АНАЛИЗТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДУЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЦИФРОВОГО МУЛЬТИМЕТРА С КОМПЬЮТЕРОМ
1Технологическая характеристика модуля сопряжения как объекта автоматизированнойсборки и монтажа
Модульсопряжения цифрового мультиметра с компьютером удовлетворяет следующимтребованиям:
— радиоэлектронный модуль является функционально законченным и его изготовление,а также электрический контроль, можно организовать на специализированномучастке;
— все электрорадиоэлементы со штырьковыми выводами располагаются на печатнойплате только с одной стороны для обеспечения возможности применения групповойпайки окунанием платы;
— число вариантов формовки выводов электрорадиоэлементов ограниченно: дляэлементов с цилиндрическими корпусами и осевыми выводами применяется П-образнаяформовка и установка на печатной плате без зазора, для конденсаторов итранзисторов применяется I-образнаяформовка, для элементов в корпусах DIP типа формовка не производится;
— конструкция модуля исключает применение прокладок между элементами и печатнойплатой, экранов и изоляционных трубок на корпусах и выводах элементов;
— конструкциямодуля исключает применение дополнительных креплений элементов на печатнуюплату.
2Технологическая характеристика модуля сопряжения как объекта автоматизированнойсборки и монтажа
Типовой технологический процесс разрабатывается дляизготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группыизделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками. Ктиповому представителю группы изделий относятся изделие, обработка котороготребует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерныхдля изделий, входящих в эту группу. Типовой технологический процесс можетприменяться как рабочий технологический процесс или как информационная основапри разработке рабочего технологического процесса. Он уменьшает объёмтехнологической документации без ущерба содержащейся в ней информации, создаётвозможность разработки групповых приспособлений и средств автоматизации,исключает грубых ошибок в нормировании материальных и трудовых затрат.
При разработке рабочего технологического процесса использовантиповой технологический процесс, который состоит из следующейпоследовательности действий:
а) входной контроль электрорадиоэлементов;
б) лужение печатной платы;
в) промывка;
г) подготовка электрорадиоэлементов к монтажу;
д) установка элементов на плату;
е) флюсование;
ж) пайка узла;
з) контроль пайки;
и) ручная допайка;
к) промывка;
л) доустановка элементов на плату;
м) ручная допайка;
н) контроль функционирования.
7
5
4 />
1 — входной контроль электрорадиоэлементов; 2 – лужение печатной платы; 3 –промывка; 4 – подготовка элементов к монтажу; 5 – установка элементов на плату;6- флюсование; 7 — пайка узла; 8 – контроль пайки; 9 – ручная допайка; 10 –промывка; 11 – доустановка элементов на плату; 12 – ручная допайка; 13 –контроль функционирования.
Рисунок1.1 – Схема типового технологического процесса
3Расчет показателей технологичности конструкции
Отраслевойстандарт ОСТ 4 ГО.091.219 предусматривает выбор состава базовых показателей. Вчисло выбираемых должны включаться показатели, оказывающие наибольшее влияниена технологичность конструкции блоков.
Основнымпоказателем, служащим для оценки технологичности конструкции, являетсякомплексный показатель технологичности />, определяемый с помощью базовых показателей поформуле (1.1)
/>, (1.1)
где: /> — значение базового показателя;
/> - функция, нормирующая весовуюзначимость показателя;
/> - порядковый номер показателя;
/> - общее количество относительныхчастных показателей.
Вкачестве базовых показателей технологичности выбираем показатели, приведенные втаблице 1.1.
Таблица1.1 – Базовые показатели технологичностиПорядковый номер в ранжировочной последовательности Коэффициент Обозначение
/> 1 Использования микросхем и микросборок в блоке
/> 1,000 2 Автоматизации и механизации монтажа
/> 1,000 3 Механизации подготовки ЭРЭ
/> 0,750 4 Механизации контроля и настройки
/> 0,500 5 Повторяемости ЭРЭ
/> 0,310 6 Применяемости ЭРЭ
/> 0,187 7 Прогрессивности формообразования деталей
/> 0,110
Длярасчета комплексного показателя технологичности необходимо определить базовыепоказатели приведенные в таблице 5.1.
Коэффициентиспользования микросхем и микросборок вычисляется по формуле (1.2):
/>, (1.2)
где: /> — общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт;
/> - общее количество электрорадиоэлементов, шт.
Подставивзначения в формулу (1.2) получаем:
/>
Коэффициентавтоматизации и механизации монтажа рассчитывается по формуле (1.3):
/>, (1.3)
где: /> — количество монтажныхсоединений, которые могут осуществляться автоматизированным илимеханизированным способом;
/> - общее количество монтажныхсоединений.
Рассчитаемкоэффициент автоматизации и механизации монтажа:
/>.
Коэффициентмеханизации подготовки электрорадиоэлементов вычисляем по формуле (5.4):
/>, (1.4)
где: /> — количествоэлектрорадиоэлементов, шт., подготовка которых к монтажу может осуществлятьсямеханизированным или автоматизированным способом.
Подставивзначения в формулу (1.4) получаем:
/>.
Коэффициентмеханизации контроля и настройки вычисляем по формуле(1.5):
/>, (1.5)
где: /> — количество операций контроля инастройки, которые можно осуществлять механизированным или автоматизированнымспособом;
/> - общее количество операцийконтроля и настройки.
Вычислимкоэффициент механизации контроля и настройки по формуле(1.5):
/>.
Коэффициентповторяемости электрорадиоэлементов рассчитываем по формуле (1.6):
/>, (1.6)
где: /> — общее количество электрорадиоэлементов, шт;
/> - общее количество типоразмеров электрорадиоэлементовв изделии.
Подставивзначения в формулу (5.6) получаем:
/>.
Коэффициентприменяемости электрорадиоэлементов рассчитываем по формуле (1.7):
/>, (1.7)
где: /> — количество типоразмеров оригинальных электрорадиоэлементов в изделии.
Подставляязначения в формулу (1.7) получаем:
/>.
Коэффициентпрогрессивности формообразования деталей вычисляется по формуле (1.8):
/>, (1.8)
где: /> — количество деталей, шт.,заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами (штамповкой,прессованием, литьем, пайкой, сваркой, склеиванием и др);
/> - общее количество деталей в изделии, шт.
Послеподстановки значений в формулу (5.8) получаем:
/>.
Подставляязначения рассчитанных базовых показателей технологичности в формулу (1.1)получаем:
/>
Уровеньтехнологичности конструкции блока определяется как отношение достигнутогопоказателя технологичности к значению базового по формуле (1.9):
/>, (1.9)
где: КБ– базовый показатель технологичности.
/>.
Всоответствии с ОСТ 4 ГО.091.219 полученный нормативный комплексный показатель технологичностиподходит для установочной серии.
4Выбор оборудования для производства модуля и расчет технико-экономическихпоказателей поточной линии сборки
Длявыбора оборудования для производства воспользуемся данными, приведенными в [7].
Дляпроизводства:
— распаковка электрорадиоэлементов производится вручную на светомонтажном столеСМ-2 – производительность 1000 шт/час;
— входной контроль осуществляется тестером CMS100 – производительность 360 шт/час;
— автомат формовки, обрезки и лужения выводов резисторов, диодов, транзисторов иконденсаторов УФТ 901 – производительность 800 шт/час;
— установка электрорадиоэлементов производится на светомонтажном столе“Тройник-М” – число ячеек: для микросхем – 3, для электрорадиоэлементов – 10;
— пайка осуществляется окунанием платы в ванну с припоем на установке ТН 712,производительность 360 шт/час;
— очистка производится на установке УПИ 901, производительность 60 шт/час;
— функциональный контроль осуществляется устройством “Линза-11”,производительность 80 шт/час.
Рассчитаемтакт выпуска каждого модуля, трудоемкость выполнения каждой операции,коэффициент загрузки оборудования.
Программузапуска изделия вычисляем по формуле (1.10):
/>, (1.10)
где: /> — программа выпуска изделий, шт.;
/> - коэффициент технологических потерь, принимаетсяравным 1,02.
Подставляязначения в формулу (1.10) получаем:
/>
Тактвыпуска одного модуля определяем по формуле (1.11):
/>, (1.11)
где: /> — годовой фонд времени, ч;
/> - программа запуска изделий, шт.
Годовойфонд времени вычисляем исходя из следующих данных: количество рабочих дней вгоду – 250, рабочие работают в одну смену, продолжительность рабочего дня – 8часов с 1 часом перерыва на обед. Следовательно годовой фонд времени составляет1750 часов. Подставляя значения в формулу (1.11) получаем:
/>
Трудоемкостьоперации сборки автомата определяется по формуле (1.12):
/>, (1.12)
где: T0– трудоемкость выполнения каждой операции для одногоэлемента;
n –количество элементов, устанавливаемых на печатную плату при данной операции.
Трудоемкостьвыполнения каждой операции определяем по формуле (1.13):
/>, (1.13)
где: P – производительность оборудования.
Коэффициентзагрузки оборудования определяем по формуле (1.14):
/>, (1.14)
где:КСН.Т – коэффициент снижения трудоемкости, принимаем равным 1;
КВ– коэффициент выполнения норм времени, принимаем равным 1.
Результатырасчета показателей поточной линии сборки приведены в таблице 1.2.
Маршрутноеописание технологического процесса производства модуля сопряжения цифровогомультиметра с компьютером представлено в приложении в виде маршрутных карт.
Таблица1.2 – Результаты расчета показателей поточной линии сборкиОперация Оборудование Производительность оборудования, шт/час Трудоемкость, мин.
Коэффициент загрузки оборудования зЗО Распаковка ЭРЭ
Светомонтаж-
ный стол
СМ-2 1000 1,2 0,01 Входной контроль Тестер CMS100 360 2,33 0,033 Формовка выводов Автомат формовки УФТ901 800 0,825 0,012 Установка ЭРЭ Светомонтаж-ный стол “Тройник-М” 900 1,33 0,019 Пайка Установка ТН712 360 3,33 0,049 Очистка Установка УПИ901 60 20 0,29 Функциональный контроль Установка “Линза-11” 80 15 0,22
Литература
1 Технология и автоматизация производства РЭА: Учебник для вузов/Подред. А.П.Достанко.-М.: Радио и связь, 1999.
2 Технология производства ЭВМ – Достанко А.П. и др.: Учеб.-Мн.: Высшаяшкола, 2004.
3 Технологічне оснащення виробництва електронних обчислювальних засобів:Навч. Посібник/М.С.Макурін.-Харків: ХТУРЕ,2006.
4 Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатныхплатах/А.В.Егунов, Б.Л.Жожомани, В.Г.Журавский, В.В.Жуков; под ред.В.Г.Журавского. -М.: Радио и связь,1988.
5 Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров ироботов. – Ю.В. Иванов, Н.А. Лакота; -М.: Радио и связь,1988.