三维电子装联工艺文件设计要点

　　摘要：本文为了提升三维电子装联工艺信息表达的效果,构建了工艺规程树,对工艺设计了规程包,并进行了封装,以更好地构建基于工艺规程树的电子装联工艺文件的设计方法。

　　关键词：电子装联工艺; 三维模型; 文件设计;

　　Design method of 3D electronic assembly process document

　　Chen Yingfang

　　The 34th Research Institute of China Electronic Technology Corporation

　　Abstract：This paper constructs a process planning tree,designs a process planning package and encapsulates it,so as to better build a design method of electronic assembly process documents based on the process planning tree.

　　0 引言

　　由于现代电子产品结构较为复杂,在装配方面对精密性有着较高的要求,因此在电子装联工艺设计方面存在较大的难度。目前很多电子装联工艺主要是基于二维图纸的视角来进行工艺设计,从而得到的电子装联工艺指导书为二维的,这样就使得设计人员难以从中对三维设计模型的信息进行应用,导致数据传递容易出现断层的情况,难以保证数据传输的完整性和一致性。加上电子装联工艺指导书往往只是确定了作业顺序、方法、产品工艺图片与相关注意事项,由于三维直管模型的缺乏,使得电子装联工艺方法与环境难以直观地体现出来。因此,需要切实加强三维电子装联工艺文件设计,以下就设计方法展开分析。

　　1 三维电子装联工艺文件设计流程分析

　　在进行文件设计时,主要是参照图1所示的流程在进行,通过构建模型为文件设计提供三维模型基础,并在模型中将工艺信息表达出来,采取MBD形式将工艺信息表达出来,并利用对工艺信息进行结构化处理,把工艺线路有机的组织起来,从而生成面向生产一线的工艺文件,并具有三维化、结构化和同源化的特点,以更好地为电子装联工作的开展提供指导[1]。

　　图1 三维电子装联工艺文件设计流程示意图   

　　2 三维电子装联工艺文件设计要点

　　2.1 构建电子装联工艺模型要点

　　在构建电子装联工艺模型时,主要是严格按照图2所示的流程进行构建。

　　图2 电子装联工艺模型构建流程示意图  

　　从图2所示流程来分析,首先需要对产品实物进行测量,以得到产品零部件在制造方面的几何特征。在测量过程中,需要确保测量网格环境统一,通过测量电子产品实物得到多视图点云数据,并在云数据处理后得到电子零部件地制造几何特征,从而构建基于电子产品的装联模型。而在粒度划分时,主要是结合几何特征与点线面元素的操作来划分。而数据转换主要是将装联模型划分后转为CAD可识别格式,再将其与原始CAD模型实施装配设计,从而得到装备工艺模型[2]。

　　2.2 表达电子装联工艺信息

　　第一,构建基于电子装联工艺信息表达的规则库。

　　首先把电子装联工艺信息划分成文本规则库、图形符号库、参数表示库。其中,规则库中含有常用信息,明确了信息表达规则、形式。文本库中包含的主要是文本信息,如技术要求、辅料名称、文本属性、文本框形式。图形符号库主要有信息内容、表达信息的图形符号。而参数表示库主要有参数值与参数符号等。

　　第二,强化三维电子装联工艺信息表达的设计与执行。

　　在对电子元器件进行电子装联时,将电气元器件的有关信息的表达,需要在工艺模型上标注相关信息,这些信息主要是电子装联工艺的装配尺寸、符号、整体要求、装配工艺参数、配合形式等,同时还要在三维模型中将工艺要求方面的注释文本标准出来,亦或是利用三维模型绘制相关辅助性的几何图形。其中,电子装联工艺符号主要是将符号化组合框格对电子装联工艺信息进行描述,且动态自动生成基于电子装联工艺的符号,并紧密结合信息类型和信息量的大小以及信息要素的有无,对符号的长度和高度进行自动控制,且具有较强的自适应性与高柔性。而为了将电子装联工艺符号的信息与企业资源库、工序环节节点属性中的信息一致对应,具体的信息就是指装配级别和工艺方法以及设备工具、设备、工艺参数、工器具等方面的要求。由于电子元器件进行电子装联工艺方法较多,比如压合、铆接、螺接、绕接、胶接、焊接和SMT贴片等方法,但是结合电子装联等级不足,所采用的方法也不同,所以需要采取与装联等级相同的工艺方法映射关系,并在中心数据库中的工艺设计库中存储相关信息,从而利用工艺文件管理器进行查阅与删改,达到电子文档高度集中管理的目的。在电子装联工艺信息表达过程中,主要是在三维模型中标注符号+注释文本+几何图形辅助等方式。有关焊接装联的工艺信息主要有焊接的设备器具、焊剂、焊接工艺参数、焊接材料等,但是必须将焊接检验的要求明确,避免出现虚焊和漏焊的情况。而针对线缆、管路等特殊的电子装联零部件,需要构建基于特殊零部件的三维模型悬浮表。

　　2.3 构建基于双向映射的工艺规程树

　　2.3.1 对工艺规程树进行初始化处理

　　工艺规程树是以电子装联工艺模型结构树为载体,采取双向映射的方式加强对其的初始化处理,利用CAD软件强化对其的处理,找出工艺模型中每个节点信息,这些节点信息主要包含以下信息:①装配体的零部件;②标注出来的尺寸集;③工艺信息表达设计结果,也就是电子装联工艺符号;④热证;⑤工装模型;⑥制造资源模型。在工艺规程树初始化处理过程中,主要是做好节点重构,具体的重构流程是:首先采取映射的方式,将模型中的一级节点实施同结构转换,其次是采取选择性的方式,对二级(含)以下节点,按需进行选择性转换,也就是只能转换一级节点,而不进度二级和二级以下节点进行转换,但是又能将全部节点进行转换;最后,结合转换需求对转换效果进行调整和优化。由于初始化工艺规程树和电子装联工艺模型结构树的关系为双向映射,所以需要在工艺规程树处理中切实做好对其的处理,而且不管是电子装联工艺模型结构树的节点,还是工艺规程树的节点,其只要发生修改和变化,就能在彼此中体现出来。

　　2.3.2 对工艺设计规程进行包装和封装

　　当工艺规程树进行初始化处理之后,还要利用可视化窗口构建工序工步节点,再把初始化处理后得到的工艺规程树的信息分配到相关节点之中,这样就能得到成熟规范的工艺规程树,且其节点中含有配套的零部件和装配资源以及工时定额等相关子节点。其中,工序工步这一节点创建时,主要有两种方式,一种是主动分配,另一种是被动包含。就主动分配而言,主要是在确定工艺模型元素的基础上,对所创建的工序工步节点在分配中所选元素。而就被动包含而言,需要先将工序工步节点创建出来,再选择包含到这一节点的工艺模型元素。就装备资源而言,主要包含了工装和设备以及量具,常见的有设备型号和资源编号与图号,以及还有存放位置、使用年限、生产厂家、性能参数等方面的信息,并确保这些信息与企业资源库中的信息相同。在具体的处理中,具体详见下图,从图3可以看出,从工艺模型结构树开始,到初始化和成熟化的过程,将之前较为分散的工艺信息进行逐渐规范和成熟,是促进电子装配工艺文件完善的重要过程,所以必须切实加强对其处理质量的控制,切实发挥三维模型的优势,将起作为电子产品生产制作中实施工艺管理与质量管理的重要保障,从而确保电子装配产品的质量得到提升,以更好地满足三维电子装联工艺设计的需要[3]。

　　图3 双向映射的工艺规程树构建要点 

　　参考文献

　　[1]庹凌.现代电子装联工艺技术研究发展趋势[J].科技经济导刊,2017(12):38.

　　[2] 魏子陵.电子装联三维结构垂直线、面印刷及回流焊工艺研究[C].四川省电子学会SMT专业委员会,2015:183-191.

　　[3]胡振华,冯瑞,黄霖,连超.现代电子装联工艺技术研究发展趋势[J].山东工业技术,2015(13):129.