Реферат: Технология и автоматизация производства РЭА

функционирования,  характера  физических  и  информационных процессов,

протекающих в объекте, и находящих выражения в принципиальных, функци-

ональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их доку-

ментах.

     Конструкторский аспект  связан с реализацией результатов функцио-

нального проектирования,  т.е. с определением геометрических форм объ-

ектов и их взаимным расположением в пространстве.

     Технологический аспект относится к реализации  результатов  конс-

трукторского проектирования, т.е. связан с описанием методов и средств

изготовления объектов.

     Внутри каждого  аспекта возможно свое специфическое выделение ие-

рархических уровней.

     Проектирование имеет свои стадии и этапы. Проектирование ТП расч-

леняют на этапы разработки принципиальных схем  технологического  про-

цесса,  маршрутной технологии, операционной технологии и получения уп-

равляющей информации на машинных носителях  для  управления  программ-

но-управляемого оборудования.

     При проектировании БИС выделяют этапы:

     1. проектирование компонентов;

     2. схемотехнического проектирования;

     3. функционально-логического проектирования;

     4. топологического проектирования.

     Проектирование м.б.  как  нисходящее (от общего к частному) так и

восходящее (от частного к общему).  Эти оба метода имеют свои  особен-

ности  и  недостатки  и на практике обычно стараются их комбинировать.

Восходящее проектирование имеет место на тех уровнях, где используются

унифицированные элементы.

     Составные части процесса проектирования конструкторской  докумен-

тации.  Проектирование как процесс,  развивающийся во времени, состоит

из стадий,  этапов, проектных процедур и операций. Стадии: предпроект-

ные исследования;  техническое задание на разработку технического про-

екта или предложения;  эскизный проект (ЭП);  технический проект (ТП);

рабочий проект (РП); испытаний и внедрения.

     На стадиях предпроектных  исследований,  технического  задания  и

технического предложения на основании изучения потребностей общества в

получении новых изделий и имеющихся  ресурсов  определяют  назначение,

основные принципы построения технического объекта и формулируют техни-

ческое задание (ТЗ) на его проектирование (или на проведение НИР).

     На стадии  эскизного проекта проверяется корректность и реализуе-

мость основных принципов и  положений,  определяющих  функционирование

будущего объекта и создается его ЭП.

     На стадии ТП выполняется всесторонняя проработка всех частей про-

екта, конкретизируются и детализируются технические решения.

     На стадии РП формируется вся необходимая документация  для  изго-

товления  изделия.  Далее создается и испытывается опытный образец или

пробная партия изделий,  по результатам испытаний  вносят  необходимую

корректировку  в  проектную  документацию,  после  чего осуществляется

внедрение в производство.

                                - 78 -

     Этап проектирования - часть процесса проектирования, включающая в

себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к од-

ному  или нескольким иерархическим уровням и аспектам.  Часто названия

этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней  и

аспектов.

     Составные части этапа проектирования называются проектными проце-

дурами  (это часть этапа,  выполнение которой заканчивается получением

проектного решения).  Более мелкие составные части процесса проектиро-

вания,  входящие в состав проектных процедур, называют проектными опе-

рациями.

     Различают проектные процедуры анализа и синтеза.  Синтез заключа-

ется в создании описания объекта,  анализ - в  определении  свойств  и

исследовании работоспособности объекта по его описанию,  т.е. при син-

тезе создаются,  а при анализе оцениваются проекты объектов. Процедуры

анализа делятся на процедуры одно- и многовариантного анализа. При од-

новариантном анализе заданы значения внутренних и внешних  параметров,

требуется определить значения выходных параметров объекта.  Многовари-

антный анализ заключается с исследовании объекта в  некоторой  области

пространства внутренних параметров. Такой анализ требует многократного

решения систем  уравнений  (многократного  выполнения  одновариантного

анализа).

     В качестве примера решения задач анализа и синтеза рассмотрим ре-

шение задачи анализа и синтеза сборки в РТК.  При организации сборки в

РТК одной из главных проблем является выявление  соответствия  возмож-

ностей  производственной  системы,  осуществляющей сборку изделия РЭА,

его конструктивно-техническим свойствам.  Эту задачу следует решать на

ранних стадиях проектирования изделия,  т.к. в процессе изучения вари-

антов и принятия решения необходимо исследовать возможность его реали-

зации.  Это  называется отработкой изделия на технологичность и регла-

ментируется ГОСТ 14.201 " Общие  правила  обеспечения  технологичности

конструкций  изделия".  Основная  цель  отработки на технологичность -

достижение разумного компромисса между свойствами проектируемого изде-

лия  как  средства достижения заданных целей в процессе эксплуатации и

свойствами того же изделия как объекта производства.  Особую  важность

эта  задача  приобретает в условиях внедрения РТК,  т.к.  традиционные

конструкторские методы решения становятся  недостаточно  эффективными.

Задача анализа формулируется так: необходимо определить принципиальную

возможность осуществления процесса сборки изделия на основе имеющегося

технологического  базиса,  удовлетворяющего изготовителя определенными

технико-экономическими показателями.

     Исходная информация включает: описание изделия, содержащее сведе-

ния о его конструкции, технических условиях на сборку, описание техно-

логического базиса,  включая технико-экономические требования к техно-

логическому  процессу  сборки.  Для решения этой задачи может быть ис-

пользован подход,  основанный на синтезе  оптимальной  в  определенном

смысле структуры сборочного производства. Технико-экономические харак-

теристики в зависимости от используемого метода синтеза могут быть оп-

ределены как в процессе автоматизированного проектирования,  так и пу-

тем последующего анализа полученного решения.

     Базирующийся на таком подходе метод анализа  разрешимости  сборки

представляет собой реализацию морфологического метода и основан на ис-

пользовании типовых решений на уровне элементов как  процесса,  так  и

системы сборки (сборочных операций и агрегатов);  на декомпозиции про-

цесса сборки и сопоставлении каждого  элемента  процесса  с  элементом

системы, реализующим сборку; выборе оптимального элемента из них в из-

вестном смысле;  совместном решении задач синтеза системы  и  процесса

сборки.

     Задача синтеза структуры решается с помощью совокупности  матема-

                                - 79 -

тических моделей,  позволяющих имитировать процесс сборки и формализо-

вать варианты сборочного производства,  реализующие  сборку  заданного

изделия, а также определить их характеристики. В процессе синтеза, яв-

ляющегося многошаговым,  путем проверки технологических режимов, неин-

вариантных к последовательности выполнения операций, формируются вари-

анты и выбирается оптимальная в заданном смысле  структура  сборочного

производства.  Определяются неинвариантные технологические режимы, не-

обходимые для реализации каждого сопряжения, в том числе некоторые па-

раметры траектории регулируемого объекта сборочных агрегатов.

         2.11. Автоматизированные сборочные производства РЭА.

     Сборочные производства  РЭА  занимают  значительное место (сборка

15-20 %, электрический монтаж - 40-60 %) в общей трудоемкости изготов-

ления изделий РЭА и представляют значительный резерв повышения  произ-

водительности труда,  так как в большинстве случаев они не автоматизи-

рованы.  Низкий уровень их автоматизации  объясняется  частой  сменяе-

мостью  и  усложнением объектов сборки;  сравнительной сложностью этих

процессов,  требующих точной ориентации собираемых комплектов в прост-

ранстве; компоненты часто имеют малые размеры, нежесткие элементы, ус-

танавливаются в труднодоступные места,  имеют  разную  конфигурацию  и

размеры.

     Можно выделить три группы  факторов,  сдерживающих  автоматизацию

сборочных процессов в производстве РЭА:

     1. низкую технологичность конструкций изделий РЭА и их  компонен-

тов;

     2.  недостаточную эффективность ТП;

     3. несовершенство сборочных машин или необоснованный их выбор.

     Основные требования технологичности,  предъявляемые к конструкции

изделий РЭА автоматической сборкой:

     1. переход от объемной сборки к плоской;

     2. унификация компонентов и их присоединительных размеров;

     3. наличие у компонентов поверхностей,  облегчающих  механический

захват, относительно которых можно строго ориентировать в пространстве

компоненты;

     4. наличие на сопрягаемых элементах поверхностей,  обеспечивающих

их самоустановку;

     5. стабильность сопрягаемых размеров;

     6. возможность использования наиболее целесообразных с точки зре-

ния автоматизации методов соединения.

     Приведем пример  требований,  предъявляемых  к  электронным узлам

второго уровня модульности. Они сводятся к ограничениям согласно огра-

ничительному каталогу отрасли или предприятия-изготовителя узлов, нак-

ладываемым на печатные основания, типы и типоразмеры изделий электрон-

ной  техники,  расположение последних на плате,  а также устанавливают

правила регулировки и контроля.  Форма платы - прямоугольная с ограни-

ченными максимальными размерами, расположение проводников - параллель-

но сторонам платы.  Ограничиваются:  шаг координатной сетки,  точность

расположения,  размеры базовых и монтажных отверстий, размеры контакт-

ных площадок, типы и типоразмеры ЭРЭ с осевыми выводами; типы транзис-

торов,  конденсаторов, ИС и перемычек. Регламентируется зона установки

изделия. Регулировка собранного узла должна обеспечиваться только эле-

ментами узла, которые должны позволять простое подключение к автомати-

зированной контрольной аппаратуре.

     Эффективность технологических процессов можно повысить за счет:

     1. уменьшения основного времени сборки,  затрачиваемого на выпол-

нение собственно операций сборки, применяя более интенсивные процессы;

     2. введением  агрегатирования ТП и оптимизацией степени агрегати-

                                - 80 -

рования;

     3. применением унифицированных ТП с целью автоматизации их проек-

тирования в АСТПП;

     4. автоматизацией контроля и управления параметрами ТП;

     5. повышением точности, стабильности ТП и др.

     Одним из центральных вопросов является обеспечение геометрической

совместимости  компонентов при автоматической сборке и разработке точ-

ностных требований,  предъявляемых к оборудованию сборочных процессов,

особенно  при  их  реализации  в условиях робототехнических комплексов

(РТК). Методы обеспечения геометрической совместимости компонентов при

сборке следующие:

     1. полная взаимозаменяемость;

     2. неполная взаимозаменяемость;

     3. предварительная сортировка компонентов на группы (селекция);

     4. применение компенсаторов;

     5. индивидуальная подгонка.

     Для сборочных станков-автоматов предъявляются два основных требо-

вания:  высокая стабильность протекания процесса автоматической сборки

и  точность выполнения сборочных операций.  При построении РТК на базе

монтажных автоматов с ЧПУ или ЭВМ задачи промышленных роботов сводятся

к функциям обслуживания (захват платы,  выданной накопителем, доставка

ее в зону сборки, установка в приспособление автомата; после окончания

монтажа - захват и удаление собранного узла из приспособления и уклад-

ка его в тару).

     При создании  роботизированной автоматической линии на базе авто-

матических поточных линий с управлением от ЭВМ,  задачи робота-загруз-

чика  сводятся  к  периодической  загрузке  и установке в приспособле-

ние-спутник транспортной системы платы и периодической выгрузке  гото-

вых узлов с установкой их в тару.  Промышленный сборочный робот, осна-

щенный соответствующим инструментом,  может выполнять следующие основ-

ные   операции   сборки:  надеть-вставить,  наложить-вложить,  раздви-

нуть-развернуть,  установить-снять, запрессовать, свинтить-развинтить,

склеить,  расклепать, сжать-разжать, нанести клей, сварить, зачистить,

ориентировать, измерить, залить.

     Процесс сборки  в РТК отличается от традиционного тем,  что в нем

наряду с автоматизированным технологическим  оборудованием  (АТО)  ис-

пользуются роботы,  более мобильные,  но,  как правило, обеспечивающие

меньшую точность позиционирования.

     Одной из центральных задач в РТК является выбор модели ПР и расп-

ределение обязанностей между роботом и традиционными средствами  авто-

матизированной  сборки  (сборочным оборудованием,  кантователями,  ми-

ни-транспортерами и другим вспомогательным оборудованием).

     Другой важной  задачей является планирование функционирования ПР.

Существует несколько уровней решения этой задачи:

     1. исполнительный - на котором осуществляется синтез законов дви-

жения  звеньев  манипулятора-робота  и управления работой его исполни-

тельных механизмов;

     2. тактический - на котором определяются параметры, характеризую-

щие технологические режимы сборочных операций,  выполняемых ПР;

     3. на  стратегическом уровне формируется процесс сборочных опера-

ций,  определяется порядок их выполнения,  назначаются  дополнительные

элементы  (сервисное оборудование) или манипуляторы,  выполняющие вто-

ростепенные (сопутствующие операции);

     4. на  высшем  уровне  решаются задачи координации взаимодействия

элементов РТК или подсистем сборочного промышленного робота;  планиро-

вание работы ПР есть задача проектирования процесса сборки,  реализуе-

мого ПР.

                                - 81 -

          2.12. Технологическая подготовка производства РЭА,

         ее основные задачи, положения и правила организации.

         Автоматизированная система подготовки производства.

     Технологическая подготовка производства (ТПП) - совокупность сов-

ременных методов организации, управления и решения технологических за-

дач на основе комплексной стандартизации, автоматизации, экономико-ма-

тематических моделей и средств технологического оснащения. Она базиру-

ется на единой системе технологической подготовки производства.  Стан-

дарты ЕСТПП устанавливают общие правила  организации  и  моделирования

процесса управления производством,  предусматривают широкое применение

прогрессивных ТП, стандартной технологической оснастки и оборудования,

средств механизации и автоматизации производственных процессов и инже-

нерно-технических и управленческих работ.

     Освоение выпуска  новой  РЭА  во многом определяется организацией

работ всех служб, участвующих в ТПП.

     Основные задачи ТПП:  определение состава, объема и сроков выпол-

нения работ по подразделениям; выявление оптимальной последовательнос-

ти и рационального сочетания работ.  Изготавливаемые блоки,  сборочные

единицы и детали распределяются по подразделениям, определяются трудо-

вые  и  материальные  затраты,  проектируют технологические процессы и

средства оснащения.

     Таким образом,  функции ТПП охватывают весь комплекс работ,  свя-

занных с созданием или модернизацией объекта производства, его органи-

зационно-техническим анализом,  разработкой и наладкой технологических

процессов  и средств технологического оснащения,  определением матери-

альных и трудовых  нормативов,  разработкой  модели  производственного

процесса.

     По месту выполнения работ ТПП делят на внезаводскую  и  внутриза-

водскую.  По  периоду  действия  ТПП  можно разделить на перспективную

(срок реализации 3-5 лет),  текущую (в пределах года или освоения дан-

ного  изделия)  и  оперативную  (решение задач текущего производства).

Объектом ТПП может быть основное и вспомогательное производство.

     Задачи и этапы ТПП:

     1. Конструирование.  Под конструированием понимается процесс соз-

дания модели (документации) объекта производства, к которому относятся

изделия,  являющиеся товарной продукцией предприятия,  и изделия, пот-

ребляемые внутри предприятия (технологическая оснастка, средства меха-

низации и автоматизации производства и т.п.).  При решении этой задачи

на  данном  этапе проведения ТПП создается база данных конструкторской

информации,  автоматизация ее корректировки, создание имитационных мо-

делей  для оценки параметров принимаемых технических решений,  а также

средств автоматизации конструкторских и графических работ.  На  данном

этапе  решается  задача прогнозирования развития технологии.  Изучение

передового зарубежного и отечественного опыта в области  технологии  и

подготовка рекомендаций по его использованию.  Проведение лабораторных

исследований по новым технологическим решениям.  Указанные работы  вы-

полняются технологическими бюро и лабораториями ОГТ.

     2. Разработка технологических процессов.  Этот этап является наи-

более трудоемким этапом ТПП. На данном этапе решается задача разработ-

ки технологических процессов,  а также системы организации  производс-

твенного процесса. Целевой функцией задачи разработки ТП является тех-

нологическая себестоимость при обеспечении заданного объема выпуска  и

качества выходной продукции. На множестве предлагаемых технологических

схем необходимо выбрать тот вариант технологии,  который  обеспечивает

минимальную себестоимость выпускаемой продукции при ряде технологичес-

ких и организационных параметров.

     Объектами управления рассматриваемых функций являются конструкции

                                - 82 -

изделий,  технология их изготовления и организация  производства.  При

изучении конструкции изделия основной задачей является отработка конс-

трукции изделия на технологичность.  Ведущие  технологи  ОГТ  проводят

технологический  контроль документации,  оценку уровня технологичности

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22