Технологічний процес виробництва РЕА та його автоматизація

Дипломнаробота з теми:
Технологічнийпроцес виробництва РЕА та його автоматизація

Вступ
На сьогоднішнійдень в умовах жорсткої конкуренції на ринку радіоелектронних виробів на першийплан виходить проблема розвитку засобів автоматизованого проектування. Відомо,що замовник зацікавлений у поліпшенні показників радіоелектронних засобів(РЕЗ), у скороченні термінів виконання замовлення і в зручності роботи зінформацією про виріб, представленої в електронній формі.
В даний часналічують сотні промислових підприємств різного профілю з безліччю робочихмісць, оснащених різними системами автоматизованого проектування: від AutoCAD,T-FLEX, КОМПАС до CATIA і Unigraphics, в залежності від завдань, що вирішуютьсяпідприємством.
Для успішногоекономічного підйому більшості промислових підприємств необхідне серйознетехнічне та технологічне переозброєння. Для цього потрібні значні фінансовіресурси, які можна отримати за рахунок інвестицій або власного прибутку,кредити поки виявляються неефективними. Стає правомірним питання — встановитисучасний верстат (технологічну лінію) або систему автоматизованого проектуванняі технологічної підготовки виробництва?
При правильномупідході розглядають всі бізнес-процеси підприємства, спрямовані на розробку,підготовку виробництва, власне виробництво виробів, маркетинг, сервіснеобслуговування і визначають шляхи найбільш економічно вигідного технічногопереозброєння підприємства. Далі здійснюють поетапну реалізацію програмипереозброєння. Якщо даний аналіз проводять без залучення незалежного аудитора,то фахівцям підприємства важко об'єктивно оцінити важливість технічногопереозброєння того чи іншого бізнес-процесу. У цьому випадку перевагу, якправило, віддають дорогим верстатам і дешевим автоматизованих системах. Як недивно, такий підхід у багатьох випадках дає деякий позитивний ефект. Заощадженіпри цьому кошти, як правило, направляють додатково на купівлю простих офіснихкомп'ютерів. Чи ефективно були вкладені кошти для завоювання, розширення або, вкрайньому випадку, збереження певної ніші на ринку з'ясується тільки згодом.
Подібне відступнеобхідно для кращого розуміння завдань, що стоять перед підприємством, якістали на шлях впровадження наскрізної САПР, для якого найбільш критичнимфактором в конкуренції з іншими компаніями є швидкість виведення на ринок новихвиробів і модифікованих варіантів, що випускалися раніше.

1. Технологічнийпроцес виробництва РЕА і завдання підвищення його ефективності та якості
1.1 Загальнахарактеристика РЕА як об'єкта виробництва як системи
РЕА представляєсобою сукупність елементів, об'єднаних в складальні одиниці й пристрої іпризначені для перетворення та обробки електромагнітних сигналів в діапазонічастот коливань від інфрачервоних до надвисоких. Елементи, розраховані наспільну роботу в РЕА, розрізняють за функціональним, фізичним,конструктивно-технологічним ознакам і типами зв'язків. Законструктивно-технологічною ознакою елементи РЕА ділять на дискретні таінтегральні, які об'єднують в складальні одиниці, що виконують елементарні дії(наприклад, генератор, підсилювач, лічильник).
Залежно віддіапазону частот змінюються і пасивні елементи, що використовуються в РЕА.Наприклад, в діапазоні середніх і високих частот використовуються індуктивностіі ємності з зосередженими параметрами, що виготовляються з будь-якоїтехнології, а в діапазоні НВЧ — з розподіленими параметрами, наприклад,двохпровідні, смуга лінії і коаксіальні радіатори.
Важливимфактором, що визначає конструктивно-технологічні особливості будь-РЕА, є їїконструктивне оформлення і технологія виготовлення. Наприклад, конструктивнеоформлення у вигляді самостійного встановлення або вбудованого модуля,технологія збірки пайкою або механічне з'єднання, що істотно позначається наексплуатаційних та виробничих характеристиках РЕА. Приконструктивно-технологічному аналізі РЕА велику увагу слід приділяти їїбезпосереднім призначенням та умовами експлуатації, які позначаються на виборітехнології виробництва і конструктивного оформлення. Наприклад, наявністьмеханічних вібрацій при експлуатації вимагає застосування більш надійнихметодів збірки.
Тому,різноманітність і складність виконуваних радіотехнічними системами (РТС) ірадіотехнічними комплексами (РТК) функцій і умов їх експлуатації, склад іособливості носіїв апаратури в значній мірі визначають вимоги до її конструкціїі суттєво впливають на вибір технології виготовлення елементів і складальниходиниць.
Для різних типівоб'єктів існують різні вимоги на умови розміщення апаратури, дуже різнікомплекси збурюючих впливів, тому завдання технолога та конструктора полягає втому, щоб активно брати участь у всіх етапах проектування і створення РТК іРТС. Об'єктивною тенденцією вдосконалення конструкцій РЕА є постійне зростанняїї складності зважаючи на розширення виконуваних функцій і підвищення вимог доефективності її роботи.
Конструктивно-технологічніособливості РЕА функціонально — вузловий принцип конструювання,технологічність, мінімальні габаритно-масові показники, ремонтопридатність,захист від зовнішніх впливів, надійність (ймовірність безвідмовної роботи,середній час напрацювання на відмову, середній час відновлення працездатності,довговічність і т.д.) .
Сутністьфункціонально-вузлового принципу конструювання РЕА полягає в об'єднанніфункціонально-закінчених схем у складальні одиниці і їх модульної компонуванні.
Базовіконструкції апаратури мають кілька рівнів модульності, передбачають об'єднанняпростих модулів в більш складні:
Модулі 1 рівня — інтегральні мікросхеми (ІС) і дискретні електрорадіоелементи (ЕРЕ) (опору,конденсатори, транзистори і т.д.).
Модулі 2 рівня — типові елементи збірки (ТЕС) або осередки, типові елементи заміни (ТЕЗ),друковані плати (ПП), які конструктивно і електрично об'єднують ІВ і ЕРЕ.
Модулі 3 рівня — блоки (панелі), які за допомогою плат і каркасів об'єднують осередки вконструктивний вузол.
Модулі 4 рівня — рама (конструктивний вузол — каркас рами), яка об'єднує блоки в єдине ціле.
Модулі 5 рівня — стійка (конструктивний вузол — каркас стійки), яка може об'єднувати кілька рамв єдине ціле.
Модулі 6 рівня — пристрої.
На практиці приконструюванні РЕА можуть використовуватися різні набори рівнів модульності.Наприклад, в телевізорі є модулі 1, 2, та 6 рівнів.
1.2 Основнінапрямки розвитку РЕА
Основниминапрямами розвитку РЕА є мікромініатюризація, підвищення ступеня інтеграції ікомплексний підхід до розробки.
Мікромініатюризація- це мікромодульному компонування елементів із застосуванням інтегральної тафункціональної мікроелектроніки. При мікромодульному компонуванні елементівздійснюють мікромініатюризація дискретних ЕРЕ і складання їх у вигляді плоскихабо просторових (етажерочних) модулів. В основі інтегральної мікроелектронікилежить використання ІС та великих інтегральних схем (ВІС), застосуваннягрупових методів виготовлення, машинних методів проектування ТП, виготовлення іконтролю виробів.
Функціональнамікроелектроніка заснована на безпосередньому використанні фізичних явищ, щовідбуваються в твердому тілі або вакуумі (магнітні, плазмові і т.д.). Елементистворюють, використовуючи середовища з розподіленими параметрами. Основнимзавданням тут є отримання середовищ з заданими властивостями.
Трудомісткістьвиробництва складальних одиниць РЕА може бути представлена в такомуспіввідношенні: механообробка — 8-15%, збірка — 15-20%, електричний монтаж — 40-60%, наладка — 20-25%.
Отже, основнимиконструктивно-технологічними завданнями виробництва РЕА є: розробка ІС на рівніосередків і складальних одиниць та вдосконалення технології їх виготовлення,підвищення щільності компонування навісних елементів на ПП і щільностідрукованого монтажу; вдосконалення методів електричних з'єднань модулів 1, 2 і3, 4 рівнів, розвиток автоматизованих та автоматичних методів, засобівналагодження і регулювання апаратури складних РТС, створення гнучких виробничихвиробництв (ГАП).
У технологіївиробництва РЕА використовуються процеси, властиві Машино та приладобудування:лиття, холодне штампування, механічна обробка, гальванічні та лакофарбовіпокриття.
1.3 Структуравиробництва РЕА, особливості ієрархічних рівнів виробництва РЕА, їх роль імісце у виробництві РЕА
1.3.1Організаційна структура «типового» підприємства
Відповідно доЗакону «Про підприємство і підприємницької діяльності» визначенотільки, що на підприємстві має бути директор та головний бухгалтер, а іншаорганізаційна структура підприємства є його внутрішньою справою і нерегламентується.
Однак, це незвільняє керівництво підприємства від відповідальності за виконання всіхтрадиційних функцій: охорону праці, техніку безпеки, випуск продукції заданоїякості і т.д. Тому більшість підприємств мають приблизно однакову структурууправління, хоча і зі специфічними особливостями, обумовленими технологією іобсягом виробництва, родом діяльності, місцем розташування і т.д
Наведенаструктура підприємства природно не є повною і вичерпною. У ній не представленіжитлово-комунальні служби (житлові будинки, гуртожитки, стадіони, будинкикультури, бібліотеки, медпункти чи поліклініки, дитячі сади і ясла, столові,столи замовлень і т.д.), характерні для багатьох підприємств РФ. Крім того,можуть бути виділені в самостійні підрозділи склади сировинних матеріалів,комплектуючих виробів, оснащення та інструменту, вимірювальних приладів,готової продукції; цеху з виготовлення тари і упаковки продукції; магазини іт.д. Підприємства можуть мати свої навчальні заклади (школи, ПТУ, філії ВНЗ ітехнікумів).
1.3.2 Завданнявиробничих підрозділів
Структура такількість виробничих підрозділів на підприємстві цілком визначаються кількістю,номенклатурою і технологією виробництва виробів, що випускаються. Дляпідприємств, що випускають РЕА, прийнято поділ цехів на заготівельні,механообробки і складальні.
Як вжезазначалося можуть бути ще тарні й пакувальні. При великих обсягах виробництвацеху можуть об'єднуватися у виробничі комплекси і (або) ділитися на дільниці,бригади. Виробничі підрозділи можуть працювати в однозмінному і багатозмінномурежимі, існують безперервні виробництва.
У будь-якому разіза кожним виробничим підрозділом закріплюється певна номенклатура продукції(заготовок, напівфабрикатів і т.д.) і певний набір технологічних операцій, яківона повинна виконувати відповідно до прийнятої на підприємстві технологієювиробництва. Тому основним завданням кожного виробничого підрозділу є випускпродукції заданої якості в заданих кількостях.
Для виконанняцього головного завдання потрібне виконання цілого комплексу завдань, таких як:
1. Підтриманнятрудової і виробничої дисципліни.
2. Підтримка уробочому стані технологічного обладнання, засобів вимірювань і системавтоматизації.
3. Виконанняправил техніки безпеки і охорони праці, протипожежних заходів, радіаційного тахімічного захисту, і т.д.
4. Навчаннявиробничого персоналу технологічним правил і прийомів.
5. Своєчасназаміна прийшов в непридатність інструменту, оснащення, технологічногообладнання, засобів вимірювань і автоматизації.
Для того, щобвиробництво мало перспективу у виробничих підрозділах має постійно відбуватисяоновлення технологічного устаткування, систем автоматизацій і засобіввимірювань, а, значить, необхідно все це освоювати. Необхідно підвищуватикваліфікацію персоналу та якість його роботи, щоб освоювати нові видипродукції, підвищувати її якість, скорочувати витрати палива, енергії, сировинина її виробництво.
1.3.3 Організаціятехнологічної служби на виробництві
Завданнятехнологів, які працюють в НДІ, полягає в розробці нових матеріалів, виробів,основних принципів нових технологічних процесів, розробки типових технологічнихрегламентів виробництва продукції, розробці пропозицій щодо підвищення якостіпродукції, що випускається та існуючих технологічних процесів. Тут потрібнезнання сучасних тенденцій розвитку науки і техніки, математичних методівмоделювання, стану вітчизняного і зарубіжного виробництва. Розробка за новимвиробу або технологічним процесом на рівні НДІ закінчується видачею технічногозавдання для відповідного КБ. Далі, в процесі роботи над виробом аботехпроцесом, технологи НДІ постійно працюють з технологами КБ (більш детальнопитання розробки будуть розглянуті нижче).
Технологи КБповинні знати основи економіки даного виробництва і ціноутворення вироби длятого, щоб розроблювальний технологічний процес дозволяв випускати продукціюбільш низькою собівартістю, ніж аналоги.
Розробленатехнологічна документація з КБ надходить до служби головного технолога, депроводиться експертиза розробленого проекту на предмет можливості запуску увиробництво. Відділ головного технолога спільно з іншими службами заводурозробляє заходи по запуску виробу у виробництво чи постановці новоготехнологічного процесу. Ці заходи називаються технологічною підготовкоювиробництва (ТПП). Для діючих технологічних процесів і номенклатури виробництвав службі головного технолога зберігається вся нормативно-довідкова інформаціяпро вироби і процеси (типової і заводський технологічні регламенти виробництва,нормативи на матеріали і комплектуючі вироби, картотека застосованості виробів,що випускаються, картотека заменяемости матеріалів і комплектуючих виробів,нормативи трудомісткості виготовлення виробу, маршрутні картки та іншатехнологічна документація з ТПП).
Цехові технологив техбюро займаються питаннями розробки нормативів на виготовлення виробів(матеріальних і трудових), розробляють пропозиції щодо удосконалення існуючихтехнологічних процесів, вирішують питання заміни матеріалів і комплектуючихвиробів (за погодженням з ВГТ), вносять відповідні зміни в існуючу технологічнудокументацію. Технологи техбюро повинні вміти розрахувати завантаженнятехнологічного обладнання, потреба в відсутніх верстатах і механізмах при змініобсягу випуску або номенклатури продукції, скласти заявку на придбаннявідсутнього обладнання або скласти ТЗ на розробку нестандартного обладнання абооснащення. Вони повинні вміти планувати установку обладнання таким чином, щобзвести до мінімуму шляху переміщення заготовок. Основним їх завданням єпідтримання заданих технологічних режимів виробництва і ліквідація їх порушень,аналіз причин появи шлюбу на закріпленій за ними дільниці виробництва.
У зв'язку звимогами екології технологу необхідно знати наявність і потужність джерелвиділення шкідливих речовин або випромінювань у навколишнє середовище,технологічні прийоми їх попередження чи зменшення, небезпека, яку вони,наявність і технічні характеристики очисних пристроїв для очищення тарегенерації промислових стоків і шкідливих викидів в атмосферу, наявність ітехнічні характеристики захисних пристроїв.
Технологи ділянокв основному займаються контролем ходу виробничого процесу з точки зору йогоякості (з'ясовують причини браку і вживають заходів по його ліквідації абодоопрацювання, або готують пропозиції щодо його ліквідації, якщо для цьогопотрібні зусилля інших ділянок цеху або інших цехів) і кількості продукції, щовипускається .
Вирішують питаннязабезпечення матеріалами та комплектуючими виробами і оцінюють їх якість. Наділянках випробування технологи проводять випробування і тренування натренувальних або випробувальних стендах випущених приладів або вузлів івимірюють параметри виробу на відповідність техдокументації і вимогам ГОСТ абоТУ, проводять аналіз видів і причин браку. Всі технологи цеху приймають участьу випробуваннях спеціального оснащення і обладнання, проводять інструктаж інавчання робітників, що виконують технологічні операції, надають допомогу вналагодженні обладнання і оснащення.
Всі технологи,які беруть участь у розробці та експлуатації технологічних процесів повиннізнати процеси, властиві виробництву РЕА.
1.3.4 Завданняекономічних і комерційних підрозділів
У сьогоднішніхумовах на економічні та комерційні підрозділи лягає важка і складна задачаматеріального і фінансового забезпечення діяльності підприємства.
Тому завданнямиекономічних і комерційних підрозділів є:
1. Пошук клієнтів;
2. Укладаннядоговорів на поставку продукції;
3. Отримання заклієнтів оплати за поставлену продукцію;
4. Укладаннядоговорів на поставку сировини, комплектуючих виробів, палива і енергії,інструментів, приладів, технологічного та іншого обладнання;
5. Оплатапостачальникам;
6. Плануваннядіяльності виробничих підрозділів;
7. Оплата праціпрацівників підприємства;
8. Розрахунки здержавою та місцевими органами управління (оплата податків, обов'язковихвідрахувань і т.д.);
9. Веденняфінансової документації підприємства.

1.3.5 Завдання допоміжних служб тапідрозділів
Як випливає зназви, основним завданням цих підрозділів є допомога виробничим підрозділам увиконанні їх функцій. У зв'язку з різноманітністю умов, в яких працюють різніпідприємства, перелік функцій допоміжних підрозділів може істотно різнитися,проте ряд завдань присутній на більшості підприємств.
Серед нихосновними є:
1. Забезпеченняпідприємства кадрами співробітників;
2. Ведення облікувхідної та вихідної кореспонденції, отримання та відправлення її;
3. Ведення облікута зберігання оригіналів наказів і розпоряджень;
4. Охоронадержавної та комерційної таємниці;
5. Охорона праціта контроль за дотриманням правил техніки безпеки;
6. Підготовкапідприємства до роботи в особливих умовах (війна, пожежа, радіоактивне тахімічне забруднення);
7. Ремонт ібудівництво виробничих і адміністративних приміщень;
8. Забезпеченняслужбових перевезень.
1.4 Системазабезпечення якості продукції
У системузабезпечення якості продукції входить кілька напрямків роботи, які більшою чименшою мірою виконуються на кожному підприємстві. Серед них основними є:створення нормативної бази; метрологічне забезпечення виробництва; контрольходу технологічного процесу та якості продукції, що випускається; створеннясистеми забезпечення якості на підприємстві. Розглянемо їх послідовно.

1.4.1 Системастандартизації
Відповідно дозакону «Про стандартизацію»: стандартизація-це діяльність повстановленню норм, правил і характеристик (далі-вимог) з метою забезпечення:
— Безпекипродукції, робіт і послуг для навколишнього середовища, життя, здоров'я тамайна людей;
— Технічної таінформаційної сумісності, а також взаємозамінності продукції;
— Якостіпродукції, робіт і послуг відповідно до рівня розвитку науки, техніки і технології;
— Єдностівимірювань;
— Економії всіхвидів ресурсів;
— Безпекигосподарських об'єктів з урахуванням ризику виникнення природних і техногеннихкатастроф та інших надзвичайних ситуацій;
— Обороноздатності та мобілізаційної готовності країни.
Призначеннямдержавної системи стандартизації є встановлення взаємопов'язаних правил іположень щодо порядку розроблення всіх видів виробів, документації,технологічних процесів і систем управління.
Стандарти буваютьміжнародні, національні, галузеві, науково-технічних та інженерних товариств,підприємства.
Існують наступнівиди стандартів:
— Організаційно-методичні;
— Терміни тавизначення;
— Номенклатурапродукції або показників якості;
— Технічні умови;
— Загальнітехнічні умови;
— Технічнівимоги;
— Загальнітехнічні вимоги;
— Методивипробувань;
— Правилаприймання;
— Правилазберігання;
— Правилатранспортування;
— Правилапакування;
— Маркування;
— Експлуатація іремонт та ін
Єдина систематехнічної документації (ЕСТД) — комплекс державних стандартів та керівнихнормативних документів, що встановлюють взаємопов'язані правила і положеннящодо порядку розробки, комплектації, оформлення та обігу технологічноїдокументації, що застосовується при виготовленні та ремонті виробів (включаючиконтроль, випробування і переміщення).
Призначенням ЕСТДє:
1. Забезпеченнязастосування різних методів і засобів проектування, обробки інформації і різнихтехнологічних документів;
2. Забезпеченняоптимальних умов при передачі технологічної документації;
3. Застосуванняуніфікованих бланків технологічних документів;
4. Застосуванняєдиних правил оформлення технологічних документів в залежності від типу тахарактеру виробництва, складу і виду розроблених технологічних процесів,застосовуваних способів їх опису;
5. Створення необхіднихумов для розробки прогресивних типових і групових технологічних процесів;
6. Створенняінформаційної бази для АСУП і САПР;
7. Створенняпередумов щодо зниження трудомісткості монтажно-технологічних робіт у сферітехнологічної підготовки та управління виробництвом;
8. Забезпеченнявзаємозв'язку з комплексами стандартів ЕСКД і ЕСТПП.
У світі діє понад20 міжнародних організацій зі стандартизації, побудованих за галузевим чирегіональним принципом. Кожна з них має свої особливості. Розглянемо лише найбільшвідомі та великі з них.
Найбільш відомоюі великою міжнародною організацією зі стандартизації є ISO, до неї входитьбільше 170 країн. Ця організація розробляє міжнародні стандарти всіх можливихвидів: організаційно-методичні, технічні вимоги, методи випробувань і т.д.
Організаційно ISOскладається з секретаріату і технічних комітетів за напрямками діяльності, яків свою чергу діляться на підкомітети і робочі групи з конкретних питань,пов'язаних з розробкою стандартів. Кожен технічний комітет веде одна зкраїн-членів ISO, хоча в його роботі беруть участь представники всіхзацікавлених країн.
Розробкастандартів ISO зазвичай відбувається наступним чином: вибирається за основудіючий національний стандарт однієї з країн-лідерів у даній області і, в якостіпершої редакції стандарту ISO, перекладається на англійську, французьку,німецьку та російську мови та розсилається для ознайомлення і збору відгуківвсім членам технічного комітету з даного напрямку. Потім на підставі відгуківрозробляється друга редакція і процес повторюється. Після цього збираєтьсязасідання технічного комітету, на якому обговорюються розбіжності івиробляється єдина редакція документа, яка затверджується на основі консенсусу.Позначення стандартів ISO аналогічні ГОСТ, тільки рік затвердженнявідокремлюється двокрапкою, а не тире і пишеться повністю. Слід пам'ятати, щостандарти ISO носять рекомендаційний характер, хоча часто застосовуються уміжнародних контрактах в якості обов'язкових.
Крім ISO існуєряд регіональних організацій зі стандартизації. Найбільш впливовою з них є SEN- організація по стандартизації країн європейського спільного ринку. ЧленамиSEN є всі країни-члени європейського союзу (15 країн) плюс 4 приєдналися до нихєвропейських країни. У SEN приймають тільки промислово розвинені країни звисоким рівнем якості продукції. США, Росії, Японії було відмовлено в прийоміпри створенні організації. Організаційна структура та порядок розробкистандартів у SEN той же, що в ISO. Виконання вимог стандартів SEN обов'язководля всіх країн-учасників. Основне призначення стандартів SEN — замінитинаціональні стандарти країн-учасників у міру інтеграції їх у європейськомусоюзі, тому вони затверджуються на основі консенсусу. Це призводить до тривалоїпроцедури їх узгодження, тому часто в міжнародній практиці використовуються вякості нормативно-технічних документів проекти стандартів SEN. Позначеннястандартів SEN аналогічні ISO.
У світі існуєдекілька міжнародних організацій зі стандартизації, побудованих за галузевимпринципом. Найбільшу популярність з них має МЕК, яка курирує всі питання,пов'язані з електричною та електронною технікою. Організаційна структура іпринципи діяльності її аналогічні ISO, часто вони працюють спільно і випускаютьєдині документи, неодноразово робилися спроби їх злити в одну організацію.Позначення стандартів МЕК аналогічні ГОСТ, у разі випуску спільного стандарту зISO він має позначення ISO / IEC.
Існує рядорганізацій ООН з питань стандартизації. Наприклад, EC UNO, яка займаєтьсяпитаннями безпеки наземного транспорту та її правила є практично обов'язковимидля всіх країн-членів ООН, оскільки включені в міжнародну правову систему.
Потрібнопам'ятати, що крім офіційно визнаних міжнародних стандартів, існуютьнаціональні стандарти розвинених країн, які фактично використовуються в якостіміжнародних. Наприклад, шведський стандарт MPR II використовується у якостіміжнародного стандарту, що регламентує вимоги до моніторів для ПК.
Організація робітз стандартизації в більшості країн світу побудована за схожими схемами. Різницязазвичай полягає в ступені централізації розробки стандартів і рівні участі вній комерційних і громадських організацій. Слід зазначити, що в більшості країнсвіту вимоги до продукції регламентуються не для виробленої продукції, а дляспоживаної на території даної країни. В умовах ринкової економіки стандарт єзнаряддям конкурентної боротьби, тому участь у його розробці є зброєю протиможливих конкурентів: високі вимоги відсікають слабких конкурентів, а низьківимоги залучають нових постачальників.
1.4.2 Завданняслужби стандартизації на підприємстві
Службастандартизації на підприємстві може виконувати наступні функції:
— Головноїорганізації зі стандартизації своїй галузі;
— Базовоїорганізації зі стандартизації своєї підгалузі;
— Служби стандартизаціїсвого підприємства.
Необхідновідзначити, що всі ці функції або будь-яке їх поєднання можуть бути покладеніна одну службу. У залежності від виконуваних функцій розрізняються завданняслужби стандартизації.
Основнимзавданням головної організації із стандартизації в галузі є координація робітпо стандартизації з директивними органами, Держстандартом, Мінбудом, Мінприродита організаціями своєї галузі.
Основнимизавданнями базової організації зі стандартизації є:
— Розробкапроектів стандартів на продукцію та методи її випробувань для своєї підгалузі;
— Узгодженняпроектів стандартів суміжних галузей;
— Експертиза таузгодження проектів ТУ, розроблених підприємствами, на продукцію, закріплену забазовою організацією.
Основнимизавданнями служби стандартизації підприємства є:
— Ведення(зберігання і актуалізація) фонду нормативно-технічної документації з питаньдіяльності підприємства;
— Розробкатехнічних умов на продукцію, що випускається підприємством;
— Експертиза таузгодження проектів нормативно-технічних документів, що надходять напідприємство;
— Розробкастандартів підприємства з внутрішніх питань його діяльності.
1.4.3Метрологічне забезпечення виробництва і завдання служби головного метролога напідприємстві
Метрологічнезабезпечення виробництва включає в себе всі роботи, пов'язані із забезпеченнямєдності і необхідної точності вимірювань відповідно до прийнятої напідприємстві технологією виробництва та вимогами до якості продукції, щовипускається.
Основнимиобов'язками метрологічної служби є:
1. Забезпеченняєдності і необхідної точності вимірювань, підвищення рівня метрологічногозабезпечення підприємства.
2. Впровадження упрактику роботи підприємства сучасних методів і засобів вимірювань тавипробувань, спрямоване на підвищення ефективності виробництва, технічногорівня і якості продукції.
3. Організація іпроведення ремонту, метрологічної атестації та повірки засобів вимірювань тавипробувань, що знаходяться в експлуатації на підприємстві.
4. Проведенняметрологічної експертизи проектів нормативно-технічної, технологічної таконструкторської документації, яка розробляється на підприємстві, а такожіншими організаціями за договорами з підприємством для використання на даномупідприємстві.
5. Проведенняробіт з метрологічного забезпечення підготовки виробництва до випуску новоїпродукції або освоєння нових технологічних процесів.
6. Участь ватестації випробувальних підрозділів, у роботі з підготовки продукції досертифікації.
7. Здійсненняметрологічного нагляду за станом та застосуванням засобів вимірювань тавипробувань, за впровадженням і дотриманням метрологічних правил, вимог і норм,за метрологічним забезпеченням виробництва в цехах, ділянках і відділахпідприємства.
8. Визначенняоптимальної номенклатури методик і засобів вимірювань та випробувань, щовідповідає вимогам нормативно-технічної, технологічної та конструкторськоїдокументації на продукцію, що випускається і забезпечує підвищення ефективностіта безпеки виробництва.
9. Метрологічнаатестація методик виконання вимірювань та випробувань, що розробляються напідприємстві або на його замовлення іншими організаціями для застосування наданому підприємстві.
10. Метрологічнаатестація стандартних зразків підприємства складу та властивостей речовин іматеріалів, що розробляються на підприємстві або на його замовлення іншимиорганізаціями для застосування на даному підприємстві.
11. Метрологічнаатестація автоматизованих систем управління технологічними процесами таінформаційно-вимірювальних систем, що застосовуються в процесі виробництва абовипробувань продукції.
12. Розробкапрограм метрологічної атестації нестандартизованих засобів вимірювань тавипробувань, автоматизованих систем управління технологічними процесами,інформаційно-вимірювальних систем, стандартних зразків складу та властивостейречовин і матеріалів, розроблених на підприємстві або перевірка їх наявності тавідповідності їх вимогам, що пред'являються при отриманні зазначених технічнихзасобів від їх розробника або виробника.
1.4.4 Контрольходу технологічного процесу та якості продукції, що випускається і завдання ЦЗЛта ОТК
У процесівиробництва необхідно контролювати дотримання технологічних режимів виробництваі якість продукції, а також надходить на підприємство сировини, матеріалів,комплектуючих виробів. Крім того, необхідно контролювати якістьнапівфабрикатів, одержуваних у процесі виробництва. Тому система контролюзазвичай складається з трьох ланок: контроль на робочих місцях, лабораторнийконтроль і контроль ВТК. Розподіл обов'язків залежить від внутрішньої структурипідприємства, прийнятої технології виробництва, застосовуваних методівконтролю. Зазвичай, розподіл відбувається за такими принципами: все, щопов'язане з іншими підприємствами (вхідний контроль і контроль якостіпродукції, що випускається) — робота ВТК; прості наочні методи контролю — наробочих місцях; складні методи контролю — робота ЦЗЛ. Звичайно, цей поділ дужеумовно, але в конкретній ситуації підприємства воно зазвичай виконується.
Основнимизавданнями ЦЗЛ є:
1. Вхіднийконтроль фізико-хімічних властивостей надходять на завод сировинних матеріаліві комплектуючих виробів;
2. Поточний іперіодичний контроль фізико-хімічних властивостей оброблених сировиннихматеріалів, комплектуючих виробів, напівфабрикатів та готової продукції;
3. Сприяння впровадженнюу виробництво передових технологічних процесів і обладнання, що забезпечуютьпідвищення якості та зниження собівартості продукції, що випускається;
4. Контрольфізико-хімічних властивостей продукції, що випускається на підприємстві, навідповідність вимогам стандартів, технічних умов, договорів та контрактів напоставку продукції;
5. Впровадженнясучасних засобів і методів вимірів;
6. Участь уроботі зі створення та впровадження нової техніки і технології у виробництво.
Основнимиобов'язками ВТК є:
1. Контрольякості продукції та запобігання поставки споживачам продукції, що не відповідаєвимогам стандартів, технічних умов та описів, договорів, контрактів,проектно-конструкторської та технологічної документації, затвердженимзразкам-еталонам, іншої нормативно-технічної документації;
2. Вхіднийконтроль якості сировинних матеріалів і комплектуючих виробів, що надходять напідприємство;
3. Зміцненнявиробничої дисципліни і підвищення відповідальності всіх ланок виробництва заякість продукції;
4. Аналіз причинбраку, ефективності системи технічного контролю;
5. Впровадженняпрогресивних методів контролю якості продукції, що випускається;
6. Нагляд заздійсненням технологічного контролю в процесі виробництва;
7. Удосконаленнясистеми технічного контролю на підприємстві;
8. Участь урозробці технологічних регламентів виробництва;
9. Участь урозробці технічних умов і описів на продукцію, що випускається;
10. Участь урозробці договорів і контрактів на поставку продукції;
11. Участь урозробці заходів щодо усунення причин браку;
12. Участь урозробці технічних умов, договорів та контрактів на придбані сировинніматеріали, комплектуючі вироби;
13. Участь вузгодженні проектів стандартів, технічних умов, договорів та контрактів,розроблених іншими організаціями;
14. Участь увипробуваннях нових і модернізованих зразків продукції;
15. Участь упідготовці до сертифікації продукції підприємства;
16. Призначає іпроводить не передбачені технологічним регламентом вибіркові перевірки якостіготової продукції, сировинних матеріалів, комплектуючих виробів танапівфабрикатів, якості виконання окремих технологічних операцій, якостіпакування та зберігання сировинних матеріалів, комплектуючих виробів та готовоїпродукції, а також інші перевірки, необхідні для забезпечення випуску продукціївідповідно до встановлених вимог;
17. Контролюєвиконання робіт з ліквідації забракованої продукції;
18. Контролюєправильність упаковки, маркування і зберігання готової продукції;
19. Контролюєправильність зберігання сировинних матеріалів і комплектуючих виробів;
20. Контролюєізолювання і незастосування у виробництві бракованих сировинних матеріалів,комплектуючих виробів та напівфабрикатів;
21. Контролюєздійснення заходів, спрямованих на своєчасне впровадження нових стандартів ітехнічних умов і описів, договорів та контрактів на поставку продукції, змін дочинних стандартів та технічним умовам і описами, договорами і контрактами напоставку продукції;
22. Контролюєякість ремонту технологічного обладнання;
23. Оформляєдокументи, що засвідчують відповідність продукції встановленим вимогам;
24. Оформляєрекламації на негідні сировинні матеріали і комплектуючі вироби, що надійшли напідприємство;
25. Веде облікпретензій щодо якості продукції підприємства, висунутих споживачами (як формальнооформлених, так і неофіційних), і прийнятих за ними заходів;
26. Розробляєпропозиції про підвищення вимог до якості продукції підприємства, споживанихсировинних матеріалів і комплектуючих виробів, системі технологічного контролю,технологічної дисципліни виробництва.
1.5 Типивиробництв та технологічних процесів
Виробничий процес- сукупність всіх дій людей, знарядь виробництва, необхідних на даномупідприємстві для виготовлення чи ремонту виробів, що випускаються РЕА, тобтовиготовлення, складання, контроль якості, зберігання і переміщення деталей,напівфабрикатів і складальних одиниць на всіх стадіях виготовлення; організаціяпостачання і обслуговування робочих місць, дільниць і цехів, управління всімаланками виробництва, а також комплекс заходів з технологічної підготовкивиробництва.
Технологічнийпроцес — частина виробничого процесу, яка містить цілеспрямовані дії по зміні і(або) визначення стану предмета праці. Технологічні процеси будують з основнихметодів їх виконання (процеси лиття, механічної і термічної обробки, покриттів,складання, монтажу та контролю РЕА) і поділяють на операції.
Технологічнаоперація (ГОСТ 3.1109. Терміни та визначення. Основні поняття) — закінченачастина технологічного процесу, виконувана безперервно на одному робочому місці(над одним або декількома одночасно виготовленими або що збираються виробамиодним або кількома робочими). Технологічна операція є основною одиницеювиробничого планування та обліку. На основі операцій оцінюється трудомісткістьвиготовлення виробів і встановлюються норми часу і розцінки, визначаєтьсянеобхідна кількість робітників, устаткування, пристроїв та інструментів,собівартість виготовлення (складання); ведеться календарне планування іздійснюється контроль якості і термінів виконання робіт.
В умовахавтоматизованого виробництва під операцією слід розуміти закінчену частинутехнологічного процесу, виконувану безперервно на автоматичній лінії, якаскладається з декількох одиниць технологічного обладнання, пов'язанихавтоматично діючими транспортно-завантажувальними пристроями.
Крімтехнологічних операцій в технологічний процес входять ряд необхідних допоміжнихоперацій (транспортних, контрольних, маркувальних і т.п.).
Операція, в своючергу складається з технологічних переходів, встановивши, позицій (ГОСТ3.1109). Технологічний перехід — закінчена частина технологічної операції,виконувана одними і тими ж засобами технологічного оснащення при постійномутехнологічному режимі й установці. Встанов — частина технологічної операції,виконувана при незмінному закріпленні оброблюваної заготовки або збираєтьсяскладальної одиниці. Позиція — фіксоване положення, займане незміннозакріпленою оброблюваної заготівлею чи збирається складальної одиницею спільноз пристосуванням щодо інструмента.
Тип виробничогопроцесу обумовлений типом виробництва. Тип виробництва характеризуєтьсякоефіцієнтом закріплення операцій за одним робочим місцем К = О / Р (1), де О — кількість різних операцій, що виконуються на даному виробництві; Р — кількістьробочих місць для виконання різних операцій на даному виробництві. Значеннякоефіцієнта К (коефіцієнт серійності) приймається для планового періоду(1місяць) таких типів виробництв:
— Масового К = 1;
— Великосерійного1
— Среднесерійного10
— Дрібносерійного20
— До одиничноговиробництва не регламентується і визначається спеціалізацією робочих місць абозавантаженістю робочих місць однією і тією ж роботою.
Масовевиробництво характеризується вузькою спеціалізацією робочих місць, за кожним зяких закріплено виконання тільки однієї операції. При масовому виробництвівиготовлення одних і тих же виробів ведеться безперервно у великій кількості іпротягом значного проміжку часу. Особливості масового виробництва:
— Розміщенняробочих місць безпосередньо одне за одним по ходу ТП;
— Безперервнамеханізована передача об'єкта обробки (складання) без міжопераційногоскладування;
— Синхронізація(узгодження по тривалості) операцій;
— Широкезастосування спеціалізованих верстатів, пристосувань, технологічної оснастки;
— Автоматизаціяобладнання;
— Використаннянекваліфікованої робочої сили;
— Мінімальнасобівартість і термін виготовлення.
Серійневиробництво характеризується широкою спеціалізацією робочих місць івиготовленням різних виробів партіями, регулярно повторюваними через певніпроміжки часу. За кожним робочим місцем закріплено кілька операцій, виконуванихперіодично. При великосерійному виробництві вироби виготовляються великимипартіями і без переналагодження технологічного устаткування протягом декількохдесятків змін. Період часу між переналагодженням обладнання присередньосерійному виробництві становить кілька робочих змін, а придрібносерійному — порівняємо з часом однієї робочої зміни. Крім того, підтиписерійного виробництва відрізняються ступенем автоматизації та спеціалізаціїзастосовуваного обладнання та устаткування, отработанностью режимів виконанняоперацій, подробицею розробки ТП і ін
Одиничневиробництво характеризується універсальністю робочих місць, за якими немаєзакріплення операцій. Вироби виробляються в невеликих кількостях і їхвиготовлення може повторюватися через невизначений час. Особливості одиничноговиробництва:
— Застосуванняуніверсального устаткування і пристосувань, нормалізованого робочогоінструменту і універсального вимірювального інструмента;
— Розташуванняобладнання групами за типами верстатів;
— Високакваліфікація робітників;
— Мала ступіньподробиці розробки ТП;
— Висока ступіньконцентрації ТП.
Технологічніпроцеси поділяються на:
— Одиничний ТП — ТП виготовлення або ремонту виробу одного найменування, типорозміру і виконаннянезалежно від типу виробництва;
— Типовий ТП — ТПвиготовлення групи виробів із загальними конструктивними і технологічнимиознаками;
— Груповий ТП — ТП виготовлення групи виробів з різними, але конструктивно спільними ознаками.
Склад типовоготехнологічного процесу виготовлення РЕА включає в себе:
— Вхіднийконтроль ТП;
— Технологічнатренування комплектуючих ЕРЕ;
— Складання;
— Електричниймонтаж;
— Технічнийконтроль монтажу і зборки;
— Захист виробувід впливу зовнішніх впливів;
— Технологічнатренування вироби;
— Регулювання;
— Випробуваннявиробу;
— Вихіднийконтроль.
Для традиційноїтехнології характерно:
1. При масовому івеликосерійному виробництві:
— Одиничні ТП здетальним опрацюванням;
— Висока ступіньспеціалізації (диференціювання ТП);
— Повнасинхронізація операцій;
— Потокові методиорганізації праці;
— Однопредметніавтоматичні лінії на базі спеціальних і агрегатних верстатів, які розташовані внапрямку виконання ТП;
— Транспортнийзв'язок між ними з жорстким ритмом (наприклад, за допомогою конвеєрів);
— Високий ступіньавтоматизації;
— Високапродуктивність праці;
— Низькауніверсальність;
— Відсутністьгнучкості (можливості автоматизованої переналагодження на випуск новихвиробів);
2. При серійномувиробництві:
— Групові татипові ТП з неповною детальним опрацюванням;
— Середня ступіньспеціалізації;
— Синхронізаціяоперацій;
— Потоковий методорганізації праці;
— Багатопредметніавтоматизовані або механізовані потокові лінії на базі агрегатного абоуніверсального обладнання з ЧПУ і механізованих робочих місць;
— Низький рівеньавтоматизації;
— Високауніверсальність;
— Низькагнучкість;
— Підвищенакваліфікація операторів;
3. Придрібносерійному виробництві:
— Групові,поодинокі технологічні процеси ТП без детального опрацювання;
— Низький рівеньспеціалізації;
— Укрупненняоперацій (інтеграція);
— Вимогасинхронізації необов'язково;
— Застосовуютьнепоточних (позиційні) методи організації праці;
— Універсальнеустаткування, в т.ч. з ЧПУ, багато неавтоматизованих операцій;
— Високауніверсальність, низька гнучкість;
— Операторивисокої кваліфікації.
1.6 Структура іхарактеристики технологічних систем
Технологічнийпроцес є складною динамічною системою, в якій в єдиний комплекс об'єднаніобладнання, засоби контролю та управління, допоміжні і транспортні засоби,обробні інструменти або середовища, що знаходяться в постійному русі або зміні,об'єкти виробництва і люди, які здійснюють процес і керують ними. Ця складнадинамічна система і є технологічна система (ТС).
Спеціалізаціявиробництва призводить до того, що частини ТЗ відокремлюються у вигляді окремихділянок, цехів, підприємств, галузей. У МС підприємства виділяються наступніфункціональні підсистеми:
— Техніко-економічних показників;
— Технологічноїпідготовки виробництва;
— Матеріально-технічного постачання;
— Оперативно-календарного планування та управління основним і допоміжнимвиробництвом;
— Збуту готовоїпродукції;
— Кадрів;
— Фінансів;
— Бухгалтерськогообліку та статзвітності.
Таким чином, підскладною системою, якою є технологічна система, будемо розуміти об'єкт,призначений для виконання заданих функцій, який може бути розчленований наелементи, кожен з яких також виконує певні функції і знаходиться у взаємодії зіншими елементами системи.
Елемент системихарактеризується наступними ознаками:
1. Виділяється взалежності від поставленого завдання і може бути досить складним;
2. Придослідженні надійності системи елемент не розчленовується і показникибезвідмовності і довговічності відносяться до елементу в цілому;
3. Можливовідновлення працездатності елемента незалежно від інших частин та елементівсистеми.
З позиційнадійності можуть бути наступні структури складних систем:
1. Розчленовані,у яких надійність окремих елементів може бути заздалегідь визначена, тому щовідмову можна розглядати як незалежне подія;
2. Зміни,пов'язані, у яких відмова елементів є залежним подією;
3. Комбіновані,які складаються з підсистем зі пов'язаної структурою і з незалежним формуваннямпоказників надійності для кожної з підсистем.
В основурозподілу систем на рівні ієрархії, як правило, береться організаційна ознака,який дозволяє відображати фактичну ієрархію між елементами ТЗ. Як ознаки припобудові ієрархічної структури використовується обраний метод управління:регулювання, навчання, адаптація, самоорганізація.
1.7 Основніхарактеристики і показники якості РЕА
Оцінкатехнологічності конструкції
РЕА, яктехнологічна система характеризується:
— Ефективністю;
— Якістю;
— Надійністю;
— Точністю;
— Безвідмовністю;
— Ремонтопридатністю;
— Сохраняемостью;
— Довговічністю;
— Технологічністюконструкції.
Ефективність — здатність системи функціонувати у всьому діапазоні можливих змін режимів івстановлених граничних значень зміни її вихідних параметрів. Її оцінюють за 4групами показників:
— Технологічним(наприклад, кількість продукції в одиницю часу);
— Організаційним(наприклад, трудові витрати);
— Економічним(економічні результати діяльності, наприклад, прибуток);
— Комплексним(одночасно за кількома показниками).
Якість — сукупність властивостей, які обумовлюють здатність системи відповідати певнимвимогам у відповідності з призначенням системи. Основними показниками якостівиготовлених виробів є точність сформованих фізико-хімічних властивостей, виконанихрозмірів і форми елементів і деталей, надійність виробів.
Надійність — властивість системи виконувати задані функції, зберігаючи експлуатаційніпоказники в допустимих межах протягом необхідного проміжку часу. Надійністьхарактеризується безвідмовністю, ремонтопридатністю, сохраняемостью ідовговічністю. Кількісні характеристики цих показників носять імовірніснийхарактер.
Точність — цеступінь наближення дійсних значень параметрів, які формуються при виготовленнідеталі, до їх заданому значенню. Вона забезпечується вибором методів обробки,побудовою технологічного процесу.
Безвідмовність — властивість виробу зберігати працездатність протягом деякого часу без вимушенихперерв.
Ремонтопридатність- властивість виробу, що характеризує його пристосованість до попередження,виявлення та усунення відмов і несправностей шляхом проведення технічногообслуговування і ремонту.
Збереженість — властивість виробу зберігати обумовлені експлуатаційні показники протягом іпісля заданого терміну зберігання і транспортування.
Довговічність — властивість виробу тривалий час зберігати працездатність у певних режимахексплуатації до руйнування або іншого граничного стану. Довговічність кількіснооцінюється технічним ресурсом.
Технологічністьконструкції — це взаємопов'язане рішення конструкторських і технологічнихзавдань на стадіях проектування, конструювання, ТПП, виготовлення, випробуваннядослідних зразків, передачі виробу в серійне виробництво та експлуатацію,спрямованих на підвищення продуктивності праці, досягнення оптимальних трудовихі матеріальних витрат, скорочення часу на виробництво, технічне обслуговуваннята ремонт виробу.
Технологічністьмає якісні та кількісні показники.
Якісні показникивикористовують на ранніх етапах конструювання і конструкторсько-технологічноївідпрацювання конструкторської документації (КД), коли кількісна оцінкатехнологічності утруднена. Кількісна оцінка технологічності конструкціївключає:
1. Базові(вихідні) значення показників технологічності конструкції, що є граничниминормативами технологічності, обов'язковими при розробці РЕА;
2. Значенняпоказників технологічності, досягнуті при розробці виробу;
3. Показникирівня технологічності конструкції.
Базові значеннявказуються в ТЗ на розробку, а з окремих видів РЕА (номенклатура встановлюєтьсяза галузями) в ОСТ.
Основнимикількісними показниками технологічності конструкції є наступні:
1. Трудомісткістьвиготовлення виробу, яка є сумою трудоемкостей виготовлення всіх складальниходиниць плюс трудомісткість складання;
2. Питома матеріаломісткістьвироби (питома металомісткість, питома енергоємність тощо), тобто витратиматеріалів і енергії на випуск одиниці продукції;
3. Технологічнасобівартість виробу, тобто собівартість виготовлення одиниці продукції, якавключає витрати на матеріали, зарплату виробничих робітників і цехові витрати;
4. Середняоперативна трудомісткість технічного обслуговування (ремонту) даного виду;
5. Середняоперативна вартість технічного обслуговування (ремонту) даного виду;
6. Середняоперативна тривалість технічного обслуговування (ремонту) даного виду;
7. Питоматрудомісткість виготовлення виробу;
8. Трудомісткістьмонтажу;
9. Коефіцієнтзастосованості матеріалу;
10. Коефіцієнтуніфікації конструктивних елементів;
11. Коефіцієнтсборности.
Слід зазначити,що ті чи інші перераховані вище показники технологічності застосовуютьсязалежно від виду виробу (деталь, складальна одиниця, комплекс, комплект). Так,наприклад, показник трудомісткості монтажу не використовується при оцінцітехнологічності деталі й комплекту.
Відпрацюванняконструкції на технологічність здійснюється на всіх етапах розробки виробу і накожній стадії приймається одне з рішень:
1. Затвердитидосягнутий рівень;
2. Довести донеобхідного рівня на даній стадії розробки (доопрацювання);
3. Довести донеобхідного рівня на наступній стадії;
4. Коригуванняпоказника технологічності.
З метоюприскорення отримання оцінок технологічних конструкцій, підвищення їх якості тадостовірності, зазначені роботи виконуються з застосуванням ЕОМ, шляхоморганізації в автоматизованій системі технологічної підготовки виробництва(АСТПВ) відповідних підсистем.
1.8 Основніпринципи автоматизації виробництва
У своєму розвиткуавтоматизація виробництва пройшла кілька стадій, які змінювали один одного. Утой же час, вони можуть застосовуватися одночасно і застосовуються зараз нарізних підприємствах і типах виробництв. Розглянемо їх послідовно.

1.8.1 Поняттясистеми автоматичного регулювання (САР)
САР є першимрівнем (іноді єдиним) більшості систем автоматичного та автоматизованогоуправління. Часто їх ще називають системами локального регулювання. Основнеїхнє призначення це підтримка параметрів технологічного процесу в заданих межахабо зміна їх по заданому закону. Вони широко застосовуються в тих випадках,коли існує один керуючий параметр і один контрольований параметр, на який вінвпливає. Наприклад, в лабораторній печі контролюється температура і нагріванняздійснюється за допомогою електричної спіралі. Регулювати температуру можна зарахунок зміни струму або напруги на спіралі.
Зазвичай САРзастосовуються там, де регулювання ведеться в досить вузьких межах, при виходісистеми за ці межі САР відключають і переходять на ручне управління абоуправління від АСУТП.
Іноді в однійсистемі використовується декілька САР для управління системою по декількохканалах вхід-вихід.
1.8.2 Поняттяінформаційно-вимірювальної системи (ІВС)
ІВС, або як їх щеназивають системи централізованого контролю (СЦК), історично з'явилися першимиі широко застосовуються до цих пір в тих виробництвах, де технологічні процесивисокостабільних, стійкі до зовнішніх впливів, а керуючі впливу складноформалiзуються,. Наприклад, ІВС широко застосовуються в енергетиці.
Як випливає зназви, основним завданням ІВС є централізований збір інформації про хід технологічногопроцесу (опитування датчиків), обробка її і видача у вигляді зручному дляподальшого використання.
1.8.3 Поняттяавтоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУТП)
АСУТП призначенадля автоматичного збору інформації про хід технологічного процесу, обробки її,вироблення керуючих впливів для його коригування та діалогу зоператором-технологом у разі значних порушень технологічних режимів, підготовкизвітних документів. Складовою частиною АСУТП є ІВС.
В даний час АСУТПшироко застосовуються в промисловості, особливо там, де виконуються складнітехнологічні процеси з великою кількістю контрольованих параметрів і керуючихвпливів, з метою розвантаження оператора від рутинної роботи та зосередженняйого уваги на тих випадках, коли потрібне його втручання.
Автоматизованісистеми управління технологічними процесами відрізняються від системавтоматичного управління (регулювання) більш широким діапазоном автоматизуютьсяфункцій управління. АСУТП виконують такі основні функції: централізованогоконтролю, визначають оптимальний технологічний режим, що задовольняє обранимкритерієм; формують і реалізують, що управляють, забезпечують веденняоптимального режиму; коригують математичну модель об'єкта при змінах наоб'єкті; розраховують і реєструють поточні та узагальнені технологічні таекономічні показники; оперативно розподіляють матеріальні потоки і енергію міжтехнологічними агрегатами і ділянками; оперативно розподіляють допоміжнімеханізми і ремонтні засоби; оперативно коректують добові і змінні плановізавдання по випуску продукції.
Переліченіфункції можуть бути реалізовані, як правило, при використанні ЕОМ. Томунаявність ЕОМ в контурі управління процесом вважається однією з відмінних рисАСУТП. Залежно від способу включення ЕОМ в контур управління можна виділитип'ять різних типів структур АСУТП, що розрізняються характером функційуправління.
1. ЕОМ у режимізбору інформації. Параметри технологічних процесів, виміряні датчиками,перетворяться в цифрову форму засобами сполучення і вводяться в ЕОМ. Післяобробки в ЕОМ оперативна інформація про хід процесу надходить на засобивідображення технологічних параметрів; статистична інформація, призначена дляреєстрації, а також обчислені економічні та технологічні показники друкуються увигляді документа. Системи збору і обробки даних виконують в основному ті жфункції, що і систем централізованого контролю, і є більш високою ступінню їхорганізації. Такі системи використовуються при управлінні технологічними тавиробничими процесами в тих випадках, коли існують причини, за якими визначеннятехнологічного режиму і формування керуючих впливів повинні виконувати люди.
2. ЕОМ у режиміпорадника. У таких системах крім збору та обробки інформації виконуютьсянаступні функції: визначення раціонального технологічного режиму за окремимитехнологічними параметрами або всьому процесу в цілому; визначення керуючихвпливів по всіх або окремих керованим змінним процесу; визначення значеньуставок локальних регуляторів. У системах-порадника дані про технологічному режиміі керуючих впливах надходять через засоби відображення інформації у формірекомендацій оператору, який може прийняти або відкинути їх. Рішення операторагрунтується на власному розумінні ходу технологічного процесу та досвідіуправління ним. В одних випадках обчислення керуючих впливів виробляютьсящоразу, коли фіксується відхилення параметрів процесу від заданоготехнологічного режиму. Процес обчислення ініціюється програмою-диспетчером, якамістить підпрограму аналізу стану процесу. В інших випадках обчисленняініціюються оператором у формі запиту. Системи-порадники застосовуються в тихвипадках, коли потрібно обережний підхід до рішень, виробленим формальнимиметодами, що пов'язано з невизначеністю у математичному описі керованогопроцесу. Невизначеність може виражатися в наступному:
— Математичнамодель недостатньо повно описує процес, тому що пов'язує лише частина керуючихі керованих змінних процесу;
— Математичнамодель адекватна процесу лише у вузькому інтервалі зміни технологічнихпараметрів;
— Математичнамодель процесу занадто складна для реалізації у складі АСУТП;
— Розрахунки зматематичної моделі не можуть бути виконані в реальному часі;
— Критеріїуправління носять якісний характер і істотно змінюються в залежності відвеликого числа зовнішніх факторів.
Невизначеністьописів може бути вимушеною, що відбиває погану вивченість складного процесу,так і навмисної, викликаної тим, що реалізація повної та адекватної моделівимагає застосування великої дорогої ЕОМ, що в даному випадку економічно невиправдовується.
3. ЕОМ у режимісупервизорного управління. АСУТП, що функціонує в режимі супервизорногоуправління, являє собою дворівневу ієрархічну систему. Нижній рівень,безпосередньо пов'язаний з процесом, утворюють локальні регулятори окремихтехнологічних параметрів. На верхньому рівні керування встановлена ЕОМ,основною функцією якої є визначення оптимального технологічного режиму таобчислення на його основі значень уставок локальних регуляторів.
Вхіднийінформацією для обчислення уставок є значення деяких керованих параметрів,вимірювані датчиками регуляторів і контрольовані параметри стану процесу,вимірювані датчиками. Оператор з пульта управління має можливість вводитидодаткову інформацію, зокрема, змінювати обмеження на керовані та керуючі змінні,уточнювати критерій управління в залежності від зовнішніх факторів. Можливі дваваріанти реалізації супервизорного управління: з математичною моделлю і безнеї. Якщо є досить адекватна і проста модель процесу і критерій управління(цільова функція), то обчислення уставок регуляторів може бути організоване якрішення задачі оптимального управління. У тих випадках, коли з-за складностіпроцесу не ставиться завдання оптимального управління, управління можнаорганізувати як процес експериментального пошуку екстремуму цільової функціїуправління, коли оптимальний технологічний режим шукається методом проб іпомилок. Супервизорного режим дозволяє здійснювати автоматичне керуванняпроцесом. Роль оператора зводиться до спостереження за процесом і, в разі необхідності,до коректування мети управління і обмежень на змінні.
4. ЕОМ в режимібезпосереднього цифрового керування. На відміну від супервизорного управлінняпри безпосередньому цифровому управлінні управляючі дії розраховуються ЕОМ іпередаються безпосередньо на виконавчі органи. Режим безпосереднього цифровогокерування дозволяє виключити локальні регулятори з задається уставкою.
5. Ієрархічнісистеми управління. Якщо однорівнева структура АСУТП не забезпечує необхідногорежиму функціонування складного технологічного об'єкта, то систему управлінняможна побудувати як багаторівневу — у вигляді окремих підсистем, між якимивстановлені відносини підпорядкування. Кожна підсистема має ЕОМ, що працює водному з описаних вище режимів. Функції управління можуть бути розподілені міжрівнями, наприклад, наступним чином. Нижній (перший) рівень управліннябезпосередньо керує технологічними операціями.
Другий рівеньвиконує функції розрахунку і оперативного коректування режимів технологічнихоперацій. Третій рівень управління представляє собою центральну керуючупідсистему, вирішальну завдання розрахунку і оперативного коректуваннятехнологічного режиму всього процесу в цілому.
Розглянуті п'ятьтипів структур АСУТП розрізняються способом включення ЕОМ у контур управління.Три останніх типу структур повністю виключають оператора з основного контурууправління, тому системи, побудовані на їх основі, можна віднести до класуавтоматичних. Для складних процесів на великих виробничих комплексах будуютьсясистеми управління, що поєднують описані способи включення ЕОМ у контуруправління. Така система поділяється на підсистеми, для кожної з яких взалежності від можливостей її математичного опису та економічно доцільностіобрана певна структура.
Комплекспідсистем можна реалізувати або на одній ЕОМ, що розділяє час між підсистемами,або на декількох ЕОМ, кожна з яких обслуговує відповідну підсистему, або наобчислювальної мережі, що складається з великого числа міні-чи мікро-ЕОМ.
Важливоюскладовою частиною АСУТП, багато в чому визначає її функціональні можливості, єматематичне забезпечення (МО), яке можна розділити на функціональний ізагальносистемне. Функціональне математичне забезпечення утворюється комплексомпрограм, безпосередньо виконують функції управління даним процесом. ЗагальносистемнеМО у поєднанні зі спеціальними апаратними засобами дозволяє управляти ресурсамиЕОМ, здійснювати спілкування оператора та ЕОМ, використовувати стандартніпрограми при вирішенні функціональних завдань, виконувати діагностуванняелементів ЕОМ. У сучасній термінології загальносистемне МО прийнято називатиопераційною системою (ОС). Компонентами ОС є чотири комплекси програм:управління ресурсами; програмні засоби спілкування оператора та ЕОМ,діагностичні програми, стандартні програми.
Управлінняресурсами. ЕОМ має ресурси чотирьох видів: часом центрального процесора,пам'яттю, зовнішніми пристроями та програмним забезпеченням. Час центральногопроцесора розподіляється між функціональними програмами шляхом переключення зоднієї програми на іншу, яке виконується або за заздалегідь складенимрозкладом, або без нього. Розклад будується на підставі вимог до управліннятехнологічним процесом і являє собою порядок і час виконання функціональнихпрограм. Перемикання без розкладу відбувається під дією сигналів переривання,джерелами яких можуть бути технологічний процес і оператор. Отримавши сигналпереривання, ОС зупиняє виконання поточної програми, але таким чином, щобнадалі можна було повернутися до її виконання у тому місці, де вона булаперервана. Зауважимо, що розклад регламентує лише виконання функціональнихпрограм, причому воно може вимагати одночасного виконання кількох програм, якіможна здійснити при мультипрограмування і режимі поділу часу.
Засобиспілкування оператора та ЕОМ (інтерфейс користувача). Для спілкування оператората ЕОМ розробляється спеціальна мова, що складається з обмеженого наборукоманд, що представляють собою слова природної мови. Команди вводяться черезклавіатуру дисплея. Функціями програмних засобів спілкування є переклад мовиоператора на машинну мову, інтерпретація команди, а потім спільно з іншимипрограмами ОС планування і реалізація дій, необхідних даною командою.
Діагностичніпрограми. Головна мета діагностики — підвищення експлуатаційної надійностіАСУТП за рахунок швидкого виявлення нормального функціонування ЕОМ і відшуканнящо відмовив.
Стандартніпрограми. Хоча кожна АСУТП має ряд специфічних рис і тому носить індивідуальнийхарактер, у багатьох з них потрібне проведення стандартних технічнихрозрахунків та операцій над даними. Тому в складі ОС існує бібліотекастандартних програм, не призначених безпосередньо для виконання операційуправління.
Вонавикористовується програмістами при створенні функціональних і службових програмАСУТП.
1.8.4 Поняттяавтоматизованого технологічного комплексу (АТК)
АТК призначенийдля випуску продукції в автоматизованому режимі. Основна його відмінність відАСУТП полягає в тому, що в АТК технологічне обладнання і технічні засобисистеми управління складають єдине ціле, вони спільно розробляються іексплуатуються, один без одного вони працювати не можуть. Такий підхід дозволяєспростити систему за рахунок кращої взаємодії її частин і підвищити якість їїроботи. В даний час АТК широко застосовуються в промисловості при випускупродукції, технологія виробництва якої включає в себе складні фізико-хімічніперетворення або небезпечна для виробничого персоналу.
1.8.5 Поняттяавтоматизованої системи управління підприємством (АСУП)
АСУП призначенадля управління всією діяльністю підприємства в автоматизованому режимі. Вонавключає в себе системи управління технологічними процесами, запасами сировиннихматеріалів, паливо енергетичних ресурсів, комплектуючих виробів,напівфабрикатів, готової продукції, економічною діяльністю підприємства, автоматизованоїпідготовки документації підприємства і звітних документів, тобто АСУП включає всебе ряд систем автоматизації, об'єднаних в єдину мережа потоками інформації.Такий підхід дозволяє скоротити витрати праці на передачу інформації (звітів,розпоряджень, планів тощо) між підрозділами підприємства, скоротити час їхпідготовки, уникнути багатьох помилок, ввести в активний режим роботи системууправління якістю на підприємстві.
В даний час АСУПотримують широке поширення на підприємствах одночасно з впровадженням локальнихмереж на базі персональних комп'ютерів. Особливо широко цей підхід доавтоматизації використовується на підприємствах з великою номенклатуроюпродукції, що випускається, великою кількістю зв'язків з іншими підприємствами.
1.8.6 Поняття гнучкихавтоматизованих виробництв (ГАП) та інтегрованих виробничих комплексів (ІПК)
Гнучкіавтоматизовані виробництва — це якісно більш досконалий етап в комплекснійавтоматизації виробництва. Це система автоматизації, що охоплює все виробництвовід проектування виробів і технологій до виготовлення продукції і доставки їїспоживачу. Ця тенденція веде до створення високоавтоматизованих цехів ізаводів-автоматів, де засоби обчислювальної техніки застосовуються у всіхланках виробництва. Верстатобудівники почали випускати промислово серійнігнучкі автоматизовані виробництва (ГАП) на базі обробних центрів ігібкопереналажіваемих автоматичних ліній.
Автономнерозвиток АСУ (обробка інформації), САПР, АСУТП, систем управління гнучкимавтоматизованим виробництвом (СУГАП), промислові роботи не дають бажаногоефекту у підвищенні продуктивності. Так, наприклад, САПР, АСТПП, АСУПпідвищують продуктивність праці приблизно вдвічі, СУГАП приблизно уп'ятеро, аінтегрований комплекс — у десятки разів. Тому був взятий курс на інтеграцію,особливо в області ГАП.
Основою заводу зповністю автоматизованим виробничим циклом є інтегрований виробничий комплекс(ВПК), що включає системи автоматизації передпроектних наукових досліджень(АСНИ), проектування конструкції виробів (САПРК) і технологічних процесів(САПРТП), проектування технологічної підготовки виробництва (АСТПВ), гнучкеавтоматизовані виробництво ( ГАП), систему автоматизованого контролю (Аски).Призначенням ІПК є проведення всіх робіт циклу від дослідження до виробництва наоснові використання загальної інформаційної бази і безпаперовій технологіїпередачі інформації по складових цього циклу за допомогою локальнихобчислювальних мереж.
Особливоефективним є застосування ВПК і ГАП в умовах одиничного і дрібносерійного виробництвав умовах частої змінюваності номенклатури продукції і скорочення часу їївипуску. Комплексна автоматизація виробництва на базі ВПК і ГАП дозволяє:
— У 7-10 разівпідвищити продуктивність праці;
— Скоротититривалість виробничого циклу;
— Підвищити технічнийрівень і якість продукції, що випускається;
— Знизитиматеріало-і енергоємність продукції;
— Збільшитикоефіцієнт змінності обладнання;
— Вивільнитизначну частину працюючих на виробництві;
— Скоротитивиробничі площі.
Крім того, числорізних класів технічних систем подвоюється в середньому кожні 10 років, обсягнауково-технічної інформації, використовуваної в конструкторських розробках,подвоюється кожні 8 років, час створення нових виробів зменшується у два разикожні 25 років при одночасному скороченні терміну їх морального старіння. Цеобумовлює пропорційне зростання обсягів проектування (приблизно в 10 разівкожні 10 років), а при збереженні ручної технології конструювання необхідномати такі ж темпи зростання числа фахівців. Однак, оскільки насправді їх числоможе зростати в 3 рази кожні 10 років, крім того, зростає складністьпроектованих систем і кількість варіантів, якими вони можуть бути реалізовані,використання обчислювальної техніки при проектуванні нових виробів єнеобхідним.
Гнучка виробничасистема (ГПС) (гнучке автоматизоване виробництво — ГАП) — сукупність у різнихпоєднаннях обладнання з ЧПК, роботизованих технологічних комплексів, гнучкихвиробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання та системзабезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданогоінтервалу часу, що володіє властивістю автоматизованої переналагодження привиробництві виробів довільної номенклатури в установлених межах значень їхніххарактеристик.
Складніше за всевідбувається впровадження ГАП в складальні виробництво, це пов'язано:
— Зі складністю ірізноманітністю об'єктів складання і необхідної для цієї збірки оснащення;
— Коротким цикломоперацій складання;
— Нежорсткі абопружністю деталей;
— Необхідністю вналаштуванні, підгонці та обліку малих допусків у зчленуванні деталей.
У складальних ГАПцентральним компонентом є роботи з розвиненою сенсорикою і високим рівнеммашинного інтелекту, що впливає на збільшення рівня витрат при створенні ГАПзбірки. Оскільки роботи з інтелектуальними засобами управління ще не набулиширокого розповсюдження, то доводиться різко підвищувати витрати на периферійнеустаткування і оснащення, створюючи умови для застосування більш простихроботів. При цьому вартість оснащення та периферії складає до 70% від загальноївартості складального модуля. Далі будуть більш детально розглянуті економічніі соціальні аспекти використання роботів.
Однак, ГАП не єефективним для будь-яких типів виробництв.
Перспективирозвитку ГАП пов'язані з усе більш масштабної інтеграцією в складі однієїсистеми різних виробничих функцій і повною передачею цих функцій підконтрольоване управління від ЕОМ на базі новітніх СВТ (ЕОМ 5-го покоління, щобазуються на принципах штучного інтелекту), розвинених засобах обробкиграфічної і мовної інформації, лазерної та іншої техніки вимірювання,волоконнооптичних лініях зв'язку і розподілено мережевих методах обробкиінформації.
1.9 Перспективизастосування засобів обчислювальної техніки в технології виробництва РЕА
Нижче наведенізастосовувані засоби і способи гнучкої автоматизації виробництва та основнідосягаються результати їх застосування.
1. Багатоцільоветехнологічне обладнання з мікропроцесорним управлінням. Підвищуєтьсяконцентрація операцій, збільшується час безперервної роботи, підвищуєтьсяпродуктивність робіт, якість та ідентичність виробів, скорочується потреба вробочій силі, виробничих площах і устаткуванні, скорочується тривалістьвиробничого циклу виготовлення РЕА, збільшуються системна гнучкість, надійністьі живучість ДПС.
2.Мікропроцесорні локальні системи управління (ЛСУ) технологічним та іншимивидами устаткування. Забезпечується багатофункціональний характер керованих відЛСУ верстатів, збільшується продуктивність обладнання, підвищується якістьвиробів, що випускаються, знижується обсяг апаратурної частини, завдяки чомупідвищується надійність системи та обладнання, зростає рівень уніфікації (якконструктивної, так і функціональної); знижується вартість ЛСУ і устаткування,спрощується сполучення з ЕОМ групового управління.
3. Промисловіроботи (ПР). Автоматизація операцій завантаження-вивантаження обладнання,інваріантність до цих операцій, автоматизація деяких транспортних операцій, прицьому виключається ручна праця, скорочується тривалість операційзавантаження-вивантаження, транспортування, підвищується автономність роботиобладнання і системна живучість; збільшується коефіцієнт завантаженняобладнання, знижується потреба в робочій силі .
4. Комплексиустаткування ЦПК, ДПС (з управлінням від ЕОМ), РТК, АТСС, СЦК. Автоматизація нетільки основних, але і допоміжних операцій (транспортні, складські,контрольно-вимірювальні роботи); виключається (скорочується) потреба в робочійсилі: скорочується весь виробничий цикл випуску виробів; СЦК підвищуєвірогідність контролю і сприяє цим підвищенню якості виробів, діагностикаобладнання дозволяє підвищити надійність обладнання і комплексів.
5. ЕОМ дляуправління комплексом. Оперативне управління групою обладнання з одночаснимпідвищенням коефіцієнта його завантаження; забезпечується облік та оптимізаціярозподілу ресурсів, підвищується продуктивність, скорочується обсяг страховихзаділів і обсягів незавершеного виробництва; виключаються багато додатковіоперації, які вводилися через обліку тривалого зберігання напівфабрикатів на складі(наприклад, додаткове лудіння висновків); підвищується надійність, гнучкість,спрощується узгодження з ЕОМ цехового рівня.
6. Високий рівеньуніфікації, стандартизації всіх засобів автоматизації виробництва (включаючиТП, обладнання, ПР, оснащення, інструмент, програмне забезпечення).Скорочуються терміни і трудомісткість проектування, виготовлення таналагодження зазначених коштів, знижується собівартість, підвищуєтьсянадійність.
7. Системиавтоматизованого проектування (САПР) та системи наукових досліджень (АСНИ) набазі великих ЕОМ. Автоматизація процесу проектування виробів РЕА з проведеннямпопередніх досліджень сприяє підвищенню якості РЕА, скорочує трудомісткість ітерміни проектування.
8. Автоматизованасистема технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) на базі великих ЕОМ.Автоматизація розробки ТП, керуючих програм на всі види устаткування і всівироби планованого періоду і зберігання їх в пам'яті ЕОМ, автоматизаціяпроектування технологічного оснащення, скорочується трудомісткість і термінитехнологічної підготовки виробництва.
9. Автоматизованісистеми управління виробництвом на базі великих ЕОМ. Автоматизація процесівпланування, матеріального забезпечення виробництва, оперативного управлінняпроцесом виготовлення виробів РЕА.
10. Комплексніінтегровані системи єдиного ланцюга проектування-виготовлення (ІПК). Об'єднаннявсіх процесів, пов'язаних з проектуванням, підготовкою виробництва тавиготовлення виробів в єдину безперервну ланцюг; успішна адаптація конструкціївиробу до умов виробництва, підвищується ефективність випуску виробів, значноскорочується обсяг перетворень інформації про виріб, що виконується прироздільному використанні САПР, АСТПП, АСУП, АСУГПС, що дає можливістьздійснити принцип «один раз ввести і багаторазово використовуватиінформацію», тобто виключити пристрої введення, перетворення АСУТПП, АСП,АСУГПС і залишити їх тільки, наприклад, в САПР; значно скорочується циклпроектування-виготовлення; підвищується якість виробів; знижуєтьсясобівартість; економляться матеріальні ресурси.

1.10 Застосуванняроботів на допоміжних і транспортних виробничих операціях
В даний часроботи в основному застосовуються при операціях транспортування, складання,обслуговування обробного устаткування, зварювання та контролю. З точки зоруобчислювальної навантаження на керуючу ЕОМ виробничі операції можнапідрозділити на два види:
— Інформаційнопрості операції, до них відносяться операції перенесення великої кількостіпредметів чи важких предметів;
— Інформаційноскладні операції (збирання і контролю).
Основним напрямомвдосконалення роботів є розвиток застосування мікро-ЕОМ з 8, 16 і 32-розряднимимікропроцесорами, розвиненими операційними системами і завданню орієнтованимимовами програмування високого рівня. Перспективним напрямком є використанняаналогових мікропроцесорів, тобто великих інтегральних схем, де в одномукристалі реалізовані як цифрові елементи — мікропроцесор, так і цифро-аналоговіі аналого-цифрові перетворювачі, схеми управління периферійними пристроями.
Для реалізації високонадійнихсистем керування роботами все більше знаходять застосування адаптивнімікропроцесори з БІС, тому що в цих пристроях є резервні вузли, засобидіагностики відмов та самовідновлення, що реалізують адаптивні внутрішнізв'язки, що сприяють збільшенню надійності роботооріентірованних обчислювальнихпристроїв до показників, що відповідають виробничим вимогам.
1.11 Алгоритмикерування роботами
Алгоритми таметоди навчання роботів поділяються на:
— Пряме навчання;
— Роботооріентірованное програмування;
— Методзадачного-орієнтованого програмування.
При прямомунавчанні передбачається ручне переміщення робота в усі необхідні положення тазапис відповідних їм узагальнених координат зчленувань. Виконання програмиполягає у переміщенні зчленування робота відповідно до заданої послідовністюположень і не вимагає універсальної обчислювальної машини. Обмеженням є те, щонеможливо використовувати датчики. Цей метод програмування ефективний дляточкового зварювання, фарбування і простих вантажно-розвантажувальних робіт зфіксованими положеннями робочого органу і оброблюваної деталі в захищеній відпотрапляння сторонніх предметів і людей зоні.
Прироботооріентірованном програмуванні використовуються датчики і сутьпрограмування полягає в тому, що відбувається опитування датчиків івизначається рух робота в залежності від обробки сенсорної інформації.Перевагою цього методу є те, що при використанні сенсорної інформації роботможе функціонувати в умовах певної невизначеності. Цей метод використовуєтьсядля складання або контролю якості збірки. Спростити процедуру програмуванняможна шляхом використання в роботооріентірованних мовах методу машинноїграфіки, який пов'язаний із заміною методу прямого навчання моделюваннямробочого простору роботів. Цей метод в значній мірі відтворює процес прямогонавчання роботів з такими його перевагами, як можливості вільної зміни точкизору, візуального контролю взаємного положення всіх елементів робочогопростору, інтерактивної налагодженням. Підключення САПР до процесу програмуванняроботів дозволяє різко підвищити ступінь інтеграції робота з виробничоюсистемою, тобто одна і та ж БД може бути використана для всієї виробничоїсистеми.
При методізадачного-орієнтованого програмування визначається не рух роботів, а бажанерозташування об'єктів. Вихідною інформацією для цього методу програмування єгеометрична модель робочого простору і робота. Такі системи називаютьсясистемами моделювання робочої обстановки. Характерною особливістю таких системє відмова від детального програмування конкретних дій робота і програмуваннязадачі в термінах взаємного положення об'єктів в робочому просторі і його змін.Фактично дії робота будуються за допомогою методів штучного інтелекту на основімоделі робота і оточуючих його об'єктів. Тут також велике значення маєгеометрична модель.
Програмуванняроботів з використанням модельних уявлень включає 3 основних етапи:
1. формуваннянеобхідних інформаційних моделей;
2. побудовапрограмних переміщень деталей з контролем взаємного положення, виконаннятехнологічних операцій, в т.ч. зміни загарбного пристрої та інструменту,перевірок умов та організації логічних переходів, синхронізації з іншимипристроями;
3. отриманнявиконавчої програми управління роботом на мові низького рівня.
Побудовагеометричній моделі робочого простору може бути здійснено одним з трьохспособів:
1. за допомогоюманіпулятора;
2. засобамимашинної графіки;
3. за допомогоюсистеми технічного зору.
Перші два булирозглянуті вище (пряме навчання і роботооріентірованное і задачного-орієнтованепрограмування), а третій спосіб — це по-суті модифікація першого — інтерактивнезір, в якому оператор, користуючись лазером як указкою, вказує світловим плямоюхарактерні точки об'єктів робочого простору, а координати вимірюються системоютехнічного зору.

2. Автоматизаціяконтрольних операцій
2.1Автоматизований візуальний контроль друкованих плат
Aplite 3.1 — цеавтоматизована система візуального контролю якості друкованих плат на будь-якійстадії виготовлення.
Найважливішоюособливістю системи є те, що вона використовує стандартний планшетний сканердля введення зображень контрольованих зразків. Ніякого спеціальногоустаткування не потрібно.
Контрольованівироби:
— Позитивні інегативні чорно-білі та кольорові фотошаблони, виготовлені на склі чи плівці;
— Заготовкидрукованих плат після свердління металлизируемого отворів;
— Заготовкидрукованих плат з нанесеним топологічним малюнком на будь-якій стадіївиготовлення;
— Готовідруковані плати без елементів.
Виявлені дефекти:
— Спотвореннямасштабу (розтягнення плівки фотошаблона);
— Розривипровідників;
— Перемички міжпровідниками;
— Порушеннядопусків на мінімальну ширину друкованого провідника і мінімальна відстань міжпровідниками;
— Відсутні ізміщені отвори;
— Отвори, щомають невірний діаметр;
— Відсутні ізміщені контактні майданчики;
— Контактнімайданчики, які мають невірний розмір або перекручену форму;
— Порушеннякільця контактної площадки;
— Всі розбіжностізразка та еталону, розміри яких перевищують порогове значення.
Основний методконтролю — порівняння з еталоном. Як еталон використовується інформація з САПРрозробників друкованої плати.
Система здійснюєавтоматичне суміщення шаблону й еталона. Результати роботи системи видаються внаочній формі. Зручні засоби навігації по зображеннях і дефектів дозволяютьоператору швидко приймати рішення.
Точність контролювизначається максимальним дозволом сканера, об'ємом оперативної пам'яті ішвидкодією обчислювальної системи.
Є можливістьконтролю заготовок по частинах.
Після скануваннячергового зразка Aplite автоматично перетворює його в бінарну форму, відкриваєнеобхідний еталон і здійснює первинне суміщення шаблону й еталона. Після цьогозапускається автоматична процедура виявлення дефектів, що включає точнепоєднання зразка та еталону, контроль топології і контактних майданчиків. Позавершенні процесу користувачеві видається звіт.
Далі розглянутакоротка демонстрація основних особливостей Aplite на реальному прикладі.
/>

/>
Малюнок 2.1 — Контроль розриву провідника і загальний вигляд системи.
Активним є шарсуміщення, який формується з двох зображень: синій колір відповідає еталону,червоний — шаблоном. Натискаючи клавішу Пропуск, користувач по черзі переглядаєвсі дефекти, виявлені системою.
/>

/>
Рисунок 2.2 –Контроль разрыва и нарушения ширины проводника.
/>

/>
Рисунок 2.3 –Дефекти контактних площадок
/>

/>
Рисунок 2.4 — Представлення дефектів
2.2 Аналізатордефектів виготовлення (АДІ)
Безліч наявних наринку систем тестування електронних збірок не полегшує знаходження найкращогорішення без надання більш детальної інформації. Звичайно ви повинні чітко знатипро те, які спеціальні вимоги накладаються на дані системи. Ціни котирування,отримані від фірм-виготовлювачів, коливаються від багатьох тисяч до мільйонадоларів США. Фактично нелегко зрозуміти чому відмінності в цінах такі великі.Незалежно від будь-яких удосконалень, які одна система може мати в порівнянні зіншого, при розгляді будь-якої системи завжди слід сконцентруватися на вартостісистеми і використовуваних можливості програмування. Вам також необхідновизначити який персонал буде потрібно для обслуговування такої системитестування.
В даний час, томущо компанія HAMEG також входить в даний сильно-конкурірущій ринок, для цього єхороші причини. Не останньою з них є наш досвід, отриманий протягом десятилітьпри виготовленні електронного обладнання. Тому ви можете очікувати від новихсистем серії 6000, що вони принаймні одні з найсучасніших і рентабельних з точкизору витрат у порівнянні з конкуруючими системами.
2.2.1 АДІ притестування в ланцюзі
Крім простихблоків тестованих збірок (БТС) з відносно невеликою кількістю компонентівзазвичай вам доводиться застосовувати перевірку за допомогою АДІ (привідсутності живлячої напруги на БТС) або тестування в ланцюзі (коли БТСзнаходиться під напругою) при подальшому функціональному випробуванні дляперевірки працездатності збірки. Тому найбільше значення зазвичай переноситьсяна функціональний випробування. Виходячи з цього для вихідного випробуваннядосить проведення тестування за допомогою АДІ, тому що воно пов'язане з меншоювартістю самої програми і відповідними витратами щодо її реалізації. Проте цетестування завжди слід проводити відразу після складання друкованої плати, щобможна було швидко виявити і усунути дефекти, які могли раптово з'явитися примонтажі компонентів на поверхню.
Системи АДІособливо підходять для виявлення неправильно розташованих, пропущених ідефектних компонентів, а також коротко-замкнутих ланцюгів при пайці і всіхвидів розривів. Згідно з різними статистичними публікацій вищезгадані типиохоплюють більше 80% всіх можливих пошкоджень. За загальним визнанням длявипадку використання інтегральних схем можливо тільки визначити їх наявність і функціюдіодів захисту на входах і виходах. Якщо ми виходимо з припущення фактичноївідповідності інтегральних схем всім вимогам щодо якості і правильногорозташування всіх компонентів на поверхні друкованої плати, то цілком достатньодослідити характеристики першої тестованої збірки в нових серіях, колипроводиться функціональна перевірка. Однак якщо потрібно заощаджує витратитестування інтегральних схем на майбутню стадії торгу, то в цьому випадкунедорогий тестер компанії HAMEG як раз і є той самий прилад, який требавикористовувати для цієї мети.
До іншихпозитивних якостей системи АДІ НМ6001 відноситься короткий період часу напроведення програмування. БТС з 600 точками перевірки можна запрограмувати вмежах 1 \ 2 дні і навіть коротше. До того ж є певні функції самонавчання, якідопомагають зменшити період часу, що витрачаються на програмування. Ще однієюперевагою є вбудований САПР — компілятор для більшості використовуваних програмСАПР. Всього лише введіть перелік САПР та виконання програми буде здійснюватисяавтоматично.
Дуже простетестування може бути виконане при використанні тестера в ланцюзі (для БТС щознаходиться під напругою). Це тестування може досить добре використовуватисядля перевірки інтегральних схем. Якщо ви розглянете обладнання, програмування ітестування з показниками вартості у декілька разів вище наших, то в більшостівипадків витрати виявляться невиправданими, навіть для випадку більш точногорезультуючого тестування. І не тільки це, тому що вам завжди потрібнокваліфікований технік для роботи з тестером в ланцюзі.
Перевірочніпристрою сполучення (перехідники-адаптери) є ще одним важливим компонентомсистеми АДІ. На оснащенні з полем контактів, виготовленої компанією HAMEG дужелегко працювати, причому вона забезпечує швидкий доступ до поверхні, тому дужедобре підходить для виконання ремонтних робіт на БТС. Провідна система відперехідника-адаптера в значній мірі спрощена, що дає економію принаймні 50%часу, зазвичай необхідного для виконання даної операції.
Навітьнапівкваліфікований персонал отримає користь з легкості використання приладу івиконає перевірку БТС.
У цілому компаніяHAMEG знову встановила нові стандарти в секторі автоматичного тестуванняобладнання за рахунок створення приладів серії НМ6000.

2.2.2 Тестуваннянасадкою при поверхневих вимірах на інтегральних схемах
Перевірочнасистема АДІ НМ6001 компанії HAMEG має опціональні можливості для перевіркирозімкнутих сполук на пристроях, таких як інтегральні схеми та з'єднувачі.
Використовуючиспеціальний, встановлюваний зверху щуп проводяться виміри за методикою компаніїНР від верхньої частини кожного компонента до кожного кола під ним. Розімкненісполуки можуть бути виявлені за рахунок вимірювання невеликих ємнісних величин.
До складу даноїопції входять модуль з електронікою для установки в системний контролер іліцензія від компанії НР на використання даного запатентованого способу. МодельНМ6001 може підтримувати до 24 верхніх щупів компонентів. Якщо потрібнідодаткові верхні щупи, то можуть додаватися модулі з 24 щупами в кожному з них.В одиночній системі тестування може бути встановлено до 8-ми модулів (192верхніх щупа).
Вбудований в щуппідсилювач-інтегратор забезпечує високонадійне виявлення сигналу, майжевільного від інтерференції паразитного сигналу.
Перевірочнінасадочні щупи (що поставляються компанією НР і іншими фірмами-виробникамиоснащення) встановлюються над кожною інтегральної схемою або з'єднувачем, якіпідлягають перевірці на розімкнуті контакти. Щупи зазвичай встановлюються такимчином, що надають невеликий тиск на корпус компонентів, що підлягаютьтестуванню. Рекомендована оснащення у вигляді верхніх насадок може бутизакуплена у компанії HAMEG або спеціально виготовлена різними підрядниками звиробництва подібної оснащення в країні. Використовуються стандартні верхніщупи виробництва компанії НР, однак мультиплексування і дротяні з'єднання єунікальною реалізацією технології компанії НР, виконаної фірмою HAMEG.

2.2.3 Перевіркаправильності зібраних друкованих плат
За допомогоюнового «аналізатора дефектів виготовлення», випущеного компанієюHAMEG, перевірка неправильно зібраних друкованих плат стає абсолютно легкою інепроблематичність.
Стандартнийваріант може тестувати до 600 перевірочних точок. Згідно зі статистичнимиданими, отриманим на реалістичною основі, тестування охоплює 80% всієї збірки.Якщо вам необхідно протестувати БСТ з кількістю точок перевірки більше 600, тов багатьох випадках не буде краще зробити друге тестування за допомогоюадаптера на 600 точок замість використання перевірочного адаптера на 1200 точоктестування. Це означає, що ви повинні 2 рази перевірити одну і ту ж БСТ, але ценеобхідно всього лише в 20% випадків. Виготовлений компанією HAMEG стандартнийадаптер (перехідник) на 600 точок тестування має вартість, що становить 30% відціни адаптера з 1200 точками тестування.
У порівнянні зприладами фірм-конкурентів система АДІ НМ6001 пропонує екстраординарніпоказники цін \ робочих характеристик.
Сфера охопленняпри тестуванні за допомогою приладу НМ6001:
Основнийперевіркою є тестування компонентів і виявлення розривів і коротких замикань.Збірка контактного поля контактує з перевіряється платою.
Виконуютьсянаступні кроки тестування:
— Виявлення всіхвидів коротких замикань і розмикань.
— Тестуваннярезисторів, індуктивностей, конденсаторів (з перевіркою полярності).
— Виявленняпропущених компонентів.
— Перевірканапівпровідникових переходів.
— Перевіркабіполярних транзисторів і польових транзисторів (коефіцієнт посилення по струмуі включення \ виключення).
— Виявленнянеправильно встановлених компонентів.
Інтегрованасистема багаторазової захисту допускає тестування компонентів у паралельнихланцюгах. Результати помилкового виміру, зумовлені паралельним підключеннямдіодів на траєкторії вимірювання, можуть бути усунені за допомогою виборуправильного напруги тестування. Заміри імпедансу можна оптимізувати задопомогою вибору належної частоти при тестуванні. За допомогою самонавчальногоалгоритму найкраще значення визначається автоматично.
За допомогоюопціонального «випробування з насадками за методикою компанії НР(захищеного патентом США) можна визначити розімкнуті штирі на інтегральнихсхемах і з'єднувачах.
Конфігураціюсистеми АДІ можна створювати різними способами: Перевірка всієї друкованоїплати — Одиночна стадія — Зупинка при виявленні шкоди. Після зупинки системитестування може бути продовжено або припинено. Маніпулювання в повному обсязівиконується за допомогою переключень при використанні мишки. При „зупинкипри виявленні шкоди“ виробляється показ дефектного елемента.
2.2.4 Вимірюванняза допомогою АДІ
Випущенийкомпанією HAMEG аналізатор дефектів виготовлення, модель НМ6001, спроектованийдля виконання ефективних замірів на різних компонентах, як в ланцюзі, так іпоза її, включаючи знаходження розмикань і коротких замикань. Для роботи зарізних умов, що зустрічаються в ланцюгах, система має кілька різних методик іспособів виконання вимірювань:
1. Вимірюванняактивного опору, індуктивності та ємності.
При струмовогорежимі опір резистора вимірюється за допомогою підключення джерела постійногоструму до вимірюваного опору і подальшого виміру падіння напруги на ньому. Звідомого значення струму і виміряної величини напруги опір обчислюється зазаконом Ома.
Конденсаторитестуються за допомогою запіткі постійним струмом з виконанням вимірів черезточно встановлені невеликі проміжки часу для визначення часу наростання напругив міру заряду конденсатора. З величин зміни напруги, часу і значенняприкладеної постійного струму можна обчислити ємність конденсатора.
Котушка індуктивностіскладається з двох послідовно з'єднаних опорів. Це чисто омічний опір проводукотушки й індуктивний опір XL. Тому спочатку проводиться вимір при напрузіпостійного струму, а потім завмер при напругах змінного струму різної частоти.
Якщо вам необхідноотримати точні значення для малого імпедансу вам слід»проінструктувати" систему на дистанційне обстеження перевіряєтьсязбірки. При використанні даної методики вам буде потрібно два додатковихдротяних підключення до точки проведення вимірювання у складанні (за методикоюКельвіна).
2. Зовнішнєрозпізнання.
Зовнішнєрозпізнання застосовується за допомогою використання двох перевірочних точокдля створення токового впливу до перевіряється компоненту і від нього. Дві іншіперевірочні точки використовуються для вимірювання напруги на досліджуваномуелементі. За допомогою вимірювання напруги за допомогою цих двох додатковихточок з високим вхідним імпедансом тестування виключаються впливу падіннянапруг від системи проводового підключення і з'єднувачів.
Застосуванняточок захисту дозволяє виключити вплив на вимірювання, який чиниться з бокупаралельно підключених компонентів. Кожна перевірочна точка може бути задана яквимірювальна або для установки захисту, або як сенсорної точки (точкизчитування) без будь-якої спеціальної системи кабельного підключення абокручених парних провідників.
3. Перевіркадіодів і стабілітронів
У струмовогорежимі перевірка діодів проводиться також як тестування резисторів. Вибранийджерело постійного струму (від 10 мА до 1 мА) підключається дополупроводниковому переходу, потім проводиться вимір падіння напруги нанапівпровідниковому переході. Ви можете також тестувати стабілітрони принапрузі близько 10 вольт за методикою перевірки діодів.
4. Перевіркапристроїв з трьома висновками
Більш складнетестування пристроїв з трьома висновками, таких як звичайні і польовітранзистори, проводиться при використанні даних пристроїв в робочому стані.Дане тестування допомагає виявити пошкоджені або неправильно встановленінапівпровідникові елементи. Вимірювання коефіцієнта посилення по струму в схеміз загальним емітером виконується при зниженій напрузі живлення БТС, за виняткомвимірювальних сигналів, що подаються на перевіряється компонент.
5. Тестуванняінтегральних схем.
Наявна систематестування дозволить вам перевірити наявність інтегральних схем і правильністьїх установки (орієнтацію) при використанні одиночної інструктують програми. Цідані звичайно прочитуються самонавчається з еталонною працездатною збірки(БТС).
6. Тестуваннязв'язаності.
Наявна систематестування дозволить вам перевірити весь БТС на наявність розмикань \ короткихзамикань при використанні одиночної команди перевірки на зв'язаність.Незважаючи на те, що дані по розмикання і короткозамкненим зонам можуть бутивведені вручну, ці дані зазвичай прочитуються самонавчальної системою зеталонною працездатною збірки (БТС). Швидкість виконання даного тестуванняоптимізована і перевірка 600 точок проводиться за 4 секунди.
2.2.5 Оцінкавимірів
На основінаявного еталонного працездатного БТС програмує генератор автоматично створюєповну програму тестування. Вам необхідно ввести тільки номери точок перевірки.Кожен дефект буде показаний з номером пошкодженого компонента та його місцемзнаходження на платі.
Статистичні звітидозволять вам створити базу даних на основі протестованих збірок. Ці звіти увигляді гістограм / сигма сигналізування (статистичні дані по окремиханалоговим вимірами) збираються у виробничі звіти (статистичні дані покількостей пройшли тестування і забракованих збірок) і відповідні звіти продефекти (інформація про частоту появи дефектів з їх розподілом за типами). Данізвіти допоможуть вам відшукати найбільш часто зустрічаються пошкодження, врезультаті чого ви належним чином затратите час на корекцію необхідних умовпроцесу.
Ви можетеотримати роздруківку всіх результатів тестування для одного прогону абозаданого періоду часу і використовувати її для виконання аналізу та підготовкидокументації. Крім висновку про якість компонентів БТС можна також оцінити якістьроботи персоналу, що виконує тестування.
2.3 Тест — адаптер виробництва компанії HAMEG
Основний принципнових адаптерів, виготовлений компанією HAMEG, полягає в тому, що розкриттяадаптера, введення БТС і центрування БТС виконуються за допомогою одного руху.Для маніпуляції з адаптером потрібно дуже невелике зусилля, тому жінки — оператори зможуть без будь — яких ускладнень працювати на цьому адаптері.
Для забезпеченняконтакту з БТС була розроблена нова притискна система, перевага якої полягає втому, що збірка буде притиснута до контактного полю тиском строго по вертикалі.Це запобігає згинання контактів. Болти встановлені на регульованих переходах зурахуванням габаритних розмірів різних компонентів і гарантують оптимальнийрозподіл прикладається тиску по всій друкованої плати.
Адаптери НМ6005 іНМ6006 і відмінності у конструкціях цих адаптерів пов'язані з максимальноможливими габаритними розмірами встановлюється друкованої плати і кількістюперевірочних штирьков. Система НМ6005 може розміщувати друковані плати 200 х250 мм і має 400 перевірочних штирьков. Система НМ6006 може розміщуватидруковані плати 200 х 350 мм і має 600 перевірочних штирьков. Перевірочніадаптери з 1200 штирькамі можуть поставлятися за запитом.
Відносно великізусилля, вироблені великою кількістю перевірочних штирьков, не впливають нахорошу стабільність адаптера. Для кожного адаптера потрібно відповіднукількість 50-ти штирьковим друкованих плат — з'єднувачів для сполученняадаптера з системою АДІ. Кабельне підключення адаптера можна зробити задопомогою поставляються плоских кабелів з 50-ти штирьковим з'єднувачем.Розпайці підлягає тільки одна сторона. З'єднання накруткою можевикористовуватися в якості альтернативного варіанту.
Контактна колодкапідключення до АДІ — тестеру виконана у вигляді легко замикається блочки.Контакти з'єднувачів друкованої плати позолочені.

3. Наскрізнасистема проектування РЕА
3.1 Система «Сударушка»
Системаавтоматизованого проектування Сударушка — одна з найпростіших САПР для розробкикреслень. Крім креслярського модуля в ній є прості засоби для підготовкикеруючих програм для токарних і фрезерних верстатів з ЧПК. Їх основнаособливість у тому, що вони забезпечують набір функцій, яких у більшостівипадків достатньо для потреб виробництва, і роблять це на доступній техніці іза доступну ціну. Тим не менш, в «Сударушка» є і більш складніпрограми, що забезпечують моделювання та обробку поверхонь, гравіювання,рельєфну фрезерну обробку та інші види робіт. До них відноситься і програма длявиготовлення друкованих плат.
3.1.1Проектування та обробка друкованих плат в системі «Сударушка»
Традиційнодруковані плати робляться методом травлення. Поряд з цим давно використовуютьсянастільні фрезерні верстати з ЧПУ, призначені для виготовлення друкованих платі для гравіювання, і в останні роки з'явилися нові та імпортні, і вітчизнянізразки. Один з них — СІПП-А-05, що випускається серійно в Санкт-Петербурзі.Зробити на такому верстаті невелику партію друкованих плат або одну плату длядосвідченого вироби виявляється простіше і швидше, ніж за традиційноютехнологією. Він дозволяє виключити роботи з виготовлення фотошаблонів інегативів, фотолітографії, а головне — ходіння по інших цехах і підрозділах, щочасом займає набагато більше часу, ніж сама робота. Верстат може розміститисяна письмовому столі поряд з комп'ютером, а для обробки на ньому двосторонньоїдрукованої плати розміром 100 на 200 мм зі свердлінням всіх отворів потрібноблизько двох годин.
Фрезерованідруковані плати можуть бути двох типів. Перші виготовляються з фольгированногодіелектрика, і фреза повинна зняти метал по контуру навколо кожного провідника.Другі, так звані рельєфні плати, робляться з нефольгірованного діелектрика. Наповерхні заготовки, покритої лаком, фрезеруються канавки. Після металізаціїплати лак змивається, і метал залишається тільки в канавках, що йдуть уздовжліній провідників.
Процесвиготовлення рельєфної друкованої плати більш складний, тому що крімфрезерування потрібні інші технологічні операції. Частково це компенсуєтьсяпростотою створення керуючої програми для фрезерного верстата. Достатньоотримати зображення плати у вигляді файлу формату PLT із системи P-CAD чинакреслити її в графічному редакторі «Сударушка» (для нескладноїплати це буде швидше), а потім за допомогою спеціальної програми перетворитизображення в команди верстата.
Виготовленнядрукованої плати з фольгированного діелектрика не вимагає додатковихтехнологічних операцій, але процес підготовки керуючої програми для їїфрезерування набагато складніше. Адже зображення плати не перетворитьсябезпосередньо в траєкторію фрези — фреза повинна не йти по лінії провідника, аобходити навколо нього, враховуючи ширину провідника, а також розміримайданчиків під отвори. Траєкторію фрези можна побудувати вручну в будь-якомуграфічному редакторі, але це — трудомістка робота, що вимагає великої уваги,оскільки навіть невелика помилка в керуючій програмі зіпсує всю плату.
Модуль«Сударушка» для обробки друкованих плат автоматизує процес підготовкикеруючої програми для фрезерного верстата. Вихідними даними для нього є файл іззображенням друкованої плати, причому будь-який провідник на ній може бутинакреслений або однією лінією, або набором ліній, які враховують ширинупровідника. Майданчики під отвори задаються або точками центрів отворів, абоконтурами майданчиків, якщо вони не типові. Ширина провідника, заданого однієюлінією, визначається кольором лінії. Друкована плата буде оброблятися фрезоюзаданого діаметра, і це повинно враховуватися при проектуванні плати. Якщо відстаньміж провідниками де-небудь виявиться менше діаметра фрези, то це місцезалишиться необробленим.
Обробка можевестися в двох режимах. У першому режимі фреза переміщається паралельнимирядками з невеликим кроком уздовж або поперек заготівлі, сфрезеровивая металміж провідниками. Цей режим призначений для знімання зайвого металу фрезоювеликого діаметру. Для остаточної обробки його краще не використовувати,оскільки контури провідників виходять нерівними, і при маленькій відстані міжпровідниками метал, деформований фрезою, може викликати замикання.
В іншому режиміфреза рухається довільно. Час розрахунку виходить більше, але гарантуєтьсяякість обробки, оскільки фреза обходить по контуру навколо кожного провідника.Програма візуалізації обробки, що входить в комплект, покаже і зображеннятраєкторії фрези, і вид друкованої плати після обробки.
Як і всі програми«Сударушка», модуль для обробки друкованих плат може працювати в DOSі розрахований на використання старих комп'ютерів. Для обробки плати розміром100 на 200 мм бажано мати хоча б 4 мегабайта пам'яті і драйвер розширеноїпам'яті типу EMM386. Однак і це не обов'язково. Для будь-якої плати можнарозрахувати програму обробки по частинах на комп'ютері з процесором 286 бездодаткової пам'яті. Здавалося б, це зайве. Адже організація, здатна придбативерстат, може собі дозволити мати хороший комп'ютер.
Тим не менш,багато підприємств мають верстати, на яких можна фрезерувати друковані плати, ідля роботи з ними використовуються не дуже потужні комп'ютери. Саме на них іорієнтована «Сударушка», яка, як уже зазначалося, є універсальноюсистемою для фрезерної обробки, і її різні модулі забезпечують не лишевиготовлення друкованих плат, але і фрезерування плоских і корпусних деталей,гравіювання, обробку штампів і прес-форм і інші види робіт на верстатах зчисловим програмним управлінням.
3.1.2 Підготовкакеруючих програм для верстатів з ЧПК
Системаавтоматизованого проектування Сударушка — одна з найпростіших САПР для розробкикреслень. Але крім креслярського модуля в ній є і кошти для підготовки керуючихпрограм для токарних і фрезерних верстатів з ЧПК. Різні модулі Сударушказабезпечують плоску, трьохкоординатний об'ємну і пятікоордінатную фрезернуобробку, а також гравірування на площині і на поверхні обертання, що дозволяєвикористовувати Сударушка для широкого кола завдань.
Вважається, щоблизько 80% всіх деталей можуть бути оброблені з використанням 2,5-координатноїсистеми, яка забезпечує робоче переміщення інструменту в площинах, паралельнихплощині столу верстата. Для деталей, що не вимагають більш складної обробки,призначений фрезерний модуль Сударушка, що працює разом з креслярським модулемсистеми.
Фрезерний модульреалізує той же підхід до використання САПР, що і креслярський модульСударушка. Він забезпечує набір простих функцій, яких достатньо для потребвиробництва, і робить це за доступну ціну, порівнянну з місячною зарплатоюінженера.
Сударушкапропонує технологу наступні функції: переміщення фрези по точках, обробкуконтура, вибірку кишені, свердління, копіювання фрагментів траєкторії, вставкув керуючу програму коментарів, а також команд, безпосередньо виконуванихверстатом. Крім того, в системі є функції для обробки лінійчатих поверхонь,поверхонь обертання і для гравіювання нескладного рельєфу.
Для підготовкикеруючої програми потрібно мати плоске зображення деталі в тому положенні, вякому вона буде стояти на верстаті. Його можна або взяти з креслення,підготовленого хоч у Сударушка, хоч у будь-який іншій системі, або побудувати,використовуючи стандартні графічні засоби, що входять в модуль.
Обробка ведетьсяв робочій площині, для якої потрібно задати координату Z. Робоча площина можебути і похилої. Для цього потрібно ввести координати Z трьох довільних точок,що лежать у площині. Фреза може бути циліндричної з довільним радіусомзаокруглення, і при всіх переміщеннях вона буде стосуватися робочої площини. Цедозволяє обробляти кишені з похилим дном і обрізати похилі ребра.
Крім робочоїплощині задається площину відводу, в якій здійснюються всі переміщення нахолостому ходу, і площину зазору, яка повинна бути трохи вище заготовки. Дляобробки можна ввести швидкість робочого і холостого ходу, команду включенняшпинделя і координати вихідної точки.
Працюючи зсистемою, технолог формує траєкторію фрези. Лінія переміщення центру фрезивідображається на екрані, а відповідні фрагменти керуючої програми відразувиводяться у файл. Зображення деталі плоске, а зображення траєкторії — просторове, і його можна повертати і бачити в аксонометрії.
Перед формуваннямкожного фрагмента траєкторії задається спосіб підведення фрези — вертикально,похило або змійкою із заданим кутом врізання.
Переміщення фрезипо точках — найпростіший спосіб обробки. На екран виводиться курсор іззображенням фрези, і технолог може вказати точки, через які має пройти фреза. Укожній точці можна задати висоту положення фрези. Цей спосіб призначений длягрубої обробки і для обрізки косих ребер.
Для обробкиконтуру потрібно вказати лінії, які його утворюють, сторону, з якої повиннапройти фреза, і припуск. Задається також напрямок обходу і спосіб підведенняфрези. Контур може оброблятися за кілька проходів з різними припущеннями.
Вибірка кишеніздійснюється змійкою — рухом фрези вздовж паралельних прямих. Потрібно вказатилінії, що утворюють контур кишені, напрямок і крок проходів фрези. Задаєтьсяприпуск і спосіб підведення фрези. Дно кишені може бути горизонтальною абопохилою площиною. Карман може містити в собі необроблювані острова, але приобробці кишені з островами буває зручніше розбити його на декілька частин, щоне містять островів.
Для свердлінняпотрібно вказати точки отворів. У цих точках спочатку здійснюєтьсязасвердлювання на невелику глибину (якщо воно не потрібно, то від нього можнавідмовитися), а потім здійснюється цикл глибокого свердління в кілька проходів.
Щоб обробитикількох однакових ділянок деталі, можна спочатку обробити один з них, а потімскопіювати траєкторію фрези. Це робиться просто: відобразивши траєкторію ваксонометрії, потрібно курсором вказати точку початку і точку кінця копируемогофрагмента траєкторії, а потім задати спосіб копіювання — зсув, поворот абодзеркальне відображення.
Фрагментикеруючої програми виводяться у файл у міру виклику в системі тих або іншихфункцій формування траєкторії. У будь-який момент технолог може вивести в файлдовільний коментар. Крім того, у файл можна вивести будь-яку команду в такомувигляді, в якому вона повинна бути введена в верстат, наприклад, команду зміниінструменту, зміни частоти обертання шпинделя, тимчасового зупинення і т.п.
У системі єфункції, що забезпечують не тільки 2,5-координатну обробку. Сударушкастворювалася для виготовлення авіаційних деталей, в яких часто зустрічаютьсяелементи типу поясів нервюр і шпангоутів, що виходять на зовнішню поверхнюлітака. На деталі такий елемент — лінійчата поверхня, задана двомагоризонтальними перерізами. Для її обробки потрібно вказати ці перетини, задатиїх висоти, ввести число проходів і припуск.
Також у Сударушкаможна обробити поверхню обертання з горизонтальною або похилою віссю. При цьомумодель поверхні не створюється. Технолог повинен побудувати твірну поверхні,вказати вісь і задати кут нахилу осі від горизонтальної площини. Буде обробленачастина поверхні, що лежить вище робочої площини (горизонтальної або похилої).
У Сударушка можнаотгравіровать поверхню, утворену з декількох контурів, лежашіх на різнихвисотах. Для кожного контуру потрібно задати зсув по Z щодо зовнішньої длянього поверхні. Вважається, що деталь обробляється циліндричної фрезою, підйомі опускання на кордонах — вертикальні. За рахунок спеціальної заточення фрезиможна отримати зкруглення крайок рельєфу. Обробка ведеться паралельними рядкамиз заданим кроком, кутом нахилу і припуском. Крім того, для кожного контуруробиться чистової обхід зовні або зсередини. Це реалізовано в описуваному тутмодулі, але в Сударушка також є спеціальний гравірувальний модуль з більшбагатими можливостями.
Керуюча програмаформується у вигляді файлу на мові АПТ. У файл виводяться координати центруфрези. Для обробки криволінійних контурів використовується лінійнаінтерполяція. Постпроцесор, перетворюючи керуючу програму в команди найбільшпоширених вітчизняних та імпортних верстатів, може замінити лінійнуінтерполяцію при обробці дуг кіл на кругову інтерполяцію.
У токарномумодулі Сударушка реалізований найпростіший спосіб підготовки програм длятокарної обробки: технолог формує курсор у вигляді зображення різця і переміщуєйого (за допомогою миші і керуючих клавіш), відзначаючи точки, через якіповинен пройти різець для обробки деталі. Крім того, реалізованийбагатопрохідний цикл обробки із стружкодробління. Матеріал віддаляється в зонікута, заданого двома відрізками. Різець рухається паралельно першому відрізкудо перетину з другим відрізком. На кожному проході різець кілька разівпереміщується на задану величину і зміщується в зворотному напрямку длястружкодробління. Траєкторія різця виводиться у файл у вигляді програми на мовіАПТ, що дозволяє виводити її на будь-верстати, використовуючи наявні на заводахпостпроцесори. У комплект поставки входить постпроцесор для найбільш поширенихверстатів. Положення різця, доступність зон деталі і глибина різанняконтролюються по зображенню на екрані. Токарний модуль поширюється вільно.
У тому, що тутописано, немає нічого особливого — все це реалізовано і в інших, більш потужнихі більш дорогих системах. Сударушка пропонує технологу просте виконання тихоперацій, які зустрічаються практично щодня, майже на кожній деталі. А длябільш складних робіт є інші модулі Сударушка, які дозволяють фрезеруватиповерхні деталей довільної форми, гравірувати плоскі і рельєфні зображення,обробляти деталі штампів, прес-форм та іншої об'ємної оснащення.
3.1.3 Моделюванняфрезерної обробки
При підготовцікеруючої програми для верстата з ЧПУ на певному етапі виникає необхідність йогоперевірки. Програма не завжди виходить правильної з першого разу, оскількиніхто не застрахований від помилок, особливо при ручному програмуванні, якщо жвикористовується будь-яка система для підготовки керуючих програм, томожливостей зробити помилку стає менше, але вони, тим не менш, залишаються.Остаточна перевірка робиться на верстаті, коли фреза або ходить по повітрю, абообробляє макет деталі з дерева. Така перевірка — тривалий і дорогий процес,тому бажано мати будь-які засоби для контролю програми до виходу на верстат.
Інша проблемавиникає при зберіганні керуючих програм. Якщо спеціально не займатися веденнямархіву, то через деякий час буває важко згадати, яку деталь обробляє та чи іншапрограма. Також необхідний контроль і при отриманні програм з інших підрозділіві організацій, причому програми можуть бути підготовлені для верстатів зрізними стійками ЧПУ.
У системіавтоматизованого проектування «Сударушка» реалізовані різні способифрезерної обробки. Це 2,5-координатна обробка плоских і корпусних деталей,трьох-і пятікоордінатная обробка складних поверхонь, гравіювання на площині іна довільній поверхні обертання, рельєфна фрезерна обробка. Є в системі ізасоби контролю керуючих програм, як прості, так і більш складні.
Найпростішийспосіб проконтролювати керуючу програму — це за допомогою спеціальної програмиподивитися на екрані комп'ютера, як буде виглядати траєкторія фрези. Траєкторіязображується як набір просторових ліній, які можна повертати, зрушувати, наближатиі розглядати в будь-якій проекції і масштаб. Цього достатньо для переглядунаявних в архіві файлів і для виявлення явних помилок, але розгледіти впереплетенні ліній всі дефекти буває важко. Зазвичай збій програми порушуєпевні закономірності, характерні для більшості траєкторій. Програма аналізуєтраєкторію і виділяє такі ділянки іншим кольором. Часто буває досить уважнішерозглянути ці місця, щоб зрозуміти, дефекти це, або просто відрізняються відінших ділянки траєкторії.
Більш надійний,але і більш складний спосіб перевірки керуючої програми реалізований в«Сударушка» у програмі, що моделює процес фрезерування. Маючи керуючупрограму для фрезерного верстата, можна побачити, як буде виглядати детальпісля обробки. На просторової моделі буде видно всі дефекти, місця врізів,необроблені ділянки, гребінці та інші особливості деталі.
3.2 СистемаСАПР-ЧПУ
САПР-ЧПУ — універсальна система автоматизованого проектування охоплює підготовку керуючихпрограм для 2 і 2.5 координатної обробки для всіх моделей верстатів з ЧПК іобробних центрів (включаючи токарну і фрезерну обробку, плазморезку іелектроеррозію) на базі ПЕОМ PC-IBM.
САПР-ЧПУзабезпечує 100% сумісність з попередніми версіями — САП-ЄС, САП-СМ4, САП-ПК.Дані про геометрію і технології виготовлення деталі вводяться в ПЕОМ задопомогою мовного опису або інтерактивного графічного введення, а також урежимі «наскрізного проектування», з використанням файлів-креслень,підготовлених системою «AUTOCAD». Наявний макроаппарат препроцесора ібібліотека макропроцедури дозволяють програмувати гравірування шрифтів(пуансон, матриця, трафарет), виготовлення інструменту, зубчастих коліс, атакож елементи тривимірної обробки, що складаються з математично заданихповерхонь (сфера, циліндр, конус, еліпсоїд, і т.п.). Також реалізованийавтоматичний розрахунок еквідістанти за схемами «Спіраль»,«Зигзаг» при фрезеруванні кишень будь-якої форми з перешкодами,«Петля» — при точінні, підрізуванні, розточенні, включаючи тіньовізони. Забезпечено графічний контроль програмованої геометрії і траєкторії рухуінструменту, тривимірне твердотільне моделювання процесу обробки деталі.Багатокоординатних (до 5-ти координат) інваріантний постпроцесор САПР-ЧПУналаштовується на інформаційний код комплексу «верстат-система ЧПУ»за допомогою паспорта (анкети), що описує індивідуальні характеристикиконкретного комплексу. Паспорт складається протягом 2-8 годин технологом,вивчив відповідний комплекс і методику підготовки УП. Інваріантний постпроцесордозволяє на 100% задовольнити вимогам методики підготовки УП, що додається доконкретного комплексу, включаючи моделювання стандартних і індивідуальнихверстатних підпрограм, автоціклов з графічним відображенням на дисплеї(принтері / плоттері) траєкторії руху інструменту і розрахунком машинного часу.Макромова постпроцессора дозволяє технологу самостійно нарощувати і змінюватифункції інваріантного постпроцессора без звернення до розробників абопрограмістам.
Система САПР-ЧПУрізних версій в період 1989 — 2002 впроваджена більш ніж на 260 підприємствахРосії та СНД (близько 700 інсталяцій).

/>
/>

Висновки
У сучасних умовахрозробка топології друкованої плати та її підготовка до виробництвавиконуються, як правило, різними спеціалістами: конструкторами і технологами.Їх інтереси часто суперечливі: конструктор звичайно прагне до максимальноїщільності монтажу, технолог ж змушений враховувати можливості реальноговиробництва та проводити технологічну правку вихідної топології, як правило,кілька загрубляя її.
Найчастішекомпроміс дається не просто. Опитування Британських виробників друкованих платпоказав, що в числі своїх основних проблем вони бачать занадто малі розміри«провідник-зазор» (52%) і погане взаєморозуміння з розробниками(30%).
Одна з умов таосновних переваг наскрізний САПР полягає в безперервній «технологічномуланцюжку» від задуму конструкції до готового виробу. Не повинно бути«виняткових» ланок з неавтоматизованої технологією. Систему САПРпідприємства необхідно замислюватися як наскрізну, велику увагу приділяючиефективної автоматизації як конструкторських, так і технологічних підрозділів.
Для задоволеннявимог замовника і збільшення конкурентоспроможності радіоелектронних засобів(РЕЗ) виробник повинен прагнути використовувати сучасні технологіїпроектування, засновані на наскрізних алгоритмах проектування.
/>література
1. Иванов Ю.В.,Лакота Н.А. Гибкая автоматизация производства РЭА сприменением микропроцессорови роботов. — Москва, Радио и связь, 1987
2. Основыавтоматизации управления производством. Под ред. И.М. Макарова. — Москва,«Высшая школа», 1989
3. НоренковИ.П. Принципы построения и структура САПР. — Москва, «Высшая школа»,1986
4. Автоматизациятехнологического оборудования микроэлектроники. Под ред. А.А. Сазонова. — Москва, «Высшая школа» 1991
5. ДружининГ.В. Надежность автоматизированных производственных систем. — Москва,«Энергоатомиздат», 1986
6. Государственнаясистема стандартизации. — Москва, Стандарты, 1994 г.
7. Единаясистема конструкторской документации. — Москва, Стандарты,1988 г.
8. Единаясистема технологической подготовки производства. — Москва, Стандарты, 1984 г.
9. Основополагающиестандарты в области метрологии. — Москва, Стандарты, 1986 г.
10.  Система государственныхиспытаний продукции. — Москва, Стандарты,1986 г.
11.  Метрологическое обеспечениеинформационно-измерительных систем. -Москва, Стандарты, 1984 г.
12.  Единая система программнойдокументации. — Москва, Стандарты, 1985г.
13.  Системы качества. Сборникнормативно-методических документов. -Москва, Стандарты, 1989 г.
14.  Сертификация продукции. 1. Международныестандарты и руководства ИСО/МЭК в области сертификации и управления качеством.- Москва, Стандарты, 1990 г.
15.  Сертификация продукции. 3.Международные системы сертификации. Организационно-методические документы. — Москва, Стандарты, 1991 г.
16.  Технология и автоматизацияпроизводства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов/ И. П. Бушминский,О. Ш. Даутов, А. П. Достанко и др.; Под ред. А. П. Достанко, Ш. М. Чабдарова. —М.: Радио и связь, 1989. — 624 с.: ил.
17.  Гелль П. П., Иванов-ЕсиповичН. К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры:Учебник для вузов. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1984.—536 с., ил.