Коефіцієнт автоматизації и механізації підготовки елементів до монтажу:

=, (3.1)

де - число ЕРЕ и ІМС, підготовка до монтажу яких виконується механізованим або автоматизованим способом;

- загальне число ЕРЕ;

- загальне число мікросхем и мікрозбірок.

.

Коефіцієнт установчих розмірів:

(3.2)

де - число типів установчий розмірів;

- число всіх установчих розмірів.

.

Коефіцієнт застосовності ЕРЕ:

, (3.3)

де - число типорозмірів оригінальних ЕРЕ;

- число всіх типорозмірів ЕРЕ.

.

Коефіцієнт повторюваності ЕРЕ:

-; (3.4)

.

Коефіцієнт використання мікросхем та мікрозборок:

, (3.5)

.

Комплексний показник технологічності:

(3.6)

Порівнюючи отриманий комплексний показник технологічності виробу з нормованим показником технологічності для серійного виробництва можна зробити висновок про те, що розроблений виріб є достатньо технологічним.

4. Автоматизація проектування

4.1 Методика автоматизованого проектування блоків елементів

4.1.1 Структура и функції САПР PCAD+IMPULS

Система автоматизованого проектування PCAD + IMPULS призначена для автоматизованого проектування друкованих вузлів (друкована плата з розміщеними на ній ЕРЕ), об'єднавчих панелей на двосторонніх (ДДП) і багатошарових (МДП) та розширює функціональні можливості системи PCAD 4.5

ПЭ ВП СП СБ

КЗОБ

СБ

Э3

ЧПП

СБЧ фтш

фзш

фнш

Рисунок 4.1 - Структурна схема програми PCAD

Вхідні документи: ПЕ - перелік елементів; Е3 - схема електрична принципова.

Бібліотеки: BI - бібліотека комплектуючих виробів; SYM - бібліотека схемних макросів; PRT - бібліотека компонентних макросів; LIB - бібліотека контактних площадок, настановних макросів, постійних елементів креслень, опис конструктивів.

Інформаційні масиви: DBF - розширений масив переліку елементів, FIL - файл відповідностей компонентних і схемних макросів; ALT - опис схеми електричної принципової символьною мовою; XNL - опис схеми електричної принципової при графічному введенні; SCH - графічне опис схеми електричної принципової; PCB - комплексний масив опису блоку елементів.

Вихідні документи: ПЕ - перелік елементів; Е3 - схема електрична принципова; СП - специфікація блоків елементів; ПВП - креслення друкованої плати пошарово; СБЧ - складальне креслення блоків елементів.

Машинні носії: СВ - для свердлильних автоматів; КЗіОБ - для контролю друкованої плати на короткі замикання і обрив; СБ - для складальних автоматів.

Фотошаблонів: ФМШ - топологічних шарів; ФЗШ - захисних шарів; ФМШ - маркувальних шарів.

САПР PCAD + IMPULS забезпечує виконання наступних функцій:

підготовка вихідних даних для проектування блоків елементів;

проектування блоків елементів;

розробка конструкторської документації;

розробка фотошаблонів і машинних носіїв для управління верстатів з ЧПК;

введення бази даних.

4.1.2 Конфігурація САПР PCAD+IMPULS

У цьому підрозділі наведена рекомендована конфігурація САПР, обмовляються розміщення компонентів САПР на дисках.

У конфігурації САПР введені скорочення:

BI - бібліотека комплектуючих виробів;

EXE - прикладне програмування забезпечення САПР;

DRV - драйвера периферійних пристроїв;

PLB - бібліотечний архів компонентних (конструктивних) макросів ЕРЕ;

SLB - бібліотечний архів схемних макросів ЕРЕ;

LIB_K - бібліотека конструктивів ДДП і БДП;

LIB_PS - бібліотека графічних образів контактних площадок;

LIB_SSF - каталог графічних образів контактних площадок;

LIB_UST - бібліотека креслень установок ЕРЕ на друковану плату;

LIB_SH - бібліотека базових фрагментів креслень друкованих плат і складальних креслень;

LIB_F - бібліотека базових фрагментів фотошаблонів;

PROJ - директорія проектів ("папок") користувачів.

При використанні такої конфігурації системи забезпечується виклик усіх програм з "папок" користувача.

Рисунок 4.1 - Рекомендована конфігурація системи PCAD+IMPULS

4.1.3Основні етапи проектування блоків елементів

Процес проектування блоків елементів виконується в наступній послідовності.

Етап 1. Введення переліку ЕРЕ.

Введення опису переліку ЕРЕ виконується з "папки" користувача програмою XGE в опції "W - введення елементів" великими літерами російського алфавіту.

Після опису ЕРЕ виконати опції "F - створення файлу. FIL "і" L - друк лістингу". В результаті виконання цих опцій буде сформований файл відповідностей між схемними (SLB) та компонентними (PLB) макросами і таблиця опису ЕРЕ.

Етап 2. Опис і введення схеми електричної принципової. Може виконуватися графічним і символьним способом.

Текстовий введення опису ЕЗ може бути виконане у текстовому редакторі Multi Edit або в системному редакторі оболонки NC, VC, яке викликається клавішею F4. В результаті отримуємо файл з розширенням - ALT.

Графічний введення опису ЕЗ виконується в графічному редакторі PC-CARDS (режим DETL). Коди схемних макросів для використовуваних в ЕЗ ЕРЕ формуються після виконання опції "L - друк лістингу" програми XGE - SYM.

Процес введення опису ЕЗ графічним способом докладно викладено в пункті 4.2

Етап 3. Розміщення ЕРЕ

Розміщення ЕРЕ з оптимізацією сумарної довжини зв'язків та рівномірного заповнення монтажного простору зв'язками виконується в графічному редакторі PC-PLACE. Розрізняють послідовне автоматичне розміщення (команда PLACE), автоматичне ітераційне розміщення (команда IMPR / COMP, IMPR / GATE) і інтерактивне розміщення ЕРЕ (команди MOVE / COMP, ROT / COMP, SWAP / GATE та ін)

Етап 4. Трасування друкованих з'єднань.

Автоматична трасування друкованих з'єднань ДДП і БДП виконується програмою PC-ROUTE, яка забезпечує послідовну автоматичне трасування з'єднань і автоматичну ітераційну трасування вспоруванням, тобто видалення невдало прокладених раніше друкованих провідників.

Етап 5. Випуск текстових документів.

Проводиться за допомогою програми KD.

Етап 6. Випуск графічних документів.

Проводиться за допомогою програми PCCARDS, яка забезпечує формування файлу. PLT. А також програм DECODER і SYMBOL.

4.1.4 Технічні засоби САПР колективного використання

Комплекс технічних засобів вирішує завдання:

введення вихідних даних;

відображення введеної інформації з метою її контролю і редагування;

перетворення інформації (зміна формату даних, виконання логічних і інших операцій);

зберігання інформації;

документування конструкторської документації в графічній і текстовій формі;

забезпечення оперативного спілкування людини і САПР.

При цьому до технічних засобів пред'являються наступні вимоги:

зручність використання інженерами проектувальниками, можливість оперативної взаємодії;

достатня продуктивність і об'єм оперативної пам'яті для вирішення задач автоматизованого проектування;

можливість одночасної роботи з комплексом технічних засобів необхідного числа користувачів;

відкритість комплексу технічних засобів для розширення і модернізації системи;

висока надійність, прийнятна вартість.

Для нормальної роботи до складу комплексу технічних засобів повинні входити:

ЕОМ;

зовнішні запам'ятовуючі пристрої;

пристрої машинної графіки;

технічні засоби теледоступу і мереж;

пристрої введення-виведення інформації.

Пристрої машинної графіки поділяються на:

пристрої введення інформації;

пристрої виводу інформації;

комбіновані пристрої введення-виведення інформації.

Розрізняють напівавтоматичні (кодувальники, дигітайзери) і автоматичні (сканери) пристрої введення графічної інформації.

Пристрої виведення графічної інформації мають більш широку класифікацію.

Залежно від способу реєстрації зображення пристрою виводу графічної інформації ділять на механічні, електронні та оптичні.

У механічних пристроях реєстрації зображення виконується за допомогою кулькових або голчастих пір'я, фломастерів або безконтактних пишучих вузлів, які отримали назву струменеві. Носієм інформації є папір. Такі пристрої називаються графобудівники або плоттери.

В електронних пристроях виводу графічної інформації промінь викреслює задану фігуру на екранах монітора.

В оптичних пристроях виводу графічної інформації для реєстрації зображення використовується світловий промінь, скануючий по світлочутливої папері або лазерний промінь, скануючий по селенового барабану.

Залежно від конструкторського виконання пристрої виведення графічної інформації діляться на планшетні і рулонні.

У планшетних пристроях папір закріплюється на столі, а пишучий вузол рухається по двох координатах.

У рулонних пристроях виводу графічної інформації пишучий вузол рухається по одній координаті, а папір рухається по іншій координаті за допомогою крокового двигуна.

Залежно від кріплення носія та пристрої виведення графічної інформації ділять на пристрої з вакуумними присосками, з електростатичними присосками та механічним кріпленням.

За методом формування зображення пристрою виводу графічної інформації ділять на векторні і растрові.

4.2 Графічне введення опису схеми електричної принципової

PC-CAPS - графічний редактор схемотехніки для друкованих плат (ДП). PC-CAPS-складова частина системи автоматизованого проектування PCAD + IMPULS.

Використовуючи PC-CAPS, можна почати проектування ДП із введення схеми в PC-CAPS і її перевірки програмою PC-ERC, з бази даних схеми можуть бути вилучені списки ланцюгів програмою PC-NODES, а потім ці списки можуть надходити на вхід інших програм системи PCAD, що займаються трасуванням розведення друкованої плати.

Шари - це прозорі плівки, які при накладенні один на одного дозволяють створити малюнок плати, що містить необхідну інформацію. Для того щоб можна було окремо редагувати і малювати частина інформації на платі, можна присвоїти кожному типу даних різні верстви. Наприклад, зазвичай вводять електричні з'єднання на шарі WIRES, імена контактів на шарі PINNAM, а атрибути на шарі ATTR.

Використовуючи команду VLYR можна відображати на екрані різні шари. Шари можуть бути активні (активним є шар, на якому в даний момент можна розміщувати дані).

Схемотехніка ДП редагується усередині прямокутника з системою координат у вигляді сітки. Відстань між точками сітки вимірюється в одиницях бази даних. У PC-CAPS прийняті одиниці - це 1 мілі-дюйм (Мілс) або 0.001 дюйма або ж 0.01 мм для метричної системи. За умовчанням в обох напрямках встановлюється сітка 50 одиниць. Можна змінити крок сітки і ширину лінії, вибравши опцію проміжку у рядку стану.

Чотири опції рядка стану в правій її частини відносяться до різних аспектів призначення сітки. Перший з них управляє проміжками сітки. Другий ("S") дозволяє включає / відключати видимість сітки. Третій ("G") дозволяє включає / відключати прив'язку до сітки. Коли прив'язка включена, курсор переміщується тільки по точках сітки. Найбільша права опція рядка стану показує поточний стан всередині сітки (координати x, y).

Компоненти представляють собою блоки, з яких будується електрична схема. Для PC-CAPS як компоненти (або елементів) використовуються логічні вентилі (терміни компоненти, вентилі та схемотехнічні елементи використовуються взаємозамінне). Файли схемотехнічних компонентів зазвичай мають розширення. SYM.

Фізичний корпус компонента представляється в PC-CAPS як упаковка його логічних вентилів. Упаковкою називається відповідність між контактами логічних вентилів і контактами топологічних елементів.

Ця відповідність вказує, де фізично в топологічної елементі знаходиться контакт кожного вентиля. При побудові вентиля в PC-CAPS для завдання такої інформації служить команда SCMD / PNLC. Крім того, в PCAD є спеціальна програма роботи з інформацією про упакування елемента PC-COMP.

Запуск програми PC-CAPS проводиться набором команди PCCAPS в директорії, в якій буде відбуватися створення схеми електричної принципової.

Після цього на екрані з'явиться титульний екран PC-CAPS, а потім відкриває меню PC-CAPS.

Що відкриває меню представляє наступні опції:

1. Configure PC-CAPS - конфігурація PC-CAPS дозволяє викликати екран конфігурації для адаптації PC-CAPS до особливостей конкретного застосування.

2. Edit database - редагування бази даних - дозволяє викликати програму PC-CAPS для створення і редагування схеми або схемного елемента.

3. Exit PC-CAPS - вихід з PC-CAPS - дозволяє повернутися в DOS.

Екран зображення призначений для зображення редагованої схеми або елемента. Меню команд призначено для меню і підменю команд графічного редактора. Зона повідомлень призначена для діалогової зв'язку між користувачем і програмою. У цій зоні крім усього іншого показуються та повідомлення про помилки. Рядок стану показує поточні параметри активного команди, включаючи активні верстви, поточну координатну сітку, координати курсору та іншу інформацію про вибрану команді.

Команди зображуються в двох колонках в правій частині екрана. Два набори команд викликаються за допомогою команди SYMB режиму (символьний) і DETL (детальний) у верхній частині меню. Команди SYMB використовуються для введення компонентів, які повинні бути додані до бібліотеки компонентів, а команди режиму DETL використовуються для редагування схемотехніки ДП.

Якщо команда має подкоманди, то подкоманди зображуються жовтим кольором в області підменю при виборі команди.

Рядок стану розташований в нижній частині екрана поруч з рядком повідомлень. У рядку стану розміщені параметри поточної роботи: активний шар, поточна сітка, координати курсору та інша інформація, в залежності від обраної команди.

Область малювання може мати розмір 60000 * 60000 в одиницях виміру. Поточні координати курсора X і Y поміщаються в правому полі рядка стану.

Сітка - це конструкторське засіб, який забезпечує те, що провідники будуть рівними, а компоненти будуть знаходитися на одній лінії.

Електричні зв'язки вводяться командами ENTR / WIRE і EDIT / WIRE зазвичай на шарі WIRES.

Електричні зв'язки ланцюга можна іменувати командою NAME / NET. При введенні електричного зв'язку можна натиснути клавіші F3 і ввести ім'я актуальною ланцюга.

Шина представляє собою упорядкований набір сигналів, що йдуть до одного пристрою. Електричні зв'язку шини проводяться паралельно один одному. PC-PAPS має спеціальну команду для створення шини - ENTR / BUSB.

COPY (Копіювання)

Копіює об'єкти один і більше разів.

COPY працює як команда копіювання окремого елемента або, при використанні подкоманд WIN і IDEN, групи об'єктів за одну операцію. У режимі DETL можна вказувати як електричні зв'язки, так і компоненти.

DEL (видалення)

За одну операцію видаляє один або більше об'єктів.

DEL / IDEN (Видалення / групове)

Видаляє набір індивідуально зазначених об'єктів.

DEL може використовуватися як самостійна команда для видалення одиночних об'єктів або набору об'єктів при використанні подкоманд WIN і IDEN. Подкоманда UNDO відновлює останній віддалений об'єкт, якщо вказується безпосередньо після видалення. Однак UNDO не працює після DEL / WIN і DEL / IDEN. У режимі DETL можна видаляти електричні зв'язки і компоненти.

DRAW (Малювання)

Виводить підменю для малювання ліній, прямокутників, заштрихованих прямокутників, кіл, дуг, тексту.

EDIT (Редагування)

Має графічне підменю для редагування зламів і сегментів ліній і провідників, а також редагування переходів.

ENTR (Вставка)

Забезпечує графічне підменю для вставки контактів, точок прив'язки, компонентів і електричних зв'язків, а також перенумерацію контактів вентиля, від'єднання контактів і створення шин.

MOVE (Зсув)

Забезпечує паралельне переміщення компонентів або графічної інформації з одного положення в інше.

NAME (Іменування)

Має підменю для іменування компонентів і ланцюгів.

PAN (Зрушення вікна)

Зрушує поточне вікно зображення в нове положення. Положення курсору показує центр майбутнього вікна.

QRY (Опитування)

Має підменю для опитування компонентів, контактів компонентів, ланцюгів, тексту, електричних зв'язків, ліній критичних шляхів і груп. Дозволяє змінювати тип контакту, графічні значення тексту, а також ширину електричних зв'язків та ліній.

RCL (Виклик вікна)

Викликає на екран вікна зображень, попередньо збережені по команді STO.

REDR (Оновити екран)

Перезаписує поточне вікно зображення і продовжує виконання команди, перерваної REDR.

ROT (Поворот)

Забезпечує обертання об'єктів проти годинникової стрілки з кроком 90 градусів.

STO (Запам'ятати вікно)

Забезпечує запам'ятовування вікна зображення для подальшого виклику командою RCL.

SYS (Система)

Має підменю для виконання наступних системних операцій: перегляд директорії, перегляд вмісту файлу, підготовка зображення для виведення на зовнішні пристрої і вихід.

VLYR (Параметри шарів)

Має меню для включення відображення, редагування статусу і створення шарів зображення.

VWIN (Вікно відображення)

Визначає нове вікно зображення, яке автоматично масштабується в розмір екрану.

ZIN (Збільшення зображення)

Збільшує зображення в околицях курсору в два рази, розміщує курсор в центрі екрана.

ZOUT (Зменшення зображення)

Зменшує зображення в околицях курсору в два рази, розміщує курсор в центрі екрана.

Висновок

У результаті виконаної роботи розроблено блок контролю і управління, що реалізований на двосторонній друкованій платі. За конструктивним і габаритним вимогами він повністю відповідає вимогам технічного завдання.

Проведено розрахунок надійності блоку, з якого видно, що розроблений блок може безвідмовно працювати протягом 247019 годин. Цей час безвідмовної роботи задовольняє технічним вимогам виробу.

У результаті виконаного теплового розрахунку блоку було встановлено, що конструкція блоку обрана вдало. Розрахунок надійності показав, що вірогідність безвідмовної роботи після 10 тис. годин склала 0,989, що повністю задовольняє технічному завданню.

При виконанні технологічної частини проекту була вибрана послідовність типових технологічних операцій для виробництва і збірки пристрою. Для підвищення технологічності і зменшенню часу виготовлення блоку був вироблений вибір автоматичного устаткування для установки КПМ на ПП, розрахований комплексний показник технологічності пристрою, на підставі якого був зроблений висновок про не достатню технологічність пристрою, що розробляється, і впливаючих на неї чинників.

У даному дипломному проекті розроблений автоматизований технологічний процес збирання та монтажу електронної апаратури.

Література

1. Горобец А.И. и др. Справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры (печатные узлы). - К.: Технiка, 1985. - 312 с.

2. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/Б.П. Кудряшов, Ю.В. Назаров, Б.В. Тарабрин. - М.: Радио и связь, 1981. - 160 с., ил.

Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Н. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Сов. радио, 1976. - 232 с.

3. Методические указания для лабораторных работ по дисциплинам “Основы конструирования электронных вычислительных средств" и “Основы конструирования БЭА" /Авторы: Ганжа С.М. - Северодонецк: СТИ, 2004 г. - 40 с.

4. Технология и автоматизация производства РЭА/Под редакцией А.П. Достанко, Ш.М. Чабдарова. - М.: Радио и связь, 1989. - 624 с.

5. Павлов С.П. и др. Охрана труда в приборосроении. - М.: Высшая школа, 1986.

6. Справочник конструирования РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред.Р.Г. Варламов. - М.: Сов. радио, 1980. - 480 с.

7. Волин М.Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1981. - 296 с.

8. Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах / Под ред. Журавского В.Г. - М.: Радио и связь, 1988. - 280 с.

9. Медведев А.М. Надёжность и контроль качества печатного монтажа. - М.: Радио и связь, 1986. - 216 с.

10. Технология ЭВА, оборудования и автоматизация: учебное пособие для студентов вузов специальности "Конструирование и производство ЭВА" / Алексеев В.Г., Гриднев В.Н., Нестеров Ю.И. и др. - М.: Высшая школа, 1984. - 392 с.

11. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу '' Автоматизация конструкторско-технологического проектирования ЭА и БЭА" (для студентов, обучающихся по направлению 7.0910, специальности: 7.091001,7.091003) / Сост. Е.П. Герасименко. - Северодонецк. - 2004. - 15с.

12. ГОСТ 23752-94. Платы печатные. Требования и методы конструирования.

13. ГОСТ 2783-94. Требования к установке навесных элементов на печатную плату.

Додаток а

Таблиця 1 - Вихідні дані

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10