vagy csatlakozók azonban nem.

Egy kijelzőkábel az összeszerelés során végigsöpörhet a lap felett. Az ezen az útvonalon lévő alkatrészek károsíthatják a kábelt vagy megakadályozhatják a beszerelést.

Egy akkumulátortartó rekesz a burkolat egyik oldalával közös lehet. Az akkumulátor behelyezési útvonalának szabadon kell maradnia, még akkor is, ha az akkumulátor nincs jelen a végső összeállítási modellben.

Ezeket a korlátozásokat szándékosan kialakított tiltott geometriaként kell ábrázolni. Nem szabad informális megjegyzésektől vagy képernyőképektől függniük.

Az elektromos tervezőknek azt is meg kell érteniük, mi áll az egyes korlátozások mögött. Egy állandó szerkezeti fal különbözik egy áthelyezhető kozmetikai elemtől. Egy szabályozott kúszóáramú határ különbözik egy előnyben részesített szervizelési hozzáférési zónától.

Az egyértelmű tervezési szándék segít a csapatoknak intelligensen egyeztetni a módosításokról. Megakadályozza, hogy a mérnökök minden geometriai jellemzőt egyformán merev korlátozásként kezeljenek.

Az alkatrészkiválasztásnak magában kell foglalnia a fizikai tokozás ellenőrzését

A lap meghatározásának átvétele után az elektromos tervező elkészíti vagy kiegészíti a kapcsolási rajzot. Az alkatrészek kiválasztása az elektromos követelmények, az elérhetőség, az életciklus-állapot, a költség és a teljesítmény alapján történik.

Egy elektromosan megfelelő alkatrész azonban mechanikailag még lehet alkalmatlan.

Egy tápegység-átalakító megfelelhet a feszültség- és áramkövetelményeknek, de meghaladhatja a megengedett magasságot. Egy csatlakozó rendelkezhet a megfelelő számú tüskével, de nem kompatibilis rögzítési irányt használhat. Egy kondenzátor elférhet a lapon, de megakadályozhatja a burkolat lezárását.

Ezért minden kritikus eszközt pontos fizikai modellhez kell kapcsolni.

A modellnek a valós testméreteket, a tüskék helyét, a rögzítési síkot, a csatlakozó csatlakoztatási irányát és az alkatrész maximális magasságát kell ábrázolnia.

A modell minősége számít. Egy leegyszerűsített téglalap alakú blokk elegendő lehet az alapvető ütközésérzékeléshez. Nem feltétlenül teszi láthatóvá a retesz mozgását, a kábel fröccsöntött átmenetének helyigényét, a csavarokhoz való hozzáférést vagy a gyártási szórást.

A külső kapcsolódásokat igénylő alkatrészek különös figyelmet igényelnek:

A csatlakozóknak egy vonalban kell lenniük a nyílásokkal, és lehetővé kell tenniük a kábel behelyezését.

A kijelzőknek egy vonalban kell lenniük az ablakokkal, keretekkel és érintőfelületekkel.

Kapcsolóknak illeszkedniük kell a mechanikai működtetőkhöz, és biztosítaniuk kell a szükséges mozgástartományt.

LED-eknek egy vonalba kell kerülniük a fényvezetőkkel vagy a panel nyílásaival.

Hűtőbordák nem érhetnek a falakhoz, és nem akadályozhatják a légáramlást.

Transzformátorok és induktivitások magassági, tömegbeli és rezgési problémákat okozhatnak.

Sorkapcsok bekötési hozzáférést és a csavarhúzó számára elegendő helyet igényelnek.

Szervizelhető alkatrészek eltávolítási helyet és hozzáférést igényelnek.

Miután kiválasztották az alkatrészcsomagokat, azok a NYÁK mindkét oldalára elhelyezhetők. Ezután a panel háromdimenziós összeállításként vizsgálható.

Az elhelyezési döntéseket nem csupán az elektromos csatlakozások határozzák meg

Az alkatrészek elhelyezését gyakran elektromos optimalizálási feladatként írják le. A tervezők minimalizálják a vezetősávok hosszát, kezelik a visszatérési áramutakat, elkülönítik a zajos áramköröket, és a leválasztó alkatrészeket a fogyasztóikhoz közel helyezik el.

Ezek a szempontok továbbra is alapvetőek. A burkolat geometriája azonban további korlátozásokat vezet be.

A feszültségszabályozónak közel kell elhelyezkednie az akkumulátorbemenethez. Emellett légáramlásra vagy a burkolathoz való hővezetésre is szüksége lehet.

Egy kommunikációs csatlakozónak illeszkednie kellhet egy külső nyíláshoz. Elhelyezése mechanikailag rögzítetté válhat még a vezetősávok kialakításának megkezdése előtt.

A gépek felügyeletére használt gyorsulásmérőnek meghatározott tájolásra lehet szüksége. Előfordulhat, hogy el kell szigetelni a rezgő ventilátoroktól vagy a kapcsolóüzemű mágneses alkatrészektől is.

A nagyfeszültségű részt el kell különíteni a kisfeszültségű interfészektől. A mechanikai válaszfalak vagy a földelési megoldások befolyásolhatják a végső elrendezést.

A felhasználónak szánt kezelőszerveknek hozzáférhetőnek kell maradniuk. A belső diagnosztikai csatlakozókhoz szükség lehet a technikus hozzáférésére, de külső nyílásra nem feltétlenül.

Az elektromos és mechanikai prioritások ezen kombinációja elhelyezési hierarchiát hoz létre.

Elsőként helyezze el a rögzített külső interfészekkel rendelkező alkatrészeket. Ide tartoznak a csatlakozók, kijelzők, kapcsolók, jelzőfények, antennák és külső érzékelők.

Másodikként helyezze el a mechanikai vagy hőtechnikai jellemzőkhöz kötött eszközöket. Ide tartozhatnak a hűtőbordák, a vázhoz csatlakozó földelési pontok, a nehéz transzformátorok vagy a hővezető lapokhoz rögzített alkatrészek.

Harmadikként helyezze el az elektromosan kritikus alkatrészeket. A teljesítményfokozatoknak, oszcillátoroknak, analóg bemeneti fokozatoknak, memóriáknak és nagy sebességű interfészeknek gyakran szigorú elrendezési követelményeik vannak.

Végül helyezze el a rugalmasan elhelyezhető alkatrészeket, például az ellenállásokat, a kis kapacitású kondenzátorokat és az általános logikai áramköröket.

Ez a hierarchia csökkenti a későbbi fennakadásokat. Egy csatlakozó áthelyezése a vezetősávok kialakítása után több tucat vezetősáv módosítását teheti szükségessé. Egy passzív alkatrész áthelyezése általában sokkal kevesebb utómunkával jár.

Egy kis USB-eltérés jelentős újratervezést indíthat el

A kezdeti elhelyezés után a teljes NYÁK-ot be kell illeszteni a háromdimenziós mechanikai összeállításba.

A példaként bemutatott eszközben ez az ellenőrzés feltárja, hogy az USB-csatlakozó nem illeszkedik a burkolat nyílásához.

4. ábra. A kezdeti USB-csatlakozóelhelyezés nem egyezik a mechanikai nyílással.

Az ütközés egyszerűnek tűnik. A hatása azonban attól függ, mikor fedezik fel.

Az elvezetés előtt a csatlakozó általában csekély ráfordítással áthelyezhető. A kapcsolási rajz változatlan marad. A közeli alkatrészeket kisebb mértékben át kell helyezni.

Az elvezetés után a csatlakozó áthelyezése megzavarhatja a differenciálpárokat, a föld-visszavezetési útvonalakat, a tápvezetékeket, az árnyékolást és a közeli alkatrészeket.

A prototípus gyártása után a módosítás új NYÁK-verziót és egy újabb készülékház-prototípust tehet szükségessé.

A gyártóeszközök elkészítése után egy csatlakozóütközés komoly kereskedelmi problémává válhat.

Ezért kell a kritikus elhelyezést a részletes vezetősáv-elvezetés megkezdése előtt ellenőrizni.

Javítsa a csatlakozási felületet az elektromos elrendezés zárolása előtt

A mechanikai csapat áttekinti az ütközést, és pontos korrekciós utasításokat ad. Ebben a példában az USB-csatlakozót a lap ellentétes oldalára kell áthelyezni, és körülbelül 100 mil értékkel el kell tolni az Y-tengely mentén.

Az elektromos tervező frissíti az alkatrész helyét, majd visszaküldi a nyomtatott áramköri lapot a mechanikai összeállításhoz.

5. ábra. A készülékház nyílásához igazított, korrigált csatlakozóelhelyezés.

A csatlakozó most már megfelelően igazodik, de önmagában az igazítás nem elegendő.

A csapatnak szimulálnia kell a kábel csatlakoztatását. A kereskedelmi forgalomban kapható USB-dugók eltérő fröccsöntött burkolatméretekkel rendelkeznek. Egy nyílás, amelybe az egyik kábel belefér, egy másikat elutasíthat.

A csatlakozó mélységét szintén felül kell vizsgálni. A készülékház belsejébe túl mélyen helyezett csatlakozó megakadályozhatja a teljes csatlakozást. A túl kívülre helyezett csatlakozót mechanikai terhelés érheti.

Minden rögzítőfülnek és árnyékolási elemnek hozzáférhetőnek kell maradnia a forrasztás és az ellenőrzés során.

A készülékház nyílásánál élkialakításra is szükség lehet. Az éles geometria károsíthatja a kábeleket, illetve akadályozhatja a ferde behelyezést.

Ez az ellenőrzés a vizuális igazításvizsgálatot gyakorlati használhatósági felméréssé alakítja.

A kritikus alkatrészeket a vezetősávok elvezetése előtt zárolni kell

Miután minden külsőleg korlátozott és mechanikailag kritikus alkatrészt jóváhagytak, a helyüket zárolni kell.

A zárolás megakadályozza a véletlen elmozdítást az elektromos optimalizálás során. Azt is jelzi, hogy minden későbbi módosításhoz több szakterületet érintő felülvizsgálat szükséges.

Az elektrotechnikai tervező ezután a jeleket a rögzített csatlakozási pontok körül vezethet el.

A kevésbé kritikus eszközök mozgathatók maradhatnak. Az ellenállások, kondenzátorok és más kis alkatrészek gyakran áthelyezhetők a vezetősávok jobb elrendezése vagy a zsúfoltság csökkentése érdekében.

A nagy sebességű áramkörök különös figyelmet igényelnek. A differenciálpároknak szabályozott geometriát kell fenntartaniuk. Az órajelvezetékeknek rövidnek kell maradniuk. A visszatérő áramokhoz folyamatos referenciaföldsíkokra van szükség.

A tápvezetékeknek el kell bírniuk a szükséges áramot. A hőelvezető kialakításnak, a rézvastagságnak, az átvezetőfuratok számának és a vezetősáv szélességének megfelelőnek kell lennie.

Az analóg területeket el kell különíteni a kapcsolóüzemű tápegységek részeitől. Az érzékeny bemeneteket kerülniük kell a zajos mágneses alkatrészeket és a gyors digitális éleket.

Ezeknek az elektromos követelményeknek a korábban meghatározott gépészeti korlátok megsértése nélkül kell teljesülniük.

A vezetékekkel elvezetett nyáknak vissza kell kerülnie a gépészeti összeállításba

A vezetékek elvezetésének befejezésével nem ér véget az elektromechanikai folyamat. A véglegesített nyákot vissza kell helyezni a termék háromdimenziós modelljébe.

Ez a végső frissítés tartalmazhatja az elvezetés közben elmozdult alkatrészeket is. Tartalmazhat továbbá módosított rézterületeket, hozzáadott rögzítőelemeket, árnyékoló alkatrészeket, tesztcsatlakozókat vagy gyártási jellemzőket.

A gépészeti csapatnak újabb teljes interferencia-ellenőrzést kell végeznie.

Az áttekintésnek ki kell terjednie az alkatrészek és a falak közötti távolságra, a fedél lezárására, a rögzítőelemekhez való hozzáférésre, a kábelek elvezetésére, a címkék helyére és az összeszerelési sorrendre.

A nyák elférhet a készülékházban, miközben beszerelése lehetetlen. Például az USB-csatlakozó miatt előfordulhat, hogy a nyáknak ferdén kell behatolnia, mielőtt leengedhető lenne a rögzítőbakokra.

A Fusion 360 használható a készülékházon keresztüli mozgás vizsgálatára. A mérnökök megállapíthatják, hogy a közeli falak, bordák vagy csatlakozók akadályozzák-e a behelyezési útvonalat.

Ez a dinamikus összeszerelési gondolkodás alapvető fontosságú. A statikus, ütközésmentes modell nem garantálja a gyártható terméket.

Az összeszerelési sorrend a termék architektúrájának része

Minden elektromechanikai terméknek van összeszerelési sorrendje, akár megtervezték, akár a gyártósoron alakult ki.

A jó sorrend lehetővé teszi az alkatrészek beszerelését túlzott mozgatás, ideiglenes deformáció vagy speciális szerszámok nélkül.

A rossz sorrend miatt a kezelőknek élesen meg kell hajlítaniuk a kábeleket, egyszerre több alkatrészt kell tartaniuk, vagy rejtett rögzítőelemeket kell beszerelniük.

A tervezőcsapatnak a végleges kiadás előtt dokumentálnia kell a tervezett sorrendet.

A példakészülék esetében egy lehetséges sorrend a következő lehet:

Szerelje be a kijelzőt és az előlap elemeit.

Rögzítse a bekötött aljzatokat, és vezesse el a kábeleiket.

Helyezze be a nyákot a szükséges szögben.

Igazítsa az USB-csatlakozót az oldalsó nyíláshoz.

Engedje rá a nyákot a rögzítőbakokra.

Szerelje be a nyákcsavarokat a jóváhagyott meghúzási nyomatékkal.

Csatlakoztassa a belső vezetékeket, és ellenőrizze a húzásmentesítést.

Zárja le a készülékházat, és végezzen működési tesztet.

E lépések digitális áttekintése feltárhatja a hozzáférési problémákat, mielőtt elkészülne a gyártási dokumentáció.

A csatlakozó szabad helyének a hozzá illeszkedő elemet is tartalmaznia kell

Gyakori tervezési hiba a nyákcsatlakozó modellezése, a hozzá illeszkedő dugóé azonban nem.

A csatlakozóaljzat tökéletesen elférhet a készülékházban. A tényleges kábel-összeállítás azonban jóval több helyet igényelhet.

Az ipari csatlakozók gyakran tartalmaznak rögzítőcsavarokat, reteszeket, húzásmentesítő védőgumikat vagy szögben kivezetett kábeleket. A sorkapcsokhoz helyet kell biztosítani a vezetékek meghajlításához és a szerszámok használatához.

Az Ethernet-csatlakozóknál helyet kell hagyni az RJ45 reteszének. A kör alakú csatlakozóknál szükség lehet a kézzel történő meghúzáshoz szükséges helyre. A kivehető kapcsoknak elegendő hely kell a kihúzáshoz.

Ezért a tervezési felülvizsgálatoknak reprezentatív illeszkedő alkatrészeket is tartalmazniuk kell.

A több kábelbeszállítót használó termékek esetében a csapatnak a legnagyobb jóváhagyott csatlakozóburkolatot kell modelleznie. Ez csökkenti a helyszíni kompatibilitási problémákat.

A kábel hajlítási sugara szintén számít. Egy hajlékony kábel nem mindig fordulhat el közvetlenül a csatlakozó elhagyása után. A túlzott hajlítás károsíthatja a vezetőket, vagy hosszú távú terhelést okozhat.

Ezek az aggályok különösen fontosak ipari mozgásvezérlő, vezérlő- és kommunikációs berendezések esetében. A cserehardvert értékelő mérnököknek szükségük lehet a csatlakozó-hozzáférés összehasonlítására a különböző hajtás- és mozgásvezérlési platformok között.

A hőtervezést az elhelyezés során kell elkezdeni

A hőkezelést nem lehet a burkolat elkészültéig halasztani.

A teljesítményátalakítók, processzorok, motorvezérlők, kommunikációs eszközök és kijelzők háttérvilágításai egyaránt hőt termelhetnek. Elhelyezésük befolyásolja a helyi hőmérsékleteket és a teljes légáramlást.

Az alkatrészek adatlapjai megadhatják az üzemi hőmérséklet határértékeit. A környező levegő hőmérséklete azonban nem mindig tükrözi a belső csomóponti hőmérsékletet.

A szorosan egymás mellett elhelyezkedő hőforrások helyi forró pontokat hozhatnak létre. A zárt burkolatban megrekedhet a hő. A műanyag falak csekély hővezetést biztosíthatnak.

A Fusion 360 lehetővé teszi, hogy a mechanikai modell hűtőbordákat, szellőzőnyílásokat, hővezető lapokat és vezetőképes útvonalakat is tartalmazzon.

A NYÁK elrendezése támogathatja a hőkezelést a réz hőterítésével, hőátvezető furatokkal és az alkatrészek elkülönítésével.

Néhány kérdést át kell tekinteni:

Hol jut be a hő a burkolatba?

Képes-e a természetes konvekció levegőt mozgatni a belső térben?

A hőmérsékletérzékeny alkatrészek nagy hőforrások közelében helyezkednek el?

Átadható-e a hő a vázba vagy a burkolat falába?

Megakadályozza-e a szellőzést a por, a nedvesség vagy a szabályozási követelmény?

Szükség van-e a termék ventilátoros hűtésére, és hogyan észlelik a ventilátor meghibásodását?

A hőtervezés gyakran kompromisszumot igényel. Egy teljesítménykomponens közelebb helyezése a burkolat falához javíthatja a hővezetést, ugyanakkor megnehezítheti az elektromos vezetékek elrendezését.

Az integrált modell minden szakterület számára láthatóvá teszi ezeket a kompromisszumokat.

Az elektromágneses összeférhetőségnek mechanikai dimenziója is van

Az elektromágneses összeférhetőséget gyakran NYÁK-tervezési problémaként kezelik. A gyakorlatban a burkolat kialakítása erősen befolyásolja a kibocsátást és a zavartűrést.

A csatlakozók elhelyezése befolyásolja a kábelek közötti csatolást. Az árnyékolás lezárása hatással van a nagyfrekvenciás áramútvonalakra. A burkolat illesztései sugárzó nyílásokká válhatnak.

A táp- és jelvezetékeket nem szabad ugyanazon a szűkített útvonalon átvezetni. Az érzékeny analóg csatlakozásokat szükség lehet a motor- vagy kapcsolóvezetékektől elkülöníteni.

A fémburkolat árnyékolást biztosíthat, de csak akkor, ha a fedeleket, illesztéseket, rögzítőelemeket és földelési pontokat megfelelően tervezik meg.

Egy műanyag burkolatnál szükség lehet belső árnyékolásra, vezetőképes bevonatokra, szűrt csatlakozókra vagy gondos közös módusú vezérlésre.

A védőföldelés és a vázföldelés csatlakozásainak mechanikailag megbízhatóknak kell maradniuk. A földelési pont nem függhet a festék átszúrásától vagy a nem szabályozott érintkezési nyomástól.

A NYÁK-modellnek azonosítania kell a vázhoz csatlakozó pontokat és az árnyékolás lezárási területeit. A mechanikai modellnek meg kell őriznie a burkolathoz vezető kis impedanciájú útvonalakat.

Ezeket a jellemzőket a prototípus megfelelőségi vizsgálata előtt felül kell vizsgálni. A késői elektromágneses módosítások a NYÁK-ot és a burkolat szerszámozását egyaránt érinthetik.

A szervizelhetőséghez olyan helyre van szükség, amely nem jelenik meg a kapcsolási rajzon

Egy termék lehet gyártható, mégis nehezen karbantartható.

A szerviztechnikusoknak hozzáférésre lehet szükségük a biztosítékokhoz, akkumulátorokhoz, eltávolítható memóriához, diagnosztikai portokhoz, sorkapcsokhoz vagy cserélhető kommunikációs modulokhoz.

A mechanikai kialakításnak elegendő helyet kell biztosítania a kezek, a szerszámok és a cserealkatrészek számára.

Egy biztosíték látható lehet, de szabványos fogóval mégis eltávolíthatatlan. Egy sorkapocs csavarja kábelköteg mögött helyezkedhet el. Egy diagnosztikai csatlakozóhoz a teljes NYÁK eltávolítása lehet szükséges.

A szervizeléshez szükséges hozzáférést valósághű szerszámburkolatokkal kell modellezni.

A tervezőknek a helyszíni körülményeket is figyelembe kell venniük. Az ipari technikusok kesztyűt viselhetnek. A megvilágítás korlátozott lehet. A berendezés a vezérlőszekrény belsejében maradhat felszerelve.

A csatlakozóknak azonosíthatónak kell lenniük. A polarizálásnak meg kell akadályoznia a helytelen behelyezést. A címkéknek a bekötés után is láthatónak kell maradniuk.

Ha a szervizelhetőséget már korán figyelembe veszik, a végtermék teljes üzemideje alatt könnyebben karbantartható lesz.

A tűréselemzés megakadályozza a tökéletes CAD-geometriába vetett hamis bizalmat

A digitális modellek általában a névleges méreteket ábrázolják. A fizikai alkatrészek mindig tartalmaznak eltéréseket.

A NYÁK huzalozási tűrései, a furattűrések, az öntött burkolat zsugorodása, a rögzítőelemek játéka, a csatlakozó helyzete és az összeszerelési eltérések mind befolyásolhatják az illeszkedést.

A névlegesen igazított csatlakozó a gyártás során elállítódhat. Egy olyan panel, amely éppen csak elfér a fal mellett, egyes összeállításokban hozzáérhet.

Ezért a kritikus csatlakozási pontoknál tűrési tartalékokra van szükség.

A tervezőcsapatnak azonosítania kell a rögzítési jellemzők és a külső csatlakozási pontok közötti méretláncokat. A csatlakozók igazítását ugyanazokhoz a mechanikai bázisokhoz kell viszonyítani, amelyeket az összeszerelés során használnak.

A rögzítőfuratok szabályozott hézaggal készülhetnek a beállítás lehetővé tételéhez. A nyílásoknál további helyre lehet szükség a kereskedelmi forgalomban kapható csatlakozók körül.

A túl nagy hézag azonban ronthatja a megjelenést, a behatolás elleni védelmet vagy a mechanikai megtámasztást.

A tűréselemzés segít a mérnököknek kiegyensúlyozott kialakítást választani a szemrevételezésre való hagyatkozás helyett.

A gyártásra tervezésnek a panelt és a burkolatot egyaránt le kell fednie

A gyártásra tervezett NYÁK magában foglalja a vezetősávok közötti távolságot, a gyűrűsávokat, a furatméreteket, a forrasztásgátló maszk hézagát, az alkatrészek közötti távolságot és az összeszerelési követelményeket.

A gyárthatóságot szem előtt tartó mechanikai tervezés magában foglalja a falvastagságot, a kihúzási szögeket, a szerszámhozzáférést, a hajlítási sugarat, az anyagviselkedést és a rögzítési módszereket.

Az elektromechanikai gyártás mindkét területet ötvözi.

Például egy csatlakozót hullámforrasztással kellhet beforrasztani. A burkolatban elfoglalt helyének kompatibilisnek kell maradnia a forrasztási folyamattal és a későbbi tisztítással.

Egy magas alkatrész árnyékot vethet az automatizált optikai ellenőrzés során. Egy mechanikai konzol akadályozhatja a tesztponthoz való hozzáférést.

A présbe illesztett csatlakozók behelyezési erőt fejtenek ki. A panelnek és a burkolatnak ezt az erőt túlzott elhajlás nélkül kell elviselnie.

A nehéz alkatrészekhez rezgés esetén további rögzítésre lehet szükség. A burkolatban helyet kell biztosítani a ragasztóknak, bilincseknek vagy konzoloknak.

A konform bevonathoz a csatlakozók, tesztpontok és földelési érintkezők körül kizárási területekre lehet szükség.

A gyártásközi vizsgálathoz pogo-pin csatlakozási pontokra lehet szükség. A tesztkészülékeknek megbízható mechanikai referenciafelületekre és akadálymentes érintkezési területekre van szükségük.

Ezeket a követelményeket még azelőtt hozzá kell adni, hogy a termék elérné a végleges kiadást.

Ipari esettanulmány: Távoli gépfelügyeleti csomópont

Vegyünk egy forgó gépek közelében telepített kompakt állapotfelügyeleti csomópontot.

Az eszköz rezgés-, hőmérséklet- és fordulatszámjeleket gyűjthet. Ipari Etherneten vagy más üzemi hálózaton keresztül kommunikálhat.

Az elektromos kialakítás magában foglalja az analóg jelkondicionálást, a feldolgozást, a leválasztást, a kommunikációt, a teljesítményátalakítást és a védelmi áramköröket.

A mechanikai kialakításnak kezelnie kell a kábelátvezetőket, az árnyékolás lezárását, a burkolat tömítését, a rögzítési irányt és a környezeti hatásokat.

Az érzékelőbemeneteket el kell különíteni a zajos áramköri részektől. A kábelárnyékolásokhoz tudatos csatlakoztatási stratégiára van szükség. A burkolatnak elegendő helyet kell biztosítania a terepi bekötésekhez és a hajlítási sugárhoz.

Egy csatlakozó elektromosan megfelelő lehet, de kesztyűt viselő technikusok számára alkalmatlan. A kompakt burkolat csökkentheti a költségeket, miközben megnehezíti a kapocspontokhoz való hozzáférést.

A csomóponthoz merev rögzítőfelületre is szükség lehet. A gép által keltett mechanikai rezgés hatással lehet az érzékeny belső elektronikára.

Az integrált felülvizsgálat lehetővé teszi a csapat számára, hogy a hardver megépítése előtt elemezze ezeket a kölcsönhatásokat.

A meglévő üzemi rendszerekkel dolgozó mérnökök összehasonlíthatják a különböző gépfelügyeleti komponensek fizikai integrációs igényeit is.

Ipari esettanulmány: Kompakt szervovezérlő átjáró

Második példaként említhető egy átjáró, amely egy gépvezérlőt több szervohajtással kapcsol össze.

Az egység ipari Ethernet-portokat, leválasztott soros kommunikációs interfészeket, digitális bemeneteket, állapotjelzőket és 24 V DC tápbemenetet tartalmazhat.

A kommunikációs csatlakozókhoz az előlap felől hozzáférést kell biztosítani. Az állapotjelző LED-eknek egy vonalban kell lenniük a fényvezetőkkel vagy a betekintőablakokkal. A tápcsatlakozóhoz elegendő helyet kell biztosítani a bekötéshez.

A processzor és a hálózati eszközök koncentrált hőt termelhetnek. Az izolációs alkatrészek elhelyezési akadályokat hoznak létre. A nagysebességű jelek szabályozott nyomvonalvezetést igényelnek.

A készülékház DIN-sínre szerelhető. Ez korlátozásokat támaszt a szélességgel, a retesz hozzáférhetőségével és a szomszédos berendezésekkel kapcsolatban.

A keskeny készülékház vonzónak tűnik, mert helyet takarít meg a szekrényben. Az elégtelen szélesség azonban arra kényszerítheti a tervezőket, hogy a csatlakozókat több oldalra helyezzék, ami megnehezíti a vezetékezést.

A Fusion 360 egyetlen termékmodellben támogatja a NYÁK alakjának, a csatlakozók orientációjának, a sínre szerelésnek és az összeszerelési sorrendnek a kiértékelését.

A csapat összehasonlíthatja az egyetlen NYÁK-os kialakítást a több egymásra helyezett NYÁK-ot használó kialakítással. Az egymásra helyezett NYÁK-ok csökkenthetik a szélességet, de növelhetik a csatlakozók bonyolultságát és a hőterhelési sűrűséget.

Ezeket a kompromisszumokat könnyebb kiértékelni, ha az elektromos és mechanikai geometria összekapcsolva marad.

Ipari esettanulmány: Elosztott I/O zord környezetekhez

Egy elosztott I/O-egység újabb komoly integrációs problémát jelent.

A termék kombinálhat digitális bemeneteket, analóg csatornákat, relékimeneteket, kommunikációs interfészeket és tápellátás-kondicionálást.

A helyszíni vezetékezés jelentős sorkapocsterületet igényel. Az elszigetelési határok hatással vannak a NYÁK-elrendezésre. A reléalkatrészek magassági és hőterhelési problémákat okozhatnak.

Ha a készülékháznak magas behatolásvédelmi besorolásnak kell megfelelnie, a külső nyílásokat minimálisra kell csökkenteni. A csatlakozók, tömítések és kábelátvezetők a tömítési stratégia részévé válnak.

A mechanikai válaszfalak elválaszthatják a veszélyes feszültségeket a kisfeszültségű elektronikától. Az előírt kúszóáramú és légközöknek a NYÁK-on és a készülékházban egyaránt meg kell maradniuk.

A készülékház anyagának az alkalmazástól függően ellen kell állnia a vegyszereknek, a rezgésnek, a hőmérséklet-változásoknak és az ultraibolya sugárzásnak.

A szervizcsapatoknak szükségük lehet az elektronika cseréjére a helyszíni vezetékek leválasztása nélkül. Ez az igény kivehető sorkapocshoz vagy alapegység-architektúrához vezethet.

Egy ilyen döntés hatással van a csatlakozó kiválasztására, a NYÁK alakjára, a készülékház szerszámozására és a termék költségére.

A korai elektromechanikai modellezés segít a csapatnak kiértékelni ezeket az architekturális döntéseket, mielőtt költséges elköteleződéssé válnának.

A változáskezelés ugyanolyan fontos, mint a geometriacsere

Az integrált platform csökkenti a fájlátadásokat, de a csapatoknak továbbra is fegyelmezett változatkezelésre van szükségük.

Minden fontos interfészhez egyértelműen kijelölt felelősnek kell tartoznia. A készülékház nyílása a mechanikai csapathoz, míg a csatlakozó lábkiosztása az elektromos csapathoz tartozhat.

Bármelyik elem módosítása mindkét csoport általi felülvizsgálatot kell, hogy kiváltson.

A tervezési mérföldkövek szabályozott állapotokat hozhatnak létre:

Koncepcióállapot: a geometria rugalmas marad az architektúra feltárása közben.

Interfészállapot: a NYÁK körvonala, a csatlakozók, a kijelzők és a rögzítési pontok szabályozottá válnak.

Nyomvonalvezetési állapot: a kritikus alkatrészek helyzete rögzítve van.

Érvényesítési állapot: a hőtechnikai, mechanikai, elektromos és gyárthatósági ellenőrzések befejeződtek.

Kiadási állapot: a gyártási adatok megfelelnek a jóváhagyott integrált modellnek.

Minden állapotnak meg kell határoznia, hogy mely módosítások engedélyezettek, és ki hagyhatja jóvá azokat.

A csapatoknak kerülniük kell az exportált geometria nem kezelt másolatainak használatát. Egy helyi számítógépre mentett STEP-fájl gyorsan elavulhat.

A verziójegyzeteknek a műszaki hatást kell leírniuk, nem csupán azt, hogy egy alkatrész elmozdult. A jegyzetnek meg kell magyaráznia, miért mozdították el, és mely interfészeket validálták újra.

A szakterületeken átívelő felülvizsgálatoknak a termék interfészeit kell követniük

Számos tervfelülvizsgálat szakterületek szerint szerveződik. A villamosmérnökök a kapcsolási rajzot vizsgálják felül. A gépészmérnökök a burkolatot vizsgálják felül. A NYÁK-tervezők az elrendezést vizsgálják felül.

Az elektromechanikai felülvizsgálatoknak ehelyett az interfészekre kell összpontosítaniuk.

A csatlakozó felülvizsgálatának ki kell terjednie a csatlakozó elhelyezésére, a nyílás geometriájára, a kábel szabad terére, az árnyékolásra, a tömítésre, a címkézésre és az összeszereléshez való hozzáférésre.

A kijelző felülvizsgálatának ki kell terjednie az aktív területre, a betekintési szögre, a rögzítési nyomásra, a kábelvezetésre, az optikai tisztaságra és a szervizelés során történő cserére.

A hőtechnikai felülvizsgálatnak ki kell terjednie az alkatrészveszteségekre, a réz hőterítésére, a légáramlásra, a burkolaton keresztüli hővezetésre, a környezeti feltételekre és a hőmérsékleti határértékekre.

A földelési felülvizsgálatnak ki kell terjednie az áramköri referenciára, a váz földelésére, a kábelárnyékolásokra, a rögzítőelemek érintkezésére és a szabályozási követelményekre.

Ez az interfészalapú módszer olyan problémákat is feltár, amelyeket a szakterületspecifikus felülvizsgálatok esetleg nem vesznek észre.

Gyakorlati elektromechanikai felülvizsgálati ellenőrzőlista

A huzalozás megkezdése előtt ellenőrizze a következő pontokat:

A NYÁK körvonala megfelel a jóváhagyott mechanikai befoglaló méretnek.

A rögzítőfuratok illeszkednek a burkolat kiemelkedéseihez és a szerelvényekhez.

A kritikus tiltott területeket meghatározták és értik.

A csatlakozók illeszkednek a nyílásaikhoz.

Az illeszkedő dugaszok behelyezéséhez és eltávolításához elegendő hely áll rendelkezésre.

A kijelzők, kapcsolók és visszajelzők megfelelően illeszkednek.

A magas és nehéz alkatrészek megfelelő szabad térrel rendelkeznek.

A hőtermelő eszközökhöz meghatározták a hőelvezetés útvonalát.

Figyelembe vették a kábelek vezetését és hajlítási sugarát.

Az összes szükséges rögzítőelemhez hozzáférnek az összeszerelő szerszámok.

A huzalozás után ellenőrizze a következő további pontokat:

Egyetlen alkatrész sem került mechanikai tiltott területre.

A panel a tervezett behelyezési útvonalat követheti.

A burkolat a kábelek összenyomása nélkül zárható.

A rögzítőelemek gyártási szerszámokkal beszerelhetők.

A tesztpontok továbbra is hozzáférhetők.

A földelési és árnyékolási jellemzők változatlanul megmaradtak.

A szabályozási előírásoknak való megfelelés nem sérült.

A jóváhagyott NYÁK-verzió megfelel a mechanikai összeállításnak.

A gyártási csomag megfelel validált termékmodellnek.

A prototípus tesztelésének meg kell erősítenie a digitális feltételezéseket

A digitális integráció csökkenti a kockázatot, de nem szünteti meg a prototípusok szükségességét.

A fizikai prototípusok feltárják az anyagok viselkedését, a kábelek rugalmasságát, a csatlakozók érzetét, a kijelző láthatóságát, a rögzítőelemek hozzáférhetőségét és az összeszerelés változékonyságát.

Az első prototípust inkább validációs eszközként, mint bemutatóegységként kell kezelni.

A mérnököknek minden váratlan kölcsönhatást rögzíteniük kell. Még a kisebb összeszerelési nehézség is komoly gyártási problémává válhat nagyobb darabszám esetén.

A prototípus áttekintésében az elektromos, mechanikai, gyártási, minőségügyi és szervizcsapat képviselőinek is részt kell venniük.

A csapatnak a fizikai összeállítást közvetlenül az integrált CAD-modellel kell összehasonlítania.

Bármely eltérés helytelen alkatrészmodellre, elavult verzióra, gyártási eltérésre vagy hiányos tűrésfeltételezésre utalhat.

A javításokat vissza kell vezetni a digitális modellbe. A prototípus nem válhat a nem dokumentált módosítások különálló forrásává.

Ahol a Fusion 360 a legnagyobb értéket nyújtja

A Fusion 360 különösen értékes, amikor az elektromos és mechanikai tervezési döntések szorosan összekapcsolódnak.

A kompakt eszközök azért előnyösek, mert a kis geometriai ütközések az egész architektúrát befolyásolhatják.

A számos külső interfésszel rendelkező termékek azért előnyösek, mert a csatlakozók, kijelzők, kapcsolók és jelzők elhelyezését összehangoltan kell tartani.

A kis sorozatú ipari berendezések azért előnyösek, mert a csapatoknak nem feltétlenül áll rendelkezésükre külön vállalati platform minden mérnöki szakterülethez.

A gyorsan fejlesztett prototípusok azért előnyösek, mert a tervezés a korai tesztelés során gyakran változhat.

Az egyedi burkolatot használó termékek azért előnyösek, mert a mechanikai jellemzők közvetlenül reagálhatnak a NYÁK követelményeire.

A platform folyamatosabb munkafolyamatot is támogat. A mechanikai geometria meghatározhatja a NYÁK-ot. Az elektromos elhelyezés visszahatással lehet a burkolatra. Mindkét csapat ugyanazt a termékkörnyezetet tekintheti át.

Ez a folytonosság csökkenti a manuális exportok számát, és mérsékli az elavult geometria áttekintésének kockázatát.

Az integráció nem helyettesíti a mérnöki megítélést

A megosztott tervezési platform önmagában nem eredményez megbízható terméket.

Továbbra is pontos alkatrészmodellekre van szükség. A kizárási területeket helyesen kell meghatározni. Az elektromos korlátozásokat be kell tartani. A mechanikai tűréseknek reálisnak kell lenniük.

A mérnököknek a gyártási folyamatokat, az anyagokat, a szabályozási követelményeket és a helyszíni körülményeket is érteniük kell.

Az automatikus interferenciaészlelés képes azonosítani az egymást átfedő szilárdtesteket. Előfordulhat, hogy nem ismeri fel a hozzáférhetetlen csavart, a megengedhetetlen kábelhajlítást vagy a nehezen érthető szervizelési eljárást.

A hőelemzés ésszerű teljesítmény- és anyagfeltételezésektől függ. Az elektromágneses teljesítményhez továbbra is speciális tervezői megítélés és fizikai tesztelés szükséges.

A szoftver javítja az együttműködést. Nem helyettesíti a műszaki felelősséget.

Hatékonyabb termékfejlesztési módszer

A megbízható elektromechanikai folyamat több, egymáshoz kapcsolódó szakaszban foglalható össze.

Kezdje a termék funkciójával és ipari formatervezésével. Határozza meg, hogyan fogják használni, rögzíteni, csatlakoztatni és szervizelni a terméket.

Hozza létre a mechanikai befoglaló méretet. Tartalmazza a burkolat falait, a rögzítési elemeket, a felhasználói kezelőfelületeket és a telepítési korlátozásokat.

Határozza meg a NYÁK kontúrját ezen a burkolaton belül. Tartalmazza a rögzítőfuratokat, kivágásokat és tiltott területeket.

Készítse el a kapcsolási rajzot, és válasszon fizikailag validált alkatrészeket.

Először helyezze el a mechanikailag rögzített alkatrészeket. Ellenőrizze a csatlakozókat, kijelzőket, kapcsolókat, jelzőket és hőtechnikai interfészeket.

Helyezze vissza a kezdeti NYÁK-ot a mechanikai összeállításba. A nyomvonaltervezés előtt oldjon meg minden jelentős interferenciát.

Rögzítse a kritikus alkatrészpozíciókat. Fejezze be a jel-, táp- és földelési elrendezést.

Küldje vissza a megtervezett NYÁK-ot a végső mechanikai validáláshoz.

Ellenőrizze a szerelési sorrendet, a szervizelési hozzáférést, a hőviselkedést, a tűréseket és a gyártási követelményeket.

Készítsen prototípusokat, és hasonlítsa össze őket a jóváhagyott digitális modellel.

A gyártási adatokat csak az elektromos és mechanikai konfigurációk összehangolása után szabad kiadni.

Összegzés

Az elektromechanikai integráció nem egy végső kompatibilitási ellenőrzés. Folyamatos mérnöki folyamat, amely a termékarchitektúrával kezdődik, és a gyártásra bocsátásig tart.

Szinte minden elektronikai termék a NYÁK, a burkolat, a csatlakozók, a kezelőszervek, a vezetékek, a hőrendszer és a szerelési módszer sikeres együttműködésétől függ.

A Fusion 360 ezt a kapcsolatot azzal támogatja, hogy a mechanikai tervezést, a NYÁK-definíciót, az alkatrészek elhelyezését és a háromdimenziós validálást összekapcsolt környezetben tartja.

A gyakorlati munkafolyamat az ipari formatervezéssel és a burkolat fejlesztésével kezdődik. A mechanikai csapat meghatározza a NYÁK alakját. Az elektromos csapat kiválasztja és elhelyezi az alkatrészeket. A teljes NYÁK visszakerül a mechanikai modellbe az interferencia ellenőrzéséhez.

Csak a kritikus interfészek ellenőrzése után kezdődhet meg a részletes nyomvonaltervezés. Ezután a megtervezett NYÁK-nak vissza kell kerülnie a végső szerelési, hézag-, hőtechnikai és gyárthatósági ellenőrzésekhez.

Ez a megközelítés csökkenti a szükségtelen átadásokat, mérsékli a változatokkal kapcsolatos félreértéseket, és még azelőtt felismeri az ütközéseket, hogy azok eljutnának a gyártásig vagy a szerszámkészítésig.

A legfontosabb eredmény nem egyszerűen a gyorsabb CAD-munka. Hanem a jobb mérnöki kommunikáció.

Amikor az elektromos és mechanikai csapatok közös termékdefiníció alapján dolgoznak, a tervezési döntések összefüggéseikben válnak láthatóvá. A csatlakozó többé nem csupán egy kapcsolási rajzi szimbólum. Elektromos interfésszé, mechanikai nyílássá, kábelnyomvonallá, árnyékolási ponttá, szerelési jellemzővé és szervizelési szemponttá válik.

Ez az átfogóbb szemlélet segít a csapatoknak olyan termékeket létrehozni, amelyek megfelelően illeszkednek, megbízhatóan szerelhetők össze, biztonságosan működnek, és teljes élettartamuk alatt praktikusan használhatók.

Az Autodesk Fusion 360 integrált mechanikai és elektronikai képességeiről további információ érhető el a hivatalos Autodesk Fusion 360 termékforrásban.