Московский государственный открытый университет им. В.С. Черномырдина
Опубликован: 13.03.2008 | Доступ: свободный | Студентов: 1226 / 281 | Оценка: 3.96 / 3.70 | Длительность: 15:45:00
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 13:

Алгоритм построения технологического процесса сборки типовых узлов РЭС

< Лекция 12 || Лекция 13: 12 || Лекция 14 >
Аннотация: Показан состав работ заключительной стадии производства РЭС — процесса сборки типовых узлов РЭС. Представлено проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО)

13.1. Состав работ построения технологического процесса сборки

Заключительным этапом в производстве РЭС является сборка. Сборочные работы составляют иногда 40-60% от общей трудоемкости изготовления радиоаппаратуры [6].

Согласно определению [35], сборка — это совокупность операций, при которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, комплексы, системы и изделия.

ТП сборки РЭС складывается из различных по характеру операций (механический монтаж, выполнение электрического соединения и общая сборка готового изделия). Такой процесс требует применения разнообразного оборудования, специальной технологической оснастки, инструмента. Этот процесс является трудоемким. Поэтому при разработке ТП сборки с особой остротой встает задача снижения трудоемкости сборочных работ. Этим объясняется актуальность проблемы автоматизации сборки, особенно в многономенклатурном производстве [10].

Автоматизация сборочных работ должна проводиться на базе групповой технологии либо на основе типовых ТП.

Типовой технологический процесс — это процесс, характеризуемый единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками [102].

Типизация технологических процессов уменьшает объем технологической документации без ущерба для содержащейся в ней информации, уменьшает объем работ по подготовке производства, создает возможность разработки групповых приспособлений и средств автоматизации.

При построении маршрута операций сборки решают вопрос об организации ТП. Для заводов массового и серийного производства РЭА характерно применение одно- и многономенклатурных непрерывных поточных линий [52]. Поточная сборка более производительна, она сокращает производственный цикл и межоперационные заделы деталей, дает большие возможности применения механизации и автоматизации [6].

Поточная линия обычно оборудуется конвейером, который определяет ритм работы и по своему назначению может быть транспортным и сборочным. Наивысшая производительность при конвейерной сборке достигается синхронизацией операций. Требованиям синхронизации в условиях изменяющейся производственной программы прежде всего отвечают операции, состоящие из большого числа технологических переходов, например сборка печатных плат из навесных ЭРЭ. Задача технолога состоит в выборе из всей совокупности технологических переходов таких операций, которые по времени исполнения одинаковы.

Основными показателями оптимального выбора варианта сборки и типа технологического оборудования согласно ЕСТПП являются трудоемкость изделия Т и технологическая себестоимость изделия С при заданной программе выпуска.

При построении схем сборочного состава используются такие понятия, как деталь, сборочная единица, группа и подгруппа [39].

В [41] приведены схемы сборки изделий РЭС. В частности, для сложной РЭС приведена укрупненная технологическая схема, характеризующая сборку изделия (рис. 13.1).

Технологическая схема общей сборки изделия

Рис. 13.1. Технологическая схема общей сборки изделия

При такой сборке выделяется базовый элемент — деталь, подгруппа, группа. При этом выбирают ту деталь, поверхность которой будет использована при установке в готовое изделие или при креплении узла к ранее собранным узлам. Обычно базовой деталью служат плата, панель, шасси.

При разработке ТП сборки технологические схемы составляются в нескольких вариантах, отличающихся по структуре и по последовательности комплектования сборочных элементов. Выбор варианта проводят, как уже отмечалось, с учетом производительности, себестоимости, удобств и других конкретных условий выполнения сборочных операций. Технологические схемы сборки дают наглядное представление о сборочных свойствах изделия (в том числе и технологичности) и возможностях организации процесса сборки РЭС. Поэтому технолог, отвечающий за сборочные процессы, старается представить их себе на ранних стадиях создания конструкций РЭС [15].

Из изложенного выше следует, что в ТП сборки имеют место функциональные связи двух основных видов [88]:

  • между соединениями и элементами производственной
  • системы F1 ;
  • характеризующие порядок выполнения соединений F2.

Функция F1 устанавливает соответствия между действиями по выполнению соединений и элементами производственной системы

F1 : T \to П ( 13.1)
,

где Т — множество технологических действий; П — множество элементов производственной системы (оборудование, оснастка, инструмент).

Функция F2 отображает неупорядоченное множество Т в упорядоченное Тy

F2 : T \to Ty ( 13.2)
.

Описать эти функции через систему формул, раскрывающих формальные зависимости элементов ТП, — значит, создать основу для построения формальных процедур и, следовательно, автоматизированного проектирования технологии. Эти процедуры и должны быть использованы как методика проектирования ТП сборки и как основа (алгоритмы) для разработки программ проектирования ТП на ЭВМ.

Функция F1 подробно описана в [64], где она задана в виде матриц, устанавливающих соответствие между свойствами элементов и элементами производственной системы.

Описать функцию F2 — значит раскрыть те функциональные связи, которые существуют между параметрами конструкции и порядком образования изделия [63, 35]. Образование изделия представляет собой совокупность порядков различных объектов:

  • Та — установки деталей при сборке;
  • Тs — соединений;
  • Тsbсборочных единиц;
  • Тr — сборочных операций по видам;
  • Тр — переходов по выполнению каждого вида сборочной операции.

На рис. 13.2 показана схема функциональных связей при формировании последовательности образования изделия [39].

Схема связей целевых функций при формировании последовательности сборки изделий

увеличить изображение
Рис. 13.2. Схема связей целевых функций при формировании последовательности сборки изделий

Порядки T_a и T_s определяют возможный порядок деталей в процессе сборки изделия и находятся в зависимости от взаимодействий элементов в конструкции. Эти взаимодействия характеризуются через размерные связи R, определяющие относительное положение элементов, и взаимные ограничения перемещений элементов в конструкции изделия Q.

Таким образом, существует функциональная связь, в которой в зависимости от взаимодействия элементов в конструкции устанавливается возможный порядок, т. е.

Т_a = f_1 (Q, R); Т_s = f_2(Q, R) ( 13.3)
,

где f_1функция преобразования данных о взаимодействии элементов конструкции в данные о возможном порядке их установки;

f_2функция преобразования данных о взаимодействии элементов конструкции в данные о порядке выполнения соединений.

П = f_6(P_V , P_s) ( 13.4)
,

где f_6функция преобразования данных о свойствах соединения.

Порядок выполнения сборочных единиц T_{sb} находится в зависимости от состава сборочных единиц А_{sb}, так как ограничением этой последовательности является входимость одних сборочных единиц в другие, т. е. имеет место зависимость

T_{sb} = f_3(A_{sb}) ( 13.5)
,

где f_3функция преобразования данных о составе сборочных единиц в данные о порядке их выполнения.

Порядки Т_r и Т_р определяют последовательность технологических действий по обеспечению технических требований, точности установленных параметров и технологии выполнения отдельных видов работ.

Порядок выполнения таких действий строится в соответствии с имеющимся опытом по обеспечению параметров конструкции и отдельных соединений, технологий выполнения некоторых физико-химических процессов (пайка, сварка, склеивание). Такой порядок, как правило, регламентирован.

Вид технологической операции P_V зависит от свойств соединений P_s и способа обеспечения точности P, т. е. различных инструкций, руководящих материалов, которые являются обобщением накопленного опыта и знаний. Фактически в этих материалах содержатся законы f_4, f_5 построения порядков T_v и T_p на множестве тех видов операций P_V и переходов П, которые необходимо выполнять для обеспечения сборки изделия с требуемым качеством, т. е. имеют место зависимости

T_V = f_4(P_V); T_p = f_5(П) ( 13.6)
.

В свою очередь, состав технологических операций П, виды операций P_V и состав сборочных единиц также являются зависимыми параметрами. Состав технологических операций П зависит от вида операции P_V и свойств соединения P_s, т. е.

P_V = f_7 (P_s , P_t) ( 13.7)
,

где f_7функция преобразования данных о свойствах соединения и способа обеспечения точности в данные о виде технологической операции.

Состав сборочных единиц A_{sb} зависит от возможного порядка соединений T при сборке изделия, свойств соединений P_s и от организационной формы сборки P_{or}, т. е.

A_{sb} = f_8(P_{or}, P_s, T_s) ( 13.8)
,

где f_8функция преобразования данных о свойствах соединений, организационной форме сборки, возможном порядке соединений в данные о составе сборочных единиц.

Для решения любой целевой функции из схемы рис. 13.2 необходимо описать функцию f_i, установить параметры из области ее определения и вычислить значение этой функции. Таким образом, для решения задачи формирования последовательности сборки изделия следует описать функцию f_o и параметры из области ее определения, а также и функции f_1 — f_8. Кроме того, необходимо задать значения первичных параметров, которые определяют на основе конструкторской документации на изделие и специфики производства.

На рис. 13.3 показаны параметрические связи целевых функций формирования последовательности образования изделия, из чего следует очередность решения этих функций.

В [39] изложены методика и алгоритм автоматизированного проектирования ТП сборки, которые содержат правила построения основных проектных решений, определяющих структуру ТП. Эти правила формализованы в степени, достаточной для программного обеспечения САПР.

Алгоритмический процесс проектирования технологии сборки подразделяют на две основные части, которые можно использовать как автономно, так и совместно. При этом будет решена или часть задач проектирования, представляющая самостоятельный практический интерес, или задача проектирования технологии сборки в целом.

Первая часть — процесс формирования схемы сборки, содержащей информацию о порядке присоединения элементов изделия, комплектности сборочных единиц и соединений (рис. 13.3).

Укрупненная схема алгоритмического процесса проектирования технологии сборки

Рис. 13.3. Укрупненная схема алгоритмического процесса проектирования технологии сборки

Вторая часть — процесс формирования операций, включающий определение состава присоединяемых элементов, видов работ, средств и других параметров, которые образуют описание сборочных операций.

< Лекция 12 || Лекция 13: 12 || Лекция 14 >
Лев Серебренников
Лев Серебренников
Россия, Москва
Олег Корсак
Олег Корсак
Латвия, Рига