Разработка технологии конструкции лабораторного стенда для исследования параметров оптронов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Разработка нового изделия - сложная конструкторская задача, связанная не только с достижением требуемого технического уровня этого изделия, но и с приданием его конструкции свойств, обеспечивающих максимально возможное снижение затрат труда, материалов и энергии на его разработку, изготовление, техническое обслуживание и ремонт. Решение этой задачи определяется деловым творческим сотрудничеством создателей новой техники - конструкторов и технологов - и определяется понятием технологичности. Первостепенная роль в обеспечении технологичности конструкции изделия принадлежит конструктору, который должен руководствоваться соображениями как технической, так и экономической целесообразности проектируемой конструкции, умело использовать такие инженерные решения, которые обеспечивают достижение необходимых технических показателей изделия при рациональных затратах ресурсов, выделяемых на его создание и применение.

Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ, представляет собой технологичность конструкции изделия (ТКИ).

Темой курсовой работы является разработка технологии конструкции лабораторного стенда для исследования параметров оптронов.



1. Анализ задания

1.1 Цель и название работы

Целью курсового проекта является разработка технологии сборки манипулятора «мышь».

Принцип действия: «мышь» воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно -- на участке поверхности стола), при помощи оптического датчика и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.

Не требует отдельного источника питания, так как потребляет малое количество электроэнергии- питание осуществляется непосредственно через USB-вход. печатный плата сборочный сетевой

Имеет нестандартные размеры печатной платы, что несколько усложняет её производство. Конструкция выполнена на плате из стеклотекстолита и имеет 8 отверстий под крепление, а также 2 окошка- одно под микросхему, для считывания информации с поверхности объекта при перемещении, а второе под инфракрасный приёмник, для считывания положения «колеса» прокрутки.

Предусматривать особые меры защиты от механических и радиационных воздействий нет необходимости.

Курсовая работа включает рассмотрение вопросов повышения технологичности конструкции, разработка технологического процесса сборки, проектирование и расчет точности технологического, составление технологической схемы сборки, составление маршрутной и операционной карты, разработка правил техники безопасности при выполнении сборочных работ.



1.2 Анализ технологичности изделия

1.3 Анализ технического задания

1.1.	Требования по назначению
	1.1.1. Функциональное назначение Управление персональным компьютером
	1.1.2. Электрические параметры Входное напряжение 4.4-5.25 В Входной то, не более 20 мА Выходной ток, не более 10 мА
	1.1.3. Режим работы устройства - многократный
	1.1.4. Климатическое исполнение Умеренно - холодный климат; Изделие предназначено для эксплуатации в помещениях (объемах), объектах с искусственным климатом, предельные значения +1...+40С; Показатель влажности при 25С 80 %
	1.1.5. Классификация Изделие относится к восьмому классу ЭА: «Электромонтажная сборка»
	1.1.6. Размещение на объекте Изделие подвижное, на объекте не крепится; Изделие должна эксплуатироваться в помещениях с искусственным климатом; Принудительного охлаждения не требуется; Попадание жидкости внутрь конструкции не допускается.
1.2.	Требования по технологичности Годовой выпуск 1100000 шт. Коэффициент механизации операций не менее 40 % Коэффициент автоматизации операций не менее 10 % Специальные требования - опытный образец
1.3.	Эргономические требования 1.3.1. Требования к гигиеничности Изделие при эксплуатации не должно нагреваться, производить шумов, выделять токсичных веществ и являться источником радиации.
1.4.	Требования к надежности Наработка на отказ должна составлять не менее 10000 ч. Гарантийный срок службы, не менее 2 лет. коэффициент готовности 0.95
1.5.	Экономические требования Изделие является востребованным, благодаря всеобщей компьютеризации.

1.4 Маркировка

На данной печатной плате должна присутствовать маркировка элементов, отображать технологический код, год выпуска и номер партии.

1) Определение нормированных значений частных показателей, характеризующих технологичность схемотехнического

Решения:

Показатель технологической рациональности элементной базы:

Кт.р=0.96

Показатель монтажепригодности

Км.п=0.94

Показатель контролепригодности

К к.п=0.98

Показатель сложности настройки

К сл.н=1

Определяются значения обобщённого показателя технологичности схемотехнического решения:

Ксх=0.96*0.94*0.98*1=0.88

Определим уровень выполнения нормативных требований и технологичности схемотехнического решения:

Усх=Ксх/Кбаз=0.88/0.97=0.90

Усх=0.93<1 -необходимо повышение технологичности схемотехнического решения рассматриваемого узла ЭМ 1

Путём выбора элементной базы на основе микросхем.

2)Технологический код для сборочного чертежа

Показатель применения унифицированных несущих конструкций

К бнк=0.8

Показатель типоразмерной характеристики

К т.х.=0.97

Показатель сложности механической сборки

Ксл.м.сб.=0.99

Значение обобщённого показателя технологичности конструкторского решения:

К к=0.8*0.97*0.99=0.76

Уровень выполнения нормативных требований

Ук=К к/К баз=0.76/0.96=0.79

3)Значение частного показателя технлогичности составных частей, с учётом их весомости Ксч=1

Определение значения комплексного показателя технологичности:

К компл=0.88*0.76*1=0.67

Укомпл=0.67/0.96=0.69

Для достижения уровня выполнения нормативных требований комплесного показателя технологичности необходимо выполнить рекомендации, изложенные в выводах по схемотехническому и конструктивному решениям рассматриваемого узла.



2. Типовой технологический процесс монтажа печатных плат с применением SMD-компонентов

Рис. 2. Структура типового технологического процесса монтажа печатных плат с применением SMD-компонентов.

Разработка технологического процесса.

При разработке ТП необходимо учитывать принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в заданных производственных условиях. Построение технологического процесса сборки и степень его детализации зависят от типа производства - единичного, серийного и массового.

Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического и электрического соединения деталей и ЭРЭ в изделии, выполненных в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия. Различают стационарную и подвижную сборку.

Стационарная сборка выполняется на одном рабочем месте, к которому подаются все необходимые детали и сборочные единицы. Она является наиболее распространенная в условиях единичного и серийного производства. При этом стационарная сборка может строится по принципу концентрации и дифференциации. При концентрации весь сборочный процесс выполняется одним сборщиком, а при дифференциации разделяется на предварительную и окончательную. Предварительная сборка производится несколькими отдельными бригадами параллельно, а общая сборка - специальной бригадой или рабочим. Это обеспечивает специализацию рабочих и сокращает длительность сборки.

Подвижная сборка выполняется при перемещении собираемого изделия от одного сборочного места к другому. На каждом рабочем месте выполняется одна повторяющаяся операция. Эта форма сборки применяется в условиях поточного производства. Она может так же осуществляться двумя способами: со свободным перемещение собираемых объектов, перемещаемых от одного места к другому вручную или при помощи механического транспортера; и с принудительным движением собираемых объектов, которые перемещаются посредством конвейера при строго рассчитанном такте. Поточная сборка применяется в условиях серийного и массового производства. Переход на поточные методы повышает производительность труда, уменьшает длительность производственного цикла и размеры незавершенного производства.



Рис. 3. Сетевой граф сборочного процесса.

Нахождение кратчайшего пути сборочного процесса.

Так как граф довольно простой, то в данном случае можно отказаться от построения матрицы связности. Получается 4 варианта сборочного процесса, находим из них самый короткий по времени.

1 вариант

1р.+2р.+3р.+4р.+5р.+6р.+7р.+8р.+9р.+10р.+11р.+12р.+13р.=0.5+0.9+0.6+2.1+5+0.7+0.6+0.4+0.7+6+20+3=42 мин.

2 вариант

14р.+15р.+12р.+13р.=39 мин.

3 вариант

16р.+17р.+18р.+19р.+20р.+21р.+12р.+13р.=37.4 мин.

4 вариант

16р.+22р.+23р.+24р.+25р.+26р.+27р.+28р.+29р.+30р.+31р.+12р.+13р.=39 мин.

3й вариант является самым оптимальным из представленных.

На основе третьего варианта составляем схему сборки.

Таблица 1. Пояснения к сетевому графу сборочного процесса.

Рёбра графа(работа или операция) (расшифровка)	Вершины Графа(событие) (расшифровка)
	X0 Печатная плата(П.п.)
1.Установка DIP-14	X1 П. п. с установленным DIP-14
2.Установка переключателя	X2 П. п. с установленным переключателем
3.Установка ИК-приёмников, передатчиков	X3 П. п. с установленным ИК-приёмником, передатчиком
4.Установка транзисторов	X4 П. п. с установленными транзисторами
5.Установка конденсаторов	X5 П. п. с установленными конденсаторами
6.Установка резисторов	X6 П. п. с установленными резисторами
7.Установка диодов	X7 П. п. с установленными диодами
8.Установка перемычки	X8 П. п. с установленной перемычкой
9.Установка катушки индуктивности	X9 П. п. с установленной катушкой индуктивности
10.Установка кварцевых резонаторов	X10 П. п. с установленным элементами
11.Пайка	X11 П.п. с припаянными элементами
12.Лакирование и сушка	X12 Готовая сборка
13.Выходной контроль	X13 Годная к работе сборка
14.Установка всех элементов	X14 П.п. с установленными элементами
15.Пайка	X11 П.п. с припаянными элементами
16.Установка резисторов	X15 П. п. с установленными резисторами
17.Установка транзисторов, катушки, перемычки	X16 П.п. с установленными транзисторами, катушками, перемычками
18.Установка конденсаторов	X17 П. п. с установленными конденсаторами
19.Установка ИК-приёмника, передатчика, кварцевых резонаторов	X18 П. п. с установленными ИК-приёмником, передатчиком, кварцевыми резонаторами
20.Установка диодов, DIP-14	X19 П. п. с установленными диодами, Dip-14
21.Пайка	X11 П.п. с припаянными элементами
22.Установка перемычки	X20 П. п. с установленной перемычкой
23.Установка конденсаторов	X21 П. п. с установленными конденсаторами
24.Установка диодов	X22 П. п. с установленными диодами
25.Установка катушки индуктивности	X23 П. п. с установленной катушкой индуктивности
26.Установка транзисторов	X24 П. п. с установленными транзисторами
27.Установка ИК-приёмника, передатчика	X25 П. п. с установленным ИК-приёмником, передатчиком
28.Установка кварцевых резонаторов	X26 П. п. с установленными кварцевыми резонаторами
29.Установка включателей	X27 П. п. с установленными включателями
30.Установка DIP-14	X28 П.п. с установленными элементами
31.Пайка	X11 П.п. с припаянными элементами

Таблица 2 (расшифровка сокращений рис. 3).

Номер операции	Содержание операции.
Оп.1.	Установка резисторов
Оп.2.	Установка транзисторов, катушки, перемычки
Оп.3.	Установка конденсаторов
Оп.4.	Установка ИК-приёмника, передатчика, кварцевых резонаторов
Оп.5.	Установка диодов, DIP-14
Оп.6.	Пайка
Оп.7.	Лакирование
Оп.8.	Выходной контроль готового изделия

Расчёт ритма конвейера

Т=60F/N ,

K_i=t_i/T ,

К_о= К₁+ К₂+ К₃+ К₄+ К₅+ К₆+ К₇+ К₈

где Т-такт,

F-годовой фонд рабочего времени,

N-годовая программа выпуска изделий,

K_i-количество рабочих мест на поточной линии по данной операции,

t_i-норма времени данной i-ой операции поточной линии,

K_о- общее количество рабочих мест.

F=2018ч. (без учёта отпуска)

N=1100000 шт.

T=1850*60/1100000=0.11

К₁= 3/0.1=30

К₂= 1/0.1=10

К₃= 2/0.1=20

К₄= 1.1/0.1=11

К₅= 1.3/0.1=13

К₆= 6/0.1=60

К₇= 20/0.1=200

К₈= 3/0.1=30

K_о=374

Для разработанного технологического процесса сборки узла ЭА заполняем таблицу .

Таблица №3. Исходные данные для расчёта.

№ опер.	Наимено- вание операции	Число рабочих мест	Среднее Время выполнения операции	Среднестати- стическое отклонение времени выполнения	Вероятность Годности элементов изделия	Вероятность надежности контроля элементов
1	OP1	30	0.05	0.0005	0.92	0.96
2	OP2	10	0.017	0.00001	0.88	0.98
3	OP3	20	0.033	0.0001	0.93	0.97
4	OP4	11	0.0183	0.0005	0.92	0.98
5	OP5	13	0.022	0.0008	0.91	0.98
6	OP6	60	0.1	0.001	0.80	0.98
7	OP7	120	0.34	0.002	0.99	0.99
8	OP8	30	0.05	0.0005	0.99	0.99

Расшифровка наименований операций- см. таблицу 2.



3. Работа с программой RITM

1. Задаём условия работы оптимального ритма конвейера, в виде чисел: точность расчета, номер предмета, собираемого на конвейере, плановый периода, число операций технологического процесса.

Значение точности расчётов 10

Значение времени планового периода 0.625час

Число технических операций 8

Вводим исходные данные из таблицы №1 в программу RITM.

После расчёта программа выводит ответ в следующем виде:

Расчётный ритм 0.0001

Расчётный задел 8263

Количество выпуска 1075 шт./0.625ч.

Оптимизация размещения контрольных точек по ходу производства.

№ операции	S изделия к i-ой операции	S затрат на з/п контроля i-ой операции	S затрат на амортиз. контр. оборуд.	S затрат На энергию потреб контр.об.	S затрат на контр. остнастку	S подготов. заключит. работ	S потерь связ. с повторным контролем	S Потерь из-за ошиб. забрак.	S Штрафа За просроч.	Штраф за Потерю Качества	S потерь связанных с уценкой	Знач достоверности контр. На 1 тех. операции
1	10	0	0	0	0	0	0	0	5	5	3	100
2	20	0	0	0	0	0	0	0	10	10	5	100
3	35	0	0	0	0	0	0	0	5	15	5	100
4	55	0	0	0	0	0	0	0	5	20	10	100
5	70	0	0	0	0	0	0	0	5	25	4	100
6	120	0	0	0	0	0	0	0	5	30	6	100
7	130	0	0	0	0	0	0	0	5	35	10	100
8	145	5000	300	150	3000	0	0	145	10	35	5	87



В случае применения контрольного оборудования минимальная сумма потерь составит -30310 едениц.

В случае неиспользования контрольных операций вообще потери составят 597 едениц.

Следовательно, данное производство не нуждается в контрольных операциях, так как сумма потерь в случае их использования больше чем при не использовании их.

Рис. 3. Схема сборки с базовой деталью.

Тип производства

К_зо=O/P

К_зо- коэффициент закрепления операций

O-количество различных операций,

P-количество рабочих мест для выполнения различных операций.

O=2150( за месяц)

P=374

K_зо=5,75

Производство крупносерийное, 1< K_зо<10.

Изменение номенклатуры.

При необходимости, изделие может выпускаться

-лакированным

-нелакированным

Оборудование.

Технологическая оснастка производственного процесса.

1)Стол радиомонтажника с ящиком, электроосвещением без электрооборудования

Каркас - несущий алюминиевый профиль.

Материал столешницы, полок - ламинированная ДСП.

Электрооборудование: 5 евророзеток 220В, Люминисцентная лампа 220В.

Габариты: высота 2000 мм, длинна 1400 мм, ширина 750 мм.

2)Формирователь выводов

3)Стул

4)Коврик антистатический ГОСТ 4997-75

Материал коврика 2х слоеный: латекс и полихлорвинил.

Удельное сопротивление: 10МОм - 1000МОм/м?.

Размеры коврика: 30 х 55см.

Толщина: 2мм.

5)Пинцет изогнутый ГОСТ 25102-90

Длина, мм 150

Вид инструмента изогнутый

Материал сталь

Самозахват нет

6)Держатель печатной платы

7)Печь терморадиационной сушки электронных блоков в горизонтальном положении "Радуга-18"

Максимальная температура сушки 250 град. С

Максимальные размеры обрабатываемых плат 400 х 300 мм.

Габаритные размеры, не более: 7620 х 800 х 1280 мм.

Питание установки осуществляется от 3-х фазной

четырехпроводной сети 380 В, 50 Гц.

Потребляемая мощность: максимальная 28 кВт.

Масса, не более 500 Кг.

Печь "Радуга-18" состоит из следующих составных узлов:

- модуль ускоренного нагрева - 1 шт.

- модуль поддерживающего нагрева - 2 шт.

- выходной модуль - 1 шт.

- пульт управления - 1шт.

- конвейерная цепь - 2шт.

Модуль ускоренного нагрева - предназначен для быстрого набора температуры, содержит 4 активных регулируемых зоны нагрева суммарной мощностью 11,2 кВт. и одну пассивную зону поддерживающего нагрева 5,6 кВт.

Модуль поддерживающего нагрева - содержит 2 пассивные расширенные зоны поддерживающего нагрева общей мощностью 11,2 кВт.

Выходной модуль - 1 пассивная зона поддерживающего нагрева 5,6 кВт., также зона остывания и привод конвейера.

Все модули оснащены зонтами для удаления испарений.



8)Лупа

CT-200U-5 лупа с подсветкой (5х)

9)Паяльная станция

Двухканальная аналоговая паяльная станция SL-916 фирмы Solomon совмещает в себе две независимые станции - монтажную и демонтажную. Регулировка и автоматическое поддержание заданной температуры в обоих каналах осуществляется независимо. В основном блоке расположен также компрессор, создающий разряжение до 500 мм. рт. ст. для работы отсасывающего устройства.

Отличительной особенностью является питание демонтажного пистолета ~24В, у аналогичных устройств питание в большинстве случаев ~220В.

Напряжение питания ~ 220-240 В, 50-60 Гц, 60 Вт. Габаритные размеры 240х220х170 мм. SL-916 имеет светодиодную индикацию (шкала), SL-916D - имеет цифровую индикацию. Масса 6,5 кг.

Паяльник SL-I. Напряжение питания паяльника ~24В, 48Вт. Диапазон температур 150-420 °С. Время нагрева до 200 °С ~ 30 сек. Сопротивление изоляции более 400 МОм при 400 °С.

Демонтажный пистолет SL-916G. Напряжение питания демонтажного пистолета ~24В, 60 Вт. Диапазон температур 210-480 °С. Вакуумное разряжение 570 мм. рт. ст. Время нагрева до 200°С ~ 30 сек. Сопротивление изоляции более 400 МОм при 400 °С.



10)Конвейер пластинчатый

11)Ванночка для валика

12)Кисточка антистатическая

Размещено на Allbest.ru