Разработка технологического процесса сборки устройства

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 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений [25].

Сборочная единица является более сложным сборочно-монтажным элементом, состоящим из двух или более деталей, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц.

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 образования наибольшего числа сборочных единиц;

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

Включение в схему сборочного состава характеристик сборки превращает ее в технологическую схему сборки.

На практике широко применяют два вида схем сборки: ІвеерногоІ типа и с базовой деталью.

Схема сборки с базовой деталью указывает временную последовательность сборочного процесса. При такой сборке необходимо выделить базовый элемент, т.е. базовую деталь или сборочную единицу. В качестве базовой выбирают ту деталь, поверхности которой будут впоследствии использованы при установке в готовое изделие. В большинстве случаев базовой деталью служит плата, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. Направление движения деталей и сборочных единиц на схеме показывается стрелками, а прямая линия, соединяющая базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки. Точки пересечения осей сборки, в которые подаются детали или сборочные единицы, обозначаются как элементы сборочных операций, например: Сб.1-1,Сб.1-2 и т.д., а точек пересечения вспомогательной оси с главной - как Сб.1, С6.2 и т.д.

При построении технологической схемы сборки каждую деталь или сборочную единицу изображают в виде прямоугольника, в котором указывают позицию детали по спецификации к сборочному чертежу, ее наименование и обозначение согласно конструкторского документа, а также количество деталей, подаваемых на одну операцию сборки.

Для определения количества устанавливаемых ЭРЭ и ИМС на плату в ходе выполнения сборочных операций рассчитывается ритм сборки:

 

r = Ф_Д/N, (9.1)

 

где Ф_Д - действительный фонд рабочего времени за плановый период;

N - программа выпуска.

r=24,3 мин/шт.

Действительный фонд времени рассчитывается:

 

Ф_Д=Д_р*S*m* К_{рег.пер},(9.2)

 

где Д_р - количество рабочих дней в году, Д_р=250 дней;

S - число смен, S=1;

m - продолжительность рабочей смены, m=8 ч;

К_{рег.пер.} - коэффициент, учитывающий время регламентированных перерывов в работе, К_{рег.пер.}=0,94ё0,95.

Ф_Д=250*1*8*0,95*60=114000 мин

Количество элементов, устанавливаемых по i-той операции, должно подчиняться условию

0,9<Т_i/r <1.2, (9.3)

где Т_i - трудоемкость i- й операции сборки.

Штучное время определяется:

 

Т_ШТ = Т_ОП*К*[1+ (К1+К2)/100, (9.4)

 

где Т_ОП - операционное время на выполнение операций для всего изделия;

К=1,0 - коэффициент учитывающий группу сложности изделий и всего устройства;

К1=7,6% - коэффициент учитывающий подготовительно- заключительное время, время обслуживания рабочих мест, время на личные нужды. Принимается в процентах от операционного времени;

К2 = 5% - коэффициент зависящий от условий работы, в данном случае простые и средние.

Результаты расчетов штучного времени сведены в таблицу 9.1.

 

Таблица 9.1

Результаты расчетов штучного времени

№	Последовательность операций	Вариант 1			Вариант 2
		Оборудование и оснастка	Тшт	Ттпз	Оборудование и оснастка	Тшт	Ттпз
			мин.			мин.
010	Подготовительная	-	-	-	-	-	-
020	Комплектовочная	-	-	-	-	-	-
030	Транспортировочная	-	-	4	-	-	4
040	Механосборочная	Приспособление БМ 769-1358	2,52	10	Раcклепочник цеховой, ключ, отвёртка	6,76	-
050	Подготовка ЭРЭ к монтажу	Полуавтомат ГГ-2420	0,81	20	Приспособление	5,0	10
060	Установка микросхем на плату	Полуавтомат УР-10	0,84	20	Стол монтажный СМ-3 Пинцет ГГ-7879-4215	10	-
070	Установка ЭРЭ на плату	Полуавтомат ГГ-24-20, UNITRA PK-K -42	1,65	20	Пинцет ГГ-7879-4215	2,8	-
080	Пайка плат волной припоя	Линия пайки ЛПМ-500	1,54	50	Установка пайки ПАП-300	1,8	50
090	Установка транзисторов	Стол СМ-3	1,65	10	Стол СМ-3, отвёртка	3	-
100     110	Установка трансформаторов Очистка плат	Стол СМ-3     УЗ ванна УЗВ-1.5	2,91     0,81	10     10	Стол СМ-3, отвёртка   Ванна цеховая, щетка	5,2     4,19	-     -
120	Маркировка, Контроль	Приспособление визуального контроля ГГ 63669\012	2,63	5	Приспособление визуального контроля ГГ 63669\012	2,63	5
Итого:			15,4	159		41,4	69

 

Для выбора подсчитаем штучно-калькуляционное время для каждого варианта по формуле:

 

,(9.5)

 

где: T_{шт.колå} - штучно-калькуляционное время i операции сборки;

T_шт.i - штучное время, затрачиваемое на i сборку;

T_тпз.i - подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на ознакомление с чертежами, получение инструмента, подготовку и наладку оборудования и выдается на всю программу выпуска;

- число операций ТП.

T_{шт.колå} =15,4+(159x1x254)/1000= 55,79

T_{шт.колå} =41,4+(69x1x254)/1000= 58,93

Таким образом,  т.е. первый вариант ТП оказался более предпочтительным для данного размера партии.

Рассчитаем критический размер партии :

 

779(9.6)

 

где - число операций по 1 и по 2 варианту ТП соответственно;

y – количество смен;

Д_раб – количество рабочих дней на плановый период.

Программа выпуска учитывается на предмет возможного брака:

 

N = N*(1+L/100), (9.7)

 

где L 3% - коэффициент брака.

N= 1000*(1+3/100) = 1030 шт

Рассчитаем трудоемкость установки элементов на печатную плату:

-для резисторов

 

Т₁= t₁+t₂ +t₃+ t₄,(9.8)

 

где t₁ = 0.6 мин - время распаковки и проверки;

t₂ = 0,066 - время обрезки выводов ЭРЭ;

t₃ = 0,1 мин - время на формовку выводов;

t₄ = 0,07 мин - время на установку полуавтоматом.

Т₁=0,84 мин

- для конденсаторов

Т₂ = Т₁, (9.9)

Т₂=0,84 мин

- для микросхем

 

Т_З= t₅+ t₆+ t₇,(9.10)

 

где t₅= 0.27 мин - время на распаковку и проверку;

t₆=0.09 мин- время на формовку выводов микросхем;

t₇ = 1,27 мин - время на установку микросхем с технологической фиксацией.

Т_З= 1.63 мин

-для транзисторов

 

Т₄ = t₁+ t₄,(9.11)

 

Т₄= 0.68 мин

При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:

1) при поточной сборке разбивка процесса на операции определяется тактом выпуска (ритмом сборки), причём время, затрачиваемое на выполнение каждой операции, должно быть равно или кратно ритму;

2) предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;

3) на каждом рабочем месте должна выполняться однородная по характеру и технологичности законченная работа;

4) после наиболее ответственных операций сборки, а также после регулировки или наладки предусматривают контрольные операции;

5) применяют более совершенные формы организации производства - непрерывные и групповые поточные линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП).

Технологическая схема сборки приведена в графической части данного дипломного проекта.

Для монтажа блоков РЭА на печатных платах будем использовать линию пайки ЛПМ-500, скорость транспортировки которой составляет 0,8-3 м/мин и габаритами 3800х850х1400. В качестве технологической оснастки выбирается тележка (ДМЩ-МА-488.00.00), пневмопресс для расклепывания (БМ 769-1358), пинцет (ГОСТ 21241-89), паяльник электрический (ПСН-40), распылитель (Р-1243-16) и тару цеховую.

Комплект документов на технологические процессы сборки, монтажа и контроля приведен в приложении Д дипломного проекта.