Otchet_po_praktike_1
.pdfстанками и автоматами, универсальными фрезерными и сверлильными станками, шлифовальными станками и другое.
Механизация и автоматизация в механических цехах развивается по следующим направлениям: максимальное использование токарных автоматов, холодновысадочных автоматов и токарно-револьверных станков; внедрение станков с числовым программным управлением и с использованием роботов для механизации вспомогательных операций; оснащение универсальных станков механизмами, работающими в качестве зажимных, автоматических загрузочных, контрольно-измерительных и прочих устройств; организация для определённых групп деталей небольших поточных линий с замкнутым циклов обработки.
После механической обработки на поверхности деталей остаются загрязнения. Ещё более сложными являются вопросы промывки собранных узлов и блоков аппаратуры, удаления остатков паяльных флюсов и других загрязнений, влияющих на надёжность аппаратуры. Совершенствование технологии очистки поверхности деталей и промывки узлов идёт по пути замены взрывоопасных, легковоспламеняющихся и токсичных органических растворителей водными растворами синтетических моющих препаратов и щелочных обезжиривающих растворов. Снижение трудоёмкости очистных операций достигается за счёт применения конвейерных, карусельных моечных машин, ультразвуковых ванн, центрифуг, установок с механизмами вибрационного качания и другое.
Гальванические цехи в зависимости от экономически целесообразного уровня механизации оснащаются различными видами оборудования: автоматами и автоматическими линиями, обеспечивающими без участия человека передачу деталей (подвесок, барабанов) с одной позиции обработки на другую и выдержку их в ваннах в соответствии с заданной программой обработки; автоматизированными системами управления гальванопокрытиями.
Цехи по производству ПП оснащены универсальным оборудованием, разработанным специально для выпуска такого вида продукции. Это механизированные и автоматизированные линии химической, электрохимической обработки, установки для нанесения фоторезистов и сеткографии, станки с ЧПУ для механической обработки, автоматизированные стенды контроля плат. Оборудование с ЧПУ применяют для изготовления фотошаблонов и трафаретов, сверления монтажных отверстий и фрезерования ПП.
В цехах лакокрасочных покрытий высокий уровень механизации достигается путём организации технологических поточных линий. Окрасочные и сушильные камеры с ручной установкой деталей заменяются проходными камерами, а в качестве транспортирующих устройств используют конвейеры. Окраска является одним из видов обработки, где роботы нашли применение как автономные агрегаты, самостоятельно владеющие рабочим инструментом-распылителем.
Сборочные цехи оснащены как универсальным, так и специальным оборудованием и оснасткой (конвейерные линии и рабочие места электромонтажников, оборудование по подготовке, установке и пайке радиодеталей на ПП, стенды для контроля и регулировки функциональных
41
параметров сборочных единиц и пр.). На оборудовании с ЧПУ производят установку и пайку ИС с планарными выводами, а также осуществляют контроль электрических цепей ячеек. Программное управление обеспечивает автоматизацию проводного монтажа, контроль электрических цепей в модулях всех уровней.
Предприятия, выпускающие РЭА на ИС частного применения, оснащены оборудованием, используемым в электронной промышленности: установки для диффузии, ионного легирования, термического окисления, оборудование для термического испарения материалов в вакууме, а также сборки и герметизации ИС.
Важным показателем работы оборудования, технологической оснастки и правильности их выбора является степень использования каждого станка и оснастки в отдельности и всех вместе по разработанному процессу.
42
5 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ И МЕТОДА КОНСТРУИРОВАНИЯ
Компоновочная схема изделия определяет многие важнейшие характеристики РЭС: габариты, вес, объем монтажных соединений, способы защиты от полей, температуры, механических воздействий, ремонтопригодность.
Различают две основные компоновочные схемы РЭС:
централизованная;
децентрализованная.
При централизованной компоновке все элементы сложной системы располагаются в одном отсеке на специальных этажерочных конструкциях или шкафах, длина и количество межблочных соединений сведены к минимуму, ремонт и демонтаж наиболее удобны, легче выполнить качественные системы охлаждения и амортизации [9].
Децентрализованная компоновочная схема обеспечивает относительно большую легкость размещения элементов изделия на объекте, не требуется тщательная экранировка отдельных блоков, при соответствующих схемных решениях может быть более надежной, сохраняя частичную работоспособность при выходе из строя отдельных элементов изделия. Недостатком является значительная длина межблочных соединений, затруднен полный демонтаж системы, для каждого отдельного блока необходимо предусматривать автономные системы охлаждения, виброзащиты [9].
При проектировании терморегулятора программируемого с ЖК дисплеем используется централизованная компоновочная схема, так как все элементы находятся на одной плате и в одном корпусе.
В качестве вспомогательных элементов выступает ЖК экран и тактовые кнопки. Для удобного взаимодействия оператора с терморегулятором данные элементы располагаются на лицевой панели. Те кнопки, которые не используются в настройке модуля (кнопки регулировка контрастности) можно расположить на боковой стороне корпуса. ЖК экран необходимо расположить в верхней части лицевой панели, кнопки настройки
– ниже экрана. Это необходимо для удобства отображения информации (не удобно настраивать устройство, когда рука закрывает экран при нажатии на кнопки). Так как на лицевой стороне платы устанавливается ЖК экран, габаритные радиоэлементы необходимо расположить на обратной стороне платы. Также на лицевой стороне выведены светодиоды, сигнализирующие об ошибках и работе отдельных элементов. Для удобства замены, батарейка располагается на верхней стороне печатной платы. Для программирования устройства, разъем устанавливается на той же стороне, тем самым исключается необходимость в демонтаже платы из корпуса (достаточно выкрутить 4 винта на крышке). Также на верхней стороне располагаются клемники для монтажа проводов сети и датчика температуры. Это выполнено с целью минимизации процессов разборки модуля. Между клемниками и корпусом присутствует зазор, обеспечивающий удобство в креплении
43
проводов, а кабельный ввод обеспечивает фиксацию провода, что уменьшает нагрузку на плату и клемники.
Плата крепиться к корпусу через латунные стоки, высотой 50 мм. Места крепления подобраны так, чтобы при нажатии на кнопки не происходило чрезмерных нагрузок на печатную плату.
На обратной стороне печатной платы устанавливаются габаритные элементы. На данной стороне располагается тиристор с алюминиевым радиатором, рядом располагается трансформатор и стабилизатор напряжения с радиатором. Данные элементы имеют высокую степень тепловыделения. В нижней части корпуса устанавливается вентилятор, который выдувает горячий воздух из корпуса, тем самым охлаждая элементы. Для притока воздуха в корпусе предусмотрены вырезы под вентиляцию, тем самым при работе вентилятора происходит не только выдув горячего, но и вдув охлажденного. Тиристор, трансформатор и стабилизатор напряжения устанавливаются вблизи с вентилятором и отверстиями вентиляции. Элементы, которые менее подвержены тепловыделению, располагаются на верхней части платы.
Предварительный расчет показал, что масса всего изделия не превышает 1,5 кг и габариты, с учетом размеров платы, зазоров, не превышают 230х200х75мм. Таким образом, значение массы и габарита изделия соответствуют техническому заданию.
При компоновке устройства были учтены следующие основные требования:
оптимальность, устойчивость и стабильность функциональных межблочных связей;
требования по жесткости и прочности;
эргономика, удобство ремонта;
оптимальное размещение комплектующих элементов в модулях всех уровней с учетом коэффициента заполнения по объему и удобству для осмотра и ремонта;
сосредоточение центра тяжести ближе у опорной поверхности;
наличие достаточного пространства для межблочных соединений. В зависимости от сложности устройства различается и метод
конструирования. Существует несколько методов конструирования, таких как: геометрический, машиностроительный, топологический, метод проектирования моноконструкций, базовый метод.
Геометрический метод. В основу метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных точек, число и размещение которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твердого тела [10].
Машиностроительный метод. В основу этого метода конструирования положена структура механических связей между элементами, представляющая собой систему опорных поверхностей. Машиностроительный метод используется для конструирования устройств и элементов РЭА, которые несут большие механические нагрузки и в которых неизбежны вследствие этого большие деформации [10].
44
Топологический метод. В основу метода положена структура физических связей между ЭРЭ. Топологический метод, в принципе, может применяться для выявления структуры любых связей, однако конкретное его содержание проявляется там, где связности элементов может быть сопоставлен граф [10].
Метод проектирования моноконструкций. Основан на минимизации числа связей в конструкции, он применяется для создания функциональных узлов, блоков, РЭА на основе оригинальной несущей конструкции в виде моноузла (моноблока) с оригинальными элементами [10].
Базовый (модульный) метод конструирования. В основу метода положен модульный принцип проектирования. Деление базового метода на разновидности связано с ограничениями, схемной конструкторской унификацией структурных уровней (модулей, функциональных узлов, блоков). Базовый метод является основным при проектировании современной РЭА [10].
В качестве метода конструирования был выбран топологический метод. При компоновке платы было уделено особое внимание возможному
взаимодействию составных частей между собой из-за паразитных электромагнитных связей. Учет и анализ этих связей позволил в значительной степени снизить затраты на производство всего изделия, сократить сроки проектирования, добиться более устойчивой работы.
Способом решения этой проблемы является исключение с самого начала конструирования схемы причин, порождающих помехи. При этом были учтены:
виды помех, наиболее вероятностные в данной схеме;
способ размещения печатной платы, кабели и другие структурные составляющие системы таким образом, чтобы исключить как можно больше причин, вызывающих помехи, и обеспечить при этом возможность подключения подавляющих помехи компонентов.
Проблемы возникновения помех и наводок были сведены к минимуму, с помощью изоляции чувствительной части схемы от источника помех, устраняя паразитные индуктивные и емкостные связи. Для этого было выполнено:
маломощные (чувствительные) схемы располагаются поблизости от источника сигнала;
мощные схемы (в которых велика вероятность возникновения помех) располагаются вблизи нагрузок;
маломощные и мощные схемы как можно дальше друг от друга;
сведена к минимуму длину проводников;
использованы максимально короткие контуры прохождения тока. Из анализа схемы электрической принципиальной видно, что имеется
возможность появления взаимных наводок в цепях микросхемы, которые могут повлиять на передаваемый сигнал. Для обеспечения надежной работы микросхемы, во избежание появления наводок, длина цепей была минимизирована, разместив ЭРЭ, подключенные к микроконтроллеру, возле него.
45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На производственной практике был спроектирован терморегулятор программируемый с ЖК дисплеем. Был произведен анализ предприятия, на котором проводилась практика, была изучена история становления и развития предприятия, его отраслевая принадлежность, тип производства, его спецификация и форма собственности, определены основные виды продукции, которые она выпускает, виды деятельности, функции и роли автоматизации предприятия, должностные инструкции, программные продукты, задачи, языки программирования и степень автоматизации. Также был произведен анализ аналогов разрабатываемой конструкции, были определены базовые технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц РЭС и произведен выбор и обоснование компоновочной схемы и метода конструирования.
46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
[1]Unitek [Электронный ресурс]. – 2021. – Режим доступа: http://www.unitek.by/sites/unitek.by/files/Passport_RKTP_441.pdf.
[2]PVD [Электронный ресурс]. – 2021. – Режим доступа: https://pvd.by/catalog/teplyie-polyi/termoregulyatoryi/programmiruemyy-termoregulyator- aura-vtc-770.html.
[3]Azbukatepla [Электронный ресурс]. – 2021. – Режим доступа: https://azbukatepla.by/shop/avtomatika-upravleniya/provodnoy-nedelnij-regulyator- temperatury-auraton-2030.
[4]Teplodvor [Электронный ресурс]. – 2021. – Режим доступа: https://www.teplodvor.by/shop/komplektuyuschie-otopleniya/avtomatika-i-termoregulyatory/ besprovodnoy-termostat-poer-ptc10ptr10rtg10/.
[5]ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
[6]Александров, В.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебное пособие. Часть 1. Материаловедение. Стандарт третьего поколения / В.М. Александров. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2015. – 327 с.
[7]Боровиков, С. М. Теоретические основы конструирования, технологии
инадежности / С. М. Боровиков – Минск: Дизайн ПРО, 1998. – 336 с.
[8]Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: Учебник/ А. П. Достанко [и др.]. − Мн.: Выш. шк., 2002. − 415 с.
[9]Борисов В.Ф. Основы конструирования и технология РЭС – Учебное пособие для курсового проектирования. – Москва: МАИ, 2000. – 128 с.
[10]Иевлев В.И. Конструирование и технология электронных средств. Учебное пособие 2-е изд., стереотипн. — Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2007. – 217 с.
47
ПРИЛОЖЕНИЕ A
(обязательное)
Спецификация
48