機電設備整機的布線工藝優化

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1.引言

針對于小批量的機電產品的整機布線要求美觀、統一、整齊，同時還要兼顧電磁兼容等設計方面的要求，在傳統的布線方法中已經無法滿足設計以及工藝的要求，沿用原始的布線工藝方法存在的問題較多，如布線不統一、不規范、產品的質量因人而異等。

2.概述

實施預布線工藝主要目的是提高生產效率，產品做到規范統一，從而保證產品質量。針對某型號的機電設備整機運用三種不同的布線方式，通過對比、分析從而得到一種更適合此型號的布線方式，從而達到提高產品質量、提高生產效率的目的。通過對常規的兩種布線方法的對比研究，從而進行優化得到一種新的布線方法——板式纜型圖布線。這種布線方法在充分發揮了常規布線的優點外，更是解決了常規布線存在的弊端，提高產品內部布線的穩定、統一、美觀。

3.電子整機的結構組成

電子整機系統主要有：外部轉接板，計算機系統接線，各種控制單元系統、開關控制以及指示燈面板接線，內部空間狹小，設備布局高度集成，電子設備之間的互聯性增多，導線數量隨之增大，而普通的常規布線方法已經滿足不了布線工藝要求，更無法保證整機內部走線穩定、可靠、美觀，因此需要對常規的布線工藝（即工裝式預布線以及實物直接布線）進行優化改進，從而提高該型號產品的工藝質量。

4.電子整機布線分析

布線最基本的原則是減少導線損耗，抑制導線間的相互靜電耦合，同時兼顧穩定，美觀的布線要求。電子整機中接線關系錯綜復雜，導線之間相互交叉，而且用到的導線種類復雜多樣，極大程度的增加了布線難度，并且導線數量較多，內部空間狹小，走線時極易擠壓導線，從而使導線損壞，給布線增加了極大難度。常用的機柜布線方式有：產品實物布線、工裝式預布線，在現有布線方法基礎上進行優化改進從而形成一種新的布線工藝——板式纜型圖布線法。

5.產品三種布線方法優、缺點對比分析

5.1產品工裝式預布線工藝

（1）布線方法簡介產品工裝式布線工藝是一種利用與最終產品結構相同的工裝進行布線。首先需要根據實體結構尺寸設計一個一樣的工裝外形實體，根據圖紙上的要求將元器件安裝至工裝上，然后按照接線表上的要求將線纜布到工裝內部，完全模仿在實物中布線，并且嚴格按照工藝規范中的要求進行布線，整個布線過程完全在實物工裝上進行，形成標準線束，待產品實物裝配完成后可以將工裝上的線纜逐一取下，然后按照工裝上的走線方式將線纜裝配到正式產品上。（2）優點①該方法不需要在產品上進行接線，解決了產品上接線困難的缺點；②該方法可以充分節省時間，在鉗裝未完成前，可以根據工裝直接布線，節省大量時間；③同時該方法可用于解決產品布線空間空間狹小的問題；由于是1:1的仿真真實產品，可以使預先布好的線纜與產品實物基本上匹配。（3）缺點①由于器件與整個線束一體，在操作過程中容易造成對器件的損壞；②該布線方式需要提前根據產品圖紙做出1:1的實物工裝，對于多品種小批量的產品來說大大增加了生產成本，所以說此種布線在大批量產品中適用。③工裝是模擬實物產品的布線工裝，空間狹小，接線困難的問題不能完全避免。

5.2產品實物布線工藝

（1）布線方法簡介在鉗裝完成后的產品實物，直接根據圖紙接線表要求確定走線路徑，量取導線兩端的導線長度后，在產品上直接進行布線。（2）優點①在產品上布線比較直觀，可以有效地避開導線擁擠的現象，可以根據實際情況集中調整導線路徑，靈活性較好；②可以做到布線的線纜與產品實物內部造型完美匹配。（3）缺點①對于小批量質量要求嚴格的產品來說，每個工人的布線方式可能不同就可能布線路徑不一致，從而無法保證產品的整齊、美觀、統一；②在布線焊接過程中需要反復調整走線方式很容易造成對產品內部器件的損壞；③生產周期較長，必須等到產品鉗工裝配完成后才可以進行電裝布線，對于一些進度緊急的產品來說，可能無法滿足生產要求。

5.3板式纜型圖布線

以上兩種預布線的方法完全能夠滿足產品的布線工藝要求，但是在布線的實施過程中兩種預布線方法都存在一定的弊端，比如說工裝實體預布線對于小批量產品來說成本較高、而實物直接布線不能做到美觀統一等，通過一段時間的研究將兩種預布線工藝進行綜合，總結出一種新的預布線方式，可以有效地避開兩種布線工藝的弊端，形成一種新的布線工藝---板式纜型圖布線（線纜捆扎線圖）。（1）布線方法簡介通過實際測量整機外形尺寸以及每一束線纜的走線路徑尺寸，并同時在坐標紙上畫出每個有接線關系元器件的示意圖，然后在坐標紙上根據實際測量結果模擬出實際走線的路徑，然后根據布線時避開金屬銳邊棱角，電源線、信號線、控制線、大電流線盡可能分開走的原則同時兼顧電裝工藝規范中的要求，畫出電裝纜型圖。（如圖所示的電裝纜型圖）將畫出的纜型圖放置在平板上，然后根據接線圖表中的具體要求進行放線，然后將線纜放置在纜型圖已畫好的路徑上，用扎線將布置好導線進行捆扎，最后用絕緣黑帶將導線進行纏繞保護成型。然后通過電工裝配人員與鉗工裝配人員配合的方式將捆扎好的纜型安裝至機電產品整機上即可。（2）優點本方法優點是：①布線整齊、一致性較好而且兼顧到美觀；②空間內利用率較高，適用于批量生產；③纜型圖可以重復多次利用；④纜型圖是按照實物1:1測量繪制的，可以做到線纜與實物基本匹配，而且可以靈活的進行適當調整。⑤該布線方法可以保證鉗工裝配與電工裝配串行的工作模式，可以大大的減少工作時間，提高生產效率；（3）缺點本方法的缺點是：①纜型圖的繪制是需要有一定整機電裝布線經驗才可以做到，對于一些缺乏經驗的新員工很難做到；②首次纜型圖存在問題時可能導致后面的批量產品存在相同問題，造成很大工作量的返工。

6.結束語

在某機電設備整機生產裝備過程中，采用板式纜型圖布線通過電工裝配人員與鉗工裝配人員并行作業的方式，并且如果批量生產時可以同時多個工人一起進行布線操作，大大提高了生產效率，同時嚴格按照電工裝配工藝規范進行布線，不僅可以做到美觀、統一、整齊，還大大提高了產品布線質量。此種布線方法解決了常規布線存在的一系列弊端，提高整機電裝布線工藝質量，但是也存在一系列新的問題有待提高，比如纜型圖繪制難度較高等。

作者：高中來 于帥 單位：江蘇自動化研究所