Курсовая работа: Организация сборки и монтажа Li-ion аккумулятора в ИК ПДУ

1.4 Качественная оценка технологичности конструкции изделия

Под технологичностью конструкции понимают совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат, труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации, ремонте (по сравнению с назначения) при обеспечении установленных показателях качества (и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта).

Из данного определения следует, что технологичным называется такое изделие, которое отвечая всем эксплуатационным требованиям, может быть изготовлено в кратчайшие сроки с наименьшими затратами времени, средств, туда и материалов. Таким образом, технологичность-качественное свойство, труда и материалов. Таким образом, технологичность свойство, заложенное в изделие при его разработке.

Стандарт устанавливает качественные характеристики технологичности:

Взаимозаменяемость - это свойство конструкции составные части изделия обеспечивающие его применения вместо другой, без дополнительной обработки с сохранением заданного качества изделия, в состав которого она входит;

Контролепригодность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающие возможность удобства и надёжность её контроля при изготовлении, испытании, техническом обслуживании;

Регулируемость - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность и удобство её регулирования при сборке, монтаже, техническом обслуживании и ремонте для достижения или поддержания работоспособности изделия.

Инструментальная доступность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее свободный доступ к его поверхностям при изготовлении, контроле, испытании в техническом обслуживании и ремонте.

Ремонтопригодность - это свойство изделия, заключающееся в том, что изделие приспособлено:

-к предупреждению причин возникновения отказов;

-к обнаружению причин отказов;

-к устранению причин отказов и последствий отказов путём ремонта и технического обслуживания.

Устройство Li-ion аккумулятор в ИК ПДУ отвечает требованиям технологичности, так как обладает выше перечисленными свойствами. Элементы размещены на плате таким образом, что обеспечивают лёгкий доступ инструмента для выполнения монтажа, демонтажа, ремонта и контроля. Варианты установки элементов позволяют обеспечить поиск неисправности и устранить их как в процессе сборки и монтажа, так и в процессе эксплуатации изделия. В устройстве применена микросхема MP20045DN-25 с фиксированным напряжение 2,5 В, но для зарядки аккумулятора требуется напряжение 4,5…4,6 В. Поэтому путем добавления в схему резисторов R7 и R8 микросхема была включена как регулируемый стабилизатор. По этой же схеме, рассчитав или подобрав сопротивление этих резисторов, можно применить микросхемы MP20045DN-18 или MP20045DN. Также можно применить любую микросхему из серии MP20045DQ, но они имеют иную цоколёвку и корпус QFN8, значительно менее удобный для монтажа. Также подойдет любой Li-ion аккумулятор с размерами 48х40 мм и емкостью около 700 мА*ч со встроенным контроллером, например, от малогабаритного сотового телефонного аппарата. Взамен транзистора 2SA733 подойдет любой из серии 2SA1150, KT3107, KT6112. Если вместо кремниевого транзистора применить германиевый, например, МП25, ГТ2307 момент окончания зарядки аккумулятора будет отображаться точнее. Светодиод можно применить любой сверхъяркий. Диод Шоттки 1N5817 можно заменить любым из серии

1N581x, SB120, SS14, SK22 или другими подобными низковольтными, рассчитанными на прямой ток 1…2 А. Диод FR205 можно заменить любым из серии FR20x, RL20x, EGP20x, КД226б КД258. Подойдут конденсаторы на номинальное напряжение от 6 В.

Безошибочно изготовленное устройство начинает работать сразу. При отключенном аккумуляторе подборкой резистора R8 устанавливают выходное напряжение стабилизатора 4,5…4,6 В. После проверки работоспособности монтаж покрывают несколькими слоями цапонлака или лаком ХВ-784.

Пути повышения технологичности.

1) Сокращать число наименований изделий (типоразмеров), если сборочная единица содержит малое число типоразмеров, это позволит сократить сроки ее проектирования, объем выпускаемой документации, сроки изготовления, т.е. можно применять меньшее число оборудования, оснастки и т.д.

2) Применять детали унифицированные и стандартные.

3) Применять в новых изделиях детали ранее освоенные в производстве.

4) Применять дешевые, недефицитные материалы.

5) Увеличить степень механизации и автоматизации.

6) Использование рациональных компоновок, обеспечивающих хороший доступ к составным частям, а также их объем и замену другими.

7) Применять прогрессивные высокопроизводительные техпроцессы.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор варианта технологического процесса сборки и монтажа

Организация технологического процесса сборки монтажа изделия строится на основании выбора варианта технического процесса. Вариант технологического процесса выбирается в зависимости от типа производства и особенностей конструкции изделия. Наиболее оптимальный вариант технологического процесса должен иметь наименьшую трудоемкость и обеспечивать достаточную технологичность сборки и электрического монтажа изделия.

На данном этапе выбора варианта организации технологического процесса сборки и монтажа составляется наиболее оптимальный с учетом вышеуказанных требований. В перечень этих требований включается определение типа производства.

Ориентировочно тип производства изделия может быть определен по партии запуска и его сложности. Размер партии запуска рассчитывается по формуле:

n=N*a/F,

где N - годовая программа выпуска изделий (100000)

a - норма запаса деталей на складе в днях, необходимая для бесперебойного снабжения производства

F - число рабочих дней в году (250)

n=100000*5/250=2000

Для определения типа производства следует использовать данные приведенные в таблице 4.С учётом того что устройство управляющий освещением, выполненный в виде печатного узла.

Таблица 4 - Характеристика типа производства для изделий малой сложности.

Вывод: Исходя из данных таблицы 4, выбираем массовый тип производства.

Для массового производства целесообразно организовать поточную линию.

Такт потока определяется по формуле:

ф= Fg/N

где Fg - действительный годовой фонд рабочего времени при односменной работе (120000 мин.)

N - годовая программа выпуска

ф = 120000/100000=1.2 мин

Если ф лежит в пределах до 5 мин, то в этом случае следует организовать поточную линию.

С учетом вышеизложенного наиболее оптимальным будет следующий вариант технологического процесса:

подготовка ЭРЭ;

Установка всех ЭРЭ на светомонтажном столе;

Пайка «волной» на автомате УПН;

Контроль и допайка;

Окончательный контроль;

Расчет трудоемкости технологического процесса сборки и монтажа приведен в таблице 5.

Таблица 5- Расчет трудоемкости технологического процесса сборки и монтажа

tдоп.= tn1вывЧnвыв.ЧKбр

tдоп.= 3 сек *54*0,1/60=0,27

Где:

tn1выв.- время на один элемент;

nвыв.- количество выводов;

Kбр.- коэффициент брака (5-10%).

Предварительное количество рабочих мест определяется по формуле:

nраб= ?t/ф

nоб.расч.= 9,87/1,2=8,225

Принимаем число рабочих мест nраб.прин.=9

2.2 Обоснование разбивки технологического процесса на операции

При использовании поточной линии, разбивка на операции должна производится с учетом такта потока. Чтобы обеспечить ритмичность работы поточной линии, длительность операции необходимо сделать равной (или кратной) такту потока (с точностью до 10%).

tоп=ф±10%

При этом допускается некоторое число недогруженных операций, длительность которых будет значительно меньше ф.

Чтобы определить норму времени на операцию, следует воспользоваться нормированными данными на сборочно-монтажные работы. Эти данные приводятся на отдельные виды работ (переходы). Время на операцию определяется, как суммарное время по всем переходам, из которых состоит данная операция.

Составляем таблицу синхронизации операций. Синхронизация операций представлена в таблице 6. Число рабочих на поточной линии, выполняющих работу одного вида определяется по формуле:

nраб.расч.=tраб/ф,

где tраб - это время на выполнение одного вида работ

nраб.прин.. определяется округлением nраб.расч. до целого числа в сторону увеличения

Выполним расчет числа рабочих и время на выполнение операции одним рабочим на основании данных приведенных в таблице 5.

Подготовка ЭРЭ

nраб.расч.1= 2/1,2=1,6

nраб.прин.=2

tоп.1=tраб.1/nраб.прин

tоп.1=2/2=1 мин

Установка ЭРЭ на светомонтажном столе

2.nраб.расч.2= 4/1,2=3,3

nраб.прин.=4

tоп.2=4/4=1 мин

Все остальные виды работ (указанные в таблице 5), т.е. каждая последующая операция выполняется одним рабочим, т.к. время выполнения работы не превышает такт потока.

Результаты расчетов приведены в таблице 6.

Таблица 6- Синхронизация операций.

Таблица синхронизации составляется с учетом оптимальной последовательности операций. Надо следить за тем, чтобы ранее установленные элементы не мешали установке последующих. В первую очередь следует установить элементы в трудно доступных местах. Желательно, что бы на каждом рабочем месте производились однотипные работы. Установку однотипных элементов, но разных номиналов нужно устанавливать на разных рабочих местах, при этом нужно не забывать и другие требования, исходя из особенностей конструкции.

Вывод: Так как расчеты сходятся с данными таблицы 5, то технологический процесс разбит на операции верно.

2.3 Выбор средств технологического оснащения

Выбор оборудования производится на основе сравнения двух видов оборудования, одинаково подходящих для выполнения данной операции. Предпочтение отдается виду оборудования, которое имеет оптимальный коэффициент загрузки. При одинаковом коэффициенте загрузки учитывается количество оборудования, потребляемая мощность и т.д.

Согласно ГОСТ14.301-73 средства технологического оснащения включают:

- технологическое оборудование;

- технологическую оснастку;

- средства механизации и автоматизации;

Выбор средств технологического оснащения производится с учетом:

- типа производства и его организационной структуры;

- вида изделия и программы выпуска;

- характера намеченной технологии

- максимального применения имеющейся стандартной оснастки и оборудования.

Сравнительные характеристики видов оборудования приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Характеристики оборудования

Приведем расчет требуемого оборудования:

Для оборудования выполняемого поэлементную работу (установка ЭРЭ).

nобр.расч=ton/ф (шт),

где: ton=t1эл*n

t1эл=60/Р

где: Р=600 шт/ч (производительность автомата)

n-количество ЭРЭ установленных на плату

t1эл(РМПСП)=60/600=0,1 (мин)

nобр.расч(РМПСП)= (20*0,1)/1,2=1,6шт

nобр.прин(РМПСП)=2шт

Кз= (nобр.расч/ nобр.прин)*100%