本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，具體地，涉及熱風(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法。

背景技術(shù)：

1、熱風(fēng)回流焊是種通過(guò)對(duì)流噴射管嘴或者耐熱風(fēng)機(jī)來(lái)迫使氣流循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)被焊件加熱的焊接方法該類設(shè)備在90年代開始興起。由于采用此種加熱方式印制電路板(pcb)和元器件的溫度接近給定加熱溫區(qū)的氣體溫度完全克服了紅外回流焊的局部溫差和遮蔽效應(yīng)故目前應(yīng)用較廣。焊接缺陷是由回流焊焊接工藝參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致的，而現(xiàn)有的回流焊焊接工藝參數(shù)設(shè)計(jì)是通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)物印制板組件反復(fù)通過(guò)需要設(shè)置工藝參數(shù)的回流爐，再通過(guò)爐溫測(cè)試儀等工具采集溫度曲線，采用“試誤法”逐步逼近理想(或可接受)目標(biāo)曲線，從而實(shí)現(xiàn)回流爐工藝參數(shù)設(shè)置。

2、而通過(guò)有限元仿真方法建立熱風(fēng)回流爐的虛擬模型，再通過(guò)某些修正方法優(yōu)化該模型，就可以將實(shí)物熱風(fēng)回流爐轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)里的虛擬熱風(fēng)回流爐，從而在計(jì)算機(jī)輔助下實(shí)現(xiàn)虛擬仿真，再針對(duì)不同狀態(tài)的印制板組件建立有限元模型，導(dǎo)入設(shè)計(jì)的熱風(fēng)回流爐虛擬模型中，實(shí)現(xiàn)低成本高效的熱風(fēng)回流爐參數(shù)設(shè)置。

3、為了使用計(jì)算機(jī)對(duì)電路板焊接過(guò)程的工藝進(jìn)行模擬，需要先將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型導(dǎo)入熱風(fēng)回流爐內(nèi)腔的網(wǎng)格模型，目前這個(gè)導(dǎo)入過(guò)程，需要通過(guò)軟件界面點(diǎn)擊操作，這種操作方法效率低，過(guò)程繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中電路板的有限元模型導(dǎo)入熱風(fēng)回流爐內(nèi)腔的網(wǎng)格模型操作效率低并過(guò)程繁瑣的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熱風(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法。

2、所述熱風(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法，包含：

3、s21:創(chuàng)建熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型；

4、s22:選擇熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型整體的i?np文件；

5、s23:python腳本讀取熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型整體的inp文件中熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型的位置信息；

6、s24:用python腳本對(duì)hypermesh軟件的前處理tcl腳本進(jìn)行創(chuàng)建，通過(guò)熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型的x坐標(biāo)、y坐標(biāo)、z坐標(biāo)的最大最小值計(jì)算出中點(diǎn)(x1,y1,z1)；創(chuàng)建p7(x1，y1，z1)，p8(x1+1，y1，z1)，p9(x1，y1+1，z1)，p10(x2，y2，z2)，p11(x2+1，y2，z2)，p12(x2，y2+1，z2)六個(gè)點(diǎn)，其中，平面(p10,p11,p12)為熱風(fēng)回流爐的初始焊接位置；

7、將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型從平面(p7,p8,p9)移動(dòng)到平面(p10,p11,p12)；

8、s25:將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型i?np文件中整體電路板的網(wǎng)格生成2d網(wǎng)格，通過(guò)2d網(wǎng)格生成整體電路板模型的幾何外表面，再由整體電路板模型的幾何外表面生成其3d幾何實(shí)體，用整體電路板模型的幾何實(shí)體對(duì)其在熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中所處區(qū)域的幾何模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，然后對(duì)熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中進(jìn)行了布爾運(yùn)算的區(qū)域進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分，得到內(nèi)置裝配有元器件的整體電路板的有限元模型的熱風(fēng)回流爐內(nèi)腔的網(wǎng)格模型，輸出在fl?uent軟件中計(jì)算的網(wǎng)格模型文件；

9、s26:python腳本讀取每個(gè)元器件及其材料信息，獲取熱風(fēng)回流焊的工藝參數(shù)；

10、s27:通過(guò)python腳本生成f?l?uent軟件的udf、tu?i前處理腳本，在f?l?uent軟件中進(jìn)行求解，獲得溫度曲線。

11、在一種實(shí)施方式中，s26中通過(guò)查找關(guān)鍵詞讀取每個(gè)元器件及其材料信息。

12、在一種實(shí)施方式中，s26中：

13、讀取每個(gè)元器件及其材料信息后保存元器件的名稱、密度、熱導(dǎo)率、比熱容；

14、獲取的熱風(fēng)回流焊的工藝參數(shù)包含熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型內(nèi)每個(gè)溫區(qū)的風(fēng)速和溫度，以及整體電路板在熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中移動(dòng)的速度。

15、在一種實(shí)施方式中，udf文件中定義整體電路板移動(dòng)的速度并將其加載至邊界條件，tu?i文件中包含元器件的材料信息并將其加載至對(duì)應(yīng)的電路板和元器件的材料屬性。

16、在一種實(shí)施方式中，s24中裝配有元器件的整體電路板的有限元模型的i?np文件的獲得方法，包含：

17、s11：建立多種元器件的有限元網(wǎng)格模型i?np文件的數(shù)據(jù)庫(kù)；

18、s12：選擇電路板的有限元網(wǎng)格模型i?np文件，建立坐標(biāo)系；

19、s13：利用python腳本讀取元器件的設(shè)置信息，對(duì)元器件的有限元網(wǎng)格模型i?np文件中元器件的高度、對(duì)應(yīng)的局部坐標(biāo)系和材料進(jìn)行識(shí)別和保存；

20、s14：用python腳本對(duì)hypermesh軟件的前處理tcl腳本進(jìn)行創(chuàng)建，按照設(shè)計(jì)位置，將每個(gè)元器件的局部坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)；

21、s15：按照讀取元器件的順序分別對(duì)不同的元器件的材料、局部坐標(biāo)系進(jìn)行重命名，實(shí)現(xiàn)元器件的自動(dòng)裝配，輸出裝配有元器件的整體電路板的有限元模型i?np文件。

22、在一種實(shí)施方式中，元器件的有限元網(wǎng)格模型i?np文件的數(shù)據(jù)庫(kù)包含元器件的材料信息和位置信息；

23、所述元器件的位置信息，以該元器件的底部中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。

24、在一種實(shí)施方式中，s12中建立的坐標(biāo)系以電路板頂部所在平面的左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以電路板的長(zhǎng)、寬方向?yàn)閤、y軸。

25、在一種實(shí)施方式中，s13中以z坐標(biāo)最大值和最小值的差值的絕對(duì)值作為元器件的高度。

26、在一種實(shí)施方式中，

27、s14中按照設(shè)計(jì)位置，將每個(gè)元器件的局部坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)包含：

28、使用“rotate”功能，選中元器件的原點(diǎn)，繞z軸旋轉(zhuǎn)α度；

29、使用“pos?it?ion”功能，創(chuàng)建p1(0，0，0)，p2(1，0，0)，p3(0，1，0)，p4(x，y，z)，p5(x+1，y，z)，p6(x，y+1，z)六個(gè)點(diǎn)，將元器件從平面(p1,p2,p3)移動(dòng)到平面(p4,p5,p6)。

30、本申請(qǐng)?zhí)峁┑臒犸L(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法中，用python腳本對(duì)hypermesh軟件的前處理tcl腳本進(jìn)行創(chuàng)建，將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型，使用“fi?ndfaces”功能將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型inp文件中整體電路板的網(wǎng)格生成2d網(wǎng)格，通過(guò)2d網(wǎng)格生成整體電路板模型的幾何外表面，再由整體電路板模型的幾何外表面生成其3d幾何實(shí)體，用整體電路板模型的幾何實(shí)體對(duì)其在熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中所處位置的幾何模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，然后對(duì)熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中進(jìn)行了布爾運(yùn)算的區(qū)域進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分，得到內(nèi)置裝配有元器件的整體電路板的有限元模型的熱風(fēng)回流爐內(nèi)腔的網(wǎng)格模型，輸出在f?l?uent軟件中計(jì)算的網(wǎng)格模型文件，最終獲得溫度曲線，操作過(guò)程簡(jiǎn)單快捷。

31、為了進(jìn)一步清楚的闡述，本申請(qǐng)公開的實(shí)施例的各方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述部分中變得明顯，或通過(guò)本申請(qǐng)公開的實(shí)施例的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.熱風(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法，其特征在于，包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，s26中通過(guò)查找關(guān)鍵詞讀取每個(gè)元器件及其材料信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，s26中：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，udf文件中定義整體電路板移動(dòng)的速度并將其加載至邊界條件，tui文件中包含元器件的材料信息并將其加載至對(duì)應(yīng)的電路板和元器件的材料屬性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，s24中裝配有元器件的整體電路板的有限元模型的inp文件的獲得方法，包含：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，元器件的有限元網(wǎng)格模型inp文件的數(shù)據(jù)庫(kù)包含元器件的材料信息和位置信息；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，s12中建立的坐標(biāo)系以電路板頂部所在平面的左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以電路板的長(zhǎng)、寬方向?yàn)閤、y軸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，s13中以z坐標(biāo)最大值和最小值的差值的絕對(duì)值作為元器件的高度。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度曲線獲取方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種熱風(fēng)回流焊的溫度曲線獲取方法，所述溫度曲線獲取方法中用python腳本對(duì)hypermesh軟件的前處理TCL腳本進(jìn)行創(chuàng)建，將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型，將裝配有元器件的整體電路板的有限元模型I?NP文件中整體電路板的網(wǎng)格生成2D網(wǎng)格，通過(guò)2D網(wǎng)格生成整體電路板模型的幾何外表面，再由整體電路板模型的幾何外表面生成其3D幾何實(shí)體，用整體電路板模型的幾何實(shí)體對(duì)其在熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中所處區(qū)域的幾何模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，然后對(duì)熱風(fēng)回流爐的內(nèi)腔模型中進(jìn)行了布爾運(yùn)算的區(qū)域進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分，得到內(nèi)置裝配有元器件的整體電路板的有限元模型的熱風(fēng)回流爐內(nèi)腔的網(wǎng)格模型，最終獲得溫度曲線，操作過(guò)程簡(jiǎn)單快捷。

技術(shù)研發(fā)人員：劉兵,孟瑛澤,亓婷,敖晨歌,蘇煜,許慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航天自動(dòng)控制研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6