Разработка технологии конструкции лабораторного стенда для исследования параметров оптронов
Не требует отдельного источника питания, так как потребляет малое количество электроэнергиипитание 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 окошкаодно под микросхему, для… Читать ещё >
Разработка технологии конструкции лабораторного стенда для исследования параметров оптронов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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 электроэнергиипитание 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 окошкаодно 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 1 100 000 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 10 000 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 ,
Ki=ti/T ,
Ко= К1+ К2+ К3+ К4+ К5+ К6+ К7+ К8
где Т-такт,
F-годовой фонд рабочего времени,
N-годовая программа выпуска изделий,
Ki-количество рабочих мест на поточной линии по данной операции,
ti-норма времени данной i-ой операции поточной линии,
Kо— общее количество рабочих мест.
F=2018ч. (без учёта отпуска)
N=1 100 000 шт.
T=1850*60/1 100 000=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
Kо=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 | |
OP1 | 0.05 | 0.0005 | 0.92 | 0.96 | |||
OP2 | 0.017 | 0.1 | 0.88 | 0.98 | |||
OP3 | 0.033 | 0.0001 | 0.93 | 0.97 | |||
OP4 | 0.0183 | 0.0005 | 0.92 | 0.98 | |||
OP5 | 0.022 | 0.0008 | 0.91 | 0.98 | |||
OP6 | 0.1 | 0.001 | 0.80 | 0.98 | |||
OP7 | 0.34 | 0.002 | 0.99 | 0.99 | |||
OP8 | 0.05 | 0.0005 | 0.99 | 0.99 | |||
Расшифровка наименований операцийсм. 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 | |
В случае применения контрольного оборудования минимальная сумма потерь составит -30 310 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 Кзо=O/P
Кзо— коэффициент закрепления операций
O-количество различных операций,
P-количество рабочих мест для выполнения различных операций.
O=2150(за месяц)
P=374
Kзо=5,75
Производство крупносерийное, 1< Kзо<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 220 В, Люминисцентная лампа 220 В.
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: 30×55см.
Толщина: 2 мм.
5)Пинцет изогнутый ГОСТ 25 102–90
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 400×300 мм.
Габаритные размеры, не более: 7620×800×1280 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 ~24 В, у аналогичных устройств питание в большинстве случаев ~220 В.
Напряжение питания ~ 220−240 В, 50−60 Гц, 60 Вт. Габаритные размеры 240×220×170 мм. SL-916 имеет светодиодную индикацию (шкала), SL-916D — имеет цифровую индикацию. Масса 6,5 кг.
Паяльник SL-I. Напряжение питания паяльника ~24 В, 48Вт. Диапазон температур 150−420 °С. Время нагрева до 200 °C ~ 30 сек. Сопротивление изоляции более 400 МОм при 400 °C.
Демонтажный пистолет SL-916G. Напряжение питания демонтажного пистолета ~24 В, 60 Вт. Диапазон температур 210−480 °С. Вакуумное разряжение 570 мм. рт. ст. Время нагрева до 200 °C ~ 30 сек. Сопротивление изоляции более 400 МОм при 400 °C.
10)Конвейер пластинчатый
11)Ванночка для валика
12)Кисточка антистатическая