机电设备整机的布线工艺优化

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1.引言

针对于小批量的机电产品的整机布线要求美观、统一、整齐，同时还要兼顾电磁兼容等设计方面的要求，在传统的布线方法中已经无法满足设计以及工艺的要求，沿用原始的布线工艺方法存在的问题较多，如布线不统一、不规范、产品的质量因人而异等。

2.概述

实施预布线工艺主要目的是提高生产效率，产品做到规范统一，从而保证产品质量。针对某型号的机电设备整机运用三种不同的布线方式，通过对比、分析从而得到一种更适合此型号的布线方式，从而达到提高产品质量、提高生产效率的目的。通过对常规的两种布线方法的对比研究，从而进行优化得到一种新的布线方法——板式缆型图布线。这种布线方法在充分发挥了常规布线的优点外，更是解决了常规布线存在的弊端，提高产品内部布线的稳定、统一、美观。

3.电子整机的结构组成

电子整机系统主要有：外部转接板，计算机系统接线，各种控制单元系统、开关控制以及指示灯面板接线，内部空间狭小，设备布局高度集成，电子设备之间的互联性增多，导线数量随之增大，而普通的常规布线方法已经满足不了布线工艺要求，更无法保证整机内部走线稳定、可靠、美观，因此需要对常规的布线工艺（即工装式预布线以及实物直接布线）进行优化改进，从而提高该型号产品的工艺质量。

4.电子整机布线分析

布线最基本的原则是减少导线损耗，抑制导线间的相互静电耦合，同时兼顾稳定，美观的布线要求。电子整机中接线关系错综复杂，导线之间相互交叉，而且用到的导线种类复杂多样，极大程度的增加了布线难度，并且导线数量较多，内部空间狭小，走线时极易挤压导线，从而使导线损坏，给布线增加了极大难度。常用的机柜布线方式有：产品实物布线、工装式预布线，在现有布线方法基础上进行优化改进从而形成一种新的布线工艺——板式缆型图布线法。

5.产品三种布线方法优、缺点对比分析

5.1产品工装式预布线工艺

（1）布线方法简介产品工装式布线工艺是一种利用与最终产品结构相同的工装进行布线。首先需要根据实体结构尺寸设计一个一样的工装外形实体，根据图纸上的要求将元器件安装至工装上，然后按照接线表上的要求将线缆布到工装内部，完全模仿在实物中布线，并且严格按照工艺规范中的要求进行布线，整个布线过程完全在实物工装上进行，形成标准线束，待产品实物装配完成后可以将工装上的线缆逐一取下，然后按照工装上的走线方式将线缆装配到正式产品上。（2）优点①该方法不需要在产品上进行接线，解决了产品上接线困难的缺点；②该方法可以充分节省时间，在钳装未完成前，可以根据工装直接布线，节省大量时间；③同时该方法可用于解决产品布线空间空间狭小的问题；由于是1:1的仿真真实产品，可以使预先布好的线缆与产品实物基本上匹配。（3）缺点①由于器件与整个线束一体，在操作过程中容易造成对器件的损坏；②该布线方式需要提前根据产品图纸做出1:1的实物工装，对于多品种小批量的产品来说大大增加了生产成本，所以说此种布线在大批量产品中适用。③工装是模拟实物产品的布线工装，空间狭小，接线困难的问题不能完全避免。

5.2产品实物布线工艺

（1）布线方法简介在钳装完成后的产品实物，直接根据图纸接线表要求确定走线路径，量取导线两端的导线长度后，在产品上直接进行布线。（2）优点①在产品上布线比较直观，可以有效地避开导线拥挤的现象，可以根据实际情况集中调整导线路径，灵活性较好；②可以做到布线的线缆与产品实物内部造型完美匹配。（3）缺点①对于小批量质量要求严格的产品来说，每个工人的布线方式可能不同就可能布线路径不一致，从而无法保证产品的整齐、美观、统一；②在布线焊接过程中需要反复调整走线方式很容易造成对产品内部器件的损坏；③生产周期较长，必须等到产品钳工装配完成后才可以进行电装布线，对于一些进度紧急的产品来说，可能无法满足生产要求。

5.3板式缆型图布线

以上两种预布线的方法完全能够满足产品的布线工艺要求，但是在布线的实施过程中两种预布线方法都存在一定的弊端，比如说工装实体预布线对于小批量产品来说成本较高、而实物直接布线不能做到美观统一等，通过一段时间的研究将两种预布线工艺进行综合，总结出一种新的预布线方式，可以有效地避开两种布线工艺的弊端，形成一种新的布线工艺---板式缆型图布线（线缆捆扎线图）。（1）布线方法简介通过实际测量整机外形尺寸以及每一束线缆的走线路径尺寸，并同时在坐标纸上画出每个有接线关系元器件的示意图，然后在坐标纸上根据实际测量结果模拟出实际走线的路径，然后根据布线时避开金属锐边棱角，电源线、信号线、控制线、大电流线尽可能分开走的原则同时兼顾电装工艺规范中的要求，画出电装缆型图。（如图所示的电装缆型图）将画出的缆型图放置在平板上，然后根据接线图表中的具体要求进行放线，然后将线缆放置在缆型图已画好的路径上，用扎线将布置好导线进行捆扎，最后用绝缘黑带将导线进行缠绕保护成型。然后通过电工装配人员与钳工装配人员配合的方式将捆扎好的缆型安装至机电产品整机上即可。（2）优点本方法优点是：①布线整齐、一致性较好而且兼顾到美观；②空间内利用率较高，适用于批量生产；③缆型图可以重复多次利用；④缆型图是按照实物1:1测量绘制的，可以做到线缆与实物基本匹配，而且可以灵活的进行适当调整。⑤该布线方法可以保证钳工装配与电工装配串行的工作模式，可以大大的减少工作时间，提高生产效率；（3）缺点本方法的缺点是：①缆型图的绘制是需要有一定整机电装布线经验才可以做到，对于一些缺乏经验的新员工很难做到；②首次缆型图存在问题时可能导致后面的批量产品存在相同问题，造成很大工作量的返工。

6.结束语

在某机电设备整机生产装备过程中，采用板式缆型图布线通过电工装配人员与钳工装配人员并行作业的方式，并且如果批量生产时可以同时多个工人一起进行布线操作，大大提高了生产效率，同时严格按照电工装配工艺规范进行布线，不仅可以做到美观、统一、整齐，还大大提高了产品布线质量。此种布线方法解决了常规布线存在的一系列弊端，提高整机电装布线工艺质量，但是也存在一系列新的问题有待提高，比如缆型图绘制难度较高等。

作者：高中来 于帅 单位：江苏自动化研究所