一种微组装三维工艺快速设计系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微组装三维工艺快速设计系统，该系统由微组装工艺数据库、工艺快速设计与仿真优化子系统以及工艺文件快速输出子系统集成；微组装工艺数据库包括元器件三维模型库、产品BOM库、元器件信息库、典型工艺库以及方案规则库组成；工艺快速设计与仿真优化子系统包括工艺结构树快速生成模块、辅助工艺节点信息快速添加模块、关键工艺活动信息自动生成模块以及关键工艺仿真优化模块；工艺文件快速输出子系统包括二维工艺文件输出模块以及三维仿真动画输出模块。本发明专利技术基于微组装工艺数据库的数据支撑，实现微组装工艺的快速设计与仿真优化，输出二维工艺文件和三维仿真动画，提高微组装工艺设计效率，降低生产过程的出错率。

A rapid 3D process design system for micro assembly

【技术实现步骤摘要】
一种微组装三维工艺快速设计系统
本专利技术涉及一种设计系统，具体设计一种微组装三维工艺快速设计，属于微组装工艺设计

技术介绍
未来相控阵雷达技术的发展趋势是集天线T/R(发射/接收)组件于一体，对微波组件的小、轻型化提出了更加严格的要求。T/R组件作为相控阵雷达探测信息流中的关键核心部位，其研制周期长，复杂度高且需求量大，其核心制造技术是微组装技术。为了解决T/R组件的功能越来越复杂、电性能指标要越来越高、需求越来越大，而同时体积越来越小、重量越来越轻、研制周期越来越短的矛盾，迫切需要发展微组装工艺快速设计技术。在实地调研过程中发现，当前微组装工艺设计仍然采用二维工艺卡片设计，工艺员通过借鉴传统工艺结合产品实际参数进行工艺设计，工艺制作过程繁琐，工艺数据冗杂且难以追溯，使得微组装工艺文件的设计质量与设计周期太过依赖于工艺员的经验，微组装工艺设计的质量和效率难以提高；而且当前微组装过程大多采用手动或半自动化生产设备，仍过度依赖于人工，整个过程中工人通过阅读二维工艺卡片以及工艺图纸进行生产，缺少直观的工艺过程展示，使得产品的质量和研制周期很大程度上取决工人的熟练程度，产品的一致性较差，产品组装质量难以提高。国内外尚无完全针对微组装领域的三维工艺设计系统。目前已提出的三维工艺设计系统大多针对航天航空以及汽车轮船等领域的装配进行研究，与微组装领域的应用环境存在很大的差异，而且在设计过程中人工参与较多，设计效率较低，无法有效实现三维工艺的快速设计；针对微组装领域，国内外对微组装过程中的关键工艺参数优化以及微组装过程中的关键部位设计等技术进行了研究，缺少针对微组装过程的三维工艺设计研究。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种微组装三维工艺快速设计系统，该技术方案将针对微组装工艺设计过程中工艺流程繁琐、工艺数据冗杂但设计逻辑清晰的特点，进行微组装三维工艺快速设计系统研究，解决
技术介绍
中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种微组装三维工艺快速设计系统，所述设计系统由微组装工艺数据库、工艺快速设计与仿真优化子系统以及工艺文件快速输出子系统集成。微组装工艺数据库为工艺快速设计与仿真优化子系统提供具体的产品BOM信息、元器件信息、典型工艺信息以及方案规则等相关信息，实现工艺树快速生成以及关键工艺仿真优化功能；工艺快速设计与仿真优化子系统通过交互界面完善工艺信息，并实时保存数据至微组装工艺数据库中，实现微组装工艺数据库的补充完善；工艺快速设计与仿真优化子系统为工艺文件快速生成子系统提供工艺信息，将完整的工艺树信息以及关键工艺活动信息一一映射至工艺文件快速生成子系统中，实现二维工艺文件以及三维仿真动画的输出；工艺文件快速输出子系统为微组装数据库提供数据，将输出的二维工艺文件和三维仿真动画作为典型工艺存储在典型工艺库中，实现维族转工艺库的迭代更新。作为本专利技术的一种改进，所述微组装工艺数据库由元器件三维模型库、产品BOM库、元器件信息库、典型工艺库以及方案规则库组成；产品BOM库由产品设计图号、元器件型号、元器件位号、元器件位姿信息组成，其中元器件位姿信息包括元器件平面坐标信息、元器件正/反装信息以及元器件空间姿态信息组成；元器件信息库由元器件型号、元器件的关联工序方法、关联工序ID、键合类型、工作温度、芯片类型以及元器件尺寸信息构成；典型工艺库以工序为存储对象，包括工序名称、工序ID、工作地点、工序内容、设备工装、工时定额、工艺参数信息；方案规则库包括工艺流程排序规则、关键工艺序列规划规则、关键工艺路径规划规则以及工艺合理性检测规则。作为本专利技术的一种改进，所述工艺快速设计与仿真优化子系统，包含的模块有工艺树节点快速生成模块、辅助工艺节点信息快速添加模块、关键工艺活动信息自动生成模块以及关键工艺仿真优化模块。工艺树节点快速生成模块基于微组装工艺数据库，快速得到工艺名称，根据工艺流程排序规则，快速生成工艺流程；辅助工艺节点信息快速添加模块根据工艺流程进行排序，依次在微组装工艺数据库中检索工序名称，添加辅助工艺信息；关键工艺活动信息自动生成模块通过遍历工艺树，得到关键工艺名称，并在微组装工艺数据库中进行检索，得到关键工艺的元器件信息、工艺参数信息等，同时基于序列排序规则以及路劲规划规则自动生成关键工艺活动信息，并将信息添加到对应的工艺树节点下；关键工艺仿真优化模块基于生成的关键工艺活动信息，进行关键工艺的三维可视化仿真和三维工艺看板展示，同时基于工艺合理性检测规则，对关键工艺的合理性进行实时监测，实现工艺的迭代优化。作为本专利技术的一种改进，工艺树节点快速生成模块，将微组装工艺流程分为固定工艺流程以及活动工艺流程；其中固定工艺流程包括器件领用、检验以及产品入库；器件领用、检验工艺位于微组装工艺流程的第一个节点，产品入库位于微组装工艺流程的最后一个节点，在进行微组装工艺设计时自动生成这两个固定工艺节点，并且不会随着产品的变换改变其名称和节点位置。作为本专利技术的一种改进，将活动工艺流程按照工序关联关系进行分类，通过关联工序ID与工序方法进行关联，分成一系列工序模块；根据方案规则库中的工艺流程排序规则对工序模块进行排序；根据工序名称生成活动工艺流程。作为本专利技术的一种改进，关键工艺活动信息自动生成模块，以装配工步节点为载体，具体包括活动对象、装配工步序列以及活动路径；装配工步序列通过方案规则库中的关键工艺序列规划规则，对工序节点中的装配对象进行排序；活动对象按照装配工步序列，每次选择一个元器件对象进行添加；活动路径通过读取产品BOM库中的元器件位姿信息，根据方案规则库中的关键工艺路径规划规则进行自动生成。作为本专利技术的一种改进，关键工艺仿真优化模块，指针对微组装过程中特有的芯片焊接、芯片点胶贴片以及金丝键合工序进行路径仿真；针对工艺过程中所需的工艺信息，通过检索典型工艺库中的工艺参数信息和工序内容信息，以对话框的形式在模型视图中显示；根据方案规则库中的工艺合理性检测规则，对仿真过程中的工艺进行实时检测，实现工艺的迭代优化。作为本专利技术的一种改进，工艺文件快速输出子系统，由二维工艺文件快速输出模块以及三维仿真动画输出模块组成。作为本专利技术的一种改进，所述二维工艺文件快速输出模块，包括输出二维工艺卡片以及输出工艺流程图；通过节点映射技术，将装配工艺树中的工序名称、装配对象、工序内容、工作地点、设备工装以及工时定额节点与二维工艺卡片中的对应项一一映射赋值，并通过装配工艺树遍历技术，设置每个工序的节点映射，并且按照先后顺序对工序进行排序，设置工序号；通过节点映射技术，将装配工艺树中每个装配工序映射为一个工序流程节点，将装配工艺树中的工序名称映射为工艺流程节点名称，生成工艺流程图，并以图片格式，输出至二维工艺文件中。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，微组装工艺数据库的建立实现了对微组装过程数据的管理，使工艺员从繁琐、冗杂的数据中脱离出来，通过结构化的数据链表，可以方便的对历史数据进行查询、追溯，以管控微组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微组装三维工艺快速设计系统，其特征在于：由微组装工艺数据库、工艺快速设计与仿真优化子系统以及工艺文件快速输出子系统集成。/n

【技术特征摘要】
1.一种微组装三维工艺快速设计系统，其特征在于：由微组装工艺数据库、工艺快速设计与仿真优化子系统以及工艺文件快速输出子系统集成。


2.根据权利要求1所述的微组装三维工艺快速设计系统，其特征在于，所述微组装工艺数据库由元器件三维模型库、产品BOM库、元器件信息库、典型工艺库以及方案规则库组成；产品BOM库由产品设计图号、元器件型号、元器件位号、元器件位姿信息组成，其中元器件位姿信息包括元器件平面坐标信息、元器件正/反装信息以及元器件空间姿态信息组成；元器件信息库由元器件型号、元器件的关联工序方法、关联工序ID、键合类型、工作温度、芯片类型以及元器件尺寸信息构成；典型工艺库以工序为存储对象，包括工序名称、工序ID、工作地点、工序内容、设备工装、工时定额、工艺参数信息；方案规则库包括工艺流程排序规则、关键工艺序列规划规则、关键工艺路径规划规则以及工艺合理性检测规则。


3.根据权利要求1所述的微组装三维工艺快速设计系统，其特征在于，所述工艺快速设计与仿真优化子系统，包含的模块有工艺树节点快速生成模块、辅助工艺节点信息快速添加模块、关键工艺活动信息自动生成模块以及关键工艺仿真优化模块，,工艺树节点快速生成模块基于工艺流程排序规则，快速生成工艺流程；辅助工艺节点信息快速添加模块根据工艺流程进行排序，依次在微组装工艺数据库中检索工序名称，添加辅助工艺信息；关键工艺活动信息自动生成模块通过遍历工艺树，得到关键工艺名称，并在微组装工艺数据库中进行检索，得到关键工艺的元器件信息、工艺参数信息，同时基于序列排序规则以及路劲规划规则自动生成关键工艺活动信息；关键工艺仿真优化模块基于生成的关键工艺活动信息，进行关键工艺的三维可视化仿真和三维工艺看板展示，同时基于工艺合理性检测规则，对关键工艺的合理性进行实时监测，实现工艺的迭代优化。


4.根据权利要求3所述的微组装三维工艺快速设计系统，其特征在于，工艺树节点快速生成模块，将微组装工艺流程分为固定工艺流程以及活动工艺流程；其中固定工艺流程包括器件领用、检验以及产品入库；器件领用、检验工艺位于微组装工艺流程的第一个节点，产品入库位于微组装工艺流程的最后一个节点，在进行微组装工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓军，张意，倪中华，易扬，张人超，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32