Главная Коллекция "Otherreferats" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Проектирование технологического процесса сборки и монтажа ячейки управления

Проектирование технологического процесса сборки и монтажа ячейки управления

Ячейка управления как проектируемое устройство в составе аппаратуры связи. Расчет и разработка технологичности ячейки управления. Трудоемкость изготовления оснащения. Анализ рабочих мест и планировки участка монтажа. Экономический анализ проекта.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 27.09.2010
Размер файла 379,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рязанский государственный радиотехнический университет

Пояснительная записка к дипломному проекту на тему:

Проектирование технологического процесса сборки и монтажа ячейки управления

Содержание

Введение

1. Технологический анализ объекта производства

2. Расчет технологичности ячейки управления

3. Разработка технологического процесса

3.1 Технологический процесс сборки и монтажа ячейки управления, схема существующего технологического процесса

3.2 Анализ существующего технологического процесса и выявление операций подлежащих модернизации. Составление схемы модернизированного технологического процесса

3.3 Выбор технологического оборудования

3.3.1. Критерии, определяющие выбор оборудования

3.3.2. Выбор оборудования

3.4. Разработка технологических требований к технологическим операциям

4. Конструирование технологического оснащения

5. Расчет трудоемкости изготовления

6. Расчет числа рабочих мест

7. Разработка планировки участка монтажа

8. Экспериментальная часть

8.1 Мотивации применения оловянно - свинцовых припоев

8.2 Проведение эксперимента

9. Экономическая часть

9.1 Технико-экономическое обоснование темы проекта

9.2 План-график разработки технологического процесса

9.3 Составление сметы затрат на разработку технологического процесса

9.4 Расчет технологической себестоимости по старому и новому вариантам

9.5 Расчёт и выводы по эффективности предложений

1. Технологический анализ объекта производства

Проектируемое устройство, ячейка управления, предназначено для работы в составе аппаратуры связи.

Исходными данными для проектирования является конструкторская документация на функциональный узел, отраслевые стандарты и годовая программа выпуска 10000 штук.

Печатная плата имеет габаритные размеры 100х150х17,5 мм. Поверхностно - монтируемые изделия (ПМИ) и электрорадиоэлементы (ЭРЭ) располагаются на обеих сторонах платы. На основании этого для данной платы применяется смешанный монтаж. Для изготовления ячейки управления используются автоматы с программой управления и ручной труд.

Ячейка управления обеспечивает реализацию алгоритмов управления радиостанцией при подготовке ее к работе и в процессе ведения радиосвязи: управление блоком питания и согласования, широкополосным согласующим устройством, усилителем мощности, приемовозбуждающим устройствами ввода/вода, входящим в состав радиостанции КСЦЩ.464511.001Сб, а также генерацию и прием сигналов синхронизации и служебных сигналов, преобразование сигналов от входных источников информации и передачу сигналов на модулятор радиостанции единым групповым потоком, обеспечивает ввод/вывод радиоданных по оптическому интерфейсу, стык с внешними устройствами через соединитель “внешнее устройство”. В процессе подготовки радиостанции к работе ячейка управления выполняет автоматический контроль работоспособности блока питания и согласования.

Для настройки ячейки управления на рабочем месте должны находиться следующие инструменты:

- пинцет ППМ 120 РД107.290600.034-89;

- электропаяльник ЭПСН-25/36 ГОСТ 7219-83;

- антистатический браслет.

- припой ПОС61 ГОСТ21930-76.

2. Расчет технологичности ячейки управления

Технологичность - совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих оптимальные затраты при производстве, эксплуатации и ремонте при заданном качестве, объёме выпуска и условиях работы.

Под технологичностью конструкций аппаратуры следует понимать совокупность свойств конструкции, проявляющихся в возможности оптимальных затрат труда, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовления, эксплуатации и ремонта.

Условия изготовления или ремонта изделия определяются специализацией и организацией производства, применяемыми технологическими процессами и годовой программой.

Количественная оценка технологичности конструкции выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требованиям технологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Целью такой оценки является обеспечение эффективной отработки аппаратуры на технологичность при снижении затрат времени и средств на ее разработку, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Для оценки технологичности конструкций аппаратуры используются относительные частные показатели Кi и комплексный показатель Кк, рассчитываемый по средневзвешенному значению относительных частных показателей с учетом коэффициентов ці ,характеризующих весовую значимость частных показателей, т. е. степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия.

Зададимся следующими значениями показателей [20]:

Оценку технологичности будем производить в следующей последовательности:

1. Определим коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке:

где количество микросхем и микросборок, шт.;

общее количество электрорадиоэлементов, шт.;

2. Определим коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:

где число соединений, полученных автоматизированным способом;

общее число монтажных соединений;

3. Определим коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

где Nмп ЭРЭ число ЭРЭ, подготовленных к монтажу механизированным способом;

.

4. Определим коэффициент механизации контроля и настройки:

где число операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным или автоматизированным способом;

общее число операций контроля и настройки;

.

5. Определим коэффициент применяемости ЭРЭ:

,

где число типов применяемых оригинальных ЭРЭ;

число применяемых типов ЭРЭ;

.

6. Определим коэффициент повторяемости ЭРЭ:

Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель, под которым понимается показатель технологичности конструкций, характеризующий несколько ее признаков. Комплексный показатель определяется на основе базовых показателей по формуле:

где показатель, определяемый по таблице базовых показателей соответствующего класса блоков;

функция, нормирующая весовую значимость показателя в зависимости от его порядкового номера в таблице.

Таким образом, получим следующее значение комплексного показателя технологичности:

Для изделий военной техники значения комплексного показателя технологичности лежат в диапазоне от 0,5 до 0,8 [20]. Следовательно, конструкция ячейки управления технологична.

3. Разработка технологического процесса

Производственным процессом называется совокупность действий, в результате которых материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию. Производственный процесс включает в себя подготовку производства; получение, транспортирование, контроль и хранение материалов; технологические процессы изготовления деталей и сборки; изготовление технологической оснастки и др.

Технологический процесс (ТП) -- это часть производственного процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми или собираемыми предметами труда.

Производственный процесс подразделяется на:

- основной процесс;

- вспомогательный процесс.

К основным процессам относятся технологические процессы.

Вспомогательные процессы -- материало-техническое снабжение, ремонт оборудования, процессы упаковки готовых изделий, внутризаводская транспортировка [16].

Разработка ТП разрешается только после окончания отработки конструкции на технологичность.

Все множество ТП разделяют на:

- единичные;

- типовые;

- групповые.

Единичные ТП - это процесс изготовления изделия одного наименования, типоразмера и исполнения.

Типовой ТП - это процесс изготовления группы изделий с общими технологическими и конструктивными признаками. Разрабатывается с учетом последних достижений науки и техники.

Групповой ТП - это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Общие правила разработки ТП установлены ГОСТ 14.301-83. В стандарте устанавливается исходная информация и перечень основных этапов разработки.

Исходную информацию для разработки ТП разделяют на:

- базовую;

- руководящую;

- справочную.

Базовая информация включает:

- данные, содержащиеся в конструкторской документации;

- программу выпуска изделия.

Руководящая информация включает:

- данные о действующих единичных, типовых и групповых ТП;

- отраслевые стандарты и др.

Справочная информация включает:

- каталоги;

- паспорта;

- справочники;

- планировки участков и др.

Основными документами являются технологические карты, в которых указывается последовательность выполнения операций, режимы, применяемые оборудование и оснастка, методы контроля ит.д.

Технологические карты бывают трех видов:

1. Маршрутная карта.

Предназначена для описания ТП изготовления и контроля изделий по всем операциям в технологической последовательности с указанием соответствующих данных по оборудованию, оснастке, материальным, трудовым и другим нормативам.

Маршрутные карты разрабатываются на основе ГОСТ 3.1105-74.

2. Карты технологического процесса.

Операции представлены более точно (серийное производство).

3. Операционная карта.

Содержит описание операций ТП изготовления изделий с расчленением операций по переходам и с указанием режимов работы, расчетных норм и трудовых нормативов.[17].

Проектирование ТП представляет собой довольно сложную технологическую задачу. Трудность проектирования обусловлена тем, что необходимо оптимальным образом учесть влияние многих факторов, таких как конструктивные особенности изделия, его технологичность, экономичность выпуска, а также обеспечения организационных вопросов.

Задачи, решаемые при проектировании ТП:

- разработанный ТП должен обеспечить качество выпускаемой продукции, то есть всех технических условий (ТУ), которые указываются в рабочих чертежах;

- внедряемый ТП должен обеспечить заданную программу выпуска изделий;

- ТП должен обеспечить минимальную себестоимость и трудоемкость.

В соответствии с перечисленными задачами инженеру-технологу, проектировщику ТП задаются следующие исходные данные:

- конструкторская документация (рабочие сборочные чертежи, деталировка и ТУ на изделие);

- годовая программа выпуска изделий;

- задание по себестоимости или трудоемкости выпускаемых изделий;

- руководящие технические материалы на выпускаемое изделие.

Правильно разработанный ТП должен обеспечить выполнение всех требований, указанных в рабочих чертежах и технических условиях, высокую производительность и высокие экономические показатели.

Построение технологической схемы сборки начинают с выбора базового элемента, с которого начинается сборка. Это может быть как деталь, так и сборочная единица более низкой ступени при условии, что каждая из них определяет положение всех элементов, составляющих данную обработку сборочную единицу, в пространстве и положение самой сборочной единицы на базе высокой ступени сборки.

При разработке технологической схемы сборки учитывают такие основные требования:

- в начале технологической схемы сборки показывают базовый элемент;

расположение остальных элементов, составляющих данную сборочную единицу, должно соответствовать естественному порядку их присоединения;

- очередность присоединения отдельных деталей и сборочных единиц должна быть такой, чтобы вначале устанавливать малогабаритные элементы, а затем - крупные и тяжелые детали и в заключение детали и узлы, требующие аккуратного обращения;

- технологической схемы сборки должна обладать свойством непрерывности, которое предполагает невозможность осуществления ни одной из последующих ступеней сборки, пока не будут закончена какая-нибудь из предыдущих;

- порядок присоединения отдельных деталей и сборочных единиц должен обеспечить возможность механизации и автоматизации сборочных операций.

Разработанная технологическая схема сборки приведена в графической части.

3.1 Технологический процесс сборки и монтажа ячейки управления, схема существующего технологического процесса

Основное требование к разработке технологического маршрута - он должен быть наикротчайшим, то есть количество технологических операций, обеспечивающих изготовление деталей и сборку изделия, должно быть минимальным, так как увеличение количества технологических операций маршрута повышает себестоимость изделия.

Однако существующий технологический процесс сборки и монтажа ячейки управления возможно модернизировать более производительным оборудованием с целью сокращения трудоемкости, числа рабочих мест, а также повысить технологичность изделия.

Технологический процесс состоит из следующих основных операций: формовка микросхем с планарными выводами, расконсервация платы, маркирование, нанесения паяльной пасты вручную, установки поверхностномонтируемых изделий на автомате ECM-93WL, пайки в ИК- печи, промывки, пайки микросхем паяльником, контроля, развальцовки, склеивания, регулировки, обезжиривания, изолирования, лакирования.

Обобщенная технологическая схема приведена ниже.

Конструкторская документация на технологическую схему сборки приведена в графической части.

3.2 Анализ существующего технологического процесса и выявление операций подлежащих модернизации. Составление схемы модернизированного технологического процесса

Модернизированный технологический процесс состоит из следующих основных этапов: сначала на печатную плату в автомате трафаретной печати DEK Horizon наносится паяльная паста, затем производится установка компонентов в автомате Opal XII, потом осуществляется пайка собранного изделия в конвейерной печи конвекционного оплавления Hotflow.

Модернизированный ТП позволяет сократить такие операции как пайку микросхем тепловым контактом, которая занимает девять 540 минут, так как микросхемы могут устанавливаться на автомате Opal XII. Также можно сократить одну операцию промывки и технического контроля.

Обобщенная технологическая схема приведена ниже.

Конструкторская документация на технологическую схему сборки приведена в графической части.

3.3 Выбор технологического оборудования.

3.3.1 Критерии, определяющие выбор оборудования

Выбор технологического оборудования должен быть основан на анализе затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени в качестве изделий.

Анализ затрат должен предусматривать:

а) сравнение вариантов оборудования;

б) выбор вариантов оборудования, основывающийся на использовании следующей информации:

плана развития народного хозяйства на соответствующем уровне реализации (общесоюзном, отраслевом и предприятия);

технических требований к изделию;

количества и сроков изготовления изделия;

технических возможностей технологического оборудования;

затрат на приобретение технологического оборудования и его эксплуатацию.

в) учет требований экологии.

Выбор состава технологического оборудования может проводиться по следующим этапам:

- формирование требований к технологическому оборудованию;

- классификация оборудования и требований к нему;

- формы вариантов состава оборудования;

- выбор оптимального варианта.

На производствах, использующих ручную пайку, внедрение автоматизированной селективной пайки позволяет свести к минимуму необходимость ручного труда. Таким образом, высвобождается персонал, и появляется возможность уменьшения числа сотрудников вовлеченных в производство или возможность перенаправления квалифицированных кадров на другие участки. За счет этого сокращаются затраты на оплату труда.

Использование современного оборудования, позволяющего достигать качество паяных соединений в соответствии с требованиями международного стандарта IPC-A-610D [7].

Для того чтобы обеспечить высокое качество продукции, необходимо оснастить производство современным оборудованием. Разумеется, не следует забывать о квалификации персона, выборе паяльной пасты и других факторах, определяющих качество, но никакая оптимизация технологии и организационные изменения не дадут результатов, если не будет хорошего инструмента для воплощения технологии в жизнь.

Выбор сборочного автомата - весьма ответственный момент, во многом определяющий возможность вновь создаваемого или переоснащенного производства:

- производительность в значительной степени определяет объем выпускаемой продукции;

- функциональность определяет уровень автоматизации при сборки печатного узла и в значительной степени определяет трудоемкость изготовления выпускаемых изделий;

- гибкость определяет время переналадки при переходе на другой тип монтируемых печатных узлов и в значительной степени определяет непроизводительные потери, снижающие объем выпускаемой продукции;

- надежность, безотказность, ремонтопригодность и время восстановления определяет эффективное рабочее время и объем выпускаемой продукции.

Критерии, определяющие выбор оборудования:

1. Функциональность, характеризуемая возможность монтажа печатного узла различных размеров с максимальной широкой номенклатурой устанавливаемых компонентов.

2. Высокая производительность. Необходимо учитывать реальную производительность, рассчитанную для конкретных печатных узлов с учетом прогнозируемого времени непрерывной работы оборудования (с учетом вынужденных непроизводительных простоев на проведение переналадок при переходе на другой тип выпускаемой продукции, техническое обслуживание и ремонт, программирование и отладку программ для новых печатных узлов и т. д.).

3. Высокая гибкость, характеризуемая временем переналадки при переходе к монтажу печатных узлов другого типа. Чем выше производительность сборочного оборудования, тем дороже для производителя обходятся простои, тем больше упущенной выгоды, тем больше срок окупаемости. При использовании высокопроизводительного оборудования перед технологами постоянно стоит вопрос о снижении непроизводительных простоев, связанных, в том числе с переналадками.

4. Надежность и безотказность - является обязательным условием, т. к. заказы должны выполнятся в срок, ресурсы должны расходоваться максимально эффективно: зарплата операторам должна выплачиваться в соответствии с объемом и качеством выпускаемой продукции, а для этого оборудование должно безотказно работать 24 часа 7 дней в неделю.

5. Высокая ремонтопригодность и короткое время восстановления. Не существует оборудования, которое может работать безостановочно. При выборе оборудования вопрос о времени необходимом для проведения регламентных работ и короткого времени восстановления - один из главных [12].

3.3.2 Выбор оборудования

Комплектация сборочной линии в данном дипломном проекте проводилась с учетом требуемой производительности. Данная сборочная линия может быть легко переналажена на другой тип продукции, обеспечив тем самым необходимую гибкость производства в условиях жесткой конкуренции.

Принимая во внимание специфику монтажа, необходимую производительность можно обеспечить при использовании автомата установки компонентов Opal XII.

Автоматы Opal XII сконструированы специально для постепенного перехода на среднесерийное и крупносерийное производство. В базовой комплектации автомат оснащен модулем из восьми установочных головок, что обеспечивает производительность 17700 комп./час.

Opal XII оснащен всеми типами питателей - из ленты, обрезков ленты, пеналов, кассет с россыпью и матричных поддонов. Максимальное количество питателей из ленты - 100.

Многие производители сталкиваются с ситуацией, когда при обнаружении поврежденного реперного знака автомат останавливается и выдаёт звуковой сигнал, требуя вмешательства оператора для установки позиции реперного знака вручную или отбраковки платы.

Для автоматов Opal XII разработано специальное программное обеспечение, обеспечивающее восстановление поврежденных реперных знаков, повышающее эффективность и обеспечивающее точность установки компонентов.

Автоматы Opal XII имеет возможность сборки плат размером до 850x650 мм. Это особенно актуально для предприятий, производящих оборудование для телекоммуникации и специальную технику. В ряде случаев, например, при сборке опытных образцов, необходимо обеспечить работу автомата с компонентами из обрезков ленты. Автомат Opal XII имеет самый рациональный инструмент решения этой задачи - питатель из обрезков ленты.

Преимущество данного питателя из обрезков ленты по сравнению с другими системами очевидны:

Питатели из матричных поддонов, питатель из обрезков ленты устанавливаются без сокращения позиций под питатели из ленты.

Количество типономиналов компонентов, которые одновременно могут быть установлены в питатель из обрезков ленты, ограничено лишь доступным пространством.

Автомат Opal XII в отличие от большинства других автоматов, при необходимости оснащается системой адаптивной поддержки плат снизу.

Несомненно, данный автомат превосходит аналоги других производителей, благодаря своим уникальным функциональным возможностям.

Безусловный лидер в разработке и производстве автоматов трафаретной печати -- компания DЕК, Великобритания, предлагает производителям печатных узлов широкий модельный ряд оборудования, соответствующий по высокой точности и производительности самым изыскательным требованиям производителей печатных узлов. Наиболее популярным в России является автомат трафаретной печати Horizon 03i (см. рис.3.3.4). Успех этого автомата объясняется возможностью его применения в условиях производства с различной серийностью и номенклатурой выпускаемых изделий. Безукоризненное качество нанесения паяльной пасты гарантируется надёжной механической конструкцией и отработанным программным обеспечением.

Сегодня компания DЕК, Великобритания, является мировым лидером в области технологий нанесения материалов методом трафаретной печати. Доля компании DЕК -- это 45% мирового и 80% европейского рынка. Компания постоянно укрепляет свои позиции, уделяя огромное внимание исследованиям и новым разработкам.

Высокая заявленная точность совмещения трафарета с печатной платой и повторяемость нанесения отпечатков (точность расположения их на контактных площадках и максимально одинаковый объём пасты от образца к образцу) при работе с высокими скоростями и ускорениями в первую очередь обеспечивается за счёт конструкции рамы трафарета.

Автомат оснащен автоматической конвейерной системой с программируемой установкой ширины, позволяющей минимизировать время переналадки на другой тип продукции. Печатные платы с максимальными размерами 508 х 508 мм могут фиксироваться по базовым отверстиям и по торцам, что позволяет работать с печатными узлами, требующих установки компонентов близко к краям.

Новейшая система технического зрения на основе камеры, оснащенной системой с раздельной оптикой (см. рис. 3.3.5), позволяет одновременно получать изображение с трафарета и печатной платы. Иными словами, это исключает взаимное смещение и как следствие потерю точности.

Возможно использование печатных плат без реперных знаков, тогда при помощи видео-модели используется сопоставление изображения определенной области трафарета с изображением соответствующей её области печатной платы для их совмещения.

Система технического зрения позволяет контролировать процент заполнения пастой контактных площадок и точность позиционирования отпечатков. Данная функция обеспечивает раннюю диагностику технологических дефектов.

Базовая конфигурация автомата включает систему автоматической очистки трафарета с помощью рулонных полотенец (см. рис. 3.3.6), в том числе и с добавлением растворителя.

Применение указанных систем автоматической очистки трафарета обеспечивают снижение технологических дефектов, связанных с операцией нанесения паяльной пасты, снижают трудоёмкость за счёт исключения ручных операций очистки трафарета и гарантируют высокое качество и надёжность выпускаемых печатных узлов.

Одной из отличительных особенностей автомата Horizon 03i является поддержка любых типов трафаретов: на раме различных размеров (регулируемый держатель трафарета).

В момент нанесения паста выдавливается с помощью специального поршня, перемещающегося перпендикулярно плоскостям трафарета и платы. Давление поршня -- регулируемый параметр.

Характеристики автомата трафаретной печати:

- время цикла печати 16 с;

- время переналадки на новый тип продукции не более двух минут;

- точность совмещения трафарета печатной платы ±25 мкм;

- максимальные размеры печатной платы: мм;

- скорость ракеля: 2 - 150 .

Все эти функции плюс оптимальное соотношения цены и качества делают автомат трафаретной печати DEK Horizon 03i самым популярным принтером в России и Европе.

Немецкая компания ERSA предлагает серию печей конвекционного оплавления Hotflow 2/12 для среднесерийных, крупносерийных и массовых производств. Печи отличаются длиной рабочей зоны, а также количеством зон нагрева и охлаждения.

Главной особенностью конвекционных модулей, являются уникальные сопла, показанные на рис. 3.3.8. Воздух от нагревателей поступает не через отверстия, а через трубочки, которые создают более направленный поток воздуха. Удаление «отработанного» более холодного воздуха из рабочей зоны происходит не по краям модуля, а через отверстия вокруг каждого сопла. Таким образом удается исключить распространение более холодных потоков по поверхности печатного узла и, тем самым, избежать разности температур в различных точках печатной платы. В этом случае поперечные потоки сведены к минимуму.

Характеристики печи конвекционного оплавления:

- длина рабочей зоны 2500 мм;

- количество зон: 4 зоны нагрева и 2 зоны охлаждения;

- максимальная ширина печатного узла до 500 мм;

- скорость конвейера: 0,2 - 2,0 .

Для организации ручных и автоматизированных процессов сборки печатного узла используются конвейерные системы:

* Соединительные конвейеры, предназначенные для транспортировки печатной платы и замыкания оборудования в сборочных линиях.

* Инспекционные конвейеры, используются для визуального контроля печатных плат в сборочной линии. Плата, попадая на данный конвейер, переносится на позицию осмотра. После этого оператором подается команда, и плата транспортируется далее, а на ее место поступает другая.

Для визуального контроля используется линза с подсветкой Circus.

Особенности:

- современный дизайн;

- стеклянная линза 3,5 диоптрий, диаметром 165 мм;

- лампа холодного свечения;

- фокусное расстояние 286 мм;

- освещенность в фокусе 3500 лк.

Также для визуального контроля используются стереоувеличители MANTIS. Контрастное стереоизображение с большой глубиной резкости. Оптимальное бестеневое освещение. Идеальная цветопередача.

Особенности:

- кратность увеличения от 4x до 20x;

- возможность работы в очках;

- низкая утомляемость оператора [13].

3.4 Разработка технологических требований к технологическим операциям

Отраслевой стандарт ОСТ 107.460092.024-93 устанавливает общее требования к типовым технологическим операциям пайки электромонтажных соединений, лужения паяемых поверхностей, выполняемых в ручную и механизировано в условиях единичного, серийного и массового производства блоков и ячеек радиоэлектронных средств и бытовой радиоэлектронной аппаратуры.

Стандарт распространяется на следующие электромонтажные соединения:

- в печатном исполнении на базе односторонних, двухсторонних и многослойных печатных плат, гибких печатных кабелей с применением навесных и установочных изделий электронной техники, в том числе интегральных микросхем и микросборок различной степени интеграции, поверхностномонтируемых изделий электронной техники;

- в проводном исполнении электромонтажа радиоэлектронных средств и бытовой радиоэлектронной аппаратуры.

1. Требования к лужению.

1.1 Горячее лужение электромонтажных элементов непосредственно перед процессом пайки производится (за исключением дозированного лужения) только при их неудовлетворительной паяемости, определяемой в соответствии с нормами, изложенными в ГОСТ 23752.

Необходимость контроля паяемости оговаривается в рабочем технологическом процессе.

1.2 Монтажные медные провода и жилы кабелей, не имеющие покрытия, должны быть подвергнуты обязательному лужению.

1.3 Электромонтажные элементы печатных плат, жил проводов должны быть облужены при необходимости по всей заданной поверхности и длине согласно государственным стандартам или ТУ, операционным эскизам, чертежам или указаниям в рабочем технологическом процессе.

1.4 Поверхность припоя на облуженных электромонтажных элементах должна быть непрерывной, без трещин, пор, крупнозернистости, посторонних и крупных игольчатых включений, наплывов высотой более 0,3 мм и острых выступов припоя в виде сосулек и перемычек. После лужения печатные платы не должны иметь разрывов и отслоений печатных проводников.

При лужении электромонтажных печатных плат с применением защитных масок допускается частичное облуживание печатных проводников на длине до 3 мм от контактной площадки из-за возможного затекания припоя под маску.

1.5 Поверхность припоя на облуженных поверхностях выводов и жил проводов должна быть непрерывной, без трещин, пор, крупнозернистости, посторонних и крупных игольчатых включений.

После лужения на корпусах изделий электронной техники не должно быть царапин, сколов и трещин.

Допускается:

- неравномерность толщины припоя;

- наличие на торце вывода сосульки припоя высотой не более половины ширины вывода.

1.6 Слой припоя на облуженных элементах должен иметь гладкую глянцевую или светло-матовую поверхность без темных пятен.

1.7 Лужение поверхности, не удовлетворяющие по качеству требованиям 1.1-1.5, допускается после анализа и устранения причин появления дефектов повторно лудить вручную электропаяльником или механизировано

1.8 Нанесение флюса на облуженные поверхности при ручном лужении должно производится в минимальном количестве, обеспечивающем смачивание поверхностей припоем. При механизированных процессах лужения флюсуется вся поверхность, входящая в соприкосновение с припоем.

1.9 При лужении жил проводов и кабелей флюс рекомендуется наносить на расстоянии от 0,3 до 2,0 мм от торца изоляции.

1.10 При лужении печатных плат допускается полное сканирование или частичное заполнения металлизированных отверстий припоем.

5.11 Допускается наличие позеленения проводов марки МГТФ с медной жилой, не имеющей покрытия и медных с серебряным покрытием проволок оплетки кабеля РК 50-0,6-23 вблизи мест лужения (пайки) и под изоляцией.

5.12 Лужение контактных площадок (при неудовлетворительной паяемости) рекомендуется производить методами погружения в расплавленный припой или дозированного переноса припоя.

2. Требования к дозированию припойной пасты методом трафаретной печати.

2.1 При трафаретной печати припойная паста перед нанесением должна быть тщательно перемешана. Не допускается ее расслоение во время хранения.

2.2 При трафаретной печати скорость движения ракеля на печатную плату следует подбирать экспериментально в зависимости от применяемой паяльной пасты, трафарета, оборудования.

2.3 Толщину припойной пасты, нанесенной на контактную площадку, рекомендуется выдерживать в пределах 100-300 мкм.

2.4 Не допускается перемычки припойной пасты между соседними контактными площадками и отсутствие припойной пасты на КП.

2.5 При наличии дефектов припойную пасту следует полностью удалить с печатной платы с помощью ракеля и повторно нанести новую порцию припойной пасты на промытую моющим раствором печатную плату.

2.6 Трафарет для нанесения припойной пасты должен промываться с помощью раствора с двух сторон.

Периодичность промывки определяется с учетом свойств пасты.

2.7 Время между нанесением припойной пасты и пайкой должно быть минимальным и не должно превышать 24 часов.

3. Требования к пайке и качеству паяльных соединений.

3.1 Перед операцией пайки печатных плат следует их очистку от консервирующего покрытия (расконсервацию), нанесенного в процессе изготовления.

3.2 Перед механизированной пайкой для защиты печатных проводников и других непаяемых металлизированных поверхностей печатных плат от облуживания следует наносить защитные маски с целью сокращения расхода припоя, снижения веса РЭС и уменьшения количества дефектов при плотном монтаже.

3.3 Во избежание образования пор, раковин и пустот в паяных соединениях печатные платы непосредственно перед пайкой, рекомендуется (с целью удаления влаги) подвергать сушке при температуре 100-110°С в течении 1,5-2 ч или при температуре 60-70°С в течение 3-4 ч.

3.4 Нанесение флюса на паяемые поверхности при ручной пайке должно производится в минимальном количестве, обеспечивающем смачивание поверхности припоя.

3.5 При флюсовании попадание флюса на контактные части соединителей не допускается.

3.6 Ручная пайка электропаяльником должна производится со стороны, обратной установки корпусов.

4. Требования к специальному технологическому оборудованию и технологической оснастке.

4.1 Специальное технологическое оборудование должно соответствовать ГОСТ Р 50139.

4.2 Специальное технологическое оборудование и оснастка должны быть аттестованы или проверены в соответствии с действующей НТД.

4.3 Наладку оборудования и оснастки на требуемый режим работы следует выполнять согласно инструкции по эксплуатации.

4.4 Проверка средств измерения должна проводиться в соответствии со сроками, указанными в технических описаниях на них.

4.5 Технологическая оснастка должна иметь маркировку в соответствии с КД.

4. Конструирование технологического оснащения

В печатном узле используются отечественные микросхемы в корпусе 402.16-23,33, которые поступают россыпью и не пригодны для установки в автомате, то для них необходимо разработать оснастку. То есть надо сконструировать тару (КСЦЩ.707008.001), в которой будут размещаться микросхемы, после чего тару с микросхемами можно будет разместить в автомате.

Тара изготовляется из дюралалюминия Д16АТ ГОСТ 21631-76 методом фрезерования. Она позволяет одновременно разместить 36 микросхем.

Рис. 4.1 - Тара для микросхем в корпусе 402.16-23,33.

Конструкторская документация на тару для микросхем приведена в графической части.

Прежде чем микросхемы разместить на печатной плате, необходимо их подготовить, с помощью гибки и обрезки выводов. Для этого будем использовать штамп КСЦЩ.144308.001. В штамп помещается микросхема и с помощью ножей происходит обрезка и формовка выводов. Затем микросхема выталкивается из штампа с помощью штыря, который выполняет функцию кнопки.

Конструкторская документация на штамп для гибки и обрезки выводов приведена в графической части.

Штамп устанавливается на приспособление КСЦЩ.782008.001, которое блегчает работу и может служить для формовки микросхем в различных корпусах.

Конструкторская документация на приспособление для штампа приведена в графической части.

Одной из важнейших операций технологического процесса производства печатных узлов с применением технологии поверхностного монтажа является операция нанесения паяльной пасты через трафарет на контактные площадки печатной платы. Международный опыт свидетельствует, что до 70% брака, собранных печатных узлов, обусловлено нарушениями, допущенными в процессе нанесения паяльной пасты на поверхность печатной платы, в том числе использования трафаретов низкого качества. Таким образом, одним из важнейших слагаемых успеха в производстве печатных узлов является правильно сконструированный и изготовленный трафарет, используемый для нанесения паяльной пасты [14].

Трафарет будем изготавливать методом лазерной резки из нержавеющей стали, толщина трафарета 150 мкм.

Самого большого успеха в производстве трафаретов для поверхностного монтажа и оборудования для их производства достигли специалисты из Германии. Они изготавливают металлические трафареты для поверхностного монтажа, в том числе для монтажа микросхем с малым шагом между выводами, по лазерной технологии.

Высокое качество трафаретов, изготовленных по лазерной технологии, позволяет существенно уменьшить расход паяльной пасты из-за строгой вертикальности и малой неровности отверстий, повысить качество и надежность производимой электронной аппаратуры.

Лазерная технология производства трафаретов имеет неоспоримое преимущества по сравнению с изготовлением трафаретов методом травления:

- высокая точность позиционирования рисунка трафаретов;

- строгая вертикальность стенок отверстий;

- малая неровность стенок отверстий [14].

Трафарет имеет следующий вид:

Рис. 4.4 - Трафарет.

Конструкторская документация на трафарет приведена в графической части КСЦЩ.785808.001, КСЦЩ.785808.001-01 .

5. Расчет трудоемкости изготовления

На стадиях опытного и серийного производства для расчета численных показателей технологичности конструкции изделия (ТКИ) имеется вся необходимая информация: конструкторская документация, технологическая документация, нормировочные карты и т.д.

Определение показателей технологичности конструкции изделия на ранних стадиях проектирования всегда вызывает трудности из-за дефицита информации. При этом оценка показателей технологичности конструкции изделия на ранних стадиях проектирования имеет важное значение, т. к. именно на них принимаются конструктивные решения, во многом определяющие технологичность конструкции (около 80% эффекта от отработки технологичности конструкции изделия).

В связи с этим технические проекты на новые виды продукции без показателя технологичности их изготовления не подлежат утверждению [17].

Нормирование сборочных работ производится на основе технологических документов и нормативов времени. Нормирование ТП состоит в определении величины технической нормы времени (штучно-калькуляционное время) для каждой операции [18]:

где - подготовительно - заключительное время, мин;

- штучное время, мин;

- размер партии, шт.

Размер партии составляет 10000 шт.

Подготовительно - заключительное время - время, необходимое на ознакомление с чертежом, технологическим процессом, консультация с мастером, технологом, а также для наладки станка и т. д.

Штучное время [18]:

где - оперативное время, мин;

- время обслуживания рабочего места, мин;

- время регламентированных перерывов, мин.

Оперативное время включает в себя основное технологическое и вспомогательное время [18]:

где - основное технологическое время, мин;

- вспомогательное время, мин.

Основное технологическое время затрачивается непосредственно на изменение состояния изделия;

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие изделия, измерение, приёмы управления оборудованием. Учитывается только та часть, которая не перекрывается машинным временем.

При нормировании сборочных операций работа разбивается на элементарные движения, на которые установлены нормы времени. Часто основные движения не разделяются с вспомогательными и в нормативах приводят оперативное время.

Штучная норма времени на сборочных операциях определяется из выражения [18]:

где % от - коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места и время регламентированных перерывов . Меньшее значение соответствует массовому производству, большее - единичному [18].

Коэффициент примем равным % от .

Подготовительно - заключительное время выбирается равным (1,4-3,2)% от оперативного времени в зависимости от объёма выпуска изделий. Меньшее значение соответствует большим объёмам выпуска.

Подготовительно - заключительное время примем равным 1,4% от .

Для существующего технологического процесса трудоемкость изготовления является известной. Приведем ее для сравнения с модернизированным технологическим процессом.

Таблица 5.1. - Штучное время на сборку и монтаж ячейки управления в условиях серийного производства для существующего технологического процесса

Содержание операций

Время на операцию, мин

Кол-во опер.

,

мин

,

мин

,

мин

,

мин

Заготовка схем из проводов

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Формовка микросхем с планарными выводами

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Подготовка электрорадиоэлементов

3

1

2,99

0,04

3

3,0004

Расконсервация

8

1

7,97

0,11

8

8,0011

Маркирование

4

1

3,99

0,05

4

4,0005

Нанесение паяльной пасты вручную

2

2

3,99

0,05

4

4,0005

Установка ПМИ на автомате

4,5

2

8,96

0,12

9

9,0012

Пайка в ИК печи

7

2

13,92

0,19

14

14,0019

Промывка

6

4

27,77

0,33

24

24,0033

Пайка микросхем тепловым контактом

540

1

456,60

6,39

540

540,0639

Контроль исполнителем

4

1

3,99

0,05

4

4,0005

Развальцовка

5

1

4,99

0,07

5

5,0007

Склеивание клеем

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Пайка тепловым контактом

90

1

86,97

1,22

90

90,0122

Технический контроль

10

2

19,84

0,28

20

20,0028

Регулировка

120

1

114,73

1,60

120

120,0160

Обезжиривание

6

1

5,98

0,08

6

6,0008

Изолирование

8

1

7,97

0,11

8

8,0011

Лакирование лаком

7

1

6,98

0,09

7

7,0009

Снятие изоляционного слоя

1

1

0,99

0,01

1

1,0001

Итого:

831,5

27

784,6

10,85

873

873,1085

, мин. (т.е. 14 часов 55 минут).

Таблица 5.2. - Расчет штучного времени на сборку и монтаж ячейки

Содержание операций

Время на операцию, мин

Кол-во опер.

,

мин

,

мин

,

мин

,

мин

Заготовка схем из проводов

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Формовка микросхем с планарными выводами

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Подготовка электрорадиоэлементов

3

1

2,99

0,04

3

3,0004

Расконсервация

8

1

7,97

0,11

8

8,0011

Маркирование

4

1

3,99

0,05

4

4,0005

Нанесение паяльной пасты

0,5

2

0,99

0,01

1

1,0001

Установка ПМИ, микросхем

6

2

11,94

0,17

12

12,0017

Пайка в печи конвекционного оплавления

5

2

9,96

0,14

10

10,0014

Промывка

6

3

17,87

0,25

18

18,0025

Контроль исполнителем

4

1

3,99

0,05

4

4,0005

Развальцовка

5

1

4,99

0,07

5

5,0007

Склеивание клеем

2

1

1,99

0,02

2

2,0002

Пайка тепловым контактом

90

1

86,97

1,22

90

90,0122

Технический контроль

10

2

19,84

0,28

20

20,0028

Регулировка

120

1

114,73

1,60

120

120,0160

Обезжиривание

6

1

5,98

0,08

6

6,0008

Изолирование

8

1

7,97

0,11

8

8,0011

Лакирование лаком

7

1

6,98

0,09

7

7,0009

Снятие изоляционного слоя

1

1

0,99

0,01

1

1,0001

Итого:

289

25

314,12

4,34

323

323,0434

, мин. (т.е. 5 часов 38 минут).

Заметим, что по существующему процессу штучно- калькуляционное время на изготовления одной платы составляет 14 часов 55 минут, а по модернизированному 5 часов 38 минут. То есть трудоемкость изготовления снижается примерно на 63% . Таким образом, выгода при внедрении нового процесса очевидна.

6. Расчет числа рабочих мест

Рабочее место - это часть производственного пространства цеха, оборудованная и оснащенная для выполнения определенной работы одним или группой рабочих.

Рабочие место для предъявительских испытаний должно быть аттестовано на предприятии - изготовителе установленным порядком.

Исходными данными для определения потребного количества оборудования, оснащения, рабочих мест являются:

- годовая программа выпуска;

- производительность оборудования;

- трудоемкость по видам работ;

- годовой фонд оборудования (рабочего места).

Годовые фонды времени работы и рабочих мест приведены в приложении 3 [18].

Для операций, выполняемых с помощью оборудования, число рабочих мест равно числу используемого оборудования.

Расчет числа рабочих мест на участке, который обеспечивает сборку и электромонтаж ячейки. Число рабочих мест на каждую операцию определяется по формуле:

,

где - штучное время выполнения i-ой операции, мин;

- годовая программа выпуска, шт;

- действительный годовой фонд времени рабочего места, мин.

В нашем случае, годовая программа выпуска составляет 10000 шт., годовой фонд времени рабочего места составляет 1800 ч. (108000 мин.) при 8 часовом рабочем дне 5 дней в неделю, с учетом 28 дневного отпуска. Количество рабочих дней в году при пятидневной рабочей неделе для проектных расчетов принимается 253 [18].

Значения, рассчитанные по формуле (6.6.1), как правило, получаются дробными, поэтому их необходимо округлить до большего целого значения.

Коэффициент загрузки оборудования (рабочих мест) определяется по формуле:

где - рассчитанное количество рабочих мест на i-ую операцию;

-- принятое количество рабочих мест на i-ую операцию.

Коэффициент загрузки оборудования по цеху согласно нормам технологического проектирования следует принимать:

- для единичного и мелкосерийного производства - 0,8-0,9;

- для серийного производства - 0,85-0,95;

- для крупносерийного и массового производства - 0,8-0,95.

При определении значении рекомендуется предусматривать резервные мощности порядка 5- 10% для особо ответственных: структурных подразделений, а именно: участка сборки узлов, участка пайки и лужения [18].

Персональный состав рабочих, занятых в сборочно-монтажном производстве, с указанием диапазона разрядов по профессиям, принимается по действующим в отрасли тарифно-квалифицированным справочникам.

Численность других категорий работающих (вспомогательных рабочих, инженерно- технических работников, счетно-контрольного персонала) определять согласно ОСТ 4ГО.091.202.

Результаты расчетов оформим в таблицу. Она содержит перечень оборудования, приспособлений и инструментов для каждой операции технологического процесса. В таблице указывается номер и наименование процесса и операции, наименование и тип оборудования, оснастки и инструмента, трудоемкость операции в минутах, расчетное и принятое количество рабочих мест.

Для того чтобы выяснить является ли модернизированный процесс выгодным с точки зрения количества задействованных рабочих, приведем расчет для существующего технологического процесса.

Результаты предварительного закрепления рабочих мест сведем в таблицу 6.6.1, 6.6.3 для существующего и модернизированного процесса соответственно.

Допустимый разброс коэффициента загрузки рабочего места, в нашем случае, должен удовлетворять условию 0,8< < 0,95 (для крупносерийного производства). При наличии не полностью загруженных рабочих мест нужно использовать совмещение работ на одном рабочем месте.

Окончательное закрепление рабочих мест представлено в таблице 6.2, 6.4 для существующего и модернизированного процесса соответственно.

Таблица 6.1 - Закрепление рабочих мест для существующего технологического процесса (предварительное)

№

Наименование

операции

Оборудование

, шт.

шт.

,мин

1

Заготовительная

(заготовка схем из проводов, формовка микросхем, подготовка ЭРЭ)

Обжигалка,

Приспособление для формовки КСЦЩ.782008.001,

штамп КСЦЩ.1443308.001, стол рабочий, кисть, тара цеховая, стол монтажный, ножницы, тара для ЛВЖ, пинцет

1

0,65

7

0,65

2

Расконсервация

Стол монтажный, ванна, кисть, часы, тара цеховая

1

0,74

8

0,74

3

Маркирование

Стол монтажный, термостат, часы, термометр, пинцет

1

0,37

4

0,37

4

Нанесение паяльной пасты вручную (2 раза)

Устройство трафаретной печати 903.002, трафарет КСЦЩ.785808.001(-01), шпатель цеховой, пинцет

1

0,37

4

0,37

5

Установка ПМИ

(2 раза)

Автомат установки компонентов ESM 93 WL

1

0.083

9

0.083

6

Пайка в ИК печи

(2 раза)

Радуга 12

1

0,92

10

0,92

7

Промывка (4 раза)

Шкаф вытяжной, ванна, кисть, часы

3

2,22

24

0,74

8

Пайка микросхем тепловым контактом

Паяльная станция ST-25, пинцет

53

50

540

0,94

9

Контроль исполнителем

Стол рабочий, линза с подсветкой Circus, перчатки

1

0,37

4

0,37

10

Развальцовка

Молоток, боек, плита цеховая, тара цеховая

1

0,46

5

0,46

11

Склеивание клеем

Стол монтажный, шило, термостат, термометр, перчатки, пинцет, часы

1

0,19

2

0,19

12

Пайка тепловым контактом

Стол монтажный, паяльная станция ST-25, кусачки боковые, пинцет, кисть

9

8,3

90

0,93

13

Технический контроль (2 раза)

Линза с подсветкой Circus, оптическое устройство MANTIS, тара цеховая

2

1,85

20

0,92

14

Регулировка

Комплект измерительной аппаратуры, перчатки

12

11,11

120

0,93

15

Обезжиривание

Стол монтажный, ванна, кисть, часы, тара цеховая, перчатки

1

0,55

6

0,55

16

Изолирование

Стол монтажный, дозатор цеховой, часы, перчатки

1

0,74

8

0,74

17

Лакирование лаком

Стол монтажный, кисть

1

0,64

7

0,64

18

Снятие изоляционного слоя

Шило, тара цеховая, антистатический браслет

1

0,09

1

0,09

Таблица 6.2 - Закрепление рабочих мест для существующего технологического процесса (окончательное)

№ п/п

Наименование

операции

Оборудование

, шт.

шт.

,мин

1

Заготовительная

(заготовка схем из проводов, формовка микросхем, подготовка ЭРЭ)

Обжигалка,

Приспособление для формовки КСЦЩ.782008.001,

Штамп КСЦЩ.1443308.001, стол рабочий, кисть, тара цеховая, стол монтажный, ножницы, тара для ЛВЖ, пинцет

1

0,65

7

0,65

2

Нанесение паяльной пасты вручную(2 раза);

Установка ПМИ (2 раза);

Пайка в ИК (2 раза);

Контроль исполнителем

Автомат трафаретной печати HORIZON 03i, трафарет КСЦЩ.785808.001(-01), шпатель цеховой, пинцет, автомат установки компонентов Opal-XII, тара для микросхемКСЦЩ.707008.001, Конвекционная печь Hotflow 2/12, рабочая станция с конвейером NTM 530 WSL1000, подставка для плат, стол рабочий, линза с подсветкой Circus, перчатки

3

2,87

31

0,95

3

Склеивание клеем;

Пайка тепловым контактом

Стол монтажный, шило, термостат, термометр, перчатки, пинцет, часы, паяльная станция ST-25, кусачки боковые, кисть

9

8,52

92

0,94

4

Промывка (4 раза);

Расконсервация

Шкаф вытяжной, ванна, кисть, часы, стол монтажный, тара цеховая

3

2,8

32

0,93

5

Технический контроль (2 раза)

Линза с подсветкой Circus, оптическое устройство MANTIS, тара цеховая

2

1,85

20

0,93

6

Регулировка

Комплект измерительной аппаратуры, перчатки

12

11,11

120

0,93

7

Обезжиривание;

Изолирование;

Лакирование лаком;

Снятие изоляционного слоя;

Развальцовка;

Маркирование

Стол монтажный, ванна, кисть, часы, тара цеховая, перчатки, дозатор цеховой, кисть, шило, антистатический браслет, молоток, боек, плита цеховая, термостат, термометр, пинцет

4

3,2

34

0,8

8

Пайка микросхем тепловым контактом

Паяльная станция ST-25, пинцет

53

50

540

0,94

Таблица 6.3. - Закрепление рабочих мест для модернизированного технологического процесса (предварительное)

№ п/п

Наименование

операции

Оборудование

, шт.

шт.

,мин

1

Заготовительная

(заготовка схем из проводов, формовка микросхем, подготовка ЭРЭ)

Обжигалка,

Приспособление для формовки КСЦЩ.782008.001,

штамп КСЦЩ.1443308.001, стол рабочий, кисть, тара цеховая, стол монтажный, ножницы, тара для ЛВЖ, пинцет

1

0,65

7

0,65

2

Расконсервация

Стол монтажный, ванна, кисть, часы, тара цеховая

1

0,74

8

0,74

3

Маркирование

Стол монтажный, термостат, часы, термометр, пинцет

1

0,37

4

0,37

4

Нанесение паяльной пасты (2 раза)

Автомат трафаретной печати HORIZON 03i, трафарет КСЦЩ.785808.001(-01), шпатель цеховой, пинцет

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены