Анализ технологии изготовления модуля сопряжения цифрового мультиметра с компьютером
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДУЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЦИФРОВОГО МУЛЬТИМЕТРА С КОМПЬЮТЕРОМ
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):
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 осуществлять механизированным или
автоматизированным способом;
- 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 для установочной 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):
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.