حزمة كابلات

حزمة الكابلات ، والمعروفة أيضاً باسم حزمة الأسلاك ، أو مجموعة الكابلات ، أو مجموعة الأسلاك ، أو ضفيرة الأسلاك ، هي مجموعة من الكابلات أو الأسلاك الكهربائية التي تنقل الإشارات أو الطاقة الكهربائية. تُربط الكابلات معاً بمادة متينة مثل المطاط ، أو الفينيل ، أو الشريط الكهربائي ، أو الأنابيب ، أو نسيج من الخيوط المبثوقة، أو مزيج منها. ^{[ 1 ]}

تُستخدم حزم الكابلات على نطاق واسع في السيارات ^{[ 2 ]} ، وكذلك في آلات البناء، وتوفر مزايا عديدة مقارنةً بالأسلاك والكابلات المفردة. فعلى سبيل المثال، تحتوي العديد من الطائرات والسيارات والمركبات الفضائية على كميات هائلة من الأسلاك التي قد تمتد لعدة كيلومترات عند فردها بالكامل. ومن خلال تجميع هذه الأسلاك والكابلات في حزمة واحدة، يمكن تأمينها بشكل أفضل ضد الآثار السلبية للاهتزازات والتآكل والرطوبة. كما أن حصر الأسلاك في حزمة غير مرنة يُحسّن من استخدام المساحة ويقلل من خطر حدوث ماس كهربائي . ولأن الفني لا يحتاج إلا إلى حزمة واحدة للتركيب (بدلاً من أسلاك متعددة)، فإن وقت التركيب يقل ويمكن توحيد العملية بسهولة. ^{[ 3 ]} كما أن تغليف الأسلاك بغلاف مقاوم للهب يقلل من خطر نشوب الحرائق الكهربائية.

يتطلب تصميم حزمة الأسلاك عادةً جهود تخصصين هندسيين رئيسيين يركزان على متطلبات تشغيلية مختلفة، وهما الهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية. تركز الهندسة الميكانيكية على الخصائص الفيزيائية لحزمة الأسلاك وتفاعلها مع البيئة التي ستتعرض لها طوال فترة استخدامها. ويشمل ذلك ظروف التشغيل التي من المفترض أن تعمل فيها حزمة الأسلاك، مثل درجة الحرارة والإجهاد الميكانيكي والتآكل البيئي والكيميائي. كما يراعي هذا الجانب المواد الواقية المستخدمة في حزم الأسلاك، مثل الأنابيب المموجة والأكمام المضفرة أو المصنوعة من السيليكا.

يركز الهندسة الكهربائية على تطوير البنية المنطقية والكهربائية والطوبولوجية لحزم الأسلاك. أثناء تصميم الأسلاك الكهربائية، يجب مراعاة تصنيفات تشغيل الأسلاك لبروتوكولات الاتصال ومعايير التصميم التي وضعتها جهات مثل ASME و ISO و JASO . ^{[ 4 ]}

تُصمَّم حزم الكابلات عادةً وفقًا للمتطلبات الهندسية والكهربائية. ثم يُقدَّم مخطط (إما على ورق أو على شاشة) لإعداد عملية التجميع وتجميعها.

تُقطع الأسلاك أولاً إلى الطول المطلوب، عادةً باستخدام آلة قطع أسلاك خاصة. كما يمكن طباعة البيانات على الأسلاك بواسطة آلة خاصة أثناء عملية القطع أو على آلة منفصلة. ^{[ 5 ]} بعد ذلك، تُعرى أطراف الأسلاك لكشف المعدن (أو اللب )، ثم تُزود بأي أطراف أو موصلات مطلوبة . تُجمع الكابلات وتُثبت معًا على طاولة عمل خاصة ، أو على لوحة دبابيس ( لوحة تجميع )، وفقًا لمواصفات التصميم، لتشكيل حزمة الكابلات. بعد تركيب أي أغطية واقية أو أنابيب أو خيوط مبثوقة، تُركب الحزمة مباشرةً في المركبة أو تُشحن.

على الرغم من تزايد الأتمتة ، لا تزال الصناعة اليدوية هي الطريقة الأساسية لإنتاج حزم الكابلات بشكل عام، وذلك بسبب العمليات المختلفة العديدة التي تنطوي عليها، مثل:

• تمرير الأسلاك عبر الأكمام
• استخدام الشريط اللاصق القماشي، وخاصة على التفرعات من خيوط الأسلاك.
• تثبيت أطراف التوصيل على الأسلاك، وخاصة لما يسمى بالتثبيت المتعدد (أكثر من سلك واحد في طرف توصيل واحد)
• إدخال كم واحد في كم آخر
• تثبيت الخيوط بشريط لاصق أو مشابك أو أربطة كابلات

يصعب أتمتة هذه العمليات، إذ لا يزال كبار الموردين يعتمدون على أساليب الإنتاج اليدوية، ولا يؤتمتون سوى أجزاء من العملية. ويبقى الإنتاج اليدوي أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنةً بالأتمتة، لا سيما مع أحجام الدفعات الصغيرة.

يمكن أتمتة مرحلة ما قبل الإنتاج جزئياً. وهذا يؤثر على:

• قطع الأسلاك الفردية (آلة القطع)
• تجريد الأسلاك (آلات تجريد الأسلاك الآلية)
• تثبيت أطراف التوصيل على أحد جانبي السلك أو كليهما
• توصيل جزئي للأسلاك المزودة مسبقًا بأطراف توصيل في علب الموصلات ( الوحدة النمطية )
• لحام أطراف الأسلاك (آلة اللحام)
• لف الأسلاك

يجب أن تُصنّع حزمة الأسلاك مزودةً بطرف توصيل، وهو عبارة عن "جهاز مصمم لإنهاء موصل يُثبّت على عمود أو دعامة أو هيكل أو لسان آخر، وما إلى ذلك، لتأسيس اتصال كهربائي". ^{[ 6 ]} تشمل بعض أنواع أطراف التوصيل: الحلقية، واللسانية، والمجرفة، والعلمية، والخطافية، والشفرة، والتوصيل السريع، والإزاحة، والعلمية. ^{[ 7 ]}

بعد إنتاج حزمة الكابلات، تخضع عادةً لاختبارات متنوعة لضمان جودتها وكفاءتها. يمكن استخدام لوحة اختبار لقياس القدرات الكهربائية للحزمة. ويتم ذلك من خلال إدخال بيانات حول دائرة كهربائية، تُبرمج فيها حزمة كابلات واحدة أو أكثر، في لوحة الاختبار. ثم تُقاس قدرة الحزمة على العمل في الدائرة المحاكاة. ^{[ 8 ]}

من الطرق الشائعة الأخرى لاختبار حزم الكابلات "اختبار الشد"، حيث يتم توصيل الحزمة بجهاز يسحبها بمعدل ثابت. يقيس هذا الاختبار قوة حزمة الكابلات وموصليتها الكهربائية عند شدها وفقًا لمعيار أدنى لضمان فعالية حزم الكابلات وسلامتها باستمرار. ^{[ 9 ]}

تُسمى حزم الكابلات المستخدمة في أنظمة الصوت واستوديوهات التسجيل بالكابلات متعددة النوى ، وتُعرف أيضاً باسم الكابلات المتشابكة أو الكابلات المتعددة . وهي تنقل الإشارات الصوتية بين وحدة التحكم في الصوت وصندوق المسرح . وتستخدم وحدات التحكم الرقمية الحديثة عادةً كابلاً مزدوجاً ملتوياً واحداً بدلاً من الكابلات التناظرية متعددة النوى التقليدية.

على الرغم من أن مواصفات العملاء تحظى بالأولوية القصوى عند تصنيع حزم الكابلات ذات الجودة المطلوبة، إلا أنه في أمريكا الشمالية، في حال عدم وجود مواصفات محددة، يتم توحيد معايير جودة حزم الكابلات من خلال منشور IPC/WHMA-A-620E الصادر عن الاتحاد الدولي للكابلات (IPC) ، والذي يحدد الحد الأدنى من متطلبات حزم الكابلات. ^{[ 10 ] [ 11 ]} ويخضع هذا المنشور لمراجعة دورية لضمان بقاء المعايير المنشورة مقبولة في ضوء أي تغييرات محتملة في الصناعة أو التكنولوجيا. يتضمن منشور IPC/WHMA-A-620E معايير لمجموعة واسعة من العناصر داخل حزمة الكابلات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي ، والأنابيب ، والتركيب والإصلاح، والكبس، ومتطلبات اختبار الشد، وغيرها من العمليات الأساسية لإنتاج حزم الكابلات ووظائفها. وتختلف المعايير التي يفرضها الاتحاد الدولي للكابلات (IPC) بناءً على تصنيف المنتج ضمن إحدى فئات المنتجات الثلاث المحددة.

هذه الفئات هي:

• الفئة 1: المنتجات الإلكترونية العامة، للأشياء التي تُعدّ فيها وظائف المنتج النهائي هي الشرط الأساسي. قد يشمل ذلك أشياءً مثل الألعاب وغيرها من العناصر التي لا تخدم غرضًا بالغ الأهمية.
• الفئة 2: منتجات إلكترونية مخصصة للخدمة، حيث يلزم أداء ثابت وممتد، ولكن الخدمة المتواصلة ليست ضرورية. لن يؤدي تعطل هذا المنتج إلى أعطال كبيرة أو خطر.
• الفئة 3: منتجات إلكترونية عالية الأداء، للمنتجات التي تتطلب أداءً مستمرًا وثابتًا، حيث لا يُسمح بفترات توقف عن العمل. قد تكون البيئة التي تُستخدم فيها هذه الكابلات "قاسية بشكل استثنائي". تشمل هذه الفئة الأجهزة المستخدمة في أنظمة دعم الحياة أو في المجال العسكري.