Расчёт расхода материалов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

_____________________________________________________________________________________

Факультет №3 «Системы управления, информатика и электроэнергетика»

Кафедра 307 «Технология приборостроения»

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

« ПРОЕКТ СБОРОЧНО-МОНТАЖНОГО УЧАСТКА»

по курсу

«Организация производства»

 

 

Выполнил студент группы М3О-113М-17:

Вережан В.В.

Принял:

Профессор,д.т.н. Медведев А.М.

 

 

Москва, 2017

Содержание

 

Общая характеристика проекта

Цель проекта: описание процесса серийного производства многослойных печатных плат и расчет подготовки сборочно-монтажного участка.

Таблица 1. Исходные данные для проектирования

№	Производственные характеристики	Известные данные
1	Тип ПП	Многослойная
2	Количество слоёв	4
3	Объём производства	400 000 штук/год
4	Назначение платы	Промышленный контроллер
5	Размер платы	100´70мм
6	Режим работы	Пятичасовая рабочая неделя, 3 смены
7	Годовой ресурс производства	5 000 часов
8	Количество компонентов	125 штук/ПП
9	Количество SMD компонентов	83
10	Количество THT компонентов	42

 

 

Параметры заготовок

Размер стандартного листа — 914´1220мм. Площадь листа — 111,51 дм².

Формат технологической заготовки — 251´338мм. Площадь заготовки — 8,48 дм².

Рисунок 1. Стандартный лист

Каждый лист содержит 9 заготовок. Каждая заготовка содержит 9 печатных плат. На одном листе помещаются 81 плат.

Рисунок 2. Технологическая заготовка

Формат рабочего поля МПП — 300´210 мм. Площадь рабочего поля — 6,3 дм².

Формат одной МПП — 100´70 мм. Площадь одной МПП — 0,7 дм².

Рисунок 3. Структура четырёхслойной печатной платы.

 

Маршрут процесса

Компоненты монтируются на плату оплавлением паяльной пасты или пайкой волной припоя с закреплением (при необходимости) компонентов клеем. На гибких основаниях или в изделиях с термочувствительными компонентами для электронных модулей иногда используются токопроводящие пасты или клеи.

Может потребоваться или не потребоваться отмывка в зависимости от химического состава флюса. Однако, чем большему температурному воздействию подвергались флюсы, тем более сложной будет отмывка.

Выбор технологического маршрута сборки и монтажа зависит от сочетания SMD- и THT-компонентов и размещения их на одной или двух сторонах монтажного основания.

В данном проекте рассматривается установка SMD компонентов (поверхностный монтаж) по обеим сторонам печатной платы, а THT компоненты (сквозной монтаж) только на верхней.

Рисунок 4. Монтаж элементов на ПП

В данный перечень не включены операции тестирования, оптической инспекции и отмывки с последующей лакировкой, т.к. это относится к вопросам обеспечения надежности, качества и назначения электронных изделий.

Таблица 2. Маршрутная карта участка

№	Операция	Длительность процесса
1	Нанесение паяльной пасты на верхнюю сторону платы;	3 мин.
2	Установка SMD-компонентов на верхнюю сторону платы;	10 мин.
3	Пайка оплавлением верхней стороны платы;	8 мин.
4	Нанесение клея на нижнюю сторону платы;	3 мин.
5	Установка SMD-компонентов на нижнюю сторону платы;	10 мин.
6	Отверждение клея;	3 мин.
7	Установка ТНТ-компонентов на верхнюю сторону платы;	8 мин.
8	Пайка волной припоя SMD и ТНТ компонентов на нижней стороне платы.	8 мин.
9	Установка разъёмов	3 мин.
10	Селективная пайка разъёмов	4 мин.

Итого: 60 мин.

Среднее время, необходимое для установки одного компонента – 1,5 секунды.

Также, требуется 3 минуты для смены лент и кассет с компонентами.

Во время выполнения программы установки компонентов, оператор проводит операции со следующей заготовкой на другом станке.

Одновременно необходимо обрабатывать не менее 2 заготовок, поэтому на участке потребуется расположить 2 установщика SMD компонентов и 2 установщика THT компонентов.

Для своевременного проведения всех действий с заготовками на различных станках потребуется одновременно 4 рабочих.

Расчёт оснащения

Таблица 3. Расчёт стоимости оборудования

Наименование оборудования	Количество, шт.	Описание и основные параметры	Стоимость, руб
Установщик SMD компонентов Neoden 4	2	- Скорость монтажа: до 5000 комп/час; - Габариты(ДхШхВ): 940x740x600 мм; - Питание 230 В/50 Гц; - Мощность: 0,18 кВт; - Максимальный формат платы: 300х400мм	5 300 000
Установщик THT компонентов в отверстия AI-606	2	- Скорость монтажа: до 2500 комп/час; - Габариты (ДхШхВ): 1250х1200х1800 мм; - Питание 230 В/50-60 Гц; - Мощность: 2,2 кВт; - Максимальный формат платы: 300х350мм	6 800 000
Полуавтоматический трафаретный принтер для нанесения паяльной пасты или клея A29	1	- Габариты (ДхШхВ): 1335х895х1320 мм; - Питание 230 В/50-60 Гц; - Мощность: 0,15 кВт; - Максимальный формат платы: 510х660мм	4 750 000
Система селективной пайки VERSAFLOW 3	1	- Габариты (ДхШхВ): 2450х1737х1620 мм; - Питание 230 В/50-60 Гц; - Мощность: 12 кВт; - Максимальный формат платы: 406х508мм	3 800 000
Установка пайки волной припоя Soltec Delta Wave 6622CC	1	- Габариты (ДхШхВ): 3812х1604х2100 мм; - Питание 230 В/50-60 Гц; - Мощность: 48 кВт; - Максимальный формат платы: 400х500мм	3 750 000
Цеховой склад ISM Ultra Dlex 3600	1	- Габариты (ДхШхВ): 1155х1190х2633 мм;	1 350 000
Шкаф сухого хранения SDB 702m	1	- Габариты (ДхШхВ): 500х568х1844 мм;	700 000
Стул	7		2 000
Специальная одежда	10		4 000
Итого			38 604 000

 

Рисунок 5. Система монтажа компонентов в отверстия AI-606

Рисунок 6. Система установки SMD компонентов Neoden 4

Рисунок 7. Полуавтоматический трафаретный принтер для нанесения паяльной пасты или клея A29

Рисунок 8. Система селективной пайки VERSAFLOW 3

Рисунок 9. Установка пайки волной припоя Soltec Delta Wave 6622 CC

Рисунок 10. Цеховой склад ISM Ultra Dlex 3600

Рисунок 11. Шкаф сухого хранения SDB 702 m

Расчёт расхода материалов

За год, согласно плану, будет установлено компонентов:

400 000 ∙ 125 = 50 000 000 комп./год.

Согласно информации, заявленной поставщиком, стоимость всех элементов на одну печатную плату – 91,25 рублей (SMD – 60,59; THT – 30,66).

Следовательно, стоимость годового запаса компонентов будет – 91,25 ∙ 400.000 = 36.500.000 рублей.

На одну заготовку тратится 3 грамма клея. Клей для трафаретной печати – 597 рублей за упаковку (2,25 кг.) Значит годовой запас – 400000/9∙3=133,3кг. или 60 упаковок. Получается, стоимость годового запаса – 60 ∙ 597 = 35 820 рублей.

Так же, на одну заготовку необходимо тратить 16,5 грамм припоя. Годовой запас будет – 400 000 / 9 ∙ 16,5 = 733,3 кг. 1 кг припоя ПОССу30_05=1 040 рублей. Тогда стоимость будет равняться – 733,3∙1040=762 632 рублей.

Учитывая годовой ресурс производства, вычисляем производительность установки компонентов: 50 000 000 / 5 000 = 10 000 комп./час.

Количество SMD компонентов в час:

(83/125) ∙ 100=66,4%; 10 000/100 ∙ 66,4=6 640 комп./час.

Количество THT компонентов в час

(42/125) ∙ 100%=33,6%; 10.000/100*33,6=3.360 комп./час.

 

Таблица 4. Годовой запас расходуемых материалов

№	Тип компонентов	Количество	Стоимость, руб
1	SMD компоненты	33 200 000 шт.	24 236 000
2	THT компоненты	16 800 000 шт.	12 264 000
3	Клей для трафаретной печати	60 шт. или 133,3кг.	35 820
4	Припой ПОССу30-05	733,3 кг.	762 632
	Итого		37 298 452