Роботизовані технологічні комплекси

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ I НАУКИ УКРАЇНИ.

ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ Кафедра ТАВР КОНТРОЛЬНА РОБОТА з дисципліни.

" ТЕХНОЛОГІЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ЕЗ «.

Роботизовані технологічні комплекси.

Харків 2010.

Питання 1.

Роботизовані технологічні комплекси. Типові структури РТК. Керування РТК на основі моделі масового обслуговування.

Відповідь.

Одним зі шляхів ефективного вирішення проблеми комплексної автоматизації серійного і дрібносерійного виробництва є створення типових роботизованих технологічних комплексів (РТК) різного призначення, що забезпечують виконання всієї сукупності технологічних операцій з виготовлення виробів. Такі комплекси повинні відповідати наступним вимогам: забезпечувати надійне функціонування при високому рівні автоматизації; охоплювати основні технологічні процеси виробництва електронних засобів; мати можливість спряження між собою і з типовими транспортними системами при різних компонуваннях автоматизованих ділянок і АЛ; забезпечувати широку пристосовність до зміни умов виробництва. Створювані РТК повинні забезпечувати можливість вибору такого рівня автоматизації процесів виробництва і керування, який є економічно виправданим в конкретних умовах.

Застосування РТК дозволяє комплектувати різні типи автоматизованих ділянок, ліній і ГВС, створювати складні виробничі системи, диференційовані за складом виконуваних операцій, призначенням і рівнем автоматизації виготовлення та керування.

У структурно-компонувальному плані РТК являє собою сукупність автоматизованого технологічного устаткування і промислового робота (роботів), що знаходяться у певному взаємозв'язку.

Застосування промислових роботів при створенні технологічних автоматизованих комплексів значно розширює їхні технологічні можливості, підвищує рівень автоматизації, надає їм автономність і гнучкість.

Одиничне обслуговування устаткування забезпечується автономним чи убудованим в устаткування промисловим роботом. Основні задачі, розв’язувані таким РТК, полягають в автоматизації операцій виготовлення деталі, її установленні-зніманні, базуванні і фіксації в робочій зоні, а також у забезпеченні зв’язку з транспортними й інформаційними потоками основного виробництва.

Групове обслуговування устаткування за умов його лінійного, лінійно-рівнобіжного чи кругового розташування може здійснюватися одним ПР, який забезпечує крім вищеназваних операцій, ще і міжверстатне транспортування виробів. При цьому за допомогою ПР вирішуються задачі диспетчеризування роботи АТУ, що входить у РТК, елементів транспортних систем і додаткових механізмів.

Індивідуальне виконання основних операцій здійснюється технологічним чи універсальними ПР, на базі яких створюється РТК. Такими технологічними операціями можуть бути зварювання деталей, фарбування виробів, складання і монтаж функціональних вузлів на ДП і т.ін.

Групове виконання роботами основних технологічних операцій при виготовленні якого-небудь виробу є нічим іншим, як концентрацією окремих переходів і операцій на одному робочому місці. Наприклад, при складанні модуля на друкованій платі можливий варіант процесу, коли один ПР наносить на плату дозу клею, другий ПР установлює мікросхему, третій — виконує паяння виводів і т.д.

У структурному плані РТК складається з типових елементів (модулів), зокрема:

— модуль спеціального автоматизованого технологічного устаткування, що складає основу РТК, тому що всі інші пристрої і модулі призначені для оснащення (обслуговування) устаткування;

— модулі-пристрої різних видів для спеціального технологічного оснащення РТК (спеціальні пристосування; форсунки для розпилення миючої рідини, фарби, стисненого повітря та ін.; пуансони для розвальцьовування пістонів на ДП, гнуття виводів ЕРЕ; дозатори для нанесення дози клею на ДП при фіксації ЕРЕ та ІС; трафарети для нанесення припойної пасти на контактні площадки ДП);

— модулі-захвати для ПР призначені для оснащення «руки» маніпулятора з метою розширення їхніх технологічних можливостей. Захвати можуть бути різного конструктивного виконання — вакуумні, механічні, електромагнітні, комбіновані;

— модулі завантажувальних пристроїв (ЗП) виконують функції накопичення, передавання й орієнтації заготованок, деталей і ЕРВ. У якості ЗП використовуються касети, магазини, бункери і координатні столи;

— модулі (вузли) кріплення маніпуляторів ПР до АТУ можуть бути різного конструктивного виконання і повинні забезпечувати переміщення ПР і маніпулятора за трьома координатами;

— модулі пристроїв контролю і блокування роботи технічних систем РТК. Наявність подібних пристроїв підвищує надійність РТК за рахунок виключення можливих аварійних ситуацій, пов’язаних з поломками і раптовими відмовами. В якості пристроїв контролю і блокування використовуються різні давачі;

— модулі систем керування АТУ, ПР і РТК у цілому;

— модулі, що являють собою ПР різного технологічного призначення і конструктивного виконання.

Будь-який РТК — це сукупність описаних вище модулів. Принцип модульности дозволяє шляхом доцільного комбінування уніфікованих модулів створювати структуру необхідного РТК.

РТК складання. Процес автоматичного складання вузлів типу РЕМ-1 (радіоелектронний модуль першого рівня розукрупнення) потребує високого рівня технологічності деталей, ЕРЕ, ІС та інших складальних елементів, які беруть участь у складанні виробу. З позицій складання і монтажу розрізняють радіоелектронні модулі на ІС зі штиревими виводами і модулі на дискретних ВЕТЕ (вироби електронної техніки й електротехніки).

Визначальною ознакою технологічної класифікації є тип елементної бази РЕМ-1, тому що саме від неї залежить тип і характер ТП, вид устаткування, на якому реалізується ТП складання і монтажу. Однак на практиці найчастіше зустрічаються різні комбінації складу елементної бази, що приводить до необхідності використання різних ТП.

Радіоелектронні модулі (РЕМ), які виготовляються з використанням РТК, повинні задовольняти наступним вимогам:

а) модуль повинен бути функціонально закінченим для того, щоб його можна було виготовити на спеціалізованому РТК, ділянці чи лінії;

б) для забезпечення можливості застосування групового паяння хвилею припою всі ВЕТЕ зі штиревими виводами повинні бути розміщені на ДП тільки з одного боку. Для ВЕТЕ з планарними виводами припускається розміщення з обох боків;

в) навколо ВЕТЕ, встановлюваних автоматично на ДП, повинні бути передбачені вільні зони — зони роботи інструмента установлювальних головок;

г) кількість варіантів формування виводів ВЕТЕ і установлення елементів на ДП повинно бути обмеженим: для ВЕТЕ з циліндричними корпусами й осьовими виводами повинне застосовуватися П-образне формування й установлення на ДП без зазору, для ВЕТЕ з циліндричними корпусами і трьома односторонньо спрямованими виводами — установлення на дно корпуса, для ІС у корпусах типу 4 — установлення без зазору чи з зазором мм;

д) конструкція РЕМ-1 повинна виключати застосування прокладок між корпусом ВЕТЕ і ДП, екранів і ізоляційних трубок на корпусах і виводах елементів;

е) у конструкції РЕМ-1 повинне застосовуватися не хаотичне, а упорядковане, зокрема рядне, розміщення ВЕТЕ на комутаційному полі, при цьому такі елементи, як резистори, діоди, конденсатори повинні установлюватися поза зоною розміщення ІС;

ж) у конструкціях РЕМ-1 електрорадіоелементи потрібно розміщати з одного боку ДП, за винятком РЕМ-1 на ІС у корпусах типу 4, які можуть бути установлені на платі з обох боків;

з) при застосуванні в конструкції РЕМ-1 мікросхем в однотипних корпусах різних розмірів, ряди повинні компонуватися з ІС у корпусах одного типорозміру з єдиним установлювальним розміром для всіх ІС даного ряду;

и) відстані від бази відліку координат установки ВЕТЕ до мікросхем на ДП одного типорозміру повинні бути постійні.

Питання 2.

Методи оцінки надійності технологічних систем (ТС). Основні показники надійності ТС та їх визначення. Вплив надійності ТС на їх працездатність.

Відповідь.

Для оцінки показників надійності ТС за параметрами продуктивності в залежності від виду ТС, мети оцінення і наявності вихідної інформації варто використовувати розрахункові, дослідно-статистичні, реєстраційні й експертні методи або їхні сполучення.

Розрахункові методи основані на використанні математичних моделей зміни продуктивності ТС і її елементів, побудованих з урахуванням структури ТС, моделей надійності засобів технологічного оснащення і підсистем ТС, функцій розподілу факторів (подій), що впливають на продуктивність ТС і алгоритмів керування продуктивністю в різних виробничих ситуаціях.

Розрахункові методи і залежності від використовуваних обчислювальних засобів підрозділяються на аналітичні, чисельні, методи статистичного моделювання і комбіновані.

При застосуванні розрахункових методів необхідно, щоб параметри використовуваних математичних моделей могли бути визначені:

а) за допомогою довідкової, нормативно-технічної і конструкторсько-технологічної документації;

б) за даними, які регіструються у процесі керування підприємством;

в) шляхом обробки ретроспективної статистичної інформації, отриманої при проведенні перевірок або іспитів елементів і підсистем ТС.

Застосовувані математичні моделі надійності повинні підтверджуватися шляхом аналізу дослідних даних, наприклад, отриманих при виготовленні дослідної (установлювальної) чи головної партії виробів.

Дослідно-статистичні (вимірювальні) методи основані на використанні даних, отриманих у результаті спеціального вибіркового обстеження ТС і (чи) спеціальних іспитів ТС.

Дослідно-статистичні методи використовують, головним чином, для оцінки надійності діючих ТС, а також при проведенні визначальних іспитів розроблювальних ТС.

Реєстраційні методи не вимагають проведення спеціального обстеження і основані на аналізі інформації, яка реєструється у процесі керування підприємством, у тому числі даних обліку:

а) виконання календарних планів-графіків виробництва продукції підприємства і підрозділу;

б) виконання календарних планів-графіків технічного обслуговування і ремонту засобів технологічного оснащення;

в) руху предметів виробництва.

Експертні методи основані на використанні результатів опитування експертної групи, яка розташовує інформацією про надійність даної технологічної системи і фактори, що впливають на її продуктивність.

Експертні методи варто застосовувати у випадку оцінки надійності ТС при неможливості або недоцільності використання розрахункових, дослідно-статистичних чи реєстраційних методів (недостатня кількість інформації, необхідність розробки спеціальних технічних засобів і т. ін.).

Список літератури.

1. Невлюдов І.Ш. Основи виробництва електронних апаратів. — Харків: «Компанія Сміт», 2005. — 592 с.

2. Макурин Н. С. Производство электронных средств. Часть 1: Учеб. пособие. — Харьков: ХТУРЭ, 1999. — 176 с.

3. Макурин Н. С. Производство электронных средств. Часть 3: Учеб. пособие. — Харьков: ХТУРЭ, 1999. — 139 с.