整机三维立体布线设计
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关键词 :三维立体布线 ;线扎 ; UGII;布线生产工艺 中图分类号 : TN 80 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 3474 (2007) 05 - 0290 - 03
Three - d im en siona l W ir ing D esign of the Com plete M cah ine
ZHANG Hong, W E I J ian, ZHANG L i ( In stitute of Electron ic Eng ineer ing, Ch ina Academ y of Eng ineer ing
Physics, M ianyang 621900, Ch ina )
Abstract: A 3 - D w iring method in UG NX2 is introduced according to the design draw ing of p lane layout. Analyze the 3 - D w iring p rocess of UG NX2. Simulate the actual assembly dimension of p roducts. Lay out 3 - D comp lete machine w iring in response to design and manufacturing p rincip les. Take the p rod2 uct assembly as the key target, some key technologies are solved and an app rop riate w iring method is p res2 ented. They can resolve the p roblem s in the traditional w iring p roduction.
的竞争力 。 而在传统布线生产工艺中 ,一般根据整机实体
的装配情况及个人的经验进行布线工艺设计 ,在布 线过程中又依据工艺布线的原则和整机实体的具体 情况 ,来不断纠正不合理布线 ,最终实现整机布线 。
从以上可以看出 ,使用常规工艺制作线扎 ,可能 会带来以下问题 : ( 1)布线设计与结构设计之间产 生的干涉问题 ; ( 2 )走线不合理带来的电磁兼容性 问题 ; (3)线扎设计及制作过程的反复带来的时间 浪费 ; (4)线扎制作过程中人为因素导致产品质量 的变化 ; (5)更改过程很复杂且易出错 。
整机的三维布线是综合性工程 ,应用三维立体 布线 UGII软件 ,需要用到以下关键技术 : ( 1 )成熟 的电子装联及相关技术 ; ( 2)根据生产实际需求构 建理想的工作模式 ; ( 3)机械三维设计技术 ; ( 4)与 设计部门的数据转换 ; (5)三维立 (下转第 294页 )
294
用。
电 子 工 艺 技 术 第 28卷第 5期
版 , 2003.
(收稿日期 : 2007 - 07 - 05)
(上接第 291页 )体布线 UGII软件的二次开发 ; ( 6)
相关的技术配合 。
4 总结
采用 CAD 的技术进行整机布线 ,模拟实物的装
配尺寸 ,实现了整机布线可视化装配 。弥补了二维
图形难以表达出导线布设路径的缺陷 ,填补了二维
图形无法对零件和线束间进行干涉分析的空白 。在
(1)三维立体布线 UGII软件将线扎图的设计 和绘制与现有的 3D 机械设计软件完美地融合到一 起 ,使设计过程非常流畅 。软件的 3D 设计环境和 2D线扎图生成环境是互相关联的 ,在任何一个环境 中所作的改变 ,都会体现在另一个环境中 ,这减少了 更改机械及电讯设计时出错的机会 。
(2)三维立体布线 UGII软件可以从电原理图 和 ASC II文本文件中获取电讯的接线信息 ,实现了 与电讯数据的融合 。
为此 ,设计了电缆组件验证组合专用工装如图 6所示 。这套工装是以工艺样件为基准 ,在使用时 先将工艺样件在组合工装上进行定位 ,然后将加工 好的电缆组件在组合工装上进行试装 ,合格后转入 下到工序 。经现场试用 ,该工装能很好的解决电缆 组件验证问题 。 4 总结
通过在电缆组件制造技术方面进行改进和创
[ 3 ] 孙国正. 优化设计及应用 [M ]. 北京 : 人民交通出版
社 , 1992.
[ 4 ] 钟名湖. 电子产品结构设计 [M ]. 北京 :高等教育出版
社 , 2004.
(收稿日期 : 2007 - 07 - 03)
(7)程序生成导线长度和接线关系文本 。 (8)三维走线图转化为二维线扎图 。
图 1 三维实体走线图 利用 UGII软件 ,将三维走线图转换为以最长线 束的起始端头为主线束的初始二维线扎图 ,经过变 形 ,再成为二维线扎图 。并在二维线扎图上 ,进行线 束线号标识和尺寸标注如图 2所示 。
图 2 二维线扎图 3 三维立体布线中的关键技术
290
Baidu Nhomakorabea
E
电子 lec tron ic s
工艺技术 Process Techno
logy 第200278年卷第9月5期
整机三维立体布线设计
张红 ,魏建 ,张黎
(中国工程物理研究院电子工程研究所 ,四川 绵阳 621900)
摘 要 :介绍了依据平面布局设计图 、利用 UGII软件 ,创建符合实际生产中的三维立体布线方 法 。对 UGII应用软件在三维布线中的流程进行了分析 ,模拟实物的实际装配尺寸 ,按技术要求和 工艺原则进行三维空间整机布线 ,以实体装配为目的 ,解决了一些关键技术 ,提供了一个很好的线 扎设计方法 ,较好地解决了传统的布线生产中的问题 。
图 6 电缆组件验证组合专用工装
参考文献 :
[ 1 ] 张艳. Vbisual Basic高级图形程序设计教程 [M ]. 北
京 :电子工业出版社 , 1999.
[ 2 ] 郝春强. V isual Basic 案例教程 [M ]. 北京 :中科多媒体
电子出版社 , 2001.
[ 3 ] 廖日东. I - DEAS 实例教程 [M ]. 北京 : 理工大学出
Key words: 3 - D w iring design; W iring harness; UGII; W iring design art D ocum en t Code:A Article ID : 1001 - 3474 (2007) 05 - 0290 - 03
随着设计技术的飞速发展 ,对制造业提出了日 益严格的要求 ,主要体现在以下几个方面 。 ( 1 )电 子设备的更新速度日益加快 ,产品从设计到面向市 场的过程所用时间也越来越短 ,这就要求制造业能 尽快地适应市场的节奏及设计的迅速变化 ,在结构 设计时同步进行三维布线生产工艺设计 。 ( 2)电子 设备向小型化 、模块化发展 ,设备内部走线日益复 杂 ,设备内部结构和电磁环境对走线提出了更高的 要求 。 (3)除了功能这个重要因素以外 ,制作成本 也是比较电子设备优劣的一个重要因素 。在产品功 能相近的情况下 ,缩短产品生产周期 、降低劳动力费 用及减少原材料消耗和浪费将极大地提高电子产品
新 ,我们的半刚性电缆组件制造技术有了不小的进 步 。为我所电缆组件的信息化 、专业化生产 ,打下良 好的基础 。
图 3 焊接支架
图 4 成型组合模具
图 5 划线工装 3. 3 验证工装
我所的电缆组件主要是三维空间的立体形状 , 在没有实物的情况下 ,靠常规检测手段 ,很难确认所 加工出的组件是否符合使用要求 。如果电缆组件的 验证方法不能很好地解决 ,这种制造技术就无法在 实际生产中得以应用 。而目前流行于行业内的按图 验证和实物验证都不能满足我所的要求 。
要解决以上这些问题 ,就必须采用三维立体布
作者简介 :张红 (1968 - ) ,女 ,毕业于重庆大学 ,工程师 ,主要从事电子工艺技术的研究工作 。
2007年 9月 张红等 :整机三维立体布线设计
291
线 UGII软件 。线扎的设计和生产是电子设备 制造过程中一个最为重要的环节 。本文所指的三维 布线 ,即指线扎图的设计 。 1 三维立体布线 UGII软件的特点
机中 ,由中心数据库统一管理 ,为各个设计部门提供
更加准确并可重复利用的一致性数据信息 。
参考文献 :
[ 1 ] 陈祝林. 产品设计与三维 CAD 系统 [M ]. 上海 :同济大 学出版社 , 1997.
[ 2 ] 夏天 ,吴立军. UG二次开发技术基础 [M ]. 北京 :电子
工业出版社 , 2004.
(3)三维立体布线 UGII软件直接在 3D 机械模 型中工作 ,节省了在常规线扎制作工艺中测量及建 立三维结构模型所需要的时间 。 2 三维立体布线流程
利用 UGII软件对产品进行布线仿真 ,具体流程 如下 。
(1)先通过设计结构平面图样 ,进行实体建模 。 (2)给零件赋予各连接端子位号 。 在实体装配模型的基础上 ,首先必须给零件赋 予各连接端子位号 。因为当零件创建后 ,外观及结 构已经锁定 ,但其上的连接导线端子并没有明确 。 按照接线图 ,给端子进行接线标识 。 (3)在装配实体模型的基础上 ,依据工艺布线 原则和图纸接线关系 ,进行产品的主线束布设 。 (4)利用 UGII模块功能 ,创建各类文本 ,建立 所需特征库 。 将接线图中的关键因素提炼出来 ,利用 UGII所 能识别的程序创建 3 . cmp 和 3 . hrn文本 ,然后将各 文本导入 UGII软件中 ,再将实体模型中的各零件赋 予接线关系的标识 ,同时建立 UGII的特征库 ,即接 线关系程序 。 (5)生成三维实体走线图如图 1所示 。 (6) UGII进行干涉分析检查 。 U G II软件可 以 对 生 成 的 实 体 线 束 进 行 干 涉 分 析 ,当程序发现线束与零件发生干涉时 ,程序就会进 行干涉提示 。这种干涉提示有两类 :一类为接触干 涉 ,此类干涉无须修改 ;另一类为硬干涉 ,此类干涉 必须进行修改 ,重新确定主线束路径 ,将线束与零件 碰撞处进行调整 。直至程序无硬干涉信息为止 。
整个电子设备的设计过程中 ,线扎设计是一个重要
步骤 ;与传统方法相比 ,使用三维立体布线 UGII软
件进行设计有如下优点 : ( 1 ) 在人工费用 、工作效
率 、资源合理配制 、线扎设计合理性及线扎质量等方
面都有着质的飞跃 ; (2)费用更低 ,改变了传统线扎
制作的滞后性 ; ( 3 )所有的设计数据都存储在计算
Three - d im en siona l W ir ing D esign of the Com plete M cah ine
ZHANG Hong, W E I J ian, ZHANG L i ( In stitute of Electron ic Eng ineer ing, Ch ina Academ y of Eng ineer ing
Physics, M ianyang 621900, Ch ina )
Abstract: A 3 - D w iring method in UG NX2 is introduced according to the design draw ing of p lane layout. Analyze the 3 - D w iring p rocess of UG NX2. Simulate the actual assembly dimension of p roducts. Lay out 3 - D comp lete machine w iring in response to design and manufacturing p rincip les. Take the p rod2 uct assembly as the key target, some key technologies are solved and an app rop riate w iring method is p res2 ented. They can resolve the p roblem s in the traditional w iring p roduction.
的竞争力 。 而在传统布线生产工艺中 ,一般根据整机实体
的装配情况及个人的经验进行布线工艺设计 ,在布 线过程中又依据工艺布线的原则和整机实体的具体 情况 ,来不断纠正不合理布线 ,最终实现整机布线 。
从以上可以看出 ,使用常规工艺制作线扎 ,可能 会带来以下问题 : ( 1)布线设计与结构设计之间产 生的干涉问题 ; ( 2 )走线不合理带来的电磁兼容性 问题 ; (3)线扎设计及制作过程的反复带来的时间 浪费 ; (4)线扎制作过程中人为因素导致产品质量 的变化 ; (5)更改过程很复杂且易出错 。
整机的三维布线是综合性工程 ,应用三维立体 布线 UGII软件 ,需要用到以下关键技术 : ( 1 )成熟 的电子装联及相关技术 ; ( 2)根据生产实际需求构 建理想的工作模式 ; ( 3)机械三维设计技术 ; ( 4)与 设计部门的数据转换 ; (5)三维立 (下转第 294页 )
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用。
电 子 工 艺 技 术 第 28卷第 5期
版 , 2003.
(收稿日期 : 2007 - 07 - 05)
(上接第 291页 )体布线 UGII软件的二次开发 ; ( 6)
相关的技术配合 。
4 总结
采用 CAD 的技术进行整机布线 ,模拟实物的装
配尺寸 ,实现了整机布线可视化装配 。弥补了二维
图形难以表达出导线布设路径的缺陷 ,填补了二维
图形无法对零件和线束间进行干涉分析的空白 。在
(1)三维立体布线 UGII软件将线扎图的设计 和绘制与现有的 3D 机械设计软件完美地融合到一 起 ,使设计过程非常流畅 。软件的 3D 设计环境和 2D线扎图生成环境是互相关联的 ,在任何一个环境 中所作的改变 ,都会体现在另一个环境中 ,这减少了 更改机械及电讯设计时出错的机会 。
(2)三维立体布线 UGII软件可以从电原理图 和 ASC II文本文件中获取电讯的接线信息 ,实现了 与电讯数据的融合 。
为此 ,设计了电缆组件验证组合专用工装如图 6所示 。这套工装是以工艺样件为基准 ,在使用时 先将工艺样件在组合工装上进行定位 ,然后将加工 好的电缆组件在组合工装上进行试装 ,合格后转入 下到工序 。经现场试用 ,该工装能很好的解决电缆 组件验证问题 。 4 总结
通过在电缆组件制造技术方面进行改进和创
[ 3 ] 孙国正. 优化设计及应用 [M ]. 北京 : 人民交通出版
社 , 1992.
[ 4 ] 钟名湖. 电子产品结构设计 [M ]. 北京 :高等教育出版
社 , 2004.
(收稿日期 : 2007 - 07 - 03)
(7)程序生成导线长度和接线关系文本 。 (8)三维走线图转化为二维线扎图 。
图 1 三维实体走线图 利用 UGII软件 ,将三维走线图转换为以最长线 束的起始端头为主线束的初始二维线扎图 ,经过变 形 ,再成为二维线扎图 。并在二维线扎图上 ,进行线 束线号标识和尺寸标注如图 2所示 。
图 2 二维线扎图 3 三维立体布线中的关键技术
290
Baidu Nhomakorabea
E
电子 lec tron ic s
工艺技术 Process Techno
logy 第200278年卷第9月5期
整机三维立体布线设计
张红 ,魏建 ,张黎
(中国工程物理研究院电子工程研究所 ,四川 绵阳 621900)
摘 要 :介绍了依据平面布局设计图 、利用 UGII软件 ,创建符合实际生产中的三维立体布线方 法 。对 UGII应用软件在三维布线中的流程进行了分析 ,模拟实物的实际装配尺寸 ,按技术要求和 工艺原则进行三维空间整机布线 ,以实体装配为目的 ,解决了一些关键技术 ,提供了一个很好的线 扎设计方法 ,较好地解决了传统的布线生产中的问题 。
图 6 电缆组件验证组合专用工装
参考文献 :
[ 1 ] 张艳. Vbisual Basic高级图形程序设计教程 [M ]. 北
京 :电子工业出版社 , 1999.
[ 2 ] 郝春强. V isual Basic 案例教程 [M ]. 北京 :中科多媒体
电子出版社 , 2001.
[ 3 ] 廖日东. I - DEAS 实例教程 [M ]. 北京 : 理工大学出
Key words: 3 - D w iring design; W iring harness; UGII; W iring design art D ocum en t Code:A Article ID : 1001 - 3474 (2007) 05 - 0290 - 03
随着设计技术的飞速发展 ,对制造业提出了日 益严格的要求 ,主要体现在以下几个方面 。 ( 1 )电 子设备的更新速度日益加快 ,产品从设计到面向市 场的过程所用时间也越来越短 ,这就要求制造业能 尽快地适应市场的节奏及设计的迅速变化 ,在结构 设计时同步进行三维布线生产工艺设计 。 ( 2)电子 设备向小型化 、模块化发展 ,设备内部走线日益复 杂 ,设备内部结构和电磁环境对走线提出了更高的 要求 。 (3)除了功能这个重要因素以外 ,制作成本 也是比较电子设备优劣的一个重要因素 。在产品功 能相近的情况下 ,缩短产品生产周期 、降低劳动力费 用及减少原材料消耗和浪费将极大地提高电子产品
新 ,我们的半刚性电缆组件制造技术有了不小的进 步 。为我所电缆组件的信息化 、专业化生产 ,打下良 好的基础 。
图 3 焊接支架
图 4 成型组合模具
图 5 划线工装 3. 3 验证工装
我所的电缆组件主要是三维空间的立体形状 , 在没有实物的情况下 ,靠常规检测手段 ,很难确认所 加工出的组件是否符合使用要求 。如果电缆组件的 验证方法不能很好地解决 ,这种制造技术就无法在 实际生产中得以应用 。而目前流行于行业内的按图 验证和实物验证都不能满足我所的要求 。
要解决以上这些问题 ,就必须采用三维立体布
作者简介 :张红 (1968 - ) ,女 ,毕业于重庆大学 ,工程师 ,主要从事电子工艺技术的研究工作 。
2007年 9月 张红等 :整机三维立体布线设计
291
线 UGII软件 。线扎的设计和生产是电子设备 制造过程中一个最为重要的环节 。本文所指的三维 布线 ,即指线扎图的设计 。 1 三维立体布线 UGII软件的特点
机中 ,由中心数据库统一管理 ,为各个设计部门提供
更加准确并可重复利用的一致性数据信息 。
参考文献 :
[ 1 ] 陈祝林. 产品设计与三维 CAD 系统 [M ]. 上海 :同济大 学出版社 , 1997.
[ 2 ] 夏天 ,吴立军. UG二次开发技术基础 [M ]. 北京 :电子
工业出版社 , 2004.
(3)三维立体布线 UGII软件直接在 3D 机械模 型中工作 ,节省了在常规线扎制作工艺中测量及建 立三维结构模型所需要的时间 。 2 三维立体布线流程
利用 UGII软件对产品进行布线仿真 ,具体流程 如下 。
(1)先通过设计结构平面图样 ,进行实体建模 。 (2)给零件赋予各连接端子位号 。 在实体装配模型的基础上 ,首先必须给零件赋 予各连接端子位号 。因为当零件创建后 ,外观及结 构已经锁定 ,但其上的连接导线端子并没有明确 。 按照接线图 ,给端子进行接线标识 。 (3)在装配实体模型的基础上 ,依据工艺布线 原则和图纸接线关系 ,进行产品的主线束布设 。 (4)利用 UGII模块功能 ,创建各类文本 ,建立 所需特征库 。 将接线图中的关键因素提炼出来 ,利用 UGII所 能识别的程序创建 3 . cmp 和 3 . hrn文本 ,然后将各 文本导入 UGII软件中 ,再将实体模型中的各零件赋 予接线关系的标识 ,同时建立 UGII的特征库 ,即接 线关系程序 。 (5)生成三维实体走线图如图 1所示 。 (6) UGII进行干涉分析检查 。 U G II软件可 以 对 生 成 的 实 体 线 束 进 行 干 涉 分 析 ,当程序发现线束与零件发生干涉时 ,程序就会进 行干涉提示 。这种干涉提示有两类 :一类为接触干 涉 ,此类干涉无须修改 ;另一类为硬干涉 ,此类干涉 必须进行修改 ,重新确定主线束路径 ,将线束与零件 碰撞处进行调整 。直至程序无硬干涉信息为止 。
整个电子设备的设计过程中 ,线扎设计是一个重要
步骤 ;与传统方法相比 ,使用三维立体布线 UGII软
件进行设计有如下优点 : ( 1 ) 在人工费用 、工作效
率 、资源合理配制 、线扎设计合理性及线扎质量等方
面都有着质的飞跃 ; (2)费用更低 ,改变了传统线扎
制作的滞后性 ; ( 3 )所有的设计数据都存储在计算