随着电子产品更新迭代速度变得越来越快,如何快速地设计和制造电子产品越来越被人们所关注。其中,PCBA是各类电子产品中必不可少的组成部分,所有的设计意图和设计内容最终都通过物理载体PCB板和其上的元件来实现。由于目前生产多品种、小批量、高质量的PCBA仍需手工装配大量元器件,因此,PCBA的快速设计和制造成为近年来研究的热点。在电子产品设计制造过程中,与PCBA相关的工作环节包括:电路设计、结构设计、仿真分析、工艺设计和生产制造。由于各环节所使用的软件平台各不相同,导致产品在各环节之间流转时需要设计师花费大量时间进行数据的重复输入。并且,由于PCBA三维模型构建工作量大,导致快速仿真和三维电装工艺设计难以开展。为此,本文研究基于统一数据定义的PCBA三维模型快速构建技术。主要内容包括:(1)提出构建统一数据库进行数据集中管理的设计思想。通过构建统一的数据库,将元器件的电气属性、结构属性、仿真属性、通用工序(工步)和三维模型放置在统一数据库中进行集中管理,然后在统一数据库的基础上分别建立PCBA三维模型快速构建工具、PCBA快速仿真工具和三维电装工艺设计与发布工具,实现元器件信息在不同软件平台之间的共享。(2)研究并实现了集成库的构建及管理。首先明确了集成库需要管理的数据对象;然后针对这些数据对象进行了共享模式和数据库的设计;第三,对元器件模型的编码方式、集成库的文件管理和角色权限管理等功能进行了设计;第四,重点研究了批量截取元器件缩略图的算法;最后开发实现了集成式三维元器件库管理工具。(3)研究了元器件快速建模的关键技术。首先使用VPL数据库中元器件的几何数据参数化出本体和引脚模型的实例,然后研究了引脚定位坐标的计算算法,最后将本体与引脚进行装配并输出元器件零件级的三维模型。(4)研究并实现了PCBA三维模型的快速构建。首先进行了PCBA装配信息的解析;然后研究了PCB板的生成算法,重点研究了草图曲线的绘制算法;第三,提出基于中心对齐的方法并运用坐标变换理论进行了元器件装配定位坐标的计算;第四,研究了PCBA三维模型自动装配的关键技术;最后开发实现了PCBA三维模型快速构建工具。经过大量的测试和试用,集成式三维元器件库管理工具和PCBA三维模型快速构建工具已经能满足用户的需求,达到了预期的目标。