eng
Выпуск #3/2025
Ю. Коваль
УНИКАЛЬНЫЕ РОССИЙСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЖГУТОВОГО ЦЕХА ПОД ЛИТЕРНУЮ КД
УНИКАЛЬНЫЕ РОССИЙСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЖГУТОВОГО ЦЕХА ПОД ЛИТЕРНУЮ КД
Просмотры: 1014
DOI: 10.22184/1992-4178.2025.244.3.220.223
ООО «Протех» реализует проект по модернизации и автоматизации жгутового производства. В статье рассматриваются решения для комплексной обработки провода, которые позволяют ускорить процесс производства, минимизировать ошибки, повысить повторяемость процесса
ООО «Протех» реализует проект по модернизации и автоматизации жгутового производства. В статье рассматриваются решения для комплексной обработки провода, которые позволяют ускорить процесс производства, минимизировать ошибки, повысить повторяемость процесса
Теги: automatic wire arrangement complex wire processing line harness production facility автоматическая раскладка провода жгутовый цех линия комплексной обработки провода
Уникальные российские решения
для автоматизации жгутового цеха
под литерную КД
Ю. Коваль
Сборка кабельных жгутов – одна из тех консервативных областей, которые трудно поддаются автоматизации и работают по тем же технологиям и конструкторской документации, что и десятилетия назад. В основном это ручной труд, поэтому предприятия повышают производительность при сборке жгутов за счет привлечения новых кадров. Но проблема в том, что на набор и обучение новых сотрудников требуется время, которое сегодня в дефиците. С целью ускорения процесса выпуска кабельных жгутов ООО «Протех» реализует проект по автоматизации жгутового цеха в АО «НПК «Конструкторское бюро машиностроения».
Проектом предусмотрена модернизация и автоматизация жгутового цеха на всех этапах производственного процесса – от склада до участка электроконтроля (рис. 1). Подробно процесс изготовления жгута и новые технические решения для каждого производственного этапа были рассмотрены в [1].
Для большинства участков жгутового цеха нам удалось подобрать оборудование, часть из которого было доработано, чтобы интегрировать в проект. Но существует производственный процесс, для которого на рынке в принципе отсутствует решение по автоматизации – это раскладка провода в жгуты. Между тем это трудоемкая операция, которая традиционно выполняется вручную, а значит, требует большого количества времени и подвержена влиянию человеческого фактора. Данную задачу удалось решить с помощью станка, который разработало Научно-производственное предприятие
«Протон» – дочерняя компания ООО «Протех». Это станок ЧПУ для автоматической раскладки провода на плазе в имитаторы разъемов.
Также был разработан его «помощник» – линия комплексной обработки проводов. Она в автоматическом режиме последовательно осуществляет операции от нарезки провода до его раскладки в жгут: размотку провода, мерную резку, лазерную зачистку, подкручивание жил, флюсование, лужение и раскладку провода по схеме жгута.
Станки располагаются рядом и работают в паре по единой программе на основе существующей на предприятии КД, переведенной в электронную форму.
Отдельно следует сказать, что на рынке отсутствуют решения, хотя бы отдаленно напоминающие представленные. Рассмотрим оборудование более подробно.
Линия комплексной обработки провода
В данную линию интегрировано оборудование, которое в автоматическом режиме подготавливает провод к последующей раскладке на плазе и электромонтажу (рис. 2). Задача оператора при работе с данным станком сводится к выбору необходимого жгута из запрограммированной номенклатуры и установке катушек или бухт с проводами.
Линия последовательно выполняет следующие операции над проводом (рис. 3):
При необходимости любой этап обработки может быть пропущен (бай-пасс операции).
Обращаем внимание, что все процессы, перечисленные выше, осуществляются по программе согласно электронной КД. Программа позволяет оператору выбирать различные конфигурации жгута с использованием проводов разного наименования и сечения.
Оборудование линии расположено внутри единых направляющих из алюминиевого профиля. Управление процессами происходит с помощью отдельно стоящего шкафа управления.
Станок ЧПУ для автоматической раскладки провода на плазе
Далее нарезанный провод с подготовленными к монтажу концами автоматически (без помощи оператора) передается на станок ЧПУ, который в автоматическом режиме производит раскладку в жгут согласно КД (рис. 4).
Станок представляет собой горизонтальную панель из ламинированной фанеры размером 2 × 4 м, на которой в шахматном порядке просверлены отверстия для установки металлических штырьков. Вдоль рабочей поверхности плаза в трех плоскостях передвигается управляющий модуль, который сначала расставляет металлические штырьки в соответствии с заданной программой (в зависимости от конфигурации жгута), а затем раскладывает между штырьками провод за проводом, пока не наберется весь жгут. Раскладка осуществляется с учетом всех ответвлений («плеч») жгута. Скорость раскладки задается оператором в диапазоне 0,5–1 м/с. По окончании операции оператор снимает полученное тело жгута с плаза, и станок приступает к следующей раскладке.
Особенностью станка является вставка концов провода в специальные пластинки из текстолита, которые имитируют количество и расположение контактов в данном разъеме (рис. 5). Это значительно облегчает последующую работу электромонтажника и сводит
к минимуму потенциальные ошибки при распайке (не тот провод не в тот контакт). Модуль, несущий провод, оснащен техническим машинными зрением, благодарю чему станок попадает точно в предназначенный для конкретного провода заранее промаркированный разъем.
Данный станок был представлен на выставке ExpoElectronica 2024, но тогда мы запускали его в тестовом режиме и без линии комплексной подготовки провода. На данный момент станок готов к эксплуатации. Мы продемонстрируем его в работе вместе со «станком-помощником» на выставке ExpoElectronica 2025.
Фактически задача оператора при работе с данной парой станков состоит в установке катушек с проводами, раскладке текстолитовых пластин-имитаторов разъема на рабочую поверхность и переносе разложенных по схеме проводов на плаз для бандажирования. Все остальные процессы полностью автоматизированы и запрограммированы.
Работу по программированию – внесение параметров эталонных жгутов – осуществляет производитель. Станки работают в рамках единой программы, основанной на электронной конструкторской документации. В ней хранятся параметры эталонных жгутов (наименование, сечение и длина проводов, количество и длина ответвлений жгута, соединения). Непосредственно к этой КД обращается как линия комплексной обработки провода, так и станок ЧПУ по раскладке провода. При изменении КД станки не нуждаются в перепрограммировании. Достаточно внести корректировки в базу данных, которая экспортируется с сервера в форме таблицы, а затем загружается обратно.
Итак, какие же задачи решают данные станки?
Ускорение процесса производства. Станки могут работать круглосуточно, в том числе в ночную смену. Для их обслуживания достаточно одного оператора. За ночь станки способны разложить необходимое количество жгутов заданной номенклатуры.
Исключение ошибок при раскладке. Провода подготавливаются к монтажу, а затем раскладываются по заданной выверенной программе.
Высокая повторяемость процесса. Станок разложит жгут бесчисленное количество раз.
Система прослеживаемости производства. Вся статистика по разложенным жгутам, их конфигурации, наименованию и сечению проводов отображается в программе.
Подготовка жгута к электромонтажу – раскладка проводов в имитаторы разъемов, минимизирующая количество ошибок при распайке.
Данные станки уникальны и не имеют аналогов не только в России, но и в мире.
Плаз для бандажирования
На последующих этапах разложенный жгут отправляется на распайку и затем на раскладку и лентообмотку на двусторонний 8-метровый перфорированный плаз, расположенный вертикально под небольшим наклоном (рис. 6). На данном плазе по схеме вручную расставляются металлические штырьки (как на станке по раскладке, только там они расставлялись автоматически). При помощи штырьков монтажник раскладывает и фиксирует жгут со всеми его ответвлениями, расправляет провода и осуществляет лентообмотку с помощью ручной машины для бандажирования. Данный плаз был создан в кооперации ООО «НПП «Протон» с китайскими партнерами.
Тут нужно оговориться, что предложенный нами вариант автоматизации с использованием вышеупомянутых станков возможен в том случае, когда при дальнейшей сборке вместо трубок ТВ 305 используется лента ЛЭТСАР, и вместо плетенки ПМЛ производится оплетение жгута на станке луженой медной проволокой, то есть создание оплетки по телу жгута (рис. 7). Поскольку, если убрать пластины, в которые разложены концы провода, придется заново прозванивать концы, а это требует времени и повышает вероятность ошибки.
Для своего проекта мы предложили использовать электроизоляционную термостойкую ленту ЛЭТСАР марки «К» тип «Г» [2].
В заключение следует сказать, что введение в производственный процесс нового оборудования и материалов всегда вызывает некоторые опасения, особенно если технология выверена годами. Поэтому мы приглашаем вас ознакомиться со станками на выставке ExpoElectronica 2025, где продемонстрируем их в работе. Будем ждать вас на стенде компании «Протех» (павильон 3, зал 15, место С1093).
Также о всех этапах наших разработок и жизни производства мы практически в онлайн-режиме рассказываем в нашем telegram-канале t.me/protehnologyru.
Присоединяйтесь!
ЛИТЕРАТУРА
1. Фединцева А. Новый цех под «старые» жгуты»: особенности автоматизации производства под литерную КД // «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес». 2024. № 3.
2. Фединцева А. Применение электроизоляционной термостойкой ленты ЛЭТСАР при изготовлении кабельных жгутов // «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес». 2024. № 1
для автоматизации жгутового цеха
под литерную КД
Ю. Коваль
Сборка кабельных жгутов – одна из тех консервативных областей, которые трудно поддаются автоматизации и работают по тем же технологиям и конструкторской документации, что и десятилетия назад. В основном это ручной труд, поэтому предприятия повышают производительность при сборке жгутов за счет привлечения новых кадров. Но проблема в том, что на набор и обучение новых сотрудников требуется время, которое сегодня в дефиците. С целью ускорения процесса выпуска кабельных жгутов ООО «Протех» реализует проект по автоматизации жгутового цеха в АО «НПК «Конструкторское бюро машиностроения».
Проектом предусмотрена модернизация и автоматизация жгутового цеха на всех этапах производственного процесса – от склада до участка электроконтроля (рис. 1). Подробно процесс изготовления жгута и новые технические решения для каждого производственного этапа были рассмотрены в [1].
Для большинства участков жгутового цеха нам удалось подобрать оборудование, часть из которого было доработано, чтобы интегрировать в проект. Но существует производственный процесс, для которого на рынке в принципе отсутствует решение по автоматизации – это раскладка провода в жгуты. Между тем это трудоемкая операция, которая традиционно выполняется вручную, а значит, требует большого количества времени и подвержена влиянию человеческого фактора. Данную задачу удалось решить с помощью станка, который разработало Научно-производственное предприятие
«Протон» – дочерняя компания ООО «Протех». Это станок ЧПУ для автоматической раскладки провода на плазе в имитаторы разъемов.
Также был разработан его «помощник» – линия комплексной обработки проводов. Она в автоматическом режиме последовательно осуществляет операции от нарезки провода до его раскладки в жгут: размотку провода, мерную резку, лазерную зачистку, подкручивание жил, флюсование, лужение и раскладку провода по схеме жгута.
Станки располагаются рядом и работают в паре по единой программе на основе существующей на предприятии КД, переведенной в электронную форму.
Отдельно следует сказать, что на рынке отсутствуют решения, хотя бы отдаленно напоминающие представленные. Рассмотрим оборудование более подробно.
Линия комплексной обработки провода
В данную линию интегрировано оборудование, которое в автоматическом режиме подготавливает провод к последующей раскладке на плазе и электромонтажу (рис. 2). Задача оператора при работе с данным станком сводится к выбору необходимого жгута из запрограммированной номенклатуры и установке катушек или бухт с проводами.
Линия последовательно выполняет следующие операции над проводом (рис. 3):
- размотку провода из бухты или катушек (максимум восемь шт.);
- мерную резку, которая осуществляется в соответствии с заданной программой и объемом;
- лазерную зачистку провода (в том числе экранированного) от изоляции в соответствии с заданной программой на заданную длину как с одного конца, так и с обоих концов (в последнем случае длина зачистки задается индивидуально для каждого из концов);
- подкручивание жил проводника после зачистки как с одного конца, так и с обоих концов;
- флюсование и лужение зачищенных участков как с одного конца, так и с обоих концов;
- передачу заготовки (подготовленного провода) в станок ЧПУ для раскладки провода.
При необходимости любой этап обработки может быть пропущен (бай-пасс операции).
Обращаем внимание, что все процессы, перечисленные выше, осуществляются по программе согласно электронной КД. Программа позволяет оператору выбирать различные конфигурации жгута с использованием проводов разного наименования и сечения.
Оборудование линии расположено внутри единых направляющих из алюминиевого профиля. Управление процессами происходит с помощью отдельно стоящего шкафа управления.
Станок ЧПУ для автоматической раскладки провода на плазе
Далее нарезанный провод с подготовленными к монтажу концами автоматически (без помощи оператора) передается на станок ЧПУ, который в автоматическом режиме производит раскладку в жгут согласно КД (рис. 4).
Станок представляет собой горизонтальную панель из ламинированной фанеры размером 2 × 4 м, на которой в шахматном порядке просверлены отверстия для установки металлических штырьков. Вдоль рабочей поверхности плаза в трех плоскостях передвигается управляющий модуль, который сначала расставляет металлические штырьки в соответствии с заданной программой (в зависимости от конфигурации жгута), а затем раскладывает между штырьками провод за проводом, пока не наберется весь жгут. Раскладка осуществляется с учетом всех ответвлений («плеч») жгута. Скорость раскладки задается оператором в диапазоне 0,5–1 м/с. По окончании операции оператор снимает полученное тело жгута с плаза, и станок приступает к следующей раскладке.
Особенностью станка является вставка концов провода в специальные пластинки из текстолита, которые имитируют количество и расположение контактов в данном разъеме (рис. 5). Это значительно облегчает последующую работу электромонтажника и сводит
к минимуму потенциальные ошибки при распайке (не тот провод не в тот контакт). Модуль, несущий провод, оснащен техническим машинными зрением, благодарю чему станок попадает точно в предназначенный для конкретного провода заранее промаркированный разъем.
Данный станок был представлен на выставке ExpoElectronica 2024, но тогда мы запускали его в тестовом режиме и без линии комплексной подготовки провода. На данный момент станок готов к эксплуатации. Мы продемонстрируем его в работе вместе со «станком-помощником» на выставке ExpoElectronica 2025.
Фактически задача оператора при работе с данной парой станков состоит в установке катушек с проводами, раскладке текстолитовых пластин-имитаторов разъема на рабочую поверхность и переносе разложенных по схеме проводов на плаз для бандажирования. Все остальные процессы полностью автоматизированы и запрограммированы.
Работу по программированию – внесение параметров эталонных жгутов – осуществляет производитель. Станки работают в рамках единой программы, основанной на электронной конструкторской документации. В ней хранятся параметры эталонных жгутов (наименование, сечение и длина проводов, количество и длина ответвлений жгута, соединения). Непосредственно к этой КД обращается как линия комплексной обработки провода, так и станок ЧПУ по раскладке провода. При изменении КД станки не нуждаются в перепрограммировании. Достаточно внести корректировки в базу данных, которая экспортируется с сервера в форме таблицы, а затем загружается обратно.
Итак, какие же задачи решают данные станки?
Ускорение процесса производства. Станки могут работать круглосуточно, в том числе в ночную смену. Для их обслуживания достаточно одного оператора. За ночь станки способны разложить необходимое количество жгутов заданной номенклатуры.
Исключение ошибок при раскладке. Провода подготавливаются к монтажу, а затем раскладываются по заданной выверенной программе.
Высокая повторяемость процесса. Станок разложит жгут бесчисленное количество раз.
Система прослеживаемости производства. Вся статистика по разложенным жгутам, их конфигурации, наименованию и сечению проводов отображается в программе.
Подготовка жгута к электромонтажу – раскладка проводов в имитаторы разъемов, минимизирующая количество ошибок при распайке.
Данные станки уникальны и не имеют аналогов не только в России, но и в мире.
Плаз для бандажирования
На последующих этапах разложенный жгут отправляется на распайку и затем на раскладку и лентообмотку на двусторонний 8-метровый перфорированный плаз, расположенный вертикально под небольшим наклоном (рис. 6). На данном плазе по схеме вручную расставляются металлические штырьки (как на станке по раскладке, только там они расставлялись автоматически). При помощи штырьков монтажник раскладывает и фиксирует жгут со всеми его ответвлениями, расправляет провода и осуществляет лентообмотку с помощью ручной машины для бандажирования. Данный плаз был создан в кооперации ООО «НПП «Протон» с китайскими партнерами.
Тут нужно оговориться, что предложенный нами вариант автоматизации с использованием вышеупомянутых станков возможен в том случае, когда при дальнейшей сборке вместо трубок ТВ 305 используется лента ЛЭТСАР, и вместо плетенки ПМЛ производится оплетение жгута на станке луженой медной проволокой, то есть создание оплетки по телу жгута (рис. 7). Поскольку, если убрать пластины, в которые разложены концы провода, придется заново прозванивать концы, а это требует времени и повышает вероятность ошибки.
Для своего проекта мы предложили использовать электроизоляционную термостойкую ленту ЛЭТСАР марки «К» тип «Г» [2].
В заключение следует сказать, что введение в производственный процесс нового оборудования и материалов всегда вызывает некоторые опасения, особенно если технология выверена годами. Поэтому мы приглашаем вас ознакомиться со станками на выставке ExpoElectronica 2025, где продемонстрируем их в работе. Будем ждать вас на стенде компании «Протех» (павильон 3, зал 15, место С1093).
Также о всех этапах наших разработок и жизни производства мы практически в онлайн-режиме рассказываем в нашем telegram-канале t.me/protehnologyru.
Присоединяйтесь!
ЛИТЕРАТУРА
1. Фединцева А. Новый цех под «старые» жгуты»: особенности автоматизации производства под литерную КД // «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес». 2024. № 3.
2. Фединцева А. Применение электроизоляционной термостойкой ленты ЛЭТСАР при изготовлении кабельных жгутов // «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес». 2024. № 1
Отзывы читателей
