【摘要】：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,電子產(chǎn)品的種類(lèi)和復(fù)雜度不斷提高,電子產(chǎn)品逐漸成為了衡量科技的標(biāo)準(zhǔn)之一。通過(guò)查詢(xún)資料發(fā)現(xiàn),在電子三維化設(shè)計(jì)領(lǐng)域可參考的文獻(xiàn)較少,由于當(dāng)下電子產(chǎn)品多樣化不斷提升,所以急需快速構(gòu)建電子裝配體來(lái)輔助電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。本文主要研究三維電子裝配技術(shù),以虛擬化的電子裝配技術(shù)指導(dǎo)工人準(zhǔn)確地安裝電子元器件。本文研究的內(nèi)容有電子裝配信息的智能獲取、電子模型的構(gòu)建、電子元器件的智能裝配以及實(shí)現(xiàn)研究所需的方法和步驟。具體表現(xiàn)在如何從PCB設(shè)計(jì)軟件的特定格式文件中智能化地提取電子元器件的裝配信息和建模信息;在智能裝配方面,如何自動(dòng)生成每個(gè)元器件位置坐標(biāo)系并實(shí)現(xiàn)元器件的準(zhǔn)確裝配;其次在裝配同時(shí)如何反饋模型裝配的狀態(tài),根據(jù)裝配反饋狀態(tài)可視化地顯示結(jié)果。本論文也提供了一些關(guān)鍵技術(shù)的理論依據(jù),比如模型重構(gòu)算法、模型裝配時(shí)干涉檢測(cè)算法以及電子裝配體的厚度和質(zhì)量計(jì)算等。本論文核心內(nèi)容是電子裝配體的自動(dòng)裝配,其中系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難點(diǎn)體現(xiàn)在電子行業(yè)設(shè)計(jì)軟件和機(jī)械行業(yè)軟件之間的信息交換,只有完成了數(shù)據(jù)交換才能完成電子裝配體的自動(dòng)裝配。另外本文提出的電子三維裝配技術(shù)已經(jīng)在相關(guān)企業(yè)以及研究所得到了實(shí)際的應(yīng)用,主要因?yàn)楸疚难芯縼?lái)源于實(shí)際的研究所項(xiàng)目,在寫(xiě)作本文之前已經(jīng)做出了相關(guān)的軟件并交付研究所使用。系統(tǒng)研究方法是基于Pro/E二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)電子元器件重構(gòu)與裝配。采用Pro/E二次開(kāi)發(fā)技術(shù)主要原因是其開(kāi)發(fā)接口易實(shí)現(xiàn),其次Pro/E的使用度高。Pro/E二次開(kāi)發(fā)技術(shù)基于C語(yǔ)言同時(shí)采用微軟MFC實(shí)現(xiàn)界面繪制。最后將開(kāi)發(fā)的軟件以插件的形式綁定在Pro/E軟件中。雖然Pro/E提供有電裝模塊接口,但是該接口沒(méi)有單獨(dú)操作界面,操作不方便。其次提供的接口不可控,無(wú)法保證真實(shí)模型和框圖模型的混合裝配。從研究的結(jié)果來(lái)看,整個(gè)系統(tǒng)基本功能滿(mǎn)足企業(yè)的電子裝配需求。隨著技術(shù)不斷加深,該系統(tǒng)還需要實(shí)現(xiàn)更多的功能,但本文提出的方法和思想仍然可以為研究電子全三維化設(shè)計(jì)技術(shù)提供指導(dǎo)。相對(duì)于機(jī)械行業(yè)的三維裝配工藝來(lái)說(shuō),電子產(chǎn)品三維化虛擬裝配技術(shù)的成熟度比較低,因此依據(jù)研究成果提出的全三維電子裝配技術(shù)符合實(shí)際和時(shí)代需求。在研究電子三維裝配技術(shù)時(shí),基于Pro/E二次開(kāi)發(fā)技術(shù)有利于提高開(kāi)發(fā)效率并且擴(kuò)展該技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN41;TP391.7
【圖文】：

圖 2.1 智能電裝與 PCB 三維電裝關(guān)系圖對(duì)于總目標(biāo)來(lái)說(shuō)，主要包含四大模塊：1. 相關(guān)軟件。相關(guān)軟件指的是要實(shí)現(xiàn)智能電裝所要涉及到的軟件依賴(lài)，比如數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、PDM 系統(tǒng)、三維軟件等。2. 智能電裝設(shè)計(jì)。主要包含電子設(shè)計(jì)人員的電路設(shè)計(jì)圖、電子三維裝配技術(shù)、三維電裝的結(jié)果分析和仿真、三維電裝工藝的設(shè)計(jì)。3. 智能電裝制造。電裝制造大體包含兩部分，電裝物料的管理以及電子生產(chǎn)的管理。4. 智能電裝服務(wù)。智能電裝服務(wù)主要是后期維護(hù)和信息記錄，其中包含有故障檢測(cè)、分析、反饋、記錄，通過(guò)以上這些結(jié)果返回一個(gè)可行性服務(wù)方案。相對(duì)于總體設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是與機(jī)械領(lǐng)域相關(guān)的部分，也是核心部分，即 PCB 電子全三維裝配系統(tǒng)。PCB 電子裝配系統(tǒng)主要包含以下：(1) 軟件接口設(shè)計(jì)這部分主要打通電子領(lǐng)域軟件和機(jī)械相關(guān)軟件接口，通過(guò)此接口可以實(shí)現(xiàn)三

圖 2.2 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)思想其中自動(dòng)保存模型的設(shè)計(jì)，并不單單是保存模型。由于每個(gè)元器件是不規(guī)則的，其中幾何坐標(biāo)并不簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單在幾何中點(diǎn)處，所以保存框圖模型的意義就是為了確定幾何坐標(biāo)點(diǎn)位置。從圖 2.2 中也可以看出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中開(kāi)發(fā)了爆炸圖模塊，對(duì)于爆炸圖設(shè)計(jì)思想而言，由于 PCB 板多數(shù)情況下是正反兩面，也就是 top 和 bottom，所以爆炸方向只限定在這兩方向，這樣簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程同時(shí)滿(mǎn)足需求。另外通過(guò)庫(kù)中元器件和與之對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)的元器件的信息估算整個(gè)板的體積和重量，同時(shí)可以在裝配模型時(shí)檢測(cè)模型之間是否干涉。基于 Pro/E 二次開(kāi)發(fā)的電子裝配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程如下：1、根據(jù)客戶(hù)需求收集開(kāi)發(fā)資料。2、收集二次開(kāi)發(fā)資料，測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境。3、操作相關(guān)電子領(lǐng)域的軟件，實(shí)現(xiàn)廣泛接口文件。4、根據(jù)系統(tǒng)需求通過(guò) Pro/E 提供的二次開(kāi)發(fā)接口 Protoolkit 測(cè)試性開(kāi)發(fā)。5、通過(guò)項(xiàng)目系統(tǒng)模塊在 Protoolkit 找相關(guān)的開(kāi)發(fā)函數(shù)，并且在測(cè)試系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)測(cè)

12圖 2.3 PCB 電裝模塊架構(gòu)圖2.3.2 功能模塊介紹本系統(tǒng)是基于 Pro/E 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在了解本系統(tǒng)功能模塊之前，預(yù)先通過(guò)實(shí)例將程序執(zhí)行一遍，如圖 2.4 所示就是根據(jù)電路設(shè)計(jì)軟件 PADS 提供的 EMN/EMP 設(shè)計(jì)原理圖，依據(jù)本程序?qū)崿F(xiàn)的三維裝配圖。根據(jù)此圖右邊提供的對(duì)話(huà)框，程序所涉及模塊具體如下： “打開(kāi) EMN”和“讀取文件”按鈕對(duì)應(yīng)的是文件解析模塊。 “載入元件”對(duì)應(yīng)的是模型的自構(gòu)建和裝配體的自構(gòu)建模塊。 “元器件管理”指的是元器件信息和三維圖的管理模塊。 “爆炸”指的是電裝爆炸圖模塊。 “加載成功”和“加載失敗”對(duì)應(yīng)的是模型檢測(cè)模塊。 “屬性計(jì)算”對(duì)應(yīng)的是面向電裝工藝模型的一些計(jì)算模塊。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2782160