Результаты расчёта показателей технологичности

Коэффициенты	Численные значения	Степень влияния,
Коэффициент автоматизированного и механизированного монтажа	1	1
Коэффициент автоматизированной подготовки. ИЭТ к монтажу	0,913	1
Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц	0,364	0,8
Коэффициент применения микросхем	0,407	0,5
Коэффициент применения типовых техпроцессов	0	0,3
Коэффициент автоматизации контроля и настройки	0,073	0,2
Коэффициент повторяемости печатных плат	0,025	0,1
Комплексный показатель технологичности	0,67

 

В результате расчёта был получен комплексный показатель технологичности, равный 0.67. Поскольку = 0.67 > = 0.6, то конструкция изделия технологична и можно разрабатывать техпроцесс.

6.2 Выбор технологического оборудования, разработка и оптимизация маршрутной технологии, проектирование процесса сборки печатной платы

 

Проектирование технологического процесса (ТП) начинается с составления маршрутной технологии сборки на основе анализа технологической схемы сборки. Разработка маршрутной технологии включает в себя определение групп оборудования по операциям, а также технико-экономических данных по каждой операции.

При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:

1) предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;

2) необходимо стремиться применять наиболее совершенные формы организации производства;

3) при поточной сборке разбивка процесса на операции определяется ритмом сборки, причем время, затрачиваемое на выполнение каждой операции должно быть равно или кратно ритму;

4) после наиболее ответственных операций сборки, а также после операций, содержащих регулировку или наладку, выводится контрольная операция или переход.

Разработка маршрутной технологии проводится в соответствии с «Общими правилами разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения» (ГОСТ 14.301-73 ЕСТПП).

На основании технологической схемы сборки разрабатываем два варианта маршрутной технологии для конкретных условий производства.

Для выбора оптимального варианта технологического маршрута необходимо сравнить эти варианты, которые отличаются между собой применяемым оборудованием, средствами механизации и автоматизации и т.д.

В качестве критерия оптимальности выбираем принцип наименьшей затраты живого труда, т.е. производительность. Выбор по этому критерию основан на сравнении суммы трудоемкости по всем операциям.

Трудоемкость операций складывается из подготовительно-заключительного времени Тпз на единицу продукции и штучного времени Тшт, затрачиваемого на выполнение данной операции:

 

Т = Тпз / N + Тшт, (6.12)

 

где N – программа выпуска в штуках.

Подготовительно-заключительное время затрачивается на ознакомление с чертежом, оборудованием, наладку оборудования, получение инструктажа, детали и определяется из справочников.

Согласно отраслевому стандарту штучное время определяется как:

 

Тшт = Топ ´ (К + (К1+К2) /100), (6.13)

 

где Топ – оперативное время, значение которого определяется из таблиц; К – коэффициент учитывающий группу сложности и тип производства (для нашего случая К = 1.1); К1 – учитывает подготовительно-заключительное время, время обслуживания рабочих мест, личные надобности (К1 = 7.6); К2 – коэффициент, учитывающий время на регламентированные перерывы (К2 = 5).

Первый и второй варианты маршрутной технологии приведены в таблицах 6.3 и 6.4 соответственно.

 

Таблица 6.3

Первый вариант маршрутной технологии

№ опер	Наимено-вание операции	Тип обору-дования	Производитель-ность шт/час	Топ мин	SТоп мин	Тшт Мин	SТшт мин	Тпз год, мин	Кзо
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005	Вклейка резисторов МЛТ, диодов КД522 в ленту	ГГ-2420	3 000	0.02	1.22	0.025	1.5	4572	0.14
010	Подготовка конденсато-ров	ДМВМ. 2.241.005	1 500	0.04	1.4	0.05	1.7	3302	0.15
015	Подготовка диодов	вручную	200	0.3	2.7	0.37	3.35	762	0.3
020	Подготовка ИМС серии КР1006ВИ1	Вручную	300	0.2	2.4	0.25	3	762	0.27
025	Подготовка ИМС серии КП142ЕН	Вручную	200	0.3	0.9	0.4	1.1	762	0.1
030	Подготовка диодных сборок	Вручную	200	0.3	1.2	0.4	1.5	762	0.13
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
035	Подготовка транзисторов	ДМВМ. 2.241.009	1 500	0.04	0.24	0.05	0.3	3302	0.03
040	Установка диодов	УР0-1	3 600	0.02	1.2	0.02	1.3	3302	0.1
045	Установка ИМС	УР-10	3 600	0.02	0.36	0.02	0.44	3302	0.04
050	Установка конденсаторов	УР-5	2 500	0.02	0.7	0.02	0.9	3302	0.08
055	Установка конденсато-ров, резисторов	Вручную	200	0.3	7.8	0.37	9.7	762	0.9
060	Установка диодов, транзисторов	Вручную	150	0.4	6.8	0.5	8.3	762	0.71
065	Установка диодных сборок и переключате-лей	Вручную	150	0.4	2.4	0.5	2.9	762	0.20
070	Установка клемм, плавкой вставки	Вручную	200	0.3	4.2	0.37	5.2	762	0.4
075	Установка трансформатора	Вручную	50	1.2	1.49	1.49	7.4	762	0.6
080	Пайка волной	ЛПМ-02	80	0.75	0.75	0.93	0.93	1397	0.08
085	Очистка	Вручную	7	8.6	8.6	10.6	10.6	762	0.91
090	Допайка	Вручную	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	762	1.0
095	Влагозащита и сушка	кисть ИК-печь	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	3302	1.0
100	Выходной контроль	ПП-АС	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	3302	1.0

 

Таблица 6.4

Второй вариант маршрутной технологии

№ опер	Наимено-вание операции	Тип обору-дования	Производитель-ность, шт/час	Топ мин	SТоп мин	Тшт Мин	SТшт мин	Тпз год, мин	Кзо
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005	Подготовка резисторов, диодов	Вручную	580	0.1	7.5	0.13	9.85	762	0.9
010	Подготовка кон-денсаторов	Вручную	580	0.1	2.0	0.12	2.5	762	0.21
015	Подготовка транзисторов	Вручную	300	0.2	1.4	0.25	1.75	762	0.15
020	Подготовка диодных сбо-рок и ИМС	Вручную	300	0.2	1.4	0.25	1.75	762	0.15
025	Установка резисторов, диодов	Стол програм-мной сборки	120	0.5	37.5	0.62	46.5	762	4
030	Установка ИМС	Стол программ-ной сборки	80	0.75	13.5	0.93	16.74	762	1.4
045	Установка конденсаторов	Стол программ-ной сборки	200	0.3	6.0	0.37	7.4	762	0.63
050	Установка транзисторов	Стол программ-ной сборки	120	0.5	3.5	0.62	4.3	762	0.37
055	Установка клемм и плав-ких вставок	Стол програм-мной сборки	200	0.3	4.2	0.37	5.2	762	0.47
060	Установка кренов и тран сформатора	Стол програм-мной сборки	50	1.2	1.49	1.49	7.4	762	0.6
065	Пайка волной	ЛПМ-02	80	0.75	0.75	0.93	0.93	1397	0.08
070	Очистка	Вручную	7	8.6	8.6	10.6	10.6	762	0.91
075	Допайка	Вручную	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	762	1.0
080	Влагозащита и сушка	Кисть, ИК-печь	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	3302	1.0
085	Выходной контроль	ПП-АС	6.4	9.35	9.35	11.6	11.6	3302	1.0

 

Коэффициент загрузки оборудования Кзо, указанный в этих таблицах определяется по следующей формуле:

 

Кзо = SТшт / Тв,  (6.14)

 

где Тв – такт выпуска.

Теперь по формуле (6.12) определяем суммарную трудоемкость для двух вариантов:

Т1 = 131.79 + 53 086 / 10 000 = 137 (мин),

Т2 = 205.52 + 33 528 / 10 000 = 209 (мин).

Так как суммарная трудоемкость по первому варианту ниже, то он будет более производительным. Для определения границ оптимальности каждого варианта необходимо графическую интерпретацию выражения (6.12), которая представляет собой прямую линию (см. рисунок 6.1), а также рассчитать критическую программу выпуска:

 

, (6.15)

 

Согласно этой формуле получаем:

 

 (шт)

Из этого графика видно, что для заданной программы выпуска оптимальным будет первый вариант, на который и будет приведена техническая документация. Коэффициент Кзо для механизированных и автоматизированных операций условно принят за единицу, так как в свободное время данное оборудование будет занято выполнением операций для других изделий.

 

6.3 Разработка технологической схемы сборки печатной платы

 

Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъёмных и неразъёмных соединений.

Проектирование технологических процессов осуществляется для изделий конструкция которых отработана на технологичность, и включает в общем случае комплекс взаимосвязанных работ:

- разработка технологической схемы общей сборки;

- разработка технологической схемы сборки блоков и сборочных единиц;

- анализ типовых технологических процессов и определение последовательности и содержания технологических операций (маршрут сборки);

- выбор технологического оборудования и оптимального варианта технологического процесса по себестоимости или производительности;

- выбор или заказ средств технологического оснащения;

- назначение и расчёт режимов сборки;

- нормирование операций технологического процесса;

- определение профессий и квалификации исполнителей;

- выбор средств автоматизации и механизации операций технологического процесса и внутрицеховых средств транспортирования;

- организация производственных участков, составление планировок;

- оформление рабочей документации на технологические процессы.

Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, при разработке которой руководствуются следующими принципами:

- схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и кинематической схем изделия;

- сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортировки и контроля;

- минимальное число деталей, необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;

- минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице;

- схема сборочного состава строится при условии образовании наибольшего числа сборочных единиц;

- схема должна обладать свойством непрерывности, т.е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей.

Различают две основных технологических схемы сборки: веерного типа и с базовой деталью. Первая из них показывает ступени сборки и из каких деталей они образуются. Достоинством такой схемы является её простота и наглядность, но она не отражает последовательности сборки.

Более наглядной и отражающей последовательности процесса сборки является схема с базовой деталью. В качестве базовой детали выбираются платы, панели, шасси или другие детали, с которых начинается сборка. Направление движения деталей и узлов на схемах показывается стрелками.

При построении технологической схемы сборки каждую деталь изображают прямоугольником, в котором необходимо указывать номер детали, её наименование, а так же их количество, необходимое для сборки.

Допускается изображение крепёжных деталей кружочками, в которых указывается позиция по сборочному чертежу. Сборочные единицы изображаются в виде прямоугольников с указаниями ступени сборки и номера узла.

На технологических схемах сборки наносятся указания по выполнению сборочных операций. Технологические указания необходимо помещать в прямоугольник, ограниченный штриховой линией, а место его выполнения указывается наклонной стрелкой.

Базовой деталью является плата. Для определения количества устанавливаемых ЭРЭ и ИМС на плату в ходе выполнения сборочных операций необходим предварительный расчёт ритма сборки:

 

Тв = Фд / Nр, (6.9)

 

где Фд – действительный годовой фонд рабочего времени; Nр – программа выпуска с учетом коэффициента брака.

Для определения Фд используется следующая формула:

 

Фд = n´(a / b)´у´Крег.пер´60 (мин.), (6.10)

 

где n – количество рабочих дней в году (n = 254); а – продолжительность рабочей недели (а = 40 ч); в – количество рабочих дней в неделе (в = 5); у – число смен (у = 1); Крег.пер – коэффициент регламентированных перерывов (Крег.пер = 0.95).

Для определения Nр используется следующая формула:

 

Nр = N ´ (1+a / 100), (6.11)

 

где a - возможные технологические потери (a = 2٪).

По формуле (6.10) получаем:

Фд = 254´ (40/5)´1´0.95´60=11582(мм)

По формуле (6.11) получаем:

Nр = 10 000 ´ (1 + 2/100) = 10 200 (шт)

Подставив значение Фд и Nр в формулу (6.9) получаем, что такт выпуска равен:

Тв = 11582 / 10 200 = 1.35 (мин)

Оптимальная последовательность технологических операций зависит от их содержания, используемого оборудования и экономической эффективности. В первую очередь выполняются подвижные соединения, требующие значительных усилий. Каждая предыдущая операция не должна препятствовать выполнению последующих. На заключительных этапах собираются подвижные части изделия, разъемные соединения.

При построении технологической схемы сборки каждую деталь изображают прямоугольником. Из-за большого количества деталей, электрорадиоэлементов и интегральных микросхем технологическая схема сборки получится громоздкой. Поэтому целесообразно составить укрупненную схему сборки, включающую лишь группы ЭРЭ и ИМС.

Количество элементов, устанавливаемых по i-ой операции, должно учитывать соотношение:

 

0,9 < Ti / Tв < 1,2, (6.12)

 

где Тi – трудоемкость i-ой операции сборки.

Учитывая соотношение (6.12) была построена технологическая схема сборки устройства управления газонатекателями при магнетронном распылении. (Смотри приложение)

Как видно из представленной схемы сборки многие операции установки ЭРЭ и ИМС   объединены, что объясняется довольно большим тактом.