连接器尺寸优化系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接器尺寸优化系统及方法，更具体的是涉及一种通过田口法优化连接器尺寸的连接器尺寸优化系统及其方法。
【背景技术】
[0002]产品设计中，尺寸公差一直都是影响制程成本的因素之一，且还影响到产量，尤其是生产数量庞大的连接器产品，某些部位的尺寸公差还直接影响到连接器的插拔力、使用寿命以及信号的稳定度等，因此必须较为严谨的制定一最佳尺寸公差。
[0003]以母端音频连接器来说，内部的端子具有不同的形状及尺寸，使得影响插拔力的条件变得很广，若要找出最佳尺寸以及公差，往往需要通过资深设计人员的经验以及经过大量的试验才得以获得一较佳的尺寸及公差，如此也已花费大量的时间以及费用。
[0004]其中，在寻找尺寸优化过程中，能够使用全因子法、一次一因子法及部分因子法以及田口法等方式，其中，田口法利用简易的直交表并配合田口公式运算出尺寸变异数，能够借此进行判断尺寸公差，因此田口法有助于花费较少的实验次数即获得优化尺寸。
[0005]田口法通过直交表及田口公式能够使实验组数大幅减少，但仍需对一定数量的实验条件进行物理试验，所花费的时间与成本仍然不斐。
[0006]故为了从实验条件内省去耗时的物理试验，采用近年来相当流行的有限元素分析法，借此在计算器内通过算法对生成的数码模型进行有限元素分析。
[0007]在获得有限元素分析数据后套用田口法即获得关系变异数，通过田口法的变异数分析提供开发人员实际的参考指标，大幅减少开发时间。
[0008]然，操作田口法以及有限元素分析过程中仍需要耗费一定时程，且过程繁复，使人员在处理直交表以及模型建文件时往往容易发生错误，有鉴于此，本发明在此提出一种连接器尺寸优化系统及方法，在用户输入分析条件后自动汇出田口报告，使分析数据准确，并有利于缩短开发时间以降低成本。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是针对所述现有的不足而公开一种连接器尺寸优化系统及方法，在用户输入分析条件后自动汇出田口报告，使分析数据准确，并有利于缩短开发时间以降低成本。
[0010]为达成所述目的，本发明公开一种连接器尺寸优化系统，其包括:至少一数码模型。一操作界面，用以选定该数码模型并输入目标分析组件、质量特性、端子厚度公差、对接尺寸公差、直交表格式、关键尺寸与公差。一直交表生成模块，用以运算关键尺寸与公差及直交表格式以生成多组实验参数。一模型生成模块，用以运算该组实验参数、端子厚度公差、对接尺寸公差及数码模型，以生成多组实验模型。一有限元素分析模块，用以使多组实验模型进行有限元素分析，以获得插入力与拔出力参数。一田口法运算模块，用以运算插入力与拔出力参数及质量特性，以获得一关系变异数。一出报告模块，用以运算关系变异数制成一分析报告。
[0011]所述数码模型包括有限元素分析参数化，用以供有限元素分析模块做为有限元素分析条件。
[0012]所述有限元素分析参数化包括数码模型的材料性质、网格特性、边界条件及拘束条件。
[0013]所述数码模型储存于一数据库内，所述操作界面储存于一计算器内，所述直交表生成模块、模型生成模块、有限元素分析模块、田口法运算模块及出报告模块设置于一运算服务器内，计算器、运算服务器与数据库彼此介接。
[0014]所述数码模型能够预先储存于数据库内或是通过操作界面输入于数据库内。
[0015]一种连接器尺寸优化方法，包括以下步骤:
首先，选定数码模型并选定该数码模型的目标分析组件、质量特性、端子厚度公差、对接尺寸公差、直交表格式、数码模型的关键尺寸与公差。
[0016]其次，依据直交表格式及关键尺寸与公差生成多组实验参数，并依据数码模型、端子厚度公差、对接尺寸公差以及实验参数生成多组实验模型。
[0017]接着，依据实验模型进行有限元素分析以获得插入力与拔出力参数。
[0018]然后，依据质量特性、插入力与拔出力参数进行田口法运算以获得关系变异数，并依据关系变异数制成分析报告。
[0019]最后，根据分析报告优化关键尺寸与公差，首先，进行力量稳定性调整，其暂时不理会力量的偏移，并依据分析报告选择适当的调整因子以缩小力量范围变异。接着，进行力量目标值偏移调整，移动平均值靠近目标值。最后，降低制程成本，在降低制程成本时放宽非重要因子尺寸公差。
[0020]综上所述，本发明的连接器尺寸优化系统及方法在用户输入分析条件后自动汇出田口报告，借此获得优化连接器尺寸及公差的依据，达成了降低生产成本以及减少开发时间的目的。
【附图说明】
[0021]图1是本发明连接器尺寸优化系统架构于网络中的示意图。
[0022]图2是本发明连接器尺寸优化系统的模块方块图。
[0023]图3是本发明连接器尺寸的操作界面示意图。
[0024]图4是本发明列举的实施例中音频连接器数码模型的各端子的插拔力贡献度数据。
[0025]图5是实施例的关键尺寸与公差以L12(2n)直交表格式展开的实验参数。
[0026]图6是实施例的实验模型经过有限元素分析模块运算后的插入力与拔出力参数。
[0027]图7是实施例的插入力参数经田口法运算模块运算后的插入力分析报告。
[0028]图8是实施例的拔出力参数经田口法运算模块运算后的拔出力分析报告。
[0029]图9上表是显示实施例的数码模型针对分析报告所优化的尺寸及公差，下表是比较尺寸及公差修正前后的总体插拔力差异。
[0030]图10是本发明连接器尺寸优化系统架构于一计算器内的示意图。
[0031]图11是本发明连接器尺寸优化方法的流程图。
[0032]图中各附图标记说明如下。
[0033]计算器 10、12操作界面11 运算服务器20工程模块21 模型生成模块210有限元素分析模块211
田口法运算模块212出报告模块213
数据库30直交表生成模块31
数码模型32区域I
区域II区域III。
【具体实施方式】
[0034]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下以举例并配合附图详予说明。
[0035]本发明公开一种连接器尺寸优化系统及方法，用以制成连接器尺寸及公差优化分析报告。
[0036]请参阅图1至图3，连接器尺寸优化系统包括有若干计算器10、一运算服务器20及一数据库30，其中计算器10分别介接运算服务器20与数据库30，是做为客户端以呼叫运算服务器20及数据库30，运算服务器20介接数据库30，做为数据处理端以进行数据运算，数据库30用以储存数据。其中所述介接能够是通过网络、点对点传输或是连接线。
[0037]运算服务器20装设有工程模块21，其包括一模型生成模块210、一有限元素分析模块211、一田口法运算模块212及一出报告模块213，用以进行分析报告运算。
[0038]数据库30储存一直交表生成模块31及至少一数码模型32。
[0039]所述数码模型32为连接器的三维模型，是由计算机辅助设计应用程序绘制，例如SolidWorks、ProE> AutoCad或任何其他能够开发三维模型的应用程序所绘制,数码模型32内包含有连接器各部位的尺寸信息及有限元素分析参数化。
[0040]有限元素分析参数化是用以供有限元素分析模块211做为有限元素分析条件，包括数码模型32的材料性质、网格特性、边界条件及拘束条件。
[0041]计算器10安装有一操作界面11，用以输入分析条件，操作界面11能够呼叫运算服务器20内的工程模块21，以及将需要分析的数码模型32输入于数据库30内。用户能够输入分析条件至操作界面11内并通过操作界面11呼叫运算服务器20及数据库30，以执行工程模块21及直交表生成模块31。
[0042]分析条件包括目标分析组件、质量特性、端子厚度公差、对接尺寸公差、直交表格式、数码模型32的关键尺寸与公差。
[0043]其中对接尺寸公差为对接连接器直径的上限与下限。
[0044]其中端子厚度公差及对接尺寸公差即为田口法内所定义的杂音因子，关键尺寸与公差即为田口法内所定义的控制因子与水平。
[0045]不同的质量特性对应不同的田口分析公式，种类包括望目特性、望小特性及望大特性，选择为望目特性时，需针对望目特性选定一个目标力量值。
[0046]用户能够通过操作界面11输入分析条件至运算服务器20及数据库30并进行呼叫从而执行对应动作，在每一工程模块21运算完成后，由操作界面11呼叫下一工程模块21从而执行运算。
[0047]直交表生成模块31在接受操作界面11呼叫后，读取关键尺寸与公差及直交表格式并运算，以生成多组实验参数。
[0048]模型生成模块210在接受操作界面11呼叫后，读取直交表生成模块31的实验参数及读取操作界面11的端子厚度公差、对接尺寸公差以及读取数据库30内的数码模型32并运算，以生成多组实验模型。
[0049]有限元素分析模块211在接受操作界面11呼叫后，读取模型生成模块210所生成的多组实验模型及读取数码模型32的有限元素分析参数化借以进行有限元素分析，在有限元素分析完成后能够获得多组实验模型的插入力与拔出力参数。
[0050]田口法运算模块212在接受操作界面11呼叫后，读取操作界面11的质量特性及读取有限元素分析模块211所生成的插入力与拔出力参数，并依据田口分析公式运算出关系变异数。
[0051]出报告模块213在接受操作界面11呼叫后，读取田口法运算模块212所生成的关系变异数借以制成分析报告，分析报告包括田口法的主效应因子平均值图、信号杂音比图及信噪比方差分析数据，分析报告能够显示于操作界面11或是输出成报告档案，借此供使用者做为优化连接器各关键尺寸与公差的依据。
[0052]操作界面11、工程模块21、直交表生成模块31及数码模型32之间的呼叫方式因系属现有技术，在此并不限于所述实施例。
[0053]此另列举一关于呼叫方式的实施例，直交表生成模块31在接受操作界面11呼叫并执行生成实验参数后，由直