Применение гибких переналаживающих комплексов в монтажных операциях

Основные понятия и определения гибких производственных систем (ГПС) определяются ГОСТ 26 228—84.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — гибкая производ­ственная система, представляющая собой единицу технологичес­кого оборудования, оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации техноло­гического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) — гибкая производ­ственная система, состоящая из нескольких гибких производствен­ных модулей, объединенных автоматизированной системой уп­равления, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.

Гибкий производственный комплекс (ГПК) — гибкая производ­ственная система, состоящая из нескольких гибких производствен­ных модулей, объединенных автоматизированной транспортной системой, автономно функционирующей в течение заданного интервала времени, и имеющая возможность встраивания в сис­тему более высокой степени автоматизации.

Гибкие производственные системы лежат в основе следующих форм организации технологических процессов: автоматических линий, поточных линий различного вида и серийных участков.

Отличие всех форм организации производственных процессов на базе ГПС состоит в более высоких уровне автоматизации и сте­пени гибкости.

Для автоматических линий на базе станков с ЧПУ характерна воз­можность обработки групп деталей за счет гибкости технологического оборудования при автоматизации основных и обслуживающих опера­ций, а также операций управления производственным процессом.

Поточные линии, главным образом групповые, обладая всеми признаками поточного производства, имеют высокий уровень авто­матизации основных, обслуживающих и управленческих операций.

Серийные участки могут иметь различную степень автоматиза­ции и укрупненно могут быть разделены на автоматизированные и комплексно-автоматизированные участки.

Гибкость систем заключается:

а) в быстрой переналадке производства на выпуск новых из­делий;

б) в возможности быстрой перестройки производственного процесса при изменении объема выпуска изделий и при замене одного выпускаемого изделия на другое;

в) в применении микропроцессорной техники, позволяющей оперативно управлять производственным процессом.

Степень гибкости систем определяется в каждом конкретном случае в зависимости от типа и конструктивно-технологических характеристик (параметров) изделий, а также технических харак­теристик оборудования.

Основой построения ГПК служит принцип модульности, в соответствии с которым ГПК компонуется из отдельных типовых технологических модулей различного типа и назначения. Техно­логические модули ГПК разрабатываются с таким расчетом, что­бы они могли использоваться как автономно, так и в составе ГПК.

Автоматизация основных и вспомогательных операций в этом слу­чае осуществляется за счет использования быстропереналаживае-мого оборудования с программным управлением и робототехнологических комплексов (РТК) — типовых модулей ГПК.

Технологические модули создаются на базе высокопроизводительного, специализированного технологического оборудования и технологической оснастки.

Как правило, типовой ГПК, предназначенный для сборки и монтажа печатных узлов, может включать в себя следующие тех­нологические модули:

подготовки дискретных ЭРЭ;

подготовки ИС;

программируемой сборки печатных плат с ЭРЭ и ИС;

программируемой сборки печатных плат с ИС;

пайки (установка пайки волной припоя) электромонтажных соединений;

сборки и пайки ИС;

промывки печатных узлов;

контроля печатных узлов;

влагозащиты печатных узлов.

Применение ГПК в мелкосерийном и серийном производстве уже сейчас позволяет повысить производительность труда при сборке печатных узлов в 10... 12 раз, высвободить значительное число мон­тажников, повысить коэффициент загрузки оборудования.

В качестве примера на рис. 5.4 представлен гибкий производ­ственный комплекс для сборки электронных узлов (субблоков), в состав которого входят семь установок для программированной сборки печатных узлов, установка для пайки волной припоя, транс­портная линия, а также установки для промывки и сушки печат­ных узлов.

Установка для программированной сборки (рис. 5.5) предназ­начена для точной установки навесных электрорадиоэлементов и интегральных микросхем по заданной программе с применением метода световой индикации мест постановки ЭРЭ на плате. Уста­новка осуществляет автоматическую подачу ячейки с ЭРЭ под мон­тажное окно или световую индикацию номера кассеты с ИС, а также дает информацию о варианте постановки ЭРЭ на плату. Производительность установки ЭРЭ или ИС на плату составляет 500...600 шт. в час. Количество внутренних ячеек с ЭРЭ (тары) — около 60 шт., количество внешних ячеек с ИС — около 10 шт. Система управления уста­новкой — микропроцессор­ная.

Установка работает следу­ющим образом. Сборщик ус­танавливает кассету с печат­ной платой на столешнице / и нажимает кнопку. Соглас­но заданной программе в монтажном окне столешни­цы немедленно появляется ячейка (тара) 7 с нужным ЭРЭ. Сборщик берет один ЭРЭ и устанавливает его на плату в то место, которое от­мечено световым лучом, па­дающим сверху из проекционно-оптической трубы 3. Затем сборщик снова нажи­мает кнопку, при этом луч перемещается на другое ме­сто платы, а в монтажном окне появляется ячейка с другим ЭРЭ. Программа вы­вода луча на плату составле­на таким образом, что каж­дый раз луч точно останав­ливается между двумя отвер­стиями на плате, в которые и вводятся сборщиком выводные концы ЭРЭ. В случае, когда в монтажном окне не появля­ется ячейка с ЭРЭ, включается звуковая сигнализация и одно­временно загорается лампочка на кассете, в которой находится ИС, подлежащая установке на плату. Сборщик извлекает ИС из кассеты и устанавливает ее на плату в то место, куда направлен световой луч.

После того как все ЭРЭ установлены на плате, сборщик сни­мает кассету с платой и устанавливает ее на транспортную систе­му ГПК, по которой она сначала поступает на установку для пай­ки волной припоя, где запаиваются все электромонтажные со­единения, а затем на установки для промывки и сушки.

Установка для пайки волной припоя (рис. 5.6) состоит из сле­дующих основных узлов: транспортера, кассеты, устройства по­догрева, устройства для пайки, флюсователя, пульта управления. Скорость транспортера регулируется тиристорным устройством. Аг­регат подогрева печатных плат состоит из секции конвекционной сушки с горячим воздухом и секции радиационного подогрева. Количество воздуха и температура нагрева автоматически регули­руются и контролируются милливольтметром. Пульт управления установки размещен в удобном для оператора месте и имеет соот­ветствующие надписи и символы.

При эксплуатации установки ее необходимо подключать к сети сжатого воздуха давлением 390 кПа и к системе вытяжной венти­ляции производительностью не менее 1200 м3/ч. Установка рабо­тает следующим образом.

Печатная плата, вставленная в кассету, перемещается по транс­портной системе, последовательно проходя через пенящийся флюс, нагреватели и волну припоя. Перед работой жидкий флюс самотеком поступает в ванну для флюсования с подвешенного бачка. Сжатый воздух, проходя через влагоотделитель, регулятор давления и диффузный элемент, проникает во флюс и создает напор жидкой пены. Пена проходит вверх между прижимными щетками, образуя пенную волну.

После флюсования печатная плата проходит над нагревате­лем, где происходит активация флюса, способствующая интен­сивному удалению оксидных пленок с поверхности платы и пре­дотвращению дальнейшего окисления. Одновременно произво­дятся удаление остатков растворителя флюса, подсушка платы и предварительный нагрев, что предотвращает возможность теп­лового удара во время процесса пайки. После предварительного нагрева печатные платы в кассете проходят через волну припоя. Зеркало припоя покрыто слоем защитной жидкости (масло ВМ), предохраняющей припой от окисления. Обслуживается установ­ка одним человеком. После пайки печатный узел поступает на промывку, сушку и далее на лакировку для покрытия узла вла­гозащитным лаком.

Необходимо отметить, что скорость транспортной системы, связывающей все установки в гибкий производственный комп­лекс, всегда равна скорости транспортера установки для пайки волной припоя, скорость которой, в свою очередь, устанавлива­ется в зависимости от времени пайки самых термочувствительных ЭРЭ, входящих в паяемый субблок.