2.1.5. Функционально-узловой метод конструирования

Внедрение в производство печатного монтажа, автоматизация установки деталей на печатных платах, переход к планарному (поверхностному) монтажу, применение групповых методов пайки позволяют автоматизировать некоторые трудные операции производства модулей РЭС. Однако действительно широкое внедрение механизации и автоматизации производство РЭС невозможно без предварительной широкой унификации отдельных модулей и деталей, а также наиболее целесообразного конструктивного их оформления.

Конструкция РЭМ должна быть простой – чем проще узел, тем проще автоматизировать его производство и тем выше качество узла. Унификации должны подвергаться не только механические узлы и несущие конструкции, но и отдельные радиоэлектронные модули. Наиболее простым и реальным способом организации высокоавтоматизированного производства РЭС при одновременном повышении их функциональной насыщенности и надежности является разделение сложных блоков на простейшие части и их дальнейшая тщательная отработка. Такой метод конструирования РЭС называется функционально-узловым методом.

Как бы ни сложна была схема, ее всегда можно разбить на элементарные функциональные узлы, выполняющие простейшие задачи. Анализ конструкций большого числа РЭС показал, что функциональные узлы объединяют в своем составе 70…80 % общего количества элементов изделия. Остальные 20…30 % приходятся на различного рода элементы управления и контроля и элементы, устанавливаемые непосредственно на шасси изделия.

Применение функционально-узлового метода конструирования основано на создании элементарных модулей, которые могут являться первичными элементами большого числа электронных схем. Этот метод позволяет принципиально изменить подход к разработке и производству РЭС. Появляется ряд преимуществ, среди которых необходимо выделить следующие:

упрощается проектирование и разработка новых изделий подобного класса;

существенно снижаются эксплуатационные затраты;

удешевляется и снижается время организации выпуска РЭС.

Наличие законченных РЭМ с известными входными и выходными параметрами значительно уменьшает время, необходимое для сборки и проверки макета проектируемого устройства, а также упрощает сам процесс макетирования. Макет, выполненный из тех же модулей, что и опытный образец, очень близок к будущему опытному образцу и потому весь опыт подготовки макета в лаборатории может быть использован на производстве. В зависимости от характера и сложности разрабатываемой аппаратуры, как показывает опыт, время лабораторной разработки блоков аналоговых РЭС сокращается в 1,5…3 раза, а цифровой РЭС – в 3…5 раз.

В широком смысле слова термин функционально-модульный (модульный) метод надо понимать как совокупность принципов проектирования и конструирования, в основе которых заложено одно общее требование: так расчленить электрическую схему устройств на модули (функциональные узлы, ячейки или блоки), чтобы они были как функционально, так и конструктивно законченными, и чтобы при этом их конструктивные размеры либо повторяли друг друга, либо были кратны одним базовым размерам, т. е. были унифици-рованными.

В

Рис. 12. Разделение объема плоскостями с размерным модулем М

размерном отношении модульная компоновка получается путем разделения объема взаимно параллельными и перпендикулярными плоскостями. Расстояние между смежными плоскостями в каждом из трех измерений для устройства в целом и для отдельных его частей принимается равным или кратным размеру основного модуля М (рис.12). Модульная компоновка позволяет «сворачивать» и «вытягивать», «разрезать» и «разносить» в пространстве электрические схемы отдельных модулей в самых разнообразных вариантах и пропорциях. Общий признак модульной компоновки – прямоугольность объема и его частей – упрощает стандартизацию модулей, позволяет установить закономерные соотношения и типовые сопряжения между целыми и отдельными его частями. Таким образом, модульный метод компоновки можно считать одним из общих принципов конструирования РЭС.