電連接器三維快速裝配研究

展亞鴿

【摘 要】電連接器是電子設(shè)備中的基礎(chǔ)元件，在電子設(shè)備三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，電連接器三維裝配設(shè)計(jì)頻率很高。文中通過分析電連接器三維裝配設(shè)計(jì)的流程及特點(diǎn)，提出了基于Pro/E軟件對電連接器三維裝配設(shè)計(jì)過程進(jìn)行定制開發(fā)、實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)的開發(fā)思路，介紹了電連接器三維快速裝配工具的系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)流程，并以電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用的轉(zhuǎn)接板為例，描述了電連接器三維快速裝配工具的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電連接器；快速裝配；二次開發(fā)

電裝， 電子裝聯(lián)的簡稱；電子裝聯(lián)指的是在電子電氣產(chǎn)品形成中采用的裝配和電連接的工藝過程。電裝工藝的含義是“現(xiàn)代化企業(yè)在組織大規(guī)模的科研生產(chǎn)， 把許多人組織在一起， 共同地有計(jì)劃地進(jìn)行電子電氣產(chǎn)品的裝配和電連接， 需要設(shè)計(jì)、制定共同遵守的電子裝聯(lián)法規(guī)、規(guī)定， 這種法規(guī)和規(guī)定就是電裝工藝技術(shù)， 簡稱電裝工藝”。對于電子產(chǎn)品而言， 電路設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的形態(tài)， 工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程。電子設(shè)備中的裝聯(lián)技術(shù)， 過去一般通稱電裝和電子裝聯(lián)， 多指在電的效應(yīng)和環(huán)境介質(zhì)中點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接關(guān)系。

先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)代信息技術(shù)、綜合自動化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)和通用制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理技術(shù)方面的成果。同時對進(jìn)入靜電防護(hù)區(qū)域（EPA）的物品也要嚴(yán)格把關(guān)，比如塑料、紙質(zhì)物品等不得帶進(jìn)該區(qū)域靜電防護(hù)區(qū)域的工作人員，每日在操作前必須對工位的接地線、離子風(fēng)機(jī)、工作臺面、腳環(huán)或者手環(huán)等。開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理及售后服務(wù)等制造全過程， 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)， 獲得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。

先進(jìn)制造技術(shù)涵蓋五大技術(shù)群，主要包括：（1）系統(tǒng)總體技術(shù)群；（2）設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)群；（3）制造工藝與裝備技術(shù)群；（4）管理技術(shù)群；（5）支撐技術(shù)群。電氣互聯(lián)技術(shù)屬于邊緣學(xué)科、多學(xué)科的電子工程制造技術(shù)。20世紀(jì)90年代開展的“并行工程”，是電子裝備設(shè)計(jì)思想的一次革命， 在電子工程制造技術(shù)學(xué)科內(nèi)，它的基本意思是“電氣互聯(lián)技術(shù)的工作必須從產(chǎn)品的方案論證起參加進(jìn)去，參與總體設(shè)計(jì)及電子產(chǎn)品的研制、開發(fā)、生產(chǎn)全過程的設(shè)計(jì)、決策”。為實(shí)現(xiàn)這一理念， 國內(nèi)一些一流的科研院所紛紛投入巨額資金引進(jìn)先進(jìn)的電氣互聯(lián)技術(shù)和先進(jìn)的電氣互聯(lián)設(shè)備， 與此同時， 國內(nèi)一些與電子工程制造技術(shù)有關(guān)的大學(xué)紛紛設(shè)立電氣互聯(lián)研究生班、微電子技術(shù)班和微電子與固體電子學(xué)院。人們逐步認(rèn)識到：“沒有一流的電氣互聯(lián)技術(shù)， 沒有一流的電氣互聯(lián)設(shè)備， 就不可能有一流的設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品”。

在電子設(shè)備中，電連接器在器件與器件、組件與組件、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進(jìn)行電氣連接和信號傳遞，是構(gòu)成一個完整系統(tǒng)必需的基礎(chǔ)元件。在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，作為基礎(chǔ)元件的電連接器的裝配設(shè)計(jì)出現(xiàn)的頻率非常高。電連接器的三維裝配設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：連接器在安裝部件上的安裝孔創(chuàng)建，位置代號/名稱名牌等標(biāo)簽的創(chuàng)建，連接器及其安裝緊固件在安裝部件上的裝配。電連接器三維裝配設(shè)計(jì)內(nèi)容的一致性使其具備了通過軟件二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)快速裝配設(shè)計(jì)的條件。

電連接器三維裝配設(shè)計(jì)流程及特點(diǎn)。由于電連接器均由專業(yè)廠家進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)，因此在電子設(shè)備設(shè)計(jì)企業(yè)中，電連接器的三維模型一般都作為企業(yè)的共有模型存儲在企業(yè)的通用數(shù)據(jù)庫中，供電子設(shè)備設(shè)計(jì)時調(diào)用。在通用的三維設(shè)計(jì)軟件中，電連接器的三維裝配設(shè)計(jì)流程是： 平面布局，確定連接器安裝位置→安裝零件上連接器安裝孔建模→安裝零件上連接器代號/名稱名牌建?！鷦?chuàng)建裝配模型，裝配連接器→裝配連接器所需緊固件。根據(jù)上述設(shè)計(jì)流程可知，電連接器的三維裝配過程具有以下特點(diǎn)：

1）電連接器的裝配過程難度不大，但過程復(fù)雜：

三維裝配使用的均為三維設(shè)計(jì)軟件的常用工具，但涉及到零件建模、寫名牌、裝配建模、緊固件裝配等多個過程，步驟繁瑣，設(shè)計(jì)效率低。

2）電連接器的安裝孔、名牌內(nèi)容及位置、所用緊固件的品種及數(shù)量等均與電連接器密切關(guān)聯(lián)，在平面布局時即全部確定。

3）不同類型電連接器的三維裝配流程一致，在設(shè)計(jì)過程中使用的功能菜單也基本相同。通過上述分析可以看出，電連接器的裝配中，需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有確定連接器的安裝位置、輸入名稱/代號標(biāo)簽值、選擇具體緊固件，其余均為軟件操作內(nèi)容。

電連接器快速裝配設(shè)計(jì)工具開發(fā)思路根據(jù)電連接器三維裝配過程的特點(diǎn)，采用以下思路開發(fā)電連接器快速裝配設(shè)計(jì)工具：

1）采用成組技術(shù)，將電連接器裝配相關(guān)的安裝孔、名牌、緊固件特征或模型作為連接器的屬性，與電連接器的三維模型組合在一起，形成電連接器的復(fù)合模型（即在定義連接器標(biāo)準(zhǔn)件的過程中定義好約束關(guān)系和配合實(shí)體）。在連接器的裝配過程中只需輸入所需的參數(shù)值即可。

2）在安裝電連接器的裝配模型內(nèi)，基于平面布局，確定連接器的安裝位置。輸入連接器的代號/名稱名牌、緊固件等屬性的具體值，其余打孔、裝配模型等具體工作由工具自動完成。

3）通過拖動電連接器三維模型，實(shí)時改變電連接器復(fù)合模型的位置。通過窗口編輯，改變電連接器復(fù)合模型各屬性值。從而實(shí)現(xiàn)安裝電連接器的裝配模型的關(guān)聯(lián)更改。

電連接器快速裝配設(shè)計(jì)工具基于平面布局，通過二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了電連接器的快速裝配。實(shí)際應(yīng)用表明，采用電連接器快速裝配設(shè)計(jì)工具進(jìn)行連接器裝配設(shè)計(jì)，可以減少用戶的軟件操作步驟，使用戶集中精力于設(shè)計(jì)內(nèi)容上，其余工作由軟件自動完成，從而實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率。

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