Projektowanie instalacji elektrycznych w NX Routing Electrical

NX firmy Siemens Digital Industries Software to zintegrowana platforma wspomagająca projektowanie CAD, wytwarzanie CAM oraz symulacje i analizy inżynierskie CAE. Pośród wielu specjalistycznych funkcjonalności znaleźć na niej można m. in. narzędzia do modelowania instalacji elektrycznych, występujących w pojazdach, maszynach i urządzeniach przemysłowych. Umożliwiają one szybkie, zautomatyzowane projektowanie 3D wiązek przewodowych i okablowania, bezpośrednio w kontekście złożeń części (rys. 1). Dzięki wbudowanym funkcjom analizy i kontroli, projektowana instalacja może być od razu przekazywana do produkcji, bez konieczności budowania fizycznych prototypów. Przypatrzmy się najważniejszym możliwościom modułu NX Routing Electrical.

Rys.1. Przykład instalacji elektrycznej w kontekście złożenia części.

Integracja z systemami ECAD

NX Routing Electrical pozwala na dwustronną wymianę informacji z systemami do projektowania obwodów elektronicznych (ECAD), np. NX Schematics, Zuken E3, Mentor Graphics LCable i CHS. Listy komponentów oraz ich połączeń mogą być importowane do środowiska NX i wykorzystane podczas modelowania 3D przewodów w projektowanej instalacji (rys. 2). Po weryfikacji połączeń i obliczeniu niezbędnej długości przewodów, informacje mogą być wyeksportowane z powrotem do systemów ECAD w celu porównania ze schematem i dokonania dalszych analiz elektronicznych.

Rys. 2. Zestawienie połączeń elektrycznych, które może być zaimportowane z zewnętrznych systemów ECAD.

Kreatory komponentów i połączeń

Moduł NX Routing Electrical udostępnia użytkownikom wygodne w użyciu, interaktywne kreatory pozwalające na zarządzanie zaimportowanymi danymi oraz na szybkie tworzenie nowych obiektów i połączeń. W łatwy sposób można zdefiniować komponenty OD/DO, właściwości przewodów (rys. 3) oraz informacje o położeniu elementów. Nie ma przy tym żadnych ograniczeń co do całkowitej liczby umieszczanych w złożeniu komponentów i przewodów.

Rys. 3. Definiowanie przewodu w oknie Kreatora połączeń w NX Routing Electrical

Automatyczne pozycjonowanie komponentów

Moduł NX Routing Electrical pozwala na zdefiniowanie w używanych komponentach „inteligentnych” portów (rys. 4), zawierających informację o możliwych połączeniach oraz właściwej ich orientacji. Dzięki temu elementy wstawiane do instalacji same się pozycjonują zgodnie z predefiniowanymi w portach ustawieniami. Program daje również użytkownikom dostęp do gotowych bibliotek standardowych komponentów, takich jak łączniki, urządzenia, mocowania itp., które mogą być łatwo uzupełniane o kolejne obiekty.

Rys. 4. Definiowanie portów w specyfikacji komponentu elektrycznego.

Szybkie tworzenie ścieżek dla przewodów

Aplikacja Routing Electrical zawiera specjalizowane narzędzia do prowadzenia ścieżek dla przewodów bezpośrednio w kontekście skomplikowanych złożeń części. Tworzone ścieżki są w pełni asocjatywne do obiektów wykorzystywanych podczas ich definiowania, dzięki czemu możliwa jest ich szybka modyfikacja w przypadku zmiany położenia łączonych komponentów. Na tak przygotowanych ścieżkach mogą być rozmieszczane zarówno pojedyncze przewody, jak i całe ich wiązki. Jeszcze przed zdefiniowaniem przewodów, na poszczególnych segmentach ścieżki można określić tzw. rezerwację miejsca (rys. 5), dzięki której już podczas ich rozmieszczania można upewnić się o bezkolizyjnym położeniu tworzonej instalacji. System pozwala również na automatyczne obliczanie długości przewodów, jak i średnic powstałych wiązek przewodowych.

Rys. 5. Funkcjonalność rezerwacji miejsca pozwala zapobiec kolizjom jeszcze przed zdefiniowaniem przewodów.

Złożenia deformowalne

W instalacjach elektrycznych często wykorzystuje się wielokrotnie takie same przewody lub ich wiązki. Dzięki możliwości definiowania zestawów składających się przyłączy i łączących je przewodów (rys. 6), a następnie zapisywania ich jako złożenia deformowalne, mogą one być przywoływane i umieszczane w różnych miejscach urządzenia, szybko dostosowując kształt przewodów do bieżącego położenia.

Rys. 6. Przykład elektrycznego złożenia deformowalnego, którego kształt dopasowuje się do bieżącego położenia w złożeniu urządzenia.

Reguły projektowe

System NX wspiera projektowanie oparte na wiedzy i doświadczeniu, więc również w module Routing Electrical dostępnych jest szereg narzędzi kontrolnych, pozwalających na szybkie sprawdzanie zgodności tworzonej instalacji z regułami projektowymi i standardami branżowymi. Wbudowany pakiet testów kontrolnych, korzystający ze sprawdzonego mechanizmu NX Check Mate, umożliwia ciągłą weryfikację poprawności projektu. Może się ona odbywać automatycznie w czasie modelowania lub być wywoływana na żądanie użytkownika. Standardowy pakiet testów dostarczonych w oprogramowaniu, zawierający informacje np. o minimalnych promieniach zagięć (rys. 7) czy minimalnych odcinkach prostych przewodów, może być rozszerzany o nowe reguły.

Rys. 7. Wartość minimalnego promienia zagięcia przewodu zdefiniowana w porcie gniazda.

Szybkie przygotowanie do produkcji

NX Routing Electrical oferuje swoim użytkownikom znacznie więcej niż tylko płaskie rozwinięcie zamodelowanych wiązek przewodowych. Na płaszczyźnie rozmieszczane jest kompletne złożenie 3D wiązki (rys. 8), łącznie ze wszystkimi informacjami o występujących w nim połączeniach elektrycznych. Dodatkowo zachowywane jest położenie poszczególnych łączników względem wiązki, co znacznie ułatwia i przyspiesza wprowadzanie modyfikacji w rozwinięciu. Tak szczegółowy model 3D pozwala na bardzo szybkie generowanie produkcyjnych rysunków wykonawczych dla projektowanych wiązek. Rysunki mogą być szybko uzupełniane o zestawienia BOM oraz pełne specyfikacje poszczególnych elementów instalacji.

Rys. 8. Tworzenie rozwinięcia 3D wiązki przewodów.

Zaprezentowany w niniejszym artykule moduł NX Routing Electrical pomaga użytkownikom skrócić czas przygotowania kompletnego projektu instalacji elektrycznej, zintegrowanej z modelem 3D całego urządzenia. Wymiana danych z systemami ECAD oraz wbudowane narzędzia kontrolne zapewniają poprawność tworzonego projektu oraz jego zgodność z wymaganiami i standardami branżowymi.

Opracował: Piotr Menchen