Гнучкі і виробничі системи складання і монтажу електронних модулів 1-го рівня разкрупненія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


ГНУЧКІ ВИРОБНИЧІ СИСТЕМИ СКЛАДАННЯ І МОНТАЖУ ЕЛЕКТРОННИХ МОДУЛІВ 1-го РІВНЯ Розукрупнення МЕА

Збирання і монтаж є одним із заключних етапів виробництва МЕА, що полягає в механічному та електричному з'єднанні в єдине ціле у відповідності з технічною документацією сукупності деталей, вузлів, приладів (як покупних, так і власного виготовлення) з метою виготовлення МЕА.

Для правильно спроектованої МЕА, збірка і монтаж є останнім етапом її виробництва, в такій МЕА настроечно регулювальні роботи відсутні, а контроль електричних та радіотехнічних параметрів зібраних виробів є невід'ємною частиною технологічного процесу (ТП) складання і монтажу.

Трудомісткість складально-монтажних робіт складає 40-60% загальної трудомісткості виготовлення МЕА. Трудомісткість виготовлення електронних модулів 1-го рівня (ЕМ-1) розукрупнення МЕА-ЕМ-1 на друкованих платах (ПП) - становить близько половини трудомісткості всіх складально-монтажних робіт. У зв'язку з цим підвищення продуктивності праці на збірці і монтажі ЕМ-1 за рахунок автоматизації ТП, є найважливішим завданням у справі вдосконалення виробництва МЕА, одним з перспективних шляхів вирішення якої є створення ГПС зборки і монтажу ЕМ-1.

Конструкторсько-технологічна характеристика ЕМ-1, що виготовляються у ДПС складання і монтажу

Визначення основних конструкторсько-технологічних характеристик ЕМ-1 передбачає аналіз: елементної бази ЕМ-1 з позицій її конструкторсько-технологічної класифікації, варіантів постачання, що пред'являються до неї технічних вимог; конструкторсько-технологічних особливостей монтажно-комутаційних підстав (друкованих плат); типових конструкцій ЕМ -1; типових ТП складання і монтажу ЕМ-1 в умовах ДПС. Перейдемо до послідовного розгляду цих питань.

Коротка конструкторсько-технологічна характеристика елементної бази ЕМ-1

Елементна база РЕА (ЕМ-1 в тому числі) складається, в основному, з виробів електронної техніки (ВЕТ) і електротехніки, які за своїми конструкторсько-технологічним особливостям поділяються на 10 груп:

неполярні ВЕТ з циліндричної або прямокутної формою корпусу і осьовими висновками (резистори, конденсатори та ін);

полярні ВЕТ з циліндричною формою корпусу і осьовими висновками (діоди, конденсатори);

ВЕТ з прямокутною і дискової формами корпусу і двома
односпрямованими висновками (конденсатори і т.д.);

полярні ВЕТ з циліндричною формою корпусу і двома одне спрямованими висновками (конденсатори електролітичні та ін);

ВЕТ з циліндричною формою корпусу з двома і більше паралельними висновками;

ВЕТ з прямокутною формою корпусу з двома і більше односпрямованими висновками (ІС в корпусах "Стежка", "Посол" та ін);

ВЕТ з циліндричною формою корпусу з двома і більше односпрямованими висновками (транзистори і ІС в корпусах типу "ТО" і ін.);

ВЕТ з прямокутною і циліндричною формою пластмасового корпусу з трьома односпрямованими висновками (транзистори в корпусах типу КТ та ін);

ВЕТ з прямокутною формою корпусу і двостороннім розташуванням висновків, перпендикулярно підставі корпусу (ІС, резисторні діоди і транзисторні збірки в корпусах типу 2 (ДІП) і ін);

ВЕТ з прямокутною формою корпусу і 2 - або 4 - стороннім розташуванням висновків паралельно корпусу (ІС, резисторні діодні транзисторні збірки в корпусах типу 4, та ін.)

Таким чином перераховані радіоелементи, напівпровідникові прилади, інтегральні мікросхеми, електричні характеристики (роз'єми) характеризуються такими параметрами: масою, габаритними розмірами, жорсткістю висновків, точністю виготовлення корпусів, конфігурацією, наявністю і видом ключів, видом поставки, допустимими величинами механічних впливів на корпус і висновки (розтягують і стискають зусиль, що виникають у процесі формування висновків). Промисловістю випускаються радіоелементи, мікросхеми різної форми корпусу:

  • прямокутної форми з планарними висновками (габаритні розміри: А X В - 7,5 X 7,5 мм; А X В - 52,5 X 22,5 мм);

  • циліндричної форми з осьовими висновками (габаритні розміри Д X Н-2Х 6мм; ДХН-20Х 26мм);

  • циліндричної форми з радіальними висновками (габаритні розміри: Д X Н - 4,5 X 3 мм; Д X Н - 25 X 10 мм);

  • дискової форми габаритні розміри: Д X Н 5,0 X 1 мм; Д X Н-17X5 мм);

  • квадратної форми (габаритні розміри: А X У 4,5 X 4,5 мм; А X В 25X25 мм);

  • прямокутної форми (габаритні розміри: АХВ95Х6, 5мм; АХ У 59,5 X26, 5 мм).

Висота корпусу перерахованих радіоелементів коливається в межах від 2,5 до 50 мм, а їх маса - від десятих часток грамів до сотень грамів.

Висновки радіоелементів, мікросхем мають круглий або прямокутний перетин. Довжина висновків коливається від 4 до 40 мм. Для висновків використовуються матеріали: мідь, платинит, ковар з модулями пружності для зазначеного матеріалу Е = 2,1 X 10 ~ 6-г 2,5 X 10 Т6 кг/см2.

Особливості стану постачання елементної бази для умов автоматизованого складання МЕА (ЕМ-1) в умовах ДПС

ВЕТ одного типорозміру, що випускаються різними підприємствами-виробниками, повинні мати єдине конструктивне виконання габаритно-приєднувальні розміри і повинні виготовлятися за єдиною конструкторсько-технологічної документації.

Для автоматизації операцій орієнтації ВЕТ та контролю правильності установки його в електронних модулях при виконанні складально-монтажних робіт ВЕТ повинні мати чітко виражений і конструктивно оформлений ключ. Ключ, виконаний у вигляді скосу (виступу, виїмки та інше) на корпусі елемента розташовується в зоні першого висновку. Нумерація решти висновків ведеться зліва направо або за годинниковою стрілкою знизу, тобто з боку розташування висновків. Для деяких ВЕТ орієнтація при установці в МЕА або не має значення, наприклад, для неполярних ВЕТ резисторів, або забезпечується за рахунок упаковки. Так, неполярні ВЕТ - діоди - при упакуванні в липку стрічку розташовуються таким чином, щоб усі позитивні висновки були направлені в один бік, а негативні - в іншу. Стрічка з позитивними висновками при цьому обов'язково повинна бути кольоровою.

Найважливіше значення для забезпечення можливості ефективної автоматизації має упаковка ВЕТ. Відповідно до нормативно-технічними документами ВЕТ повинні поставлятися в наступному вигляді.

ВЕТ 1-й і 2-ї груп поставляються вклеєними в дворядну липку стрічку. Крок вклейки 5 залежить від діаметру (ширини) елемента і повинен бути кратний 5 мм. Ширина липкої стрічки а дорівнює 6 або 9 мм. Відстань між стрічками 'визначається довжиною корпусу ВЕТ і може бути 53, 63 або 73 мм. Полярні ВЕТ вклеюються в стрічку в однозначно орієнтованому положенні. Позитивні висновки ВЕТ вклеюються в кольорову стрічку.

ВЕТ 3-й, 4-й, і 8-ої груп з дротяними висновками, а також транзистори поставляються вклеєними в однорядну перфоровану стрічку (рис. 1). Ширина стрічки а - 18 мм. Крок вклейки (крок перфорованих отворів) s в залежності від розміру корпуса ВЕТ становить 12> 7 або 15 мм. Відстань між висновками ВЕТ b одно 2,5 або 5 мм.

У ряді випадків допускається поставка в однорядною стрічці і ІЕТЕ 1-й і 2-ї груп, коли вони встановлюються на друковані плати у вертикальному положенні. Допускається також поставка ВЕТ 3-й і 4-ї груп вклеєними в дворядну стрічку, що забезпечує можливість їх установки на друковані плати на автоматах, призначених для установки резисторів (в умовах відсутності спеціального технологічного устаткування для установки ВЕТ, упакованих в однорідну стрічку).

ВЕТ, упаковані в стрічки поставляють на котушках місткістю від однієї до п'яти тисяч штук ВЕТ з міжшарової прокладкою, яка виключає пошкодження виробів і їх висновків.

ВЕТ 5-й, 6-й, 7-й, і 9-ї груп, як правило, поставляються орієнтованими в спеціальних прямоточних одноручьевих технологічних касетах.

ВЕТ 10-ї групи поставляються в індивідуальній тарі-супутнику, що виключає деформацію корпусу та висновків при їх зберіганні і транспортуванні, а також забезпечує можливість вільного доступу до висновків для автоматизованого контролю їх параметрів. Тара-супутник виконується двухдетальной з антистатичних матеріалів. Інтегральні схеми (ІС) розміщуються в ній строго однозначно - кришкою вниз і з ключем, розташованим у бік двох пазів тари-супутника.

Звернімося тепер до розгляду основних технічних вимог, що пред'являються в ВЕТ за їх стійкості до технологічних впливів. До числа таких вимог відносяться наступні.

Конструкція ІЕТЕ повинна забезпечувати триразове вплив групової пайки і лудіння виводів гарячим способом без застосування теплоотводов та освіта надійного паяного з'єднання при температурі пайки не вище 265 ° С протягом не більше 4 с.

Висновки та контактні майданчики ВЕТ повинні забезпечувати паяемости з використанням спирто-каніфольний не активованих флюсів і спирто-каніфольний НЕ корозійних слабоактівізірованних флюсів (не більше 25% каніфолі) без додаткової підготовки протягом 12 місяців з моменту виготовлення.

Рис.1 - Упаковка ВЕТ в однорядну стрічку

Основні технічні вимоги, висунуті стосовно ПП для ЕМ-1, що виготовляється в умовах ДПС складання і монтажу

1. ПП повинні бути прямокутної форми із співвідношенням сторін не більше ніж 1:2. Це необхідно для того, щоб забезпечити достатню жорсткість друкованої плати при впливі на неї механічних зусиль з боку автоматичної укладальної головки ДПС.

2. Для фіксації ПП на координатному столі складального автомата в конструкції друкованих плат повинні бути передбачені базові фіксують поверхні, від яких проводиться відлік координат монтажних отворів або контактних майданчиків. Для автоматизованої збірки в якості базових фіксують поверхонь можна вибирати отвори (наприклад, кріпильні), розташовані біля однієї з сторін ПП або по діагоналі. Точність розташування фіксуючих отворів повинна бути не нижче ± 0,05 мм. Для автоматичного збирання в якості базових фіксують поверхонь слід вибирати дві взаімопенпердікулярние сторони (наприклад, в нижньому лівому куті плати). Базування на кут плати полегшує автоматичну заміну будь-яких ПП, в тому числі і різних типорозмірів, на складальному автоматі. Базування на отвори забезпечує можливість автоматичної заміни плат тільки одного типорозміру.

Граничні відхилення монтажних отворів і контактних майданчиків від базових поверхонь повинні бути не більш ± 0,1 мм.

3. ПП повинні мати зони, вільні від ВЕТ, для фіксації їх в направляючих координатного столу складального автомата, накопичувачах ПП і транспортній тарі. Ці зони розташовуються, як правило, вздовж довгих країв ПП на відстані 5 мм - для побутової апаратури, і на відстані не менше 2,5 мм - для апаратури спеціального призначення.

Перераховані основні конструкторсько-технологічні ознаки та особливості ВЕТ накладають істотні обмеження на методи і технічні засоби просторового маніпулювання, пред'являють особливі вимоги до забезпечення технологічності конструкції ЕМ-1 як об'єкта автоматичної (роботизованою) зборки, прогнозування та оцінки показника збирання ЕМ-1, досягненню необхідного рівня типізації та уніфікації конструкторсько-технологічних рішень ЕМ-1, а також елементів конструкції ТМ ДПС складання і монтажу ЕМ-1.

Кратна конструкторсько-технологічна характеристика ЕМ-1 як об'єктів автоматизованої збірки і монтажу у ДПС

З позицій збір і монтажу ЕМ-1 діляться на три групи: ЕМ-1 на ІС шнуром висновками; ЕМ-1 на ІС з планарними висновками; ЕМ-1 на дискретних ВЕТ.

Визначальною ознакою технологічної класифікації є тип елементної бази ЕМ-1, так як саме від неї залежить тип і характер технологічного процесу, який повинен бути використаний при виготовленні електронного модуля. Однак на практиці частіше за все зустрічаються різні комбінації складу елементної бази, що призводить до необхідності використання різних технологічних процесів. При цьому особливо важлива ухвалена послідовність виконання операцій технологічного процесу.

Електронні модулі виготовлення в умовах ДПС повинні задовольняти наступним технічним вимогам:

  1. електронний модуль повинен бути функціонально закінченим з тим, щоб його виготовлення, в тому числі електричний контроль, можна було організувати на спеціалізованому виробництві (дільниці);

  2. для забезпечення можливості застосування групової пайки хвилею припою всі ВЕТ шнуром висновками повинні розташовуватися на друкованій платі тільки з однієї її сторони. Для ВЕТ з планарними висновками розташування з двох сторін друкованої плати;

  3. автоматизованої установки на друковані плати піддаються тільки ті ВЕТ, які не вимагають додаткового кріплення;

  4. навколо ВЕТ, що встановлюється на ПП, повинні бути передбачені вільні зони - зони роботи інструменту настановних головок. Для підвищення щільності монтажу допускається застосування принципу "накладання" вільних зон. При цьому обов'язковою стає необхідність дотримання такої послідовності установки ВЕТ на плату, при якій першим встановлюється ВЕТ з більш широкою зоною, а в останню з найменшою зоною.

Типові схеми складання стосовно до типових конструкцій електронних модулів наведено на рис. 2, 3 і 4.

Рис. 2 - Схема технологічного процесу складання ЕМ-1 на ІС шнуром висновками

Рис. 3 - Схема технологічного процесу складання ЕМ-1 на ІС з планарними висновками

Рис. 4 - Схема технологічного процесу складання і монтажу ЕМ-1 із застосуванням різної елементної бази.

Із зазначених малюнків видно, що складально-монтажні роботи при виготовленні ЕМ-1 являють собою комплекс різних за характером механічних, фізичних і хімічних процесів, що поєднуються між собою в технологічному процесі в різній послідовності.

Про це свідчать такі приклади:

  • формовка висновків, встановлення та кріплення на друкованих платах електрорадіоелементів та інтегральних схем - механічні процеси;

  • знежирення, склеювання, відмивання від залишків флюсів після пайки - хімічні процеси;

  • лудіння, паяння, зварювання - фізико-хімічні та фізики-металургійні процеси

  • обжимка, накрутка монтажних з'єднань - фізико-механічні процеси і т. д.

Всі ці обставини серйозно вплинули на необхідність забезпечення необхідного рівня автоматизації технологічних процесів складання і монтажу ЕМ-1.

Список літератури

  1. Р.І. Гжіров, П.П. Серебреніцкій. Програмування обробки на верстатах з чпу. Довідник, - Л.: Машинобудування, 1990. - 592 с.

  2. Роботизовані технологічні комплекси / Г. І. Костюк, О. О. Баранов, І. Г. Левченко, В. А. Фадєєв - Учеб. Посібник. - Харків. Нац. аерокосмічний університет «ХАІ», 2003. - 214с.

  3. М. П. Меткина, М. С. Лапін, С. А. Клейменов, В. М. Крітській. Гнучкі виробничі системи. - М.: Видавництво стандартів, 1989. - 309с.

  4. Гнучкі робототехнічні системи / А. П. Гавриш, Л. С. Ямпольський, - Київ, Головне видавництво видавничого об'єднання "Вища школа", 1989. - 408с.

  5. Широков А.Г. Склади у ДПС. - М.: Машинобудування, 1988. - 216с.

  6. Проектування металорізальних верстатів та верстатних систем: Довідник-підручник у 3-х т. Т. 3: Проектування верстатних систем / Під загальною ред. А.С. Пронікова - М.: Із МГТУ ім. Н. Е. Баумана; МГТУ «Станкин», 2000. - 584 с.

8. Іванов Ю.В., Лакота Н.А. Гнучка автоматизація виробництва виробництва РЕА із застосуванням мікропроцесорів і роботів: Учеб. посібник для вузів. - М.: Радіо і зв'язок, 1987. - 464 с.

9. Промислові роботи: Конструкція, управління, експлуатація. / Костюк В.І., Гавриш А.П., Ямпільський Л.С., Карлів А.Г. - К.: Висш.шк., 1985. - 359

10. Гнучкі виробничі комплекси / под.ред. П. Н. Белянина. - М.: Машинобудування, 1984. - 384с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Реферат
40.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Гнучкі виробничі системи виготовлення деталей ЕА
Гнучкі виробничі системи ДПС металообробки деталей
Гнучкі виробничі системи ДПС механічної обробки деталей
Гнучкі виробничі системи ДПС термічного і зварювального виробництв
Гнучкі виробничі системи ДПС термічного і зварювального виробництв Характеристика гнучких
Шліфувальні верстати обробні центри та гнучкі виробничі модулі ГПМ
Гнучкі виробничі лінії ГПЛ механообробного виробництва корпусних деталей
Робототехнологічних комплекси РТК і гнучкі виробничі модулі ГПМ для різних видів металообробки
Технологія складання і монтажу блоку харчування
© Усі права захищені
написати до нас