Muitos especialistas todos os dias se deparam com o processo trabalhoso e complexo de projetar sistemas elétricos, que no momento requer muito tempo, esforço e dinheiro. Isso se deve ao fato de o uso de CAD díspar afetar negativamente o processo de desenvolvimento e a qualidade dos produtos. Muitas empresas ainda projetam e vendem produtos que não atendem aos padrões digitais modernos. Neste artigo, falaremos sobre como você pode combinar desenvolvimento, engenharia, construção e produção em um único ambiente digital.
Atualmente, a maioria das empresas utiliza um processo típico para projetar circuitos elétricos, consistindo em três estágios:
- Desenvolvimento do esquema;
- Desenho tridimensional;
- Preparando o chicote para produção.
Esses processos são realizados, via de regra, em diferentes programas e uma distribuição semelhante do projeto causa dificuldades tangíveis. Por exemplo, ao projetar circuitos elétricos, os programas especializados da Zuken, IGE-XAO e outros são mais frequentemente usados. Além disso, passando a trabalhar com uma representação tridimensional do sistema elétrico, programas como o CATIA V5 podem estar envolvidos. E tudo termina na fase de preparação do cabo elétrico para o próprio processo de produção. Nesse caso, um conjunto diversificado de software é usado para resolver a tarefa.
Como você pode ver, todas essas etapas levam muito tempo, custos financeiros e não garantem um produto final de alta qualidade. O principal problema de um processo tão típico é a falta de integração total, que transfere dados entre todas as etapas do design.
A seguir, explicaremos e mostraremos o processo de design de ponta a ponta com o exemplo do trabalho passo a passo nas três etapas.
Projeto Elétrico
Projetar circuitos elétricos é uma das etapas mais importantes do trabalho. Depende disso: a qualidade do produto, o momento e o custo de projetar todo o sistema elétrico como um todo. Um dos principais documentos da documentação do projeto é um diagrama de circuitos, que determina a composição básica dos equipamentos elétricos e as relações entre eles. Com base no diagrama de circuitos, são criados os seguintes circuitos: diagrama de fiação, diagrama de fiação e toda a documentação tecnológica.
No módulo Projeto de sistemas elétricos da plataforma 3DExperience, você pode criar ou editar UGOs (símbolos gráficos) para vários componentes elétricos, como equipamentos ou dispositivos, conectores de instrumentos, conectores de cabos, vários tipos de fios, etc. Para equipamentos multidisciplinares, você pode criar uma exibição diferente do UGO.
Na plataforma, é possível implementar vários métodos de projeto de sistemas elétricos para vários processos de negócios da empresa. Como exemplo, será descrita a criação de circuitos elétricos, começando no diagrama de blocos e terminando no diagrama de fiação.
Nesse caso, o processo de criação de sistemas elétricos consistirá nas seguintes etapas:
- definição de um diagrama estrutural;
- definição do conceito;
- definição do diagrama de circuito.
É necessário observar uma certa estrutura da árvore de construção. A estrutura hierárquica da árvore é criada usando a Referência lógica. O primeiro componente lógico contém equipamentos ou dispositivos, o segundo contém componentes para um diagrama de blocos, o terceiro contém componentes para um diagrama de circuitos e o quarto contém componentes para um diagrama de fiação.
O primeiro passo no projeto de sistemas elétricos é determinar o diagrama estrutural, que inclui o equipamento e as relações entre eles. Todos esses dados estão localizados em um componente lógico chamado "Diagrama de blocos".
Para exibir o diagrama estrutural, é utilizado um desenho, que também está localizado dentro deste componente lógico.
O próximo passo é criar um conceito. Para fazer isso, um componente lógico é criado na árvore de construção com o nome "Diagrama esquemático".
Primeiro, o diagrama mostra o equipamento ou dispositivos necessários e, em seguida, um conector de dispositivo com contatos é adicionado a eles. Somente os pinos usados do conector do instrumento podem ser exibidos no equipamento. Depois disso, criamos uma conexão sem contato entre vários tipos de equipamentos ou dispositivos. A conexão criada carrega apenas informações sobre o sinal elétrico.
O próximo passo é criar um diagrama de fiação. Para fazer isso, um componente lógico com o nome "Diagrama de conexão" é criado na árvore de construção. Primeiro, o diagrama exibe equipamentos ou dispositivos e, em seguida, conectores de instrumentos. Assim como no diagrama de circuitos, apenas os contatos usados do conector do instrumento podem ser exibidos no diagrama de conexão. Em seguida, inserimos conectores de cabo no circuito. Assim como os conectores de instrumento, somente os contatos usados também podem ser exibidos para conectores de cabo. Em seguida, criamos uma conexão elétrica entre o cabo e os conectores do instrumento. E o passo final na criação de um diagrama de fiação é adicionar fios ao circuito.
Para garantir a qualidade do design do circuito, existem ferramentas especiais de verificação. Uma das ferramentas verifica a integridade do circuito, que verifica a conexão de dispositivos ou equipamentos usando fios.
É importante observar que na plataforma 3DExperience, você pode criar qualquer circuito elétrico, de diagramas estruturais a diagramas de fiação, analisar os circuitos e criar relatórios.
Transferência de dados do circuito para o espaço tridimensional
Depois de desenvolver o circuito elétrico, passamos para o estágio de projeto tridimensional do sistema elétrico. Inclui as seguintes etapas:
- colocação de equipamentos ou dispositivos no espaço tridimensional (transferência de dados do circuito em 3D);
- colocação de conectores de cabo (transferência de dados do circuito em 3D);
- colocação de elementos de fixação do arnês (trabalhe apenas em 3D);
- criação de geometria tridimensional do pacote (trabalho apenas em 3D);
- chicote elétrico (transferência de dados do circuito em 3D).
A função Logical to Physical é usada para coletar e transmitir dados do circuito para o espaço tridimensional. Esta função analisa o circuito elétrico, coleta automaticamente as informações necessárias e as fornece ao projetista de forma conveniente. Na caixa de diálogo, os dados são agrupados por tipo de componente elétrico (equipamentos ou dispositivos, conectores, fios, etc.).
O primeiro estágio é a colocação de equipamentos ou dispositivos no espaço tridimensional. Para fazer isso, execute a função Logical tp Physical, inicie a análise de circuitos e selecione apenas os equipamentos ou dispositivos que queremos transferir para o espaço tridimensional. Para transferir apenas equipamentos, é necessário selecionar todos os outros elementos do sistema elétrico na caixa de diálogo Gerenciamento de Sincronização Lógica para Física, defina o valor Rejeitado na coluna Status e clique no botão Sincronizar.
Após o equipamento ter sido adicionado ao espaço tridimensional, ele deve ser colocado nos lugares certos.
O próximo passo é adicionar conectores de cabo ao espaço tridimensional. A função lógica para física também é usada para isso. Ela também analisa todo o circuito na caixa de diálogo na coluna Modificação, ao lado do equipamento indicado como "Inalterado" e no lado oposto aos conectores e fios indicados como "Novo".
Na caixa de diálogo, selecione todos os fios e também indique o status de "Rejeitar".
Após a sincronização, todos os conectores de cabo serão automaticamente colocados nos equipamentos ou dispositivos necessários. Esse comportamento é alcançado indicando os mesmos nomes no UGO e a representação tridimensional do componente elétrico e transmitindo as informações necessárias do circuito.
A criação de geometria tridimensional do reboque é possível de duas maneiras:
- A primeira maneira é colocar os elementos de suporte e criar uma geometria tridimensional do pacote.
- O segundo método é a criação preliminar da geometria tridimensional do feixe, determinando a localização ideal dos elementos de suporte e passando o feixe elétrico pelos elementos de suporte espaçados.
- O terceiro método é uma combinação dos dois primeiros métodos.
Para criar um chicote elétrico, primeiro selecionamos um conector de cabo ou tampa de conector e, em seguida, todos os elementos de suporte necessários e, com o último elemento, devemos selecionar um conector de cabo ou sua tampa. Ao criar um chicote elétrico, você pode criar um ramo que comece no chicote elétrico, passe pelos elementos de suporte necessários e termine no conector do cabo ou em sua caixa.
Ao criar o chicote elétrico da segunda maneira, é necessário selecionar o conector do cabo ou sua caixa e, em seguida, indicar os pontos pelos quais o chicote elétrico deve passar, e o último selecionar o conector do cabo. Em seguida, colocamos todos os elementos de suporte desse chicote, e uma função especial permite que você passe automaticamente a geometria do chicote através desses elementos de suporte.
Ao conectar um equipamento com um conector de cabo, ao criar um chicote usando conectores de cabo e elementos de suporte, são criadas relações elétricas e geométricas entre todos os objetos. O movimento de qualquer elemento do sistema elétrico no espaço leva a uma reconstrução geométrica de todo o sistema.
E o último passo é a transferência de informações dos fios do circuito para o 3D. A função Logical to Physical também é usada para executar esta operação. Depois de analisar o circuito, uma caixa de diálogo mostrará que o equipamento ou dispositivos, conectores de cabo já estão colocados no circuito e ainda não há fio. No processo de sincronização de fios de um circuito, as seguintes informações são transmitidas em 3D - a partir de qual contato do conector do cabo o fio saiu e para qual contato do conector do cabo ele veio, bem como as características de cada fio.
Após a sincronização em 3D, linhas retas aparecem mostrando aonde e aonde os fios vão.
Iniciando a função de rastreio, indicamos a geometria tridimensional do pacote; os fios serão dispostos levando em consideração a geometria tridimensional do feixe; o diâmetro do feixe elétrico será atualizado dependendo do número de fios em cada segmento do feixe.
Concluímos que, ao desenvolver uma representação tridimensional do chicote, você terá um grande arsenal de ferramentas e funções disponíveis. Um processo conveniente de dividir os setores de trabalho do projeto para a implementação de um trabalho integrado que não será violado pelas alterações feitas por outro especialista.
Preparando o chicote elétrico para produção
Quando lidamos com o design do circuito elétrico e a criação da geometria tridimensional, prosseguimos para a próxima etapa do trabalho. Preparação para produção.
Nesta fase de projeto, com base na geometria tridimensional do chicote elétrico, é criada sua representação plana, que consiste nas seguintes etapas:
- Crie uma montagem de tecnologia
- Definindo parâmetros de varredura
- Extração e duplicação da geometria tridimensional do chicote elétrico
- Desdobrar o chicote elétrico em um avião
- Modificação de varredura
- Emissão da documentação do projeto
Antes de criar uma varredura do chicote elétrico, é necessário criar uma montagem tecnológica e determinar os parâmetros da varredura. Como parâmetros, um plano é definido, a capacidade de transferir elementos de suporte e sua orientação no plano de varredura.
Em seguida, é necessário extrair e duplicar a geometria tridimensional do chicote elétrico da montagem principal para a montagem tecnológica. Ao executar esta operação, todos os elementos associados ao pacote (conectores de cabo, conectores de cabo pré-fabricados, tampas de conector, elementos de proteção do pacote) são determinados e transferidos para o conjunto do processo.
No processo de extração e duplicação, uma análise é iniciada automaticamente, informando o engenheiro sobre problemas ao duplicar todos os elementos do chicote elétrico. Se o círculo estiver completamente colorido em verde, não foram encontrados problemas ao duplicar a geometria.
Usando ferramentas, modificamos a varredura do chicote elétrico para que ele caiba completamente em uma determinada área. As seguintes opções estão disponíveis ao modificar uma varredura:
- Rotação do segmento em relação a um ponto de ramificação;
- Dobrar um segmento de um feixe em um determinado ponto e com um certo raio de flexão;
- Arranjo paralelo e perpendicular de um segmento do feixe em relação a outro.
Agora, prosseguimos para o lançamento da documentação do design. Com base na varredura do chicote elétrico, um desenho é criado. A criação é totalmente automática. A organização das anotações no desenho, a criação de uma tabela de conexões ocorre automaticamente.
Se o equipamento foi movido no espaço, respectivamente, o comprimento do segmento do pacote pode aumentar ou diminuir e todas essas alterações também serão feitas na digitalização e no desenho.
E, portanto, podemos observar que a plataforma prepara todos os arquivos e documentos de trabalho necessários para a criação do produto. A plataforma fornece um processo automático completo para a preparação de desenhos e diagramas, verifica erros e faz uma análise de controle da operacionalidade do circuito. Elimina as menores imprecisões e erros devido ao processo suave de transição de um estágio para outro.
Na plataforma 3DEXPERIENCE da Dassault Systèmes, é implementado um processo completo de design de sistemas elétricos, desde a criação de circuitos até a preparação da produção devido à continuidade digital das informações. Todo o curso do trabalho está disponível para visualização em tempo real. Os participantes podem fazer edições e alterações sem interferir no trabalho de outro especialista. E a principal característica distintiva da plataforma, notamos a integração.
Esse processo permite que você trabalhe em um modo contínuo desde o início do projeto até sua conclusão e os dados entre os estágios são sincronizados automaticamente.
Postado por Semyon Lyakh, especialista técnico, Dassault Systèmes. semen.lyakh@3ds.com