58149

Сенсорный пульт управления

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Основными критериями при выборе элементной базы являлись требования по надежности и температурному режиму. Также большое внимание уделялось габаритным размерам электронных компонентов и наличию технической документации.

Русский

2014-05-26

1.2 MB

7 чел.

Оглавление

Введение 4

1. Анализ электрической схемы блока «Источник питания» 5

1.1. Принцип работы блока «Источник питания» 5

2. Разработка конструкции блока «Источник питания» 6

2.1. Анализ требований к условиям эксплуатации 6

2.2. Выбор комплектующих, материалов и покрытий 7

2.3. Разработка общего компоновочного решения 11

2.4. Расчет теплового режима блока 12

2.5. Анализ виброзащищенности блока 18

2.6. Расчет надежности блока 20

2.7. Разработка рекомендаций по улучшению конструкции блока 22

3. Разработка технологии сборки и монтажа «Источник питания» 23

3.1. Конструктивно-технологический анализ устройства 23

3.1.1. Анализ технологичности конструкции устройства с учётом её назначения и заданной программы выпуска 23

3.1.2. Меры по повышению технологичности конструкции устройства 25

3.1.3. Перечень сборочных элементов устройства 26

3.2. Разработка вариантов технологического процесса сборки и монтажа устройства 27

3.2.1 Схемы сборочного состава «веерного типа» 27

3.2.3. Технологические схемы сборочного состава 32

3.3. Выбор оборудования и материалов, применяемых при сборке и монтаже устройства, задание критериев выбора 35

3.3.1. Выбор оборудования 41

3.3.2. Выбор материалов, определение нормы расхода материала 45

3.3.3. Пары соединяемых материалов 48

3.4. Определение комплексных показателей технологичности разработанных ТП 49

3.5. Расчет основных технологических показателей сборочно-монтажного производства 52

3.6. Выбор варианта технологического процесса по критерию технологической себестоимости 56

3.7. Разработка маршрутной технологии сборки и монтажа устройства 59

Заключение 60

Литература 61

Введение

     Датчик  (сенсор) - чувствительный элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий измеряемую величину в удобный для использования сигнал. В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

  1.  Анализ электрической схемы блока «Источник питания»

1.1. Принцип работы  « Сенсорного пульта управления »

Устройство содержит генератор, вырабатывающий импульсы частотой 300-500 Гц. Их скважность (отношение длительности импульса к паузе) составляет 1:40 и определяется отношением сопротивлений R1 и R2. Если к сенсорной пластине Е1 приложить палец, начнет заряжаться конденсатор С2. Скорость и время заряда этого конденсатора зависит от сопротивлениями между контактами. В соответствии с зарядно-разрядными процессами будет изменяться величина управляющего через схему управления. Изменяя силу и время прижатия пальцев к сенсорным площадкам Е1 и Е2 можно управлять уровнем выходных сигналов, интенсивностью свечения светодиодов HL1 и HL2.

  1. Разработка конструкции « Сенсорного пульта управления »  

2.1. Анализ требований к условиям эксплуатации

К «Сенсорному пульту управления» предъявляются следующие требования:

- Диапазон рабочих температур: от +100C до +400C

- Максимально допустимая относительная влажность воздуха 90% при температуре 25±4 0C

- Вибрация в диапазоне частот от 150 Гц до 200 Гц при ускорении 2g

- Вероятность безотказной работы должна быть не менее 0,95 за время работы 16000 ч

2.2. Выбор комплектующих, материалов и покрытий

Основными критериями при выборе элементной базы являлись требования по надежности и температурному режиму. Также большое внимание уделялось габаритным размерам электронных компонентов и наличию технической документации.

Конденсаторы

В качестве конденсаторов C2, С3были выбраны электролитические конденсаторы производства Murata Manufacturing (рис. 2.1).

                                                   Рисунок 2.1

В качестве конденсатора C1 был выбран электролитический

конденсатор производства Murata Manufacturing (рис. 2.2).

                                         Рисунок 2.2

В качестве резистора R1 был выбран резистор типоразмера 1206 производства компании Vishay (рис. 2.3).

Рисунок 2.3

В качестве резистора R2 был выбран резистор типоразмера 0603 производства компании Vishay (рис. 2.4).

                                                                  Рисунок 2.4

В качестве резисторов R3, R4были выбраны пленочные резисторы типоразмера 0805 производства компании Vishay, рассчитанные на мощность 0,125 Вт (рис. 2.5).

Рисунок 2.5

В качестве резисторов R5, R6 были выбраны пленочные резисторы типоразмера 0603 производства компании Vishay, рассчитанные на мощность 0,063 Вт (рис. 2.6).

                            

                                                                  Рисунок 2.6

В качестве VT1, VT2были выбраны биполярные комплементарные транзисторы общего назначения КТ3153А9  (рис. 2.7).

Рисунок 2.7

В качестве соединителей X1,X2 выбраны соединители производства компании Molex Inc (рис. 2.8).

Рисунок 2.8

В качестве диодов VD1…VD4 были выбраны DL4148 (рис. 2.9).

Рисунок 2.9

В качестве соединителя X9 был выбран IECC8 2576 производства Schurter, устанавливаемый на корпус блока(рис. 2.10).

Рисунок 2.10

Устройство выполняется в корпусе 1590Jпроизводства компании Hammond. Корпус выполнениз АБС-пластика (рис. 2.11). Габаритные размеры корпуса 91 х 67 х 52мм.

                                                                           Рисунок 2.11

2.3. Разработка общего компоновочного решения

Печатная плата сенсорного пульта управления выполняется на стеклотекстолите FR-4.Устройство размещается в негерметичном пластиковом корпусе 1590J, который дорабатывается согласно РТН 03.2102.01.00.02. Плата устройства устанавливается на 5-мм латунные стойки на днище корпуса. Соединители X7, X8,сенсорные кнопки Е1и Е2, светодиоды HL1 и HL2 закрепляются на стенках корпуса и соединяются с платой посредством X1…X6.

2.4. Расчет теплового режима блока

Исходные данные:

- Диапазон рабочих температур: от +100С до +400С

- Коэффициент теплоотдачи (конвекция в воздухе):α=

- Коэффициент теплопередачи воздуха

- Коэффициент теплопередачи латуни

- Коэффициент теплопередачи меди

- Коэффициент теплопередачи FR-4

- Расстояние от поверхности платы до верхней стенки корпуса l1=0,041м

- Расстояние от поверхности платы до нижней стенки корпуса l2=0,005м

- Плата установлена на 4 стойках, диаметром 0,005 м, выстой 0,005м

- Размеры платы 0,059x 0,037x 0,001 м

- Размеры корпуса 0,91x 0,67x 0,052м

- Устройство содержит 2 резистора мощностью по 0,125 Вт, 3 – 0,063 Вт и                                                        .           1- 0 ,25 Вт

- Характеристики транзисторов (Таблица 2.1)

Таблица 2.1

Обозн.

t max, 0С

U пит, В

I потр, А

P, Вт

Rпк, 0С/Вт

VT1

+150 0C

9

0,04

0,036

360

VT1

+150 0C

9

0,04

0,036

360

DD1

+150 0C

9

0,1

0,9

360

Предположим, что блок находится без контакта с теплоотводящими поверхностями и свободно расположен в воздухе.

Для расчета воспользуемся методом тепловых схем. Тепловая схема приведена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12

Где

P1, P2, P3, P4 – мощности, рассеиваемыетранзисторами;

Pрез – мощность, рассеиваемая на резисторах;

tп1, tп2, tп3, tп4– температуры на транзисторах;

Rп-к1, Rп-к2, Rп-к3, Rп-к4– тепловое сопротивление транзисторов;

tпл1 – температура платы с верхней стороны;

tпл2 – температура платы с нижней стороны;

Rпл– тепловое сопротивление платы;

Rотв – тепловое сопротивление металлизированных отверстий;

Rпл-к1 – тепловое сопротивление плата-корпус с верхней стороны;

Rпл-к2 – тепловое сопротивление плата-корпус с нижней стороны;

Rст – тепловое сопротивление стоек;

tк – температура корпуса;

Rкс – тепловое сопротивление корпус-среда;

tс – температура среды;

Суммарная мощность, рассеиваемая на транзисторе и микросхеме:

Вычислим суммарную мощность, рассеиваемую на резисторах:

Коэффициент нагрузки резисторов не превышает 0,7.

Вычислим суммарную мощность блока:

Вычислим площадь корпуса:


Вычислим температуру корпуса:

Вычислим площадь платы:

Вычислим тепловое сопротивление платы:

Вычислим тепловое сопротивление металлизированных отверстий:

На плате имеется 1 вид металлизированных отверстий. Толщина металлизации t = 0,00002 м. Площадь металлизации найдем по формуле:

                                         

Тепловое сопротивление металлизации найдем по формуле:

Результаты занесены в таблицу 2.2


Таблица 2.2

№

Количество отверстий,  N

Диаметр d х10-3 , м

Площадь металлизации Sметi х10-6, м2

Тепловое сопротивление металлизации Rмет, оС/Вт

1

12

0,4

12,57

0,12

 

Вычислим площадь сечения стойки:

Общая площадь стоек:

Вычислим тепловое сопротивление стоек:

Вычислим тепловое сопротивление между поверхностью платы и верхней стенкой корпуса:

Вычислим тепловое сопротивление между поверхностью платы и нижней стенкой корпуса:

Суммарное сопротивление плата-корпус:

Вычислим температуру верхней стороны платы:

Вычислим температуры транзистора и микросхемы:

Расчеты показали, что спроектированный блок удовлетворяет предъявленным требованиям по температурному режиму. Температурытранзисторов не превышают допустимых.

2.5. Анализ виброзащищенности блока

Исходные данные:

- Вибрация в диапазоне частот от 150 Гц до 200 Гц при ускорении 2g

- Плата имеет 4 точки крепления по углам

- Размеры платы 0,059x 0,037x 0,001 м

- Коэффициент Пуассона μ = 0,2413

- Модуль упругости материала E*10-11= 0,36Н/м2

- Плотность материала платы ρ*10-3 = 1,65 кг/м3

- Масса элементов (Таблица 2.3)

Таблица 2.3

Комп.

Масса, кг

Комп.

Масса,кг

C1

0,0001

VD2

0,0003

С2

0,0002

VD3

0,0003

C3

0,0002

VD4

0,0003

R1

0,0003

VT1

0,0004

R2

0,0001

VT2

0,0004

R3

0,0002

X1

0,0005

R4

0,0002

X2

0,0005

R5

0,0001

X3

0,0006

R6

0,0001

X4

0,0006

DD1

0,0007

X5

0,0006

VD1

0,0003

X6

0,0006

Общая масса всех элементов me = 0,076кг.

Вычислим коэффициент закрепленияα:

Определим цилиндрическую жесткость пластины:

Вычислим массовый показатель платы:

Вычислим величину массы на единицу площади пластины:

Определим резонансную частоту:

Собственная резонансная частота спроектированного блока превышает максимально допустимую более чем в 3 раза. Следовательно устройство можно считать вибростойким.

2.6. Расчет надежности блока

Исходные данные:

- Вероятность безотказной работы должна быть не менее 0,95 за время работы 16000 ч

- Интенсивность отказов ЭБ (Таблица 2.4)

Таблица 2.4

Элемент

loi*10-8/ч

а1

а2

Kн

li*10-8/ч

Pi(t)

C1

5

2

1

0,6

10

0,99840

C2

5

2

1

0,6

10

0,99840

C3

5

2

1

0,6

10

0,99840

R1

5

1,75

1

0,6

8,75

0,99860

R2

1

2

1

0,6

2

0,99968

R3

1

2

1

0,6

2

0,99968

R4

1

2

1

0,6

2

0,99968

R5

1

2

1

0,6

2

0,99968

R6

DD1

1

2

1

0,6

2

0,99968

VD1

1

2

1

0,6

2

0,99968

VD2

1

2

1

0,6

2

0,99968

VD3

1

2

1

0,6

2

0,99968

VD4

1

2

1

0,6

2

0,99968

VT1

1

2

1

0,6

2

0,99968

VT2

1

2

1

0,6

2

0,99968

HL1

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

HL2

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

E1

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

E2

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

X1

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

X2

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

X3

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

X4

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

X5

X6

X7

X8

5

2,5

2

0,6

25

0,99601

Интенсивность отказов в лабораторных условиях рассчитывается по формуле:

i = oi*a1 * a2

Результаты занесены в таблицу 2.4.

Вычислим вероятность безотказной работы элемента за время 16000 ч:

Вычислим вероятность безотказной работы системы за время 16000 ч. Для этого перемножим вероятности безотказной работы всех элементов. В результате получим:

0,95273

Расчеты показали, что спроектированный блок удовлетворяет предъявленным требованиям по вероятности безотказной работы.

2.7. Разработка рекомендаций по улучшению конструкции блока

В результате проведения расчетов теплового режима блока, виброзащищенности и надежности было установлено, что спроектированное устройство отвечает всем предъявленным к нему требованиям.

3. Разработка технологии сборки и монтажа «Источник питания»

3.1. Конструктивно-технологический анализ устройства

3.1.1. Анализ технологичности конструкции устройства с учётом её назначения и заданной программы выпуска

Базовой деталью технологии сборки и монтажа печатного устройства является основание (корпус).

Технологический процесс сборки и монтажа является завершающей частью общего технологического процесса изготовления печатного узла и включает в себя следующие укрупнения:

  1.  подготовку печатной платы к сборке и монтажу;
  2.  подготовку ЭРЭ;
  3.  сборку и монтаж ЭРЭ на плату;
  4.  визуальный контроль сборки платы;
  5.  сборку блока;
  6.  электрический контроль собранного блока.

Печатный узел с учетом его назначения и заданной программы выпуска является предварительным этапом разработки сборочно-монтажного процесса.

Конструкция печатного узла должна отвечать требованиям технологичности применительно к заданным условиям ее назначения и производства. Технологичной называют такую конструкцию печатного узла (платы, компонента, корпуса), которая при заданной программе выпуска и при заданных технологических требованиях позволяет применять технологические методы и формы организации производства, обеспечивающие её минимальную себестоимость. Основными факторами, определяющими технологичность конструкции, являются:

а)количество деталей конструкции;

б) конструктивные формы деталей;

в)количество применяемых марок и типоразмеров, материалов, их расход на изделие;

г) рациональное разделение изделия на сборочные единицы.

Технологичность является экономическим показателем конструкции и имеет значение для всех без исключения стадий изготовления, сборки и монтажа печатного узла. Основные требования к технологичности печатного узла при сборке и монтаже:

A)возможность выполнения независимой и параллельной сборки узлов, входящих в состав изделия;

Б) уменьшение количества соединений, а так же количества деталей в узлах;

B)возможность механизации и автоматизации сборочно-монтажных процессов;

Г) минимальное сокращение числа и времени сборочно-монтажных операций;

Д) применение наиболее технологичных видов соединений;

Е) возможность автоматизации процесса контроля сборки и монтажа.

Одновременно с повышением технологичности конструкции изделия, определяемой условиями сборки и монтажа печатного узла, должны учитываться требования технологичности к конструкциям деталей, входящим в нее.

Результатом конструктивно-технологического анализа печатного узла является создание таблицы перечня сборочных элементов.

3.1.2. Меры по повышению технологичности конструкции устройства

Технологичной называют такую конструкцию, которая при заданной программе выпуска и при заданных технологических требованиях позволяет применить технологические методы и формы организации производства, обеспечивающие минимальную ее себестоимость.

Типоразмеры элементной базы устройства подобраны оптимально. Конструкция блока в целом также не требует технологической доработки.

3.1.3. Перечень сборочных элементов устройства

Перечень компонентов, устанавливаемых на плату приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Тип соединений компонентов, монтируемых на плате

Характерис-тика платы

Количество устанавливаемых элементов, шт

Конденсаторов

Транзисторов

Резисторов

Диодов

Интегральных микросхем

Cоединителей

Контактных площадок

Габаритные размеры платы, мм 59х37        толщина, мм           1                материал стеклотекстолит FR-4

Типоразмера 0805

Типоразмера 0603

Типоразмера sot-23

Типоразмера 0603

Типоразмера 0805

Типоразмера 1206

Типа DO-35 

Типа HCF4001BEY SMD

С шагом 1,25 мм

КМП

 

2

1

2

3

2

1

4

1

6

70

Перечень сборочных элементов блока приведен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Характерис-тика корпуса

Количество устанавливаемых элементов, шт

Винтов

Шайб

Стоек

Микросборок

Сенсорных кнопок

Светодиодов

Cоединителей

Габаритные размеры, мм 91х67х52,        материал АБС-пластик

М3,5

М3

М3

М3

Типа БПС15С

Типа ТЕКО

     Типа  L -1503ID

Типа IECC8 2571

С шагом 1,25мм

 

4

8

4

4

1

2

2

2

6

3.2. Разработка вариантов технологического процесса сборки и монтажа устройства

3.2.1 Схемы сборочного состава «веерного типа»

Для реализации сборки и монтажа спроектированного устройство было решено разработать 2 техпроцесса: первый - с ручной сборкой печатной платы, второй – с полуавтоматической.

Схема веерного типа для техпроцесса №1 – Рисунок 3.1.

Схема веерного типа для техпроцесса №2 – Рисунок 3.2.

Схема с базовой деталью для техпроцесса №1 – Рисунок 3.3.

Схема с базовой деталью для техпроцесса №2 – Рисунок 3.4.

3.2.3. Технологические схемы сборочного состава

Для реализации сборки и монтажа спроектированного устройство было разработано 2 техпроцесса. Основное отличие между ними состоит в том, что в техпроцессе №1 пайка реализуется вручную, а в техпроцессе №2 – в ИК печи.

Технологическая схема сборочного состава  для техпроцесса №1 – Рисунок 3.5.

Технологическая схема сборочного состава  для техпроцесса №2 – Рисунок 3.6.

3.3. Выбор оборудования и материалов, применяемых при сборке и монтаже устройства, задание критериев выбора

При выборе оборудования и материалов следует  обращать особое внимание на стоимость и производительность. Также следует учитывать годовую программу выпуска, равную 100 шт/год.

Список возможного оборудования и материалов представлен в таблице 3.1.

3.3.1. Выбор оборудования

Для отмывки платы от загрязнений используется ультразвуковая ванна. Из представленного оборудования для обоих технологических процессов была выбрана FinnSonicm03m (Рисунок 3.7). Данное устройство обладает наилучшим соотношением цена/производительность по сравнению с аналогами.

Рисунок 3.7

Для нанесения паяльной пасты из представленного оборудования был выбран ручной принтер Uniprint-MP (Рисунок 3.8). Данное устройство обладает относительно небольшой ценой при удовлетворительной производительности.

Рисунок 3.8

Для пайки была выбрана камерная печь LXR305 (Рисунок 3.9). Данной устройство обладает хорошей производительностью при относительно низкой цене.

Рисунок 3.9

Для проведения сборочных операций был выбран следующий набор инструментов: пассатижи 1020-07-1-180 Sturm, бокорезы 1020-01-3-160 Sturm, отвертка 1040-09-3-100 и пинцет 6067 (Рисунок 3.10).

Рисунок 3.10

Для техпроцесса с ручной сборкой была выбрана паяльная станция CT936D (Рисунок 3.11). Данная паяльная станция снабжена цифровым регулятором температуры и обладает низкой ценой.

Рисунок 3.11

Для входного контроля и контроля пайки была выбрана бестеневая лупа MG4B-4 (Рисунок 3.12).

Рисунок 3.12

В качестве измерительного прибора для обоих техпроцессов был выбран цифровой мультиметр MastechM830B (Рисунок 3.13). Причины – универсальность и низкая цена.

Рисунок 3.13

Для доработки корпуса была выбрана минидрель Dremel 200. Причина выбора – простота, надежность и низкая стоимость.

Рисунок 3.14

3.3.2. Выбор материалов, определение нормы расхода материала

Из представленных средств очистки была выбрана отмывочная жидкость ICM 505 (Рисунок 3.15). Основная причина выбора – низкая цена.

Рисунок 3.15

В качестве паяльной пасты была выбрана CT-61B (Рисунок 3.16). Данная паяльная паста обладает самой низкой ценой по сравнению с идентичными по составу аналогами.

Рисунок 3.16

Был выбран припой ПОС-61 в виде проволоки 0,8 мм (Рисунок 3.17). Причина выбора – удобство нанесения на жало паяльной станции, наличие флюса в составе и низкая цена.

Рисунок 3.17

Для пайки КМП в первом техпроцессе был выбран флюс ТАГС (Рисунок 3.18). Причина выбора – удобство пайки компонентов малых размеров. Флюс отмывается водой.

Рисунок 3.18

Норма расхода материалов для первого техпроцесса приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Наименование

Количество

Отмывочная жидкость

100 мл

Припой (для лужения)

1,5 гр

Припой (для пайки)

8,5 гр

Флюс ТАГС

2 мл

Норма расхода материалов для второго техпроцесса приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Наименование

Количество

Отмывочная жидкость

50 мл

Паяльная паста

5,2 г

Припой (для лужения)

0,6 г

Припой (для пайки)

1,2 гр

3.3.3. Пары соединяемых материалов

Пары соединяемых материалов платы сенсорного пульта управления приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Пара соединяемых элементов

Размер контактной площадки

Соединяемые материалы

Вид соединения

Конденсатор 0805 - плата

1,5х1,3

(Палладий - серебро - никель - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Конденсатор 0603 - плата

1х0,8

Транзистор SOT-23 - плата

0,9х0,8

(Ковар - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Резистор 1206- плата

1,8х1,6

(Палладий - серебро - никель - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Резистор 0603- плата

1,1х1

(Палладий - серебро - никель - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Резистор 0805 – плата

1,5х1,3

(Палладий - серебро - никель - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Диод DO-35– плата

1,6х0,9

(Палладий - серебро - никель - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Интегральная микросхема

HCF4001BEY SMD– плата

2,2х0,6

(Ковар - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

Соединитель 1,25 - плата

0,8x1,5

(Ковар - припой ПОС61) - (медь - припой ПОС61)

Пайка ПОС61

3.4. Определение комплексных показателей технологичности разработанных ТП

Выделяют 7 основных показателей технологичности:

  1. Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке:

  1. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделий:

  1. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки радиоэлементов к монтажу:

  1. Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки:

  1. Коэффициент повторяемости радиоэлементов:

  1. Коэффициент применяемости радиоэлементов:

  1. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

Результаты вычислений занесены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

Показатель

Значение ТП1

Значение ТП2

Кимс

0,043478261

0,043478261

Кам

0

0,652173913

Кмп эрэ

0

0

Кмкн

0

0

Кпов

0,47826087

0,47826087

Кп эрэ

0,652173913

0,652173913

Кф

1

1

Для расчета комплексного показателя технологичности воспользуемся формулой:


где

n − количество базовых показателей технологичности;

Ki − базовый показатель технологичности;

φ− коэффициент, характеризующий весовую значимость базового показателя технологичности.

Коэффициенты, характеризующие весовую значимость базовых показателей технологичности приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6.

№

Наименование показателя

Весовой коэффициент φ

1

Кимс

1

2

Кам

1

3

Кмп эрэ

0,75

4

Кмкн

0,5

5

Кпов

0,31

6

Кп эрэ

0,19

7

Кф

0,11

Для первого техпроцесса комплексный коэффициент технологичности К равен 0,11, а для второго – 0,28.

Для того, чтобы устройство можно было считать технологичным, должно выполняться условие К/Ки = 1, где Ки – норматив комплексного показателя для электронных блоков (Ки=0,5…0,8).

Для первого техпроцесса К/Ки=0,22, а для второго – 0,56. На основании расчетов можно сделать вывод о нетехнологичности производства ввиду малой программы выпуска.

3.5. Расчет основных технологических показателей сборочно-монтажного производства

Технологические показатели для техпроцесса №1 приведены в таблице 3.7.

Технологические показатели для техпроцесса №2 приведены в таблице 3.8.

Расчеты технологических показателей для обоих техпроцессов приведены в приложении.

3.6. Выбор варианта технологического процесса по критерию технологической себестоимости

Проанализируем стоимость оборудования, необходимого для реализации техпроцессов (Таблица 3.9).

Таблица 3.9

Наименование

Количество, шт

Цена, руб.

Техпроцесс 1

Техпроцесс 2

Finnsonic m03m

1

1

15490

CT936D

1

1

2960

MG4B-4

1

1

515

Dremel 200

1

1

2300

Mastech M830B

1

1

320

Uniprint-MP

0

1

54000

LXR305

0

1

102000

Величина постоянных годовых затрат для первого техпроцесса составила 21585 руб., а для второго – 177585 руб.

Рассчитаем стоимость расходных материалов, необходимых для производства одного изделия по обоим техпроцессам. Для первого техпроцесса (Таблица 3.10):

Таблица 3.10

Наименование

Количество

Стоимость, руб.

Отмывочная жидкость

100 мл

10

Припой

15 гр

65

Флюс

2 мл

1,6

 

 

 

Итого

 

76,6

Для второго техпроцесса (Таблица 3.11):

Таблица 3.11

Наименование

Количество

Стоимость, руб.

Отмывочная жидкость

50 мл

5

Паяльная паста

5,2 гр

46,8

Припой

1,8 гр

7,8

 

 

 

Итого

 

59,6

Произведем расчет количества рабочих и заработной платы.

Программа выпуска, равная 100 штукам в год, свидетельствует о мелкосерийном производстве. Для мелкосерийного производства коэффициент закрепления операций составляет 20-40.

Для реализации каждого из техпроцессов достаточно нанять 1 рабочего. При этом его коэффициент загруженности для 1 техпроцесса составит 0,2109, а для 2 – 0,1083. Назначим на одного рабочего оклад 30000 руб. Тогда годовая зарплата по всему предприятию будет составлять 30000*12 = 360000 руб.

Рассчитаем размер заработной платы, приходящейся на одно изделие.

Для обоих техпроцессов:

Величина затрат на 1 изделие складывается из затрат на расходные материалы и заработной платы:

Вычислим Nкрит, при котором себестоимость двух техпроцессов равна:

При программе выпуска 0 шт. в год себестоимость первого техпроцесса составит 21585 руб., второго – 177585 руб.

При программе выпуска 100 штук в год меньшей себестоимостью обладает первый техпроцесс.

3.7. Разработка маршрутной технологии сборки и монтажа устройства

Маршрутная технология отражает технологический процесс сборки и монтажа печатного узла по всем операциям создания изделия, по участкам и рабочим местам. Маршрутная технология приводится в маршрутных картах, в которых указываются данные об оборудовании, оснастке, материалах, нормах времени и оформленных по установленным ГОСТЗ. 118-82 ЕСТД формам.

Маршрутная технология, как правило, разрабатывается укрупненной, т. е. содержит последовательный перечень концентрированных операций. Концентрированная операция подразумевает выполнение сложного комплекса работ одним оператором на одном рабочем месте.

При разработке маршрутной технологии должны быть учтены следующие основные требования:

- простота маршрута движения изделия по цехам (участкам или индивидуальным рабочим местам);

- минимальное количество возвратных движений изделия.

Выполнение этих требований сокращает длительность цикла сборки изделия, что приводит к повышению производительности и снижению себестоимости изделия.

Маршрутная технология техпроцесса №1 приведена в Приложении.

Заключение

В процессе написания выпускной квалификационной работы бакалавра были освещены в полном объеме три главных раздела – анализ, конструкторский раздел и технологический раздел. Был произведен краткий анализ задания на проектирование, анализ технического задания на конструирование, выбор элементной базы и компоновочного решения. Были произведены расчеты показателей надежности, виброзащещенности и теплового режима, создана конструкторская  документация в соответствии с ЕСКД, разработана оптимальная схема техпроцесса. Также был разработан альтернативный технологический процесс, произведен выбор технологического процесса по критерию технологической себестоимости.

В результате подтвердился тот факт, что технологический процесс с ручным оборудованием при программе выпуска 100 штук в год выгоднее по себестоимости, чем с полуавтоматическим оборудованием.

Разработанный «Сенсорный пульт управления» полностью соответствует техническому заданию.

Литература

  1. Разработка технологического процесса сборки и монтажа печатного узла и определение показателей специализированного производства. Кондрашин А.А., Шишкина Т.И. Методическое указание.
  2. "Технология ИС" "Технология РЭС" "Технология МЭА" Издательско-типографский центр "МАТИ" - Российского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского.
  3. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов/ Под ред. Л.А. Коледова.- М.: Высшая школа, 1984. - 231 с.
  4. Е.Л. Русаков. Разработка техпроцесса сборки и монтажа РЭА на печатном монтаже. МУ к курсовой работе. М., МАТИ, 1988 г.
  5. И.Н. Аржаникова. Требования и рекомендации к дипломным проектам. М., МАТИ, 1991 г.
  6. А.И. Кирпиченков. МУ к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование и микроминиадгоризация РЭС». М., МАТИ, 1997 г.
  7. А.И Кирпиченков. Элементная база для монтажа на поверхность. М., МГАТУ, 1998 г.
  8. И. С. Вышнепольский, В. И. Вышнепольская, «Машиностроительное черчение», Москва «Машиностроение», 1986 г.
  9.  http://absolutelectronics.ru/

  1.  http://liontech.ru/

  1.  http://global-smt.ru/

  1.  http://siplace.ru/

51


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48800. Будівництво міжміської волокно-оптичної лінії Тернопіль -- Новоград-Волинський 515.5 KB
  Використовуючи коефіцієнти заломлення розраховуємо відношення коефіцієнтів заломлення по формулі: Згасання розсіювання розраховується по формулі дБ км: Згасання на поглинання розраховується по формулі дБ км: Згасання на поглинання в інфрачервоному спектрі...
48803. Расчет тепловой схемы комбинированных парогазовых установок 1.88 MB
  Указанные особенности позволяют существенно повысить КПД производства электроэнергии путем объединения в одной парогазовой установке (ПГУ) высокотемпературного подвода в ГТУ и низкотемпературного отвода тепла в конденсаторе паровой турбины
48808. Система автоматического регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока 12.08 MB
  Значительное изменение температуры может привести к существенному изменению сопротивлений обмоток возбуждения и якорных обмоток электрических машин (изменятся статические характеристики машин).