Моделирование технологических процессов блока адаптации автоматизированной радиостанции

На основании исходных данных для  второго варианта сборки блока  следует  произвести расчёт трудоёмкости и нормы выработки:

,

В данном варианте сборке производительность меньше, но в этом варианте сборки есть несколько операций, которые следует поменять местами, что приведет к уменьшению  штучного времени и соответственно к уменьшению трудоемкости. Таким образом, мы должны сначала поставить направляющие блока,поз.10 и амортизаторы, поз.134, а затем производить остальную сборку блока.

Из двух рассмотренных вариантов  сборки блока производительность первого  выше, это было достигнуто уменьшением трудоемкости сборки блока. Следовательно, мы оставляем вариант сборки блока приведенного в таблице 5.

 

1.6  Разработка технологического процесса сборки БЛОКА адаптации  автоматизированной радиостанции

Сборочные работы иногда составляют 40 – 60 % от общей трудоемкости изготовления радиоаппаратуры. В процессе сборки достаточно велик объем регулировочных работ и в редких случаях применяется механическая сборка деталей. К особенностям процессов сборки РЭC можно отнести сравнительно низкий уровень механизации и автоматизации. Это объясняется частой сменой моделей РЭC, несовершенством конструкций универсальных сборочных автоматов, использованием разнотипных мелких радиоэлементов неодинаковой формы, разных размеров с различным расположением выводов и др.

Сборку РЭC проводят в три подуровня.

К первому относится  механический монтаж, который проводят в следующей последовательности:

- выполнение неразъемных соединений деталей и узлов с шасси, рамой, платой прибора;

- установка крепежных  деталей;

- выполнение подвижных  частей узлов и блоков;

- контроль монтажа.

Второй подуровень –  выполнение электрического соединения, состоящего из следующих видов работ:

- заготовительные операции (подготовка проводов, жгутов, кабелей,  выводов радиоэлементов и т.п.);

- установка навесных  радиоэлементов и микросхем на  плата:

- узловая сборка на  плате и межузловое электрическое  соединение, соединение жгутов с  разъемами прибора:

- контроль и регулировка  радиоприбора.

Третий подуровень заключается  в общей сборке готового изделия. Производят закрепление регулировочных деталей, установку кожухов и  т.п.

Технологический процесс  сборки РЭC складывается из различных по характеру операций. Он требует применения разнообразного оборудования, специальной технологической оснастки, покупного инструмента и является трудоемким. Поэтому при разработке технологических процессов сборки решается задача снижения трудоемкости сборочных работ.

После анализа технологичности  проводим разделение изделий на сборочные  элементы путем построения схем сборочного состава. Изделия делим на группы, подгруппы и детали. Деталь характеризуется  отсутствием разъемных и неразъемных  соединений.

Сборочная единица – разъемное или неразъемное соединение двух и более деталей. Сборочная единица, входящая непосредственно в изделие, условно называется группой. Все остальные сборочные единицы, собираемые до образования группы, называют подгруппами разного порядка. Подгруппа первого порядка входит непосредственно в состав группы. Подгруппа наивысшего порядка делится только на детали.

Существуют два вида технологических  схем сборки:

- веерного типа;

- с базовой деталью.

Для процесса сборки веерного типа производится деление на группы, подгруппы и детали. При выборе процесса сборки с базовой деталью необходимо выделить деталь или элемент в подгруппу или в группу. В качестве базовой выбирают деталь, поверхность которой будет использоваться при установке в изделии.

Для блока адаптации автоматизированной радиостанции выбирается технологический процесс сборки веерного типа. Разработка технологического процесса сборки начинается с расчленения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схем сборочного состава и технологических схем сборки. Элементами сборочно-монтажного пространства являются детали и сборочные единицы различной степени сложности. Построение таких схем позволяет установить последовательность сборки, взаимную связь между элементами и наглядно представить технологический процесс.

Технологические схемы  сборки дают наглядное представление  о сборочных свойствах изделия (в том числе о технологичности) и возможностях организации процесса сборки РЭС. [7]

Подробное описание сборки блока адаптации  автоматизированной радиостанции приведено в приложении В на маршрутных картах.

Разработан сборочный чертеж блока  ТГТУ.468362.005 СБ и технологический процесс сборки блока ТГТУ.468362.005 ТП. [6]

 

2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ  И РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ  РАСЧЁТА ШИРИНЫ ПЕЧАТНОГО ПРОВОДНИКА

2.1 Составление математического описания методики расчёта ширины печатного проводника

 

Ширина печатного проводника зависит  от электрических, конструктивных и  технологических требований.

Минимально допустимую ширину печатного проводника с учётом токовой нагрузки рассчитывают по формуле.

Для расчет ширины печатного проводника воспользуемся методом приведенным  в [6]. При расчете будет использоваться суммарная площадь всех ЭРЭ применяемых в ПП:

,

где – макисмальны потосянный ток, протекающий в проводниках;

 – допустимая плотность  тока, выбирается в зависимости  от метода изготовления печатной  платы;

 – толщина печатного проводника.

В соответствиис методом изготовления печатной платы допустимая плотность тока выбирается 250 А/мм², а толщина печатного проводника 35 мкм.

Исходя из этого, формула расчёта  толщины печатного проводника имеет  следующий вид:

.

Таким образом, структурная схема процесса расчёта ширины печатного проводника будет выглядеть следующим образом (рис. 1):

 

Рисунок 1 – Структурная схема процесса расчета площади печатной платы

X₁…X_n – независимые переменные;

Y – функция отклика;

Z – возмущающее воздействие.

Независимыми переменными (факторами) являюется: макисмальны потосянный ток, протекающий в проводниках.

Функция отклика для данногог процесса Y=F(x₁).

 

2.2 Разработка алгоритма  расчета площади ПП и его  описание

Блок-схема расчета ширины печатного проводника будет имтеь вид, приведенный на рисунке 2.

Рисунок 2 . Блок-схема расчета ширины печатного проводника.

Таблица 6 – Матрица входных переменных и результаты отклика программы

Значения	Результаты	Результаты	Результаты
Imax	1-го испытания,  мм	2-го испытания,  мм	3-го испытания,  мм
1	0,343	0,377	0,309
2	0,686	0,754	0,617
3	1,029	1,131	0,926
4	1,371	1,509	1,234
5	1,714	1,886	1,543
6	2,057	2,263	1,851
7	2,4	2,64	2,16
8	2,743	3,017	2,469
9	3,086	3,394	2,777
10	3,429	3,771	3,086

2.3 Проведение вычислительного  эксперимента и анализ полученных  результатов

По полученным результатам работы программы расчета ширины печатного  проводника будем строить регрессионную  модель. Для того чтобы выбрать  необходимый вид регрессионной зависимости проанализируем полученные результаты программного решения, построив графики зависимости значения от факторов (рис 3,4,5).

Рисунок 3 – Графики зависимостей выходной велечины от тока I_max при

1 эксперементе.

Рисунок 4 – Графики зависимостей выходной велечины от тока I_max при

2 эксперементе.

 

Рисунок 5 – Графики зависимостей выходной велечины от тока I_max при

3 эксперементе.

По виду графиков можно сказать, что регрессионная модель будет близка к линейной модели, формула которой имеет следующий вид:

y=b₀+b₁x+C.

Для проведения анализа необходима выборка входных переменных и  результаты отклика программы на входные переменные.

Проведем три независимых испытания  программы, по десять измерений в каждом. Результаты испытаний занесены в таблицу 7 .

Для i-го измерения вычисляется среднее значение выходной величины

 

 

и построчную дисперсию выходной величины:

 

 

 

 

 

Таблица 7 – Результаты испытания программы

№ измерения	Значения	Результаты	Результаты	Результаты	Среденее значения i-го измерения, мм	Построчная дисперсия,
	Imax, A	1-го испытания,  мм	2-го испытания,  мм	3-го испытания,  мм		S2
1	3	0,343	0,377	0,309	0,343	0,00030976
2	6	0,686	0,754	0,617	0,686	0,00221088
3	9	1,029	1,131	0,926	1,029	0,000121
4	12	1,371	1,509	1,234	1,371	0,000363
5	15	1,714	1,886	1,543	1,714	0,000841
6	18	2,057	2,263	1,851	2,057	0,001764
7	21	2,4	2,64	2,16	2,4	0,003364
8	24	2,743	3,017	2,469	2,743	0,005625
9	27	3,086	3,394	2,777	3,086	0,009025
10	30	3,429	3,771	3,086	3,429	0,013924

 

Среди всей совокупности рассчитанных построчных дисперсий выбирается максимальная S²{y_i}мах и берется отношение данной дисперсии к сумме всех построчных дисперсий S²{y_i}, т.е. определяется расчетное значение коэффициента Кохрена

 

который  показывает, какую долю в общей сумме построчных дисперсий  занимает максимальная из них. В случае идеальной однородности построчных дисперсий коэффициент Gp стремился  бы к значению 1/N , где N – число опытов (количество строк в матрице планирования).

Расчетное значение коэффициента Кохрена сравнивается с табличным значением G – критерия, которое выбирается из таблиц для принятого уровня значимости a и для чисел степени свободы соответственно числителя f₁ и знаменателя f₂:

f₁= m –1; f₂ = N.

Для этого значение f₁ находится в горизонтальном заголовке таблицы (выбирается столбец), а f₂ выбирается слева в вертикальном заголовке таблицы (выбирается строка) и на пересечении получаем табличное значение Gт коэффициента Кохрена. Если выполняется условие

Gp < Gт,

то с выбранным уровнем статистической значимости a (с достоверностью     1 – a) все построчные дисперсии признаются однородными. В противном случае гипотезу отвергают.

По данным испытаний программы определим расчетное значение коэффициента:

Gp=0,26

В соответствии с таблицей коэффициентов  для a = 0,05, f₁ = 3 – 1 = 2; f₂=10, находим Gт = 0,445; Gт > Gp .

Вывод: значение расчётного коэффициента Кохрена меньше табличного значения, следовательно, будем считать эксперимент однородным.

Далее  для построения математической зависимости  необходимо найти коэффициенты регрессионной модели. Используя  метод наименьших квадратов будем  находить коэффициенты, решая следующую  систему уравнений:

 

Подставляя значения факторов в  систему уравнений получим:

Решая данную систему, получим следующие  значения коэффициентов:

Таким образом линейная регрессионная  модель имеет вид                             

1.Полученную модель необходимо проверить на адекватность и провести оценку значимости коэффициентов уравнения регрессии.

Полученную линейную регрессионную модель необходимо проверить на адекватность исследуемому процессу. Для этой цели необходимо оценить, насколько отличаются средние значения y_i выходной величины, полученной в точках факторного пространства, и значения y_i ,полученного из уравнения регрессии в тех же точках факторного пространства. Для этого используют дисперсию адекватности