1 Технологическая характеристика модуля сопряжения как объекта автоматизированной сборки и монтажа
Модуль сопряжения цифрового мультиметра с компьютером удовлетворяет следующим требованиям:
- радиоэлектронный модуль является функционально законченным и его изготовление, а также электрический контроль, можно организовать на специализированном участке;
- все электрорадиоэлементы со штырьковыми выводами располагаются на печатной плате только с одной стороны для обеспечения возможности применения групповой пайки окунанием платы;
- число вариантов формовки выводов электрорадиоэлементов ограниченно: для элементов с цилиндрическими корпусами и осевыми выводами применяется П-образная формовка и установка на печатной плате без зазора, для конденсаторов и транзисторов применяется I-образная формовка, для элементов в корпусах DIP типа формовка не производится;
- конструкция модуля исключает применение прокладок между элементами и печатной платой, экранов и изоляционных трубок на корпусах и выводах элементов;
- конструкция модуля исключает применение дополнительных креплений элементов на печатную плату.
2 Технологическая характеристика модуля сопряжения как объекта автоматизированной сборки и монтажа
Типовой технологический процесс разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками. К типовому представителю группы изделий относятся изделие, обработка которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу. Типовой технологический процесс может применяться как рабочий технологический процесс или как информационная основа при разработке рабочего технологического процесса. Он уменьшает объём технологической документации без ущерба содержащейся в ней информации, создаёт возможность разработки групповых приспособлений и средств автоматизации, исключает грубых ошибок в нормировании материальных и трудовых затрат.
При разработке рабочего технологического процесса использован типовой технологический процесс, который состоит из следующей последовательности действий:
а) входной контроль электрорадиоэлементов;
б) лужение печатной платы;
в) промывка;
г) подготовка электрорадиоэлементов к монтажу;
д) установка элементов на плату;
е) флюсование;
ж) пайка узла;
з) контроль пайки;
и) ручная допайка;
к) промывка;
л) доустановка элементов на плату;
м) ручная допайка;
н) контроль функционирования.
|
|
|
1 - входной контроль электрорадиоэлементов; 2 – лужение печатной платы; 3 – промывка; 4 – подготовка элементов к монтажу; 5 – установка элементов на плату; 6- флюсование; 7 - пайка узла; 8 – контроль пайки; 9 – ручная допайка; 10 – промывка; 11 – доустановка элементов на плату; 12 – ручная допайка; 13 – контроль функционирования.
Рисунок 1.1 – Схема типового технологического процесса
3 Расчет показателей технологичности конструкции
Отраслевой стандарт ОСТ 4 ГО.091.219 предусматривает выбор состава базовых показателей. В число выбираемых должны включаться показатели, оказывающие наибольшее влияние на технологичность конструкции блоков.
Основным показателем, служащим для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности , определяемый с помощью базовых показателей по формуле (1.1)
, (1.1)
где: - значение базового показателя;
- функция, нормирующая весовую значимость показателя;
- порядковый номер показателя;
- общее количество относительных частных показателей.
В качестве базовых показателей технологичности выбираем показатели, приведенные в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Базовые показатели технологичности
| Порядковый номер в ранжировочной последовательности | Коэффициент | Обозначение | |
| 1 | Использования микросхем и микросборок в блоке | 1,000 | |
| 2 | Автоматизации и механизации монтажа | 1,000 | |
| 3 | Механизации подготовки ЭРЭ | 0,750 | |
| 4 | Механизации контроля и настройки | 0,500 | |
| 5 | Повторяемости ЭРЭ | 0,310 | |
| 6 | Применяемости ЭРЭ | 0,187 | |
| 7 | Прогрессивности формообразования деталей | 0,110 |
Для расчета комплексного показателя технологичности необходимо определить базовые показатели приведенные в таблице 5.1.
Коэффициент использования микросхем и микросборок вычисляется по формуле (1.2):
, (1.2)
где: - общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт;
- общее количество электрорадиоэлементов, шт.
Подставив значения в формулу (1.2) получаем:
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа рассчитывается по формуле (1.3):
, (1.3)
где: - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться автоматизированным или механизированным способом;
- общее количество монтажных соединений.
Рассчитаем коэффициент автоматизации и механизации монтажа:
.
Коэффициент механизации подготовки электрорадиоэлементов вычисляем по формуле (5.4):
, (1.4)
где: - количество электрорадиоэлементов, шт., подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом.
Подставив значения в формулу (1.4) получаем:
.
Коэффициент механизации контроля и настройки вычисляем по формуле(1.5):
, (1.5)
где: - количество операций контроля и настройки, которые можно осуществ
- общее количество операций контроля и настройки.
Вычислим коэффициент механизации контроля и настройки по формуле(1.5):
.
Коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов рассчитываем по формуле (1.6):
, (1.6)
где: - общее количество электрорадиоэлементов, шт;
- общее количество типоразмеров электрорадиоэлементов в изделии.
Подставив значения в формулу (5.6) получаем:
.
Коэффициент применяемости электрорадиоэлементов рассчитываем по формуле (1.7):
, (1.7)
где: - количество типоразмеров оригинальных электрорадиоэлементов в изделии.
Подставляя значения в формулу (1.7) получаем:
.
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей вычисляется по формуле (1.8):
, (1.8)
где: - количество деталей, шт., заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами (штамповкой, прессованием, литьем, пайкой, сваркой, склеиванием и др);
- общее количество деталей в изделии, шт.
После подстановки значений в формулу (5.8) получаем:
.
Подставляя значения рассчитанных базовых показателей технологичности в формулу (1.1) получаем:
Уровень технологичности конструкции блока определяется как отношение достигнутого показателя технологичности к значению базового по формуле (1.9):
, (1.9)
где: КБ
– базовый показатель технологичности.
.
В соответствии с ОСТ 4 ГО.091.219 полученный нормативный комплексный показатель технологичности подходит дляустановочной серии.
4 Выбор оборудования для производства модуля и расчет технико-экономических показателей поточной линии сборки
Для выбора оборудования для производства воспользуемся данными, приведенными в [7].
Для производства:
- распаковка электрорадиоэлементов производится вручную на светомонтажном столе СМ-2 – производительность 1000 шт/час;
- входной контроль осуществляется тестером CMS100 – производительность 360 шт/час;
- автомат формовки, обрезки и лужения выводов резисторов, диодов, транзисторов и конденсаторов УФТ 901 – производительность 800 шт/час;
- установка электрорадиоэлементов производится на светомонтажном столе “Тройник-М” – число ячеек: для микросхем – 3, для электрорадиоэлементов – 10;
- пайка осуществляется окунанием платы в ванну с припоем на установке ТН 712, производительность 360 шт/час;
- очистка производится на установке УПИ 901, производительность 60 шт/час;
- функциональный контроль осуществляется устройством “Линза-11”, производительность 80 шт/час.
Рассчитаем такт выпуска каждого модуля, трудоемкость выполнения каждой операции, коэффициент загрузки оборудования.
Программу запуска изделия вычисляем по формуле (1.10):
, (1.10)
где: - программа выпуска изделий, шт.;
- коэффициент технологических потерь, принимается равным 1,02.
Подставляя значения в формулу (1.10) получаем:
Такт выпуска одного модуля определяем по формуле (1.11):
, (1.11)
где: - годовой фонд времени, ч;
- программа запуска изделий, шт.
Годовой фонд времени вычисляем исходя из следующих данных: количество рабочих дней в году – 250, рабочие работают в одну смену, продолжительность рабочего дня – 8 часов с 1 часом перерыва на обед. Следовательно годовой фонд времени составляет 1750 часов. Подставляя значения в формулу (1.11) получаем:
Трудоемкость операции сборки автомата определяется по формуле (1.12):
, (1.12)
где: T0
– трудоемкость выполнения каждой операции для одного элемента;
n – количество элементов, устанавливаемых на печатную плату при данной операции.
Трудоемкость выполнения каждой операции определяем по формуле (1.13):
, (1.13)
где: P – производительность оборудования.
Коэффициент загрузки оборудования определяем по формуле (1.14):
, (1.14)
где: КСН.Т
– коэффициент снижения трудоемкости, принимаем равным 1;
КВ
– коэффициент выполнения норм времени, принимаем равным 1.
Результаты расчета показателей поточной линии сборки приведены в таблице 1.2.
Маршрутное описание технологического процесса производства модуля сопряжения цифрового мультиметра с компьютером представлено в приложении в виде маршрутных карт.
Таблица 1.2 – Результаты расчета показателей поточной линии сборки
| Операция | Оборудование | Производительность оборудования, шт/час | Трудоемкость, мин. | Коэффициент загрузки оборудования зЗО
|
| Распаковка ЭРЭ | Светомонтаж- ный стол СМ-2 |
1000 | 1,2 | 0,01 |
| Входной контроль | Тестер CMS100 | 360 | 2,33 | 0,033 |
| Формовка выводов | Автомат формовки УФТ901 | 800 | 0,825 | 0,012 |
| Установка ЭРЭ | Светомонтаж-ный стол “Тройник-М” | 900 | 1,33 | 0,019 |
| Пайка | Установка ТН712 | 360 | 3,33 | 0,049 |
| Очистка | Установка УПИ901 | 60 | 20 | 0,29 |
| Функциональный контроль | Установка “Линза-11” | 80 | 15 | 0,22 |
Литература
1 Технология и автоматизация производства РЭА: Учебник для вузов/Под ред. А.П.Достанко.-М.:Радио и связь, 1999.
2 Технология производства ЭВМ – Достанко А.П. и др.:Учеб.-Мн.:Высшая школа, 2004.
3 Технологічне оснащення виробництва електронних обчислювальних засобів: Навч. Посібник/М.С.Макурін.-Харків: ХТУРЕ,2006.
4 Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах/А.В.Егунов, Б.Л.Жожомани, В.Г.Журавский, В.В.Жуков; под ред. В.Г.Журавского. -М.:Радио и связь,1988.
5 Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов. – Ю.В. Иванов, Н.А. Лакота; -М.:Радио и связь,1988.