段 喬,程四化,潘 穎,孫亞芬,梁 穎

(西安北方光電科技防務(wù)有限公司,陜西 西安 710043)

1 概述

電子組件作為某導(dǎo)引頭產(chǎn)品的重要組成部分,主要應(yīng)用于彈箭類(lèi)產(chǎn)品,由各電子部件及電子艙底座組成。其作用如下:1)實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器輸出信號(hào)的處理,并形成進(jìn)動(dòng)部件的修正信號(hào);2)與彈載計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信,完成彈載計(jì)算機(jī)的裝訂任務(wù),并實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)的跟蹤角速度、框架角、跟蹤狀態(tài)信息;3)控制解鎖電路實(shí)現(xiàn)對(duì)部件的鎖定和釋放。電子組件三維結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電子組件三維模型

電子組件裝配完成后,需將專(zhuān)測(cè)電纜與電子組件進(jìn)行連接,再將電子組件放置到簡(jiǎn)易支架(見(jiàn)圖2)進(jìn)行上電檢測(cè)。將電子組件放置于簡(jiǎn)易支架,對(duì)電氣裝配人員來(lái)說(shuō),無(wú)疑是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的過(guò)程,一方面簡(jiǎn)易支架穩(wěn)定性差,存在安全隱患;另一方面,產(chǎn)品的信號(hào)插排間距過(guò)小,測(cè)量時(shí)操作不易,易誤操作,且檢測(cè)電纜由于頻繁與產(chǎn)品對(duì)接,易發(fā)生電纜導(dǎo)線斷線現(xiàn)象;最后,在電子組件裝調(diào)過(guò)程中,并沒(méi)有專(zhuān)用的檢測(cè)接觸裝置,存在支撐平臺(tái)缺失、信號(hào)檢測(cè)難度大、檢測(cè)電纜不可靠的問(wèn)題,嚴(yán)重影響了電子組件的裝調(diào)效率,甚至影響產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量。

圖2 電子組件調(diào)試簡(jiǎn)易支架

因此,本文通過(guò)對(duì)接線關(guān)系的梳理、電子組件檢測(cè)接觸裝置結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、實(shí)物組裝、試驗(yàn)驗(yàn)證等過(guò)程從根本上杜絕了該類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生,保證了裝夾的可靠性,提高了裝調(diào)效率,提升了產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量。

2 原因分析

目前電子組件的裝調(diào)步驟如下:1)完成6個(gè)電子部件的電氣裝配、清洗、溫度試驗(yàn)及調(diào)試、交驗(yàn);2)通過(guò)接插件將6種不同的電子部件對(duì)接;3)在操作人員自制的簡(jiǎn)易支架上完成電子組件的調(diào)試及交驗(yàn)。從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)分析法(見(jiàn)圖3)分析出該電子組件裝調(diào)效率低的問(wèn)題主要表現(xiàn)如下。

圖3 “電子組件裝調(diào)效率低”原因分析魚(yú)骨圖

1)人:現(xiàn)場(chǎng)電器裝配人員操作水平參差不齊,從初級(jí)工到高級(jí)技師職稱(chēng)不等,在進(jìn)行電子組件裝調(diào)過(guò)程中存在效率高低問(wèn)題。

2)機(jī):由于電子組件的裝載底盤(pán)有電氣接口布局,因此,不能直接放置于操作臺(tái)面進(jìn)行裝調(diào)操作,需給其底盤(pán)的電連接器預(yù)留電纜接插空間,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)目前僅用一個(gè)簡(jiǎn)易木制支架用于支撐,穩(wěn)定性差,存在掉落安全隱患,且自動(dòng)化水平低。

3)料:電子組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,組成電子組件的各電子部件上的器件有表面貼裝焊接、選擇性波峰焊接、手工焊接,且少數(shù)器件為BGA封裝,焊接難度大。

4)法:由于該電子組件結(jié)構(gòu)的特殊性,現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)未明確指出實(shí)際操作步驟,目視化程度低。

5)環(huán):裝配車(chē)間生產(chǎn)任務(wù)繁重,每個(gè)操作人員手中至少有4～5種不同類(lèi)型的科研、批產(chǎn)產(chǎn)品需要裝配。

6)測(cè):a.由于底部連接器與專(zhuān)測(cè)檢測(cè)電纜需頻繁對(duì)接,導(dǎo)致檢測(cè)電纜中導(dǎo)線斷線現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生,嚴(yán)重影響了電子組件的裝調(diào)質(zhì)量和檢測(cè)效能;b.電子組件上裝配的信號(hào)插排均為40芯方形插排,間距過(guò)小,測(cè)量時(shí)定位難,檢測(cè)不易。

經(jīng)分析,由于人員操作水平參差不齊、測(cè)試設(shè)備自動(dòng)化水平低、測(cè)試方法復(fù)雜、生產(chǎn)任務(wù)重、裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)目視化程度低等原因,在某導(dǎo)引頭產(chǎn)品電子組件裝調(diào)過(guò)程中,由于沒(méi)有專(zhuān)用檢測(cè)接觸裝置,存在信號(hào)檢測(cè)難度大、檢測(cè)電纜不可靠等問(wèn)題,導(dǎo)致檢測(cè)效率低,甚至影響產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量。

3 解決方案總思路

針對(duì)某導(dǎo)引頭產(chǎn)品電子組件裝調(diào)過(guò)程中的各種不便與安全隱患問(wèn)題,結(jié)合現(xiàn)行導(dǎo)引頭系列產(chǎn)品電子組件檢測(cè)接觸裝置現(xiàn)狀,梳理電子組件的接線關(guān)系,提出一種思路,即根據(jù)現(xiàn)實(shí)所需,通過(guò)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)組裝、電氣連接、現(xiàn)場(chǎng)小批次試驗(yàn)驗(yàn)證,完成電子組件專(zhuān)用檢測(cè)接觸裝置的設(shè)計(jì)。通過(guò)增設(shè)信號(hào)檢測(cè)接口便捷檢測(cè)操作,增強(qiáng)電纜強(qiáng)度,降低電纜斷線概率,最終,安全、可靠、快速地實(shí)現(xiàn)電子組件的裝調(diào),達(dá)到電子組件安全、高效生產(chǎn)的目的。

首先,通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用檢測(cè)接觸裝置,可以解決電子組件調(diào)試過(guò)程中專(zhuān)用工裝缺少及現(xiàn)有支架存在的安全隱患等問(wèn)題;其次,對(duì)檢測(cè)電纜進(jìn)行整理,并將電子組件接插件的信號(hào)轉(zhuǎn)接出來(lái),解決了監(jiān)測(cè)信號(hào)的不易檢測(cè)問(wèn)題,增加了信號(hào)的可測(cè)試性和操作安全性,解決方案總思路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

圖4 總體結(jié)構(gòu)框圖

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某導(dǎo)引頭產(chǎn)品專(zhuān)用檢測(cè)接觸裝置主要由電子組件調(diào)試臺(tái)及檢測(cè)裝置組成[1-3],分為如下幾個(gè)方面:1)設(shè)計(jì)并制作一套電子組件檢測(cè)接觸裝置以滿(mǎn)足應(yīng)用需求,并使其具有可靠裝夾功能;2)將電子組件需檢測(cè)的信號(hào)從接插件中引出至檢測(cè)裝置面板,提供生產(chǎn)調(diào)試及檢測(cè)便利性;3)適配一套轉(zhuǎn)接裝置接口,可以對(duì)分離出的電路板進(jìn)行在線檢測(cè)及排故。

接觸裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,融入了精益的理念[4],充分考慮了裝置的實(shí)用性和人員操作的舒適性,如接觸裝置面板的設(shè)計(jì),將電子組件需檢測(cè)或監(jiān)測(cè)的信號(hào)從2個(gè)接插件中引出至檢測(cè)裝置面板,提供生產(chǎn)調(diào)試及檢測(cè)便利性。該裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更便于操作人員的裝夾與檢測(cè),更有利于電子組件的可靠固定。具體如圖5和圖6所示。

圖5 電子組件檢測(cè)接觸裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

圖6 電子組件檢測(cè)接觸裝置實(shí)物圖

5 電氣設(shè)計(jì)

檢測(cè)接觸裝置的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中,梳理電子組件工作時(shí)所需信號(hào)及類(lèi)型,明確信號(hào)間的電氣連接關(guān)系、傳輸信號(hào)特性,選用與信號(hào)特性相匹配的線纜[5-9],并對(duì)串口數(shù)據(jù)采用雙絞并屏蔽的方式,以消除調(diào)試或檢測(cè)過(guò)程中傳輸線路間的串?dāng)_,提高電子組件與電子組件檢測(cè)專(zhuān)測(cè)間信號(hào)傳輸質(zhì)量。

同時(shí),在故障定位工作方面,適配的轉(zhuǎn)接裝置接口可將電子組件中的電路板分離出來(lái),滿(mǎn)足進(jìn)一步地分析、定位需求,解決了電路板只能上單板檢測(cè)儀而無(wú)法在電子組件進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)象,進(jìn)一步提高了故障定位的及時(shí)性及準(zhǔn)確性。接線關(guān)系如圖7所示。

圖7 電子組件檢測(cè)接觸裝置接線關(guān)系示意圖

6 驗(yàn)證實(shí)施

在電子組件專(zhuān)用檢測(cè)接觸裝置完成組裝及電氣連接后,已在某炸彈導(dǎo)引頭產(chǎn)品電子組件262件產(chǎn)品上進(jìn)行了驗(yàn)證,其實(shí)施效果對(duì)比情況見(jiàn)表1,結(jié)果證明該裝置完全滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,而且更好地改善了生產(chǎn)條件,減輕了裝調(diào)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率至少50%以上,有效地提升了電子組件裝調(diào)質(zhì)量,達(dá)到了預(yù)期的改進(jìn)效果。

表1 電子組件檢測(cè)接觸設(shè)計(jì)前后實(shí)施效果對(duì)比表(部分)

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)檢測(cè)接觸裝置的設(shè)計(jì)、加工、實(shí)施驗(yàn)證,可測(cè)試性、便捷性、安全性明顯優(yōu)于現(xiàn)存的簡(jiǎn)易裝置,且極大程度地提高了裝調(diào)效率,優(yōu)化了之前繁瑣的調(diào)試流程,增強(qiáng)了電子組件生產(chǎn)調(diào)試的檢測(cè)便利性、檢測(cè)效率及應(yīng)用安全性,減少了不必要的動(dòng)作浪費(fèi),更好地改善了裝配/調(diào)試生產(chǎn)條件,為后續(xù)同類(lèi)型批產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了硬件和調(diào)試保證。同時(shí),該型號(hào)導(dǎo)引頭產(chǎn)品具有中靶精度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn),可推廣應(yīng)用于未來(lái)發(fā)展的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域、遠(yuǎn)距離產(chǎn)品領(lǐng)域等電子組件的裝調(diào)。