Разработка гибкого производства по выпуску фазового компаратора (KURSOV)

Посмотреть архив целиком


Московский государственный авиационный институт









Курсовой проект по теме:


Разработка гибкого автоматизированного производства по выпуску Фазового компаратора











Работу выполнил: Работу проверил:

Студент гр. Рк-504 Преподаватель

Ляхова Н.Б.







2000



Содержание:


Введение: 3

Цель работы


Глава1. Анализ исходных данных 4

    1. Анализ конструкторской документации и технологических требований на ЭМ 4

    2. Анализ технологичности конструкции 4

    3. ТЗ на корректировку КД для автоматизированного изготовления 11


Глава2. Разработка технологического процесса 11

2.1 Выбор и обоснование основных технологических процессов 11

2.2 Формирование рациональной последовательности технологических процессов 13


Глава3. Синтез автоматизированного производства 17

    1. Синтез структура АП 17

    2. Подбор оборудования и компоновка гибкой автоматизированной линии 19

    3. Анализ структуры гибкого автоматизированного модуля 24


Глава4. Организационно-экономические аспекты производства 25

    1. Синтез маршрута изготовления 25

    2. Роль человека а автоматизированном производстве 25

    3. Использование комплексной системы проектирования и изготовления 26


Заключение 28

Результаты работы.


Литература 29


Приложения:

Приложение1.

Приложение1.1 Маршрутная карта производства (MS Project) 30

Приложение1.3 Таблица стоимости изготовления фазового компоратора 32

Приложение1.5 Схема изготовления 35

Приложение1.7 ГАМ получения рисунка ПП 37

Приложение1.8 Таблица стоимости получения рисунка ПП 38

Приложение1.9 Структурная схема ГАМ 39


Приложение2.

Компановка ГАЛ по производству печатных плат 40


Приложение3.

Приложение3.1 Ведомость покупных изделий 41

Приложение3.3 Печатная плата 44

Приложение3.4 Сборочный чертёж 45

Приложение3.5 Спецификация 46

Введение.

Курсовое проектирование по предмету “ Технология и оборудование автоматизированного производства РЭС” позволяет закрепить, систематизировать и расширить теоретические знания студентов в процессе разработки технологических процессов изготовления конкретных электронных модулей РЭС.

Целью данного проекта является систематизация и закрепление знаний, навыков, умений в области конструирования и производства микроэлектронных изделий, отличающихся высоким качеством и эффективностью производства.

Задачами проектирования являются:

  1. Овладение навыками проектирования технологических процессов изготовления РЭС, включая изучение технической литературы, анализ технологичности конструкции, выбор и обоснование структурной схемы технологических процессов изготовления коммутационных устройств, сборки и монтажа РЭС, выбор и обоснование технологического оборудования и оснастки;

  2. овладение практическим навыками создания технологической документации в соотвецтвии с требованиями ЕСТД и ОСТов;

  3. разработка технологического процесса и технологической документации на конкретный электронный модуль РЭА.

Также при проектировании решаются следующие задачи:

    • выбор и обоснование технологических процессов производства пассивной плата микросхемы;

    • анализ физико-химических процессов критичной операции изготовления разработанной топологии фрагмента;

    • разработка технологической документации на один из процессов изготовления пассивной платы.



























Глава 1. Анализ исходных данных

    1. Анализ конструкторской документации и технических требований на ЭМ.

Исходные данные:

      • технологическое описание на аппаратуру, в состав которой входит ЭМ;

      • сборочный чертёж и спецификация;

      • топологические чертежи;



Данная ячейка целиком собрана на дискретных элементах , для монтажа элементов использована двухсторонняя печатная плата с односторонним печатным монтажом, обратная сторона платы металлизируется для придания лучшей помехозащищённости изделию. Плата изготавливается комбинированным позитивным методом.

Ячейка содержит 7 резисторов типа ОС6-9 , номиналом 150 Ом, 301Ом и 1кОм соотвецтвенно; 7 конденсаторов типа ОСК10 –17В Ёмкостью 51 пФ, 470 пФ и 0.22 мкФ и один конденсатор подстроечный типа ОСКТ4-27 на номинал 3-5 пФ.

На плату устанавливаются две микросхемы 597СА2 ,а также микросхема ОС530ЛА3 и ОС530ТМ2. Все микросхемы имеют планарные выводы. Также в состав платы входит фильтр БА23 – 1000 пФ.






1.2. Анализ технологичности конструкции


1.2.1.Понятие технологичности конструкции

Одной из важнейших характеристик, влияющих на точность, качество и себестоимость аппаратуры, является технологичность конструкции. Под технологичностью понимается такое качество конструкции изделий, которое позволяет применить прогрессивные методы технологии и организации производственных процессов, обеспечивающие высокую производительность труда и минимальную себестоимость при соблюдении заданных требований. Отработка технологичности конструкции направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт в целях обеспечения необходимого качества изделия.

Высокая технологичность конструкции изделия достигается совместным трудом разработчика, конструктора и технолога. На начальном этапе разработчик, как правило, намечает несколько схемотехнических решений. Конструктор по выбранной им принципиальной схеме компонует изделие. Совместно решается также проблема технологичности конструкции с учётом масштаба выпуска изделия и конкретных условий производства.






1.2.2. Определение конструкторских показателей технологичности


Коэффициент повторяемости компонентов и МСБ


Кпов мс= 1 – nт.к.м /Nк.м. , где

nт.к.м. – количество типоразмеров компонентов и МСБ;

Nк.м. – общее количество компонентов, микросхем и МСБ.

Подставив получим:


Кпов мс= 1 – 11 / (2+1+1+5+1+1+1+2+1+1+4)

Кпов мс= 1 – 11 /20 = 0.45


Коэффициент повторяемости печатных плат:


Кпов пп= 1 – nт.пп / Nпп , где

nт.пп – количество типоразмеров печатных плат, в том числе многослойных (без учёта числа слоёв);

Nпп – общее количество печатных плат


Т.к. наша ячейка собирается на одной плате, то коэффициент повторяемости печатных плат равен 0.


Коэффициент повторяемости материалов:


Кпов.м= 1 – nмм/nор.д , где

nмм – количество марок материалов, применяемых в изделии;

nор.д –количество оригинальных деталей.


Т.к в состав нашей ячейки входят только дискретные элементы, то количество материалов будет зависеть только от количества материалов используемых при изготовлении печатной платы и материалов / составов необходимых для установки элементов на плату и защиту изделия от внешних воздействий.

Для изготовления платы требуется:

      • стеклотекстолит СОНФ-1 ТУ16- 503.204- 80

Для установки элементов требуются:

      • припой ПОСК 50-18 ГОСТ 21931-76

      • припой ПОС 61

      • Клей ВК-9 ОСТ 4Г 0.029.204

      • Эмаль для маркировки ЭП-572 ТУ6- 10- 1539- 76

      • Эмаль для маркировки ЭП- 941Ш ТУ6- 10- 1663- 78


Т.о. получим:

Кпов.м= 1 – 5/23 = 0.78


Коэффициент использования микросхем и МСБ:


Кисп.мс= nмс / N ,где

nмс –количество микросхем и МСБ в изделии;

N – общее количество ЭРЭ, микросхем и МСБ.


Подставив получим:

Кисп.мс= 4 / 23 = 0.174


Коэффициент установочных размеров (шагов) ЭРЭ, компонентов и микросхем (МС):


Ку.р= 1 - nу.р / N ,где


nу.р- количество установочных размеров ЭРЭ, МС и компонентов.


Подставив получим:


Ку.р= 1 – 42 / 23 = - 0.826


Коэффициент стандартизации конструкции:


Кс= 1 – nор / N ,где

nор – количество оригинальных (нестандартных) ЭРЭ и конструктивных элементов (в том числе и МСБ).


Подставив получим:


Кс= 1- 4 / 23 = 0.826

Коэффициент унификации (повторяемости) конструкции:


Ку= 1 - nнаим /N ,где

nнаим – число наименований микросхем, МСБ, ЭРЭ и конструктивных элементов по спецификации изделия.


Подставив получим:


Ку=1- 20 / 23 = 0.131


Коэффициент использования площади коммутационной платы:


Ки.п= jэ.к / j к.п ,где

jэ.к- площадь занимаемая элементами, компонентами, контактными площадками и соединительными проводниками;

jк.п – площадь коммутационной платы.

Площадь металлизации платы – 60 кв.см ( 600 кв. mm)

Площади элементов :

      • DA1, DA2 ( 11.75*10.75 mm)

      • DD1, DD2 (7.5*9.5 mm)

      • R1 – R7 (1.25*1.25 mm)

      • C1, C2, C7 (1.5*1.5 mm)

      • C3 – C6 (3.25*4 mm)

      • C8 (2.5*2.5 mm)

      • L1 – L4 (2.25^2*3,14 mm)

Суммарная площадь всех элементов: 236.5 кв. мм

Подставив получим:


Ки.п= 600+236.5 / 2880 = 0.29


1.2.3. Определение производственных показателей технологичности


Для выбора варианта конструкции изделия на основе разработанной структурной схемы и маршрутных карт ТП производят расчёт частных производственных показателей.



Коэффициент простоты изготовления изделий:


Кп.и= 1 – nп / (nэ + nк) ,где



nп – количество элементов и компонентов МСБ, требующих подгонки;

nэ – общее количество напыляемых (или изготавливаемых другими методами ) элементов;

nк – общее количество компонентов.


Подставив получим:


Кп.и.= 1 – 0 / (4 +23) = 1


Коэффициент расширенных допусков:


Кр.д.= nр.д. / nэ ,где

nр.д. – количество напыляемых ( или изготавливаемых другими методами) элементов с допусками >= 10% от номинала;


Подставив получим:


Кр.д= 4 / 23 = 0.174


Коэффициент простоты обеспечения заданной конфигурации элементов:


Кп.о.к.= nм.т / nэ , где

nм.т – количество элементов, получаемых с помощью свободных масок или трафаретов:


В составе нашей ячейки плёночные элементы отсутствуют, поэтому Кп.о.к.= 0


Коэффициент совмещения вакуумных циклов процесса напыления слоёв пассивной части:


Кс.в.ц= 1 – nв.ц. / nс , где

nв.ц – число вакуумных циклов откачки подколпачного устройства установки для напыления пассивной части МСБ;

nс – число всех слоёв МСБ.


В составе нашей ячейки плёночные элементы отсутствуют, поэтому Кс.в.ц = 0.


Коэффициент простоты выполнения монтажных соединений:


Кп.м.с= 1 - nг.в / nм.с , где

nг.в – количество монтажных соединений, выполняемых с использованием гибких выводов и проволочных перемычек;

nм.с – общее количество монтажных соединений.


В составе нашей ячейки гибкие выводы имеют микросхемы:

      • DA1, DA2 – по 16 шт;

      • DD1, DD2 – по 14 шт; индуктивности:

      • L1 – L4 по 2 шт.

Подставив получим:


Кп.м.с=1 – 68 / 94 = 0.277


Коэффициент ограничения числа видов сборочно-монтажных соединений:


Ко.в.с= 1 – nв.с / nп.с , где

nв.с – число видов соединений с учётом конкретного способа их выполнения (ультразвуковая пайка, электроннолучевая или лазерная сварка, склеивание теплопроводящим клеем, контактолом и т .д. );

nп.с – число пар соединяемых (любым видом соединения) конструктивных элементов изделия.

Применяемые соединения:

      • паянное припоем ПОСК 50 – 18 ГОСТ 21931- 76 ( 34)

      • паянное припоем ПОС 61 ( 60 )

      • клееное клеем ВК –9 ОСТ 4Г 0.029.204 ( 4+3 )

Ко.в.с= 1- 3 / 101 = 0.97


Коэффициент использования групповых методов обработки:


Ки.г.м= nг.м / nоп , где

nг.п – число операций технологического процесса, предусматривающих использование групповых методов обработки;

nоп – общее число операций.


Групповые методы обработки в нашем случае будут применятся на следующих стадиях изготовления печатной платы:

      • нарезка заготовок;

      • сенсибилизация;

      • химическая металлизация отверстий;

      • гальваническое нанесение меди;

      • травление меди с пробельных мест.


Подставив получим:

Ки.г.м= 5 / 11 +31 = 0.119


Коэффициент автоматизации и механизации установки монтажа изделий:


Ка.м= nа.м / nм.с , где

nа.м – количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом;


В нашем случае все монтажные соединения будут выполняться автоматически, за исключением установки индуктивностей L1 – L4 и распайки их выводов.


Поэтому получим:


Ка.м = 86 /94 =0.915


Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров:

Ка.к= nа.к / Nк , где

nа.к – количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить автоматизированным или механизированным способом;

Nк – общее количество операций контроля и настройки.


Подставив получим:


Ка.к= 2 / 3 = 0.667


Коэффициент применения типовых технологических процессов:


Кттп= nттп / nоп , где


nттп – количество операций выполняемое по типовым технологическим процессам:


По типовым тех процессам в нашем случае выполняются следующие операции:

      • все операции изготовления ПП (11 шт);

      • нанесение маркировки;

      • нанесение защитного покрытия;

      • выходной контроль.


Т.о. получим:


Кттп= 14 / 42 =0.333



Комплексная оценка технологичности:

Комплексная оценка технологичности изделия производится по пятибалльной системе. Численные значения частных показателей технологичности Кi переводятся при этом в бальную оценку:


Бi= 4 – (Кнi – Кi) / Кi , где

Кнi- нормативное значение показателя (берётся из табл. 2.1 литер.2 ) на данном уровне развития техники и технологии;

Кi – расчётное значение показателя разрабатываемого изделия;

Кi – эквивалент одного балла, численные значения которого приведены в табл. 2.1.



пп

Наименование

показателя

Обозначение

Кi

Значение

нормативного показателя Кнi

Эквивалент

одного балла

Кi

Расчётный

частный

показатель

Кi

Бальный

показатель

Б


А. Конструктор-

ские показатели, определяемые коэффициентами:







1

повторяемости микросхем и МСБ

Кпов.мс

0.95

0.2

0.45

1.5

2

повторяемости ПП

Кпов.пп

0.95

0.2

0

-0.75

не нужен

3

повторяемости материалов

Кпов.м

0.7

0.25Кн

0.78

4.46

4

использования микросхем и МСБ

Кисп.мс

0.8

0.12

0.174

-1.22

5

установочных размеров ЭРЭ

Кур

0.85

0.25Кн

-0.826

-3.9

6

стандартизации конструкции изделия

Кс

0.85

0.25Кн

0.826

3.89


7

унификации конструкции изделия

Ку

0.7

0.25Кн

0.131

0.75

8

использования площади ПП

Ки.п

0.6

0.1

0.29

0.9


Производственные показатели, определяемые коэффициентами:






1

простоты изготовления МСБ

Кпи

0.95

0.2

1

4.25

2

расширенных допусков

Кр.д

0.9

0.3

0.174

1.58

3

простоты обеспечения заданной конфигурации

Кпок

0.5

0.2

0

1.5

не нужен

4

совмещение вакуумных циклов

Ксц

0.6

0.15

0

0

не нужен


5


простоты выполнения монтажных соединений


Кпмс


0.6


0.15


0.277


1.85

6

ограничения видов соединений

Ковс

0.9

0.1

0.97

4.7

7

использования групповых методов обработки

Кигм

0.4

0.25

0.119

2.88

8

автоматизации установки и монтажа

Ка.м

0.87

0.3

0.915

4.15

9

автоматизации контроля и настройки

Ка.к

0.5

0.13

0.667

5.28

10

применения типовых техпроцессов

Кттп

0.6

0.15

0.333

2.22


С учётом корректировки показателей технологичности рассчитывают среднебальный показатель:


Бср= Бi / N , где

N – количество показателей, участвующих в оценке ( в том числе приравненных к 0).


Подставив получим:


Бср= 33.29 / 18= 1.85


1.3 ТЗ на корректировку КД для автоматизированного изготовления

В ходе анализа документации и анализа технологичности конструкции, выяснилось, что невозможно реализовать автоматизированную транспортировку заготовок из-за того что не предусмотрена система их маркировки. Наиболее проста и надёжна в эксплуатации система опознавания изделия по штрхкоду. Для нашего производства печатных плат она подходи, как нельзя лучше, следовательно, её и возьмём за основу.

Штриховая маркировка будет нанесена на бумажных стикерах, наклеиваемых на плату и будет считываться на автоматических ИК устройствах считывания. Т.о. необходимо включить в схему технологического оборудования автомат для нанесения штриховой маркировки.



Глава2. Разработка технологического процесса


2.1 Выбор и обоснование основных технологических процессов


Основными технологическими процессами при изготовлении данной функциональной ячейки будут являться:

      • изготовление платы;

      • контроль параметров готовой платы;

      • установка элементов на плату;

      • электрический монтаж соединений;

      • контроль;

      • нанесение маркировки и защитного покрытия;

      • регулировка выходных электрических параметров ячейки;

      • выходной контроль.

Изготовление платы то ТЗ будет производится позитивным комбинированным методом. Достоинствами этого метода являются повышенное качество паянного соединения элемента платы с контактной площадкой, хорошая металлизация отверстий, а так же хорошая механическая и электрическая стабильность при сравнительно малых размерах КП. Другие методы изготовления платы применять нежелательно по следующим причинам:


Случайные файлы

Файл
36998.rtf
159158.rtf
41664.rtf
ref.doc
77501-1.rtf