定制电缆装配图的最佳实践

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任何新设计项目的第一步都是绘制工程图。有时也称为打印、蓝图或规范,该文件的目的是创建适当的文档来定义和制造小部件。对于某些项目,所需的文档水平非常高,例如印刷电路板组装或整箱制造。对于其他要求较低复杂度的项目,如冲压金属板或单根接地线,制造部件所需的整体文档会大大减少。

所需的文档数量取决于装配组件的数量、各自的复杂程度,以及所需的子组件中是否有现成的硬件。如果大部分材料清单(BOM)可通过标准分销渠道(如McMaster、Mouser或Digikey)轻松获得,则可简化图纸。由标准电线类型、环形端子和一些标签组成的图纸既简单又有足够的定义。

图纸的复杂性还取决于应用。医疗设备电缆装配图所需的文档量很大,通常包括材料类型、温度和可燃性等级、REACH/RoHS合规性等信息。这些细节不仅被认为是医疗行业图纸的最佳实践,也可能是一项明确要求。

军事和航空航天应用也因其复杂的规格和图纸要求而闻名(图1)。许多军事和航空电缆组件都参考了被称为MIL-specs的行业特定标准、工艺相关规范,甚至是DFARS等联邦标准。

电缆组件本身在复杂性和技术方面存在很大差异。因此,定义它们的制造图纸也各不相同。大多数电缆组件图纸包含某种长度信息、BOM和显示布线配置的电气原理图。随着设计复杂性的增加,定义电缆组件所需的信息量也在增加。

对于包含过模和电机、熔断器和PCBA等杂项组件的电缆组件,可能需要额外的文档来全面记录设计和装配要求。在开始绘制任何新的定制电缆图纸之前,重要的是要清楚地了解图纸的用途以及支持项目所需的文档水平。

何时考虑为您的电缆组件绘制图纸

所有定制电缆应用都需要某种类型的图纸。越早开始绘制图纸,对所有相关方越有利。当工程师、采购员和经理在处理任何新开发项目的需求时,有了明确的电缆装配工作范围,就可以建立供应链,并对潜在的制造/购买决策进行评估。

在开始绘制定制电缆图之前,重要的是确定您想通过绘图实现的目标。

目标#1:初步概念电缆
对于许多项目,生成的第一张电缆装配图是某种类型的 “餐巾草图”(图2)。虽然这不一定要写在餐巾纸上或在啤酒或咖啡中记下,但某种类型的初步草图在早期开始工作时是必要的。此时项目的主要目标是创建一个可视化工具,以帮助获得利益相关者的意见。虽然仍有许多问题,但通过这项工作可以回答以下一些问题: “这种电缆设计是否可行 “或 “这是否解决了我们的设计难题”。这些初步概念电缆图是头脑风暴和协作会议的理想选择。

为使初步概念图有效,需要快速绘制。花一周时间绘制这类图纸或草图完全达不到目的。该图纸应包含配置、电路数量、总长度以及任何关键设计需求或关注点的粗略草图。完成得越简单越好。这类图纸很可能必须辅以口头或书面说明。

目标2:仅用于报价的电缆
当公司寻求投标并获得新的制造机会时,这一过程中最重要的交付成果之一就是建议书或报价单。这些文件记录了成本、时间表和投标假设,使制造商能够寻求并赢得新的业务机会。在这一过程中,最关键的步骤之一是征求供应商的报价,并将其纳入更大的工作范围。专业人士使用 “招标投标 “或 “招标采购 “来描述制造机会的类型,并提供项目背景。顾名思义,一种报价是对提案的支持,而另一种报价则源于确定的采购要求。这一点很重要,因为每种报价所需的详细程度以及支持该活动所需的潜在电缆图纸可能会有很大不同。

此时,许多公司会寻求所谓的 “预算 “或 “ROM”(大致数量级)报价。为支持预算或ROM报价,图纸上需要的信息包括BOM、大致电缆长度、电线类型以及是否存在任何独特或复杂的设计挑战。如果需要更精确的报价,则必须有电缆组装文件支持。

一般来说,如果电缆图纸的目的只是收集成本数据,那么其中提到的 “餐巾草图 “的许多要素仍然适用。快速完成图纸固然重要,但文件必须简洁明了,以便供应商了解工作范围。同样重要的是要注意任何超出连续性的特殊测试要求,因为额外的测试可能会影响价格和交付周期。如果有任何可能影响价格的原材料交付周期或最低采购量,在此步骤中进行审查非常重要。

目标3:电缆组件原型

原型电缆组件用于项目早期的配合检查、测试和其他类型的评估。电缆原型的最终目的是帮助降低项目风险,并确定设计是否令人满意。虽然有些原型电缆并不美观,但如果电缆能够按预期工作,并且能够快速制造,那么它就达到了目的。电缆制造商已经开发出巧妙的方法,在提供高质量原型电缆的同时,帮助缩短产品上市时间。

一些制造商拥有独立的制造单元,可以在不影响大批量生产的情况下专注于快速原型。例如,可以使用3D打印塑料制造包覆成型工具,从而实现快速开发。虽然这些3D打印工具可以生产出适于生产的电缆,但不适合大批量生产,因为它们会随着时间的推移而磨损和损坏。一些过模本身可以通过3D打印并粘合到电缆上,以便在性能要求不高时进行配合检查。只要电缆具有电气功能或与成熟产品具有某种尺寸相似性,就可以获得有意义的数据。

定制电缆制造商在批量生产前采用打样流程,提供适于生产的电缆。此时所需的电缆图纸信息会因应用和复杂程度的不同而有很大差异。连接器设计和总长度仍然是电缆样机最关键的方面(图3)。任何原型图至少应包含这些信息。

目标 4:生产电缆组件
随着制造商进入全速生产,电缆图纸中包含的信息尤为重要。无论是100件、10,000件还是100,000件,任何图纸问题都可能导致巨大的废品成本或延误。

理想情况下,生产图纸必须经过一个广泛的审查过程,允许所有利益相关者审查和批准设计。必须执行制造设计审查,以确保电缆可制造,理想情况下,这应在原型和生产阶段之间完成。无论是正式的工程变更单(ECO),还是制造证明批准,所有生产电缆装配图在开始生产前都必须经过严格审查。

为了完整定义电缆图纸,它必须包含所有相关规格和要求。这包括完整的 BOM,其中列出了制造电缆所需的所有部件。BOM必须包含与部件清单相关的具体信息,包括电线尺寸和规格、部件P/N、计量单位以及每个组件的使用数量。有关电缆屏蔽和接线引脚的其他信息也必须清楚。如果您的电缆上有必须考虑的关键尺寸,添加详细的剖视图和注释是非常有价值的。信息越多越好。

生产图纸中还必须包含额外的程序要求。任何出口管制或ITAR指定都需要在图纸上适当的标题栏位置清楚注明。如果需要进行特定的功能测试或电气测试,则必须清楚标明,以便流程可重复。

需要定义拉力测试、弯曲测试和其他机械测试以及测试间隔。这些电缆是否应该100%测试?或者这些要求是否适用于首次制造?与总体要求相关的信息越多越好。

摘要
几个世纪以来,工程图纸一直被用来定义如何建造和组装物品。其中许多图纸超越了语言和国界,允许全球各地的团队进行审查和协作。如果图纸能够被地球另一端的工程师理解,那么它就达到了目的。电缆组件图纸也不例外,尤其是因为许多定制电缆组件都是在海外制造的。虽然在图纸视图、引脚标识、布线和原理图注释方面存在最佳实践,但重要的是信息清晰且无可争议。

由于创建定制电缆图纸最具挑战性的方面之一是了解所需的信息,因此尽早与像Epec这样有能力的制造合作伙伴接触是非常必要的。但同样重要的是需要确定图纸的用途。显然,不同类型的电缆图纸所需的信息量和投入的时间大不相同。至少,定义连接器、导线类型和长度有助于启动最终成为完整有效文档的流程。

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