Мелкосерийном производстве

Сборка по принципу концентрации операций заключается в том, что на одном рабочем месте производится весь комплекс работ по изготовлению изделия или его части. При этом повышается точность сборки, упрощается процесс нормирования. Однако большая длительность цикла сборки, трудоемкость механизации сложных сборочно-монтажных операций определяют применение такой формы в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Групповые методы сборки и монтажа наиболее эффективны в условиях единичного и мелкосерийного производства. Они позволяют сократить число разрабатываемых процессов, внедрить вы-

Среди методов выполнения монтажных соединений в РЭА пайка занимает доминирующее положение. В зависимости от типа производства она выполняется индивидуально с помощью нагретого паяльника или различными групповыми методами. Индивидуальная пайка эффективна при монтаже ПП в условиях единичного и мелкосерийного производства, для проводного монтажа, при запаивании элементов со штыревыми выводами на одной стороне ПП после выполнения пайки групповым способом на второй стороне, при макетных, ремонтных и регулировочных работах. К основным преимуществам групповой пайки относятся: строгое поддержание технологического режима, повышение производительности, увеличение надежности соединений, легкость автоматизации. Но с их применением повышаются требования к однородности и качеству подготовки поверхностей, возникает необходимость в разработке мер по предотвращению перегрева термочувствительных элементов и подбора конструктивно-технологических решений по устранению характерных дефектов (сосулек,

Проводные печатные платы (табл. 9.1) представляют собой диэлектрическое основание, на котором выполняются печатный монтаж или его отдельные элементы (контактные площадки, шины питания и заземления), а необходимые электрические соединения проводят изолированными проводами диаметром 0,1 ... ... 0,2 мм. Эти платы нашли применение на этапах макетирования, разработки опытных образцов, в условиях мелкосерийного производства, когда проектирование и изготовление МПП неэкономично. Трехслойная проводная плата эквивалентна по монтажу восьми-, одиннадцатислойной МПП. При этом сокращается количество необходимой технологической оснастки (фотошаблонов) и применяемых операций.

вающим затягивание фольги в отверстие, чем достигается его частичная металлизация. Максимальная глубина затягивания фольги в отверстия диаметром 1 ... 1,3 мм достигается при технологическом зазоре 0,4+°'2 мм. В этом случае диэлектрик со стороны фольги укладывается к плоскости пуансонов, а удельное усилие прижима увеличивается в два раза по сравнению с обычным вариантом. Если плата имеет высокую плотность монтажа, большое количество отверстий и малый шаг координатной сетки, то применяют последовательную пробивку на нескольких штампах. Применение универсальных штампов, в которых необходимое количество отдельных пуассонов набирается в специальном трафарете, делает процесс штамповки экономичным в условиях мелкосерийного производства.

Для проявления СПФ используют два вида установок: камерные для мелкосерийного производства и конвейерные для серийного производства [34]. В последних проявитель подается на заготовки встречными потоками, что обеспечивает высокую скорость и равномерность. Камерные установки имеют отсеки проявления, промывки, насос для подачи проявителя под давлением, систему струйной промывки, змеевики охлаждения проявителя проточной водой, таймеры, систему терморегулирования и устройства фильтрации проявителя. Заготовки из одного модуля в другой переносятся вручную или автооператором. Конвейерные установки имеют зоны загрузки, первичного проявления, допроявления и промывки плат. Валковый конвейер непрерывно транспортирует заготовки через все рабочие зоны. Установки оснащены регулято-

Механическая подготовка в условиях мелкосерийного производства осуществляется вручную смесью венской извести и шлиф-порошка под струей воды. Экономически оправдано применение механизированных и автоматических конвейерных линий в условиях крупносерийного и массового производства. Инструментом на этих линиях служат абразивные круги, капроновые или нейлоновые щетки, на которые подается абразивная суспензия. В некоторых зарубежных установках для зачистки используются круги из нетканого нейлона, насыщенные мелкодисперсным порошком карборунда или алунда, которые для устранения перегрева обильно смачивают водой.

Широкие технические возможности проводного монтажа, его экономичность в условиях мелкосерийного производства привели к разработке программируемого автоматического оборудования и многочисленных технологических вариантов реализаций: стежковый, многопро'водный с фиксированием проводов, незакрепленными проводами. По сравнению с печатным монтажом они характеризуются следующими достоинствами: повышение плотности монтажа из-за многократного перекрещивания проводов на одной поверхности, упрощение процесса трассировки для сложных ИС (БИС, СБИС), минимизация длины соединений за счет прокладки проводов по кратчайшим расстояниям, уменьшение взаимных по'мех, возможность применения сварки для создания неразъемных соединений повышенной надежности, сокращение сроков проектирования и изготовления, уменьшение количества требуемой технологической оснастки (фотооригиналов, фотошаблонов и др.) и «мокрых» ТП.

Что касается мелких партий (например, на этапе запуска установочных серий при апробации новых технологий), особенно там, где поставка брака или несвоевременная поставка годной продукции заказчику оборачивается существенными потерями, то здесь вопрос разработки стабильных ТП и СМК стоит особенно остро и, к сожалению, мало изучен. Следует отметить, что выводы, полученные для мелкосерийного производства, могут быть использованы и для крупных серий. Специфические оттенки на задачу проектирования СМК для мелкосерийного производства накладывают еще и те обстоятельства, что приходится работать в условиях недостаточной информации ввиду малых размеров партий.

Следует отметить ряд второстепенных факторов, усложняющих задачу проектирования оптимальных СМК для мелкосерийного производства, такие как: 1) трудности, связанные с оценкой ущерба от брака, поставленного заказчику; 2) недостаточные размеры партий для отработки технологий; 3) ограниченные возможности механизации и автоматизации отдельных технологических операций и т. п.

Вышеизложенное позволяет сделать выводы о том, что разработка оптимальных СМК Для мелкосерийного производства является актуальной и более сложной задачей, чем разработка для крупносерийного и массового производства. Значимые результаты могут быть получены от таких СМК, которые обеспечивают стабильность определенных параметров изделий. Выполнение этого требования необходимо не только для обеспечения достоверности выводов, сделанных относительно контролируемых ТП, но и для объективного прогнозирования поведения отдельных параметров, своевременного выполнения плана предприятия и заданного качества выпускаемых изделий, что особенно важно при больших ущербах от брака.

Заготовки ПП в единичном и мелкосерийном производстве получают разрезкой на одно- и многоножевых роликовых или гильотинных ножницах. Применяемые ножи должны быть установлены параллельно друг другу с минимальным зазором 0,01 ... ... 0,03 мм по всей длине реза.

Периодические испытания ПП и МПП проводятся с целью подтверждения их эксплуатационных характеристик, правильности выполнения ТП и соответствия конструкторской документации не реже одного раза в шесть месяцев. Для контроля случайным образом выбираются платы, прошедшие приемосдаточные испытания в количестве: 5 плат при опытном и мелкосерийном производстве и 10 плат при серийном производстве. В объем испытаний входят: 1) многократные изгибы ГПП и ГПК (ГПП должны выдерживать 5-кратный цикл изгибов радиусом 10±0,5 мм, а ГПК— 282

Для проведения подготовительных операций изделий массового применения (резисторов, конденсаторов, транзисторов, ИС со штыревыми и планарными выводами) разработано отечественными и зарубежными фирмами (Heller Industries Inc., Leadmaster TIR и Dyna/Pert, США, Electrovert, Канада, Elite Engineering Ltd., Великобритания, LOUPOT, Франция) многочисленное технологическое оборудование и оснастка. Выбор конкретного типа определяется условиями производства, производительностью и стоимостью. В мелкосерийном производстве подготовка осуществляется пооперационно с ручной подачей компонентов, при массовом производстве — на установках комплексной подготовки, объединяющих две и более операций с автоматической подачей элементов в зону обработки.

Контроль правильности электрических соединений является необходимой операцией перед настройкой. В единичном и мелкосерийном производстве эту операцию выполняют вручную при помощи универсальной измерительной аппаратуры по картам сопротивлений и монтажной схеме.

По степени участия человека в процессе контроля различают ручной, полуавтоматический и автоматический виды контроля. Ручной контроль целесообразно использовать при единичном и мелкосерийном производстве, при изготовлении уникальной аппаратуры. Он наиболее трудоемкий и требует высокой квалификации контролера, что, однако, не гарантирует его высокого качества. При ручном контроле используется стандартное универсальное измерительное оборудование. Основные затраты времени приходятся на операции регулировки контрольных приборов.

Задача 2.2 включает вопросы автоматизации процессов обслуживания технологического оборудования в ходе выполнения их производственных заданий. Основной круг вопросов обслуживания сводится к решению задач по загрузке и разгрузке оборудования, смене инструмента и деталей. Конструктивное решение устройств обслуживания достаточно велико: от простейших роликовых направляющих до сложных автоматических устройств, управляемых электронными схемами на базе мини-ЭВМ и микропроцессоров. Всю эту группу устройств объединяют под названием «роботы и манипуляторы». Они могут быть составной частью технологического оборудования (входить в состав гибкого технологического модуля) или поставляются самостоятельно для работы в общей технологической линии. В условиях массового и крупносерийного производств управление в РТК осуществляется программным способом. При мелкосерийном производстве и частой смене номенклатуры изготовляемой продукции применяют системы ситуационного управления, что повышает гибкость производства и упрощает процедуры разработки управляющих программ РТК.

В соответствии с разработанным технологическим маршрутом выбирают оборудование для каждой операции (ее части или группы операций) ТП. Все технологическое оборудование, применяемое для реализации ТП производства РЭА (по видам ТП), подразделяют на четыре группы: 1) оборудование широкого назначения (универсальное технологическое оборудование), которое целесообразно применять в единичном и мелкосерийном производстве; 2) оборудование высокой производительности — полуавтоматы и автоматы, имеющие большее ограничение по размерам обрабатываемых (собираемых) изделий, по скорости, выполняемым операциям, которые применяются в серийном и массовом производстве РЭА; 3) специализированное технологическое оборудование— агрегатные станки для сборки какого-либо изделия, которые применяют в серийном производстве при групповой сборке РЭА; 4) специальное оборудование —оборудование, спроектированное и изготовленное для обработки (сборки, контроля) изделия на определенной операции, которое экономически целесообразно в массовом производстве при выпуске изделия в течение ряда лет.

Проектирование групповых ТП эффективно в том случае, когда на их основе в серийном и мелкосерийном производстве РЭА удается создать групповые поточные или автоматические линии сборки. Создание подобных линий основывается на сочетании принципов унификации сборки (монтажа), применении общего маршрута сборки изделия по отдельным групповым операциям, выполняемым на оборудовании с групповыми настройками, при широком использовании групповых переналаживаемых сборочных приспособлений.

Улучшение технологии позволяло увеличивать степень интеграции вдвое за каждый год. Но в этом развитии скрывалось и противоречие. Чем больше логических функций выполняла ИС (а вскоре уже возникли и большие интегральные схемы-БИС с интеграцией в сотни элементов на кристалле), тем она делалась сложнее. Разработчики систем автоматического управления (САУ) стремились сделать свое устройство оптимальным по числу логических элементов и заказывали для его реализации БИС. Но чем сложнее становилась заказанная БИС, тем она дольше проектировалась, тем становилась более специализированной, следовательно, выпускалась, как правило, в меньших количествах, а при мелкосерийном производстве заказных БИС относительная стоимость их нелинейно росла.

Отработка изделия на технологичность — з>то комплексная конструктивно-технологическая проблема, решение которой должно проводиться на всех этапах создания изделия. Требования к технологичности определяются видом изделия; объемом выпуска; типом производства. Конструкция, технологичная в условиях массового производства, может оказаться совсем не технологичной в мелкосерийном производстве.

Групповые методы разработаны и научно обоснованы проф. С. П. Митрофановым, чтобы использовать в еди яичном и мелкосерийном производстве высокопроизводительные технологические процессы, характерные для крупносерийного производства.