ГОУВПО ”Воронежский государственный

технический университет”

ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА

ПРИБОРОВ, УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ

Межвузовский сборник научных трудов

Воронеж 2009

УДК 621. 396. 6: 621. 315. 616. 97: 658:562

Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ГОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2009. 261 с.

В межвузовском сборнике научных трудов представлены статьи, посвященные вопросам анализа и прогнозирования надёжности и качества приборов, устройств и технических систем, применению математического моделирования в оптимальном проектировании приборов и устройств различного назначения, физико-технологическим аспектам повышения надёжности промышленных изделий. Материалы сборника соответствуют научному направлению “Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства и системы передачи, приёма, обработки и защиты информации” и перечню Критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

Сборник предназначен для аспирантов и научных сотрудников.

Сборник подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD, содержится в файле Сборник КИПРА 2009.doc, объем файла 15 Mb.

Редакционная коллегия:

А.В. Муратов - д-р техн. наук, проф. - ответственный редактор,

Воронежский государственный технический университет;

О.Ю. Макаров - д-р техн. наук, проф. - зам. ответственного редактора, Воронежский государственный технический университет;

П.П. Чураков - д-р техн. наук, проф., Пензенский государственный

университет;

В.Г. Керков - канд. техн. наук, доц., Федеральный государственный научно-исследовательский и испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности;

А.А. Чаплыгин – канд. техн. наук, ОАО «Концерн «Созвездие»»;

С.Д. Кретов - канд. техн. наук, доц. - технический редактор,

Воронежский государственный технический университет;

О.В. Урминская - ответственный секретарь, Воронежский государственный технический университет

Рецензенты: кафедра информационно-технического обеспечения органов внутренних дел Воронежского института МВД России (нач. кафедры д-р техн. наук, проф. В.И. Сумин);

д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© Коллектив авторов, 2009

© Оформление. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009

Введение

Задачи обеспечения надежности, безотказности и качества приборов, радиоэлектронных устройств и комплексов, а также сложных технических систем, повышение эффективности их функционирования является одной из важнейших составляющих процесса их проектирования, во многом определяющей области их применения и уровень конкурентоспособности.

В статьях, представленных в данном сборнике, рассматривается широкий круг вопросов, связанных с обеспечением и методами повышением качества, надежности и технического уровня радиоэлектронных устройств, технических комплексов, информационных систем на этапах их проектирования, производства и эксплуатации, постановка и методы решения связанных с этим задач.

Опубликованные работы выполнены на базе исследований в области надежности, создания методов построения и проектирования надежных устройств, приборов и систем, анализа показателей качества технических устройств и программно-технических комплексов и систем, разработки новых качественных материалов и технологических процессов.

УДК 681.3

А.В. Муратов, Э.Д. Поликарпов

РЕЙТИНГОВАЯ ОЦЕНКА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА В 2008 ГОДУ

ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Рейтинг в сфере высшего образования один из самых популярных инструментов управления системой высшего профессионального образования. Для принятия управленческих решений, адекватных реальному положению дел, необходимо иметь представление о состоянии научно-образовательной системы, т.е. необходимо непрерывное слежение за ее состоянием, что осуществляется путем мониторинга деятельности вуза.

Какие бы критерии не были заложены в основу рейтинга, он направлен, в конечном итоге, на оценку качества образования – ключевую цель образовательного процесса.

В ВГТУ рейтинговая система существует с 1994 г. В рейтинге участвуют 7 инженерных факультетов, 43 кафедры, а также весь коллектив профессорско-преподавательского состава университета.

Ученый совет ВГТУ в апреле месяце подвел итоги рейтинга всех структурных подразделений и ППС за 2008 г.

Радиотехнический факультет занял II место среди факультетов университета, уступив только ЕГФ. Это несомненный успех коллектива. По итогам 2007 г. РТФ занял III место, уступая ЕГФ и ФАЭМ.

Метричная система рейтинговой оценки предполагает наличие двух больших разделов «Потенциал» и «Активность».

В «Потенциал» входят: интеллектуальная среда, материальная и информационная база. В состав раздела «Активность» входят пять подразделов: подготовка кадров, научно-исследовательская работа и основные достижения по НИР, издательская деятельность, конкурентность учебно-производственной деятельности и автоматизация учебного процесса, а также оценка уровня знаний, общественная и воспитательная работа, каждый подраздел имеет свои весовые коэффициенты.

Как правило «Активность» должна соответствовать «Потенциалу», т.е. потенциал факультета должен быть реализован в активности.

Потенциал РТФ в 2007 г. и 2008 г. остался без изменения (4 место), не изменилась за два года и его активность (3 место), но это не помешало факультету занять вторую строчку в рейтинге факультетов. Здесь следует более внимательно обращать внимание на показатели подразделов и сравнить с ближайшими конкурентами, прежде всего, с факультетом ФАЭМ.

В подразделе «Материальная и информационная база» по сравнению с 2007 г. место изменилось с 4 на 3.

Существенно возрос показатель «Уровень информации» (1 место в 2008 г., 2 место – в 2007 г.). Общее количество персональных ЭВМ возросло до 206 единиц.

Анализ раздела «Активность» в 2008 г. показал, что факультет сделал правильные выводы по сравнению с 2007 г.

Одним из самых весомых показателей является подраздел «Подготовка кадров», а в нем показатель «Подготовка докторов и кандидатов наук». Здесь факультет сделал большой шаг в сторону улучшения, переместился с 7 места в 2007 г. на 3 место в 2008 г. Защищена 1 докторская и 8 кандидатских диссертаций.

Проигрышным в 2008 г. оказался подраздел «Научно - исследовательская работа и основные достижения по НИР», несмотря на то, что объем хоздоговорных и оплачиваемых госбюджетных НИР превысил 11 млн. рублей. Подано 9 заявок и получено 5 патентов.

В этом подразделе следует обратить внимание на организацию конференций, семинаров, симпозиумов, олимпиад и, прежде всего, на результаты работы, которые оцениваются количеством полученных наград.

Обращает на себя внимание подраздел «Издательская деятельность». Здесь несомненные успехи факультета. По показателям издания учебников, учебных пособий в 2007 и 2008 г.г. - 1 место; по изданию учебно-методической литературы в 2007 г. – 3 место, в 2008 г. - 1 место; по монографиям в 2007 г. – 4 место, в 2008 г. – 2 место.

По подразделу «Конкурентность учебно-производственной деятельности и автоматизация учебного процесса» в 2007 – 3 место, в 2008 г. – 2 место. Существенно улучшается показатель «Уровень дистанционного обучения (ДО)» - 2 место в 2007 г., 1 место в 2008 г.. Количество дисциплин, охваченных 1-м уровнем ДО – 26, 2-м уровнем ДО – 12; надо выходить на 3- й уровень ДО.

В этом подразделе значительно увеличились средства, полученные факультетом за подготовку специалистов сверх контрольных цифр с 4 места в 2007 г. на 3 место в 2008 г., это составило более 23 млн. рублей.

По подразделу «Оценка уровня знаний, общественная и воспитательная работа» факультет вышел на 2 место среди факультетов университета, что касается одного из важных показателей, связанных с воспитательной работой – 1 место.

В целом такие успехи факультета можно объяснить высокими рейтинговыми местами, какие заняли кафедры факультета.

В целом коллектив РТФ положительно относится к рейтинговой оценке своей деятельности, кафедры (особенно КИПРА и СИБ) системно работали над сохранением и улучшением своих позиций в рейтинге, что не замедлило сказаться на результатах факультета (каф. КИПРА 2007 г. – 8 место, в 2008 г. – 5; СИБ в 2007 г. – 11 место, в 2008 г. – 7; РТ – в 2007 г. – 13, в 2008 г. – 13; РЭУС – в 2007 г. – 19, в 2008 г. – 15).

Таким образом, рейтинг факультетов и кафедр позволил выявить слабые места в нашей работе, критически проанализировать результаты, определить приоритеты в своей деятельности на очередной период.

Высшие баллы (и соответственно занятые места), которые набрали по результатам рейтинга кафедры факультета, сказались на рейтинге специальностей, проведенных Минобразованием РФ среди ВУЗОВ технического профиля.

Специальность «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» заняла 2 место, «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем» - 2 место, «Компьютерная безопасность» - 2 место, «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» 1 – место, «Радиотехника» - 5 место.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.В. Муратов, Э.Д. Поликарпов

ИТОГИ РЕЙТИНГОВОЙ ОЦЕНКИ РАБОТЫ КАФЕДРЫ КИПРА ЗА 2008 ГОД

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры ведет подготовку инженеров по специальности «Проектирование и технология радиоэлектронных средств». По итогам последних лет эта специальность постоянно занимала в рейтинге вузов РФ технического и технологического профиля лидирующие позиции (в 2006 г. – 1 место, в 2007 г. – 2 место) из 26 вузов, ведущих подготовку по этой специальности, в 2008 г. первую строчку занял Орловский государственный технический университет, вторую строчку ВГТУ. Это несомненный успех ВГТУ хорошо поставленной работы на кафедре КИПРА.

Введенная в ВГТУ конституционная рейтинговая оценка факультетов и кафедр позволили оценить работу коллектива кафедры и сделать определенные выводы.

В рейтинге университета участвовало 43 кафедры. В рейтинге кафедра заняла 5 место (в 2007 г. – 8 место). Для сравнения итогов работы кафедры, ее достижений и недоработок рассмотрим результаты ее деятельности за 2007 г. и 2008 г.

Структура рейтинговой оценки содержит два раздела, отражающих работу кафедры «Потенциал» и «Активность». Эти разделы должны соответствовать друг другу. Имеющийся потенциал обычно реализуется в активности.

Кафедра, занимая по потенциалу 20 место, вообще это невысокое место, смогла реализовать его в активность (4 место), т.е. наработках в течение года.

Обращает на себя внимание подраздел «Подготовка кадров» - 917 место в 2007 г. и 9 место в 2008 г. По показателю «Подготовка кадров высшей квалификации» кафедра заняла 10 место (в 2007 г. – 17 место); защищено в 2008 г. – 3 кандидатских диссертации. Успешно справилась кафедра с показателем, касающимся повышения квалификации преподавателей, (с 38 места в 2007 г. – на 10 – в 2008 г.).

Рассматривая раздел «Научно-исследовательская работа» и основные достижения по НИР, видны недоработки кафедры в вопросах организации региональных, областных конференций, симпозиумов, олимпиад и, соответственно, выпадает из рейтинга показатель с получением по результатам работы.

Хорошо кафедра поработала в плане подготовки конкурсных заявок на участие в Федеральном конкурсе НИР (12 место в 2008 г.), в 2007 г. в этом конкурсе кафедра не участвовала. Большие сдвиги в лучшую сторону по показателю, связанному с подачей заявок и получения патентов на изобретения (19 место в 2008 г.). Конечно это место не показатель лидера, но это определенный вклад в научно-исследовательскую работу.

Объем хоздоговорных работ НИР составил в 2008 г. – 1 млн. 400 тыс. рублей.

По подразделу «Издательская деятельность» получены хорошие результаты. По показателю «Учебники, учебные пособия» кафедра переместилась с 8 места в 2007 г. на 4 место – в 2008 г. Издано учебных пособий объемом 176 п.л. По показателю «Учебно-методические разработки» с 26 места в 2007 г. на 8 место – в 2008 г. Издано учебно-методической литературы объемом 42 п.л.

Улучшились показатели по подразделу «Конкурентность учебно-производственной деятельности и автоматизации учебного процесса» с 4 места в 2007 г. на 3 место – в 2008 г. Здесь следует выделить показатели «Средства, полученные за подготовку специалистов сверх контрольных цифр» - 9 млн. 700 тыс. рублей и «уровень дистанционного обучения» - 2-м уровнем ДО охвачено 11 дисциплин кафедры. Задача в будущем переходить на более высокий уровень ДО.

В целом, завершая анализ работы за год, надо отметить, что кафедра КИПРА находится на верном пути и есть все возможности попасть в следующем году в тройку лидеров. Надо, прежде всего, повысить потенциал, улучшить квалификацию сотрудников, увеличивать показатель перспективности «омолаживать» кафедру, повышать уровень информатизации (увеличивать количество персональных компьютеров).

Обратить внимание на подраздел «Научно- исследовательская работа и основные достижения по НИР».

Система рейтинга построена таким образом, чтобы как можно меньше было нулевых показателей, т.к. это отбрасывает кафедру на более низкую ступень.

Таким образом, опыт работы ВГТУ в плане рейтинговой оценки деятельности кафедры показал, что рейтинговая система позволяет оперативно управлять структурными подразделениями, внеся коррективы в их деятельность, что существенно сказалось на результатах работы кафедр и в целом университета.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.А. Пирогов, А.В. Анохин, А.В. Муратов

ТЕХНОЛОГИИ И АТ-КОМАНДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

В GSM/GPRS МОДЕМАХ

Для решения задачи по управлению и контролю состояния удалённых объектов современные технологии предлагают не так уж много приемлемых решений. Если же указанные объекты расположены в труднодоступной местности, то единственной разумной альтернативой в недорогом исполнении становится применение GSM-модемов

К явным преимуществам GSM-сетей нужно отнести их повсеместное распространение, простой доступ к ним, сравнительно небольшие затраты на аппаратную реализацию и последующее поддержание в жизнеспособном состоянии. Сразу хочется отметить, что все отношения с оператором сотовой связи при использовании GPRS-соединения, сводятся к покупке сим-карты и внесении на счёт средств достаточных для активации услуги GPRS.

EASY GPRS - это особая группа AT команд, разработанных компанией Telit и предназначенных для установления соединения и передачи данных по GPRS. Эти команды позволяют:

• настроить доступ к GPRS

• настроить параметры TCP/IP стека

• определить узел интернета, с которым будет устанавливаться соединение

• установить соединение с GPRS

• послать запрос на установление соединения с узлом (сервером) Интернета.

Соединение с сервером интернета должно происходить по правилам, приведенным в описании протокола, по которому работает сервер - HTTP, FTP, TFTP, SMTP или другим (вашим собственным). Для того чтобы упростить работу разработчика, программное обеспечение модемов производства компании Telit содержит встроенные клиенты FTP и SMTP, автоматизирующие установление соединения с соответствующим сервером. Пример передачи файла на FTP сервер:

at+cgdcont=1,"IP","internet.mts.ru" - контекст для доступа к GPRS

at#userid="mts" - имя пользователя для доступа к GPRS оператора МТС

at#passw="mts" - пароль для доступа к GPRS оператора МТС

at#sktsav - сохранить настройки доступа к GPRS

at#gprs=1 - подключится к GPRS

+IP: 10.2.1.24 - IP адрес, выделенный модему сетью

at#ftpopen="195.128.15.49","имя пользователя", "пароль" - подключение к серверу FTP

at#ftptype=1 - текстовый тип для пересылаемых файлов

at#ftpput="my-text.txt" - поместить файл на FTP сервер

CONNECT - сообщение сервера о готовности к приему данных

<пересылаемые данные>

+++ - переключится в командный режим NO CARRIER

at#ftplist - получить список файлов на FTP сервере CONNECT

03-03-06 05:05PM 42079 snap001.jpg

03-03-06 05:48PM 2200 my-text.txt

NO CARRIER

at#ftpclose - отсоединится от FTP сервера

at#gprs=0 - закрыть сессию GPRS

В примере опущены сообщения OK от модема.

EASY CAMERA - это аппаратный и программный интерфейс модемов Telit, позволяющий легко подключить к модему цифровую фотокамеру, сделать фотоснимок и передать его на удаленный сервер. Аппаратный интерфейс поддерживает два типа камер: Agilent ADCM-2650 и Transchip TC5747. Обе камеры позволяют сделать снимок с разрешение 640х480 пикселей, выходной формат - JPEG. Интерфейс подключения камер отличается, ADCM-2650 использует I²C для управления и параллельные линии для выдачи образа в память модема, а TC5747 - только I²C [1].

Передачу снимка можно осуществить разными способами, но наиболее просто это можно сделать, если воспользоваться AT командами из программного интерфейса "EASY CAMERA". Образ снимка при этом передается в виде файла, прикрепленного к электронному письму. Доступ к серверу осуществляется через GPRS, протокол - SMTP. Ниже приведен пример AT команд, посылаемых в модем, для выполнения фотографирования и передачи файла снимка электронной почтой.

at+cgdcont=1,"IP","internet.mts.ru" - контекст для доступа к GPRS

at#userid="mts" - имя пользователя для доступа к GPRS оператора МТС

at#passw="mts" - пароль для доступа к GPRS оператора МТС

at#sktsav - сохранить настройки доступа к GPRS

at#euser="ваш логин на smtp-сервере" - имя пользователя для доступа к SMTP серверу

at#epassw=" ваш пароль на smtp-сервере" - пароль для доступа к SMTP серверу

at#esmtp=" ваш smtp-сервер"

at#eaddr="адрес отправителя"

at#esav - сохранить настройки доступа к серверу отправки почты

at#selcam=1 - выбор типа камеры (1 - ADCM-2650, 2- TC5747)

at#camon - включить камеру

at#tphoto - сделать снимок

at#camoff - выключить камеру

at#semail="адрес получателя", "тема письма",1

> текст письма, в конце которого нужно послать символ, соответствующий одновременному нажатию клавиш CTRL и Z на клавиатуре компьютера (шестнадцатеричное значение 0x1A).

Традиционная схема использования модемов предполагает, что они работают под управлением программы, выполняемой внешним микроконтроллером, персональным компьютером или другим оборудованием, которое осуществляет управление, посылая AT команды в последовательный порт модема (рис. 1). Однако современные модемы - очень сложные устройства, имеющие в своей схеме и собственный быстродействующий микроконтроллер, и большой объем памяти, оперативной и энергонезависимой и, при достаточности этих ресурсов, появляется возможность использовать встроенный процессор модема для выполнения программы пользователя. Компания Telit Communications S.p.A. имеет в своем модельном ряду модемы, содержащие интерпретатор программ, написанных на языке Python (Питон) (рис. 2). Питон - это язык программирования высокого уровня, простой и в тоже время очень мощный. В модемах Telit используется версия 1.5.2+ этого языка. Для программ доступно 3 Мбайт флэш-памяти и 1,5 Мбайт ОЗУ. Пакет программ со средой для написания программ и объектными библиотеками можно получить бесплатно при покупке модема с интерпретатором Питона. Для облегчения отладки программ модемы имеют дополнительный последовательный порт, в который выводятся аргументы операторов print программы. Пересылка программы в модем производится через основной последовательный порт командой AT#WSCRIPT=<имя файла.py>,<размер файла>, программа при пересылке сохраняется во флэш-памяти. Одну из сохраненных в памяти модема программ командой AT#ESCRIPT=<имя файла.py> можно сделать активной, и после перезагрузки эта программа будет управлять работой модема.

Программное обеспечение всех новых модемов компании Telit имеет режим определения действия средств подавления работы сотовой связи - "глушителей". Режим JAMMED DETECT увеличивает эффективность средств охраны имущества и территорий, использующих для оповещения сотовую связь GSM. Этот режим вводится командой:

AT#JDR=<mode>,<MNPL>,<DCML>

В зависимости от значения параметра mode модем при обнаружении действия "глушителя" будет либо выдавать сообщение в последовательный порт, либо переключать в логическую единицу состояние порта GPIO2, либо выполнит и то и другое действие. При поддержке со стороны оборудования сотового оператора возможна посылка сообщения о нарушении нормальной работы по беспроводному каналу, а уже от оборудования оператора - оповещение соответствующих структур.

Параметр MNPL задает максимальный уровень мощности помех, при котором модем начинает выдавать оповещения, а параметр DCML - минимальное число каналов, невозможность работы по которым также вызовет выдачу оповещений.

Рис. 1. Традиционная схема использования сотовых модемов

Рис. 2. Схема использования модемов с Python

Группа команд EASY SCAN позволяет осуществить сканирование частотных каналов заданного диапазона и получить следующую информацию: номер канала, код базовой станции, уровень мощности, уровень ошибок, код страны, код сети, код области локализации, идентификатор соты, состояние соты, число каналов в соте и их номера.

Литература

1. Уэйкерли Дж Ф. Проектирование цифровых устройств. Т. 1. М.: Постмаркет, 2002. 544 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.3.037

Д.М. Дементьев, В.С. Скоробогатов, Ю.М. Данилов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ШЛИФОВКИ ТОРЦОВ

КОНУСОВ КИНЕСКОПА СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ

Приводится процесс шлифовки торцов конусов кинескопа свободным абразивом

Электронная промышленность является одной из базовых отраслей народного хозяйства с высокой концентрацией производства, в которой сосредоточены поиск, конструирование, изготовление и испытание различных изделий электронной техники. Разработка и промышленное производство электронных приборов потребовало создание большого количества новых технологических приборов, основанных на новейших достижениях в области физики, химии, металлургии и других наук. Развитие современной электронной промышленности непрерывно связано с созданием технологического оборудования. При этом особенности технологии производства некоторых типов приборов потребовали создание принципиально новых методов и средств выполнения операций на базе высокоточного автоматического оборудования, не имеющего аналогов в других отраслях промышленности.

Широкое внедрение требований точности и минитюаризации полупроводниковых и электровакуумных приборов потребовали создания специальных оптико-механических устройств. Скоротечность некоторых технологических операций во времени потребовали создания автоматических устройств, без которых невозможно было бы управлять процессом. Проектирование новых машин, автоматов и установок требует решения комплекса вопросов, большинство из которых тесно связано с конкретным назначением и спецификой работы установки.

Шлифовка конусов – один из самых распространенных процессов в производстве электровакуумных приборов. Составной частью технологического процесса шлифовки является операция доводки торцов. Эта операция позволяет добиться шероховатости R_а = 2,5 – 1,25 мкм поверхности торца конуса.

Существует большое разнообразие вариантов технологического процесса шлифовки торцов конусов, тем не менее, можно выделить основные этапы шлифовки торцов конусов:

I этап – шлифовка алмазным кругом; II этап – грубая шлифовка; III этап – окончательная шлифовка.

Окончательная шлифовка проводится на установке доводки торцов конусов, где можно выделить основные позиции обработки: 1 – загрузка конуса осуществляется автоматически при помощи роботов загрузчиков (механизм загрузки); 2 – обработка конуса свободным абразивом (время обработки 80 сек); 3 – выгрузка конуса осуществляется аналогично загрузке.

Таблица

Анализ брака на операции шлифовки торцов конусов

Виды брака	Причины возникновения	Методы устранения
Сколы	Большое давление прижима на конус. Раковины на шейке	Уменьшить давление. Затупить края раковин
Недошлифовка торца	Недостаточное содержание шлифующего материала	Довести содержание электрокорунда до требуемого
Царапины на обработанном торце	Наличие включений в суспензии (стекло)	Проверить гидроциклоны, промыть водой

Подвод и отвод конусов к машинам шлифовки торцов осуществляется рольгангом. До и после обработки конусы моют методом душирования. Обработанный конус поступает на следующую операцию.

Результаты проведенного анализ брака, его виды и причины возникновения на операции шлифовки торцов конусов приведены в таблице.

На основании анализа технологического процесса составлен граф передач. На линию шлифовки торцов конуса подаются размерами по диагонали 42, 51, 61, 67 см. Перед операцией доводки торец конуса должен быть отшлифован алмазным кругом и промыт водой. Внешние дефекты (царапины, сколы, риски и т.д.) на поверхности не допускаются.

Анализ технологического оборудования сходного функционирования показал, что отечественное оборудование шлифовки торцов конусов ШГН 290000 и доводки торцов конусов 891386 имеют следующие недостатки: низкая производительность, применяется тяжелый ручной труд, система приготовления суспензии не совершенна, так как не предусмотрена регулировка плотности суспензии.

Предлагаемый вариант машины шлифовки торцов конусов заключается в следующем.

Шлифовка торцов конусов производится свободным абразивом – электрокорундом, нормальной марки (14А, 15А) с размером зерна М40, М50 ОСТ 2 - МТ 71-5-78.

Суспензия, состоящая из воды и взвешенных в ней частичек электрокорунда (75-80 %), поступает на чугунную плиту машины, на которой располагаются конуса торцом вниз. Плита вращается, и торцы конусов подвергаются воздействию абразива.

Машина в автоматическом режиме работает следующим образом. Конус, размещенный на накопителе, посылается на транспортер, расположенный у машины шлифовки торцов конусов.

Остановка конуса, движущегося по транспортеру, производится двумя сводящими рычагами механизма останова. Точка останова регулируется упорами в диапазоне 0 ÷ 60 мм.

Граф передач участка изготовления конуса:

прямоугольниками обозначена технологическая операция; треугольниками - изолятор брака; стрелками - процент выхода годных и брак

Центрирование конуса точно по оси роликов транспортера производится упорами, движущимися навстречу друг другу посредством пневмоцилиндра и специального редуктора.

Остановленный и отцентрированный конус зажимается за горловину губками механизма загрузки, который поднимает конус на 150 мм над транспортером и перемещает его на первую позицию машины.

Одновременно с шестой позиции машины производится перемещение отшлифованного конуса на транспортер посредством механизма выгрузки, работающего аналогично механизму загрузки.

Рычаг карусели поворачивается на 1/6 оборота и с помощью двух поддерживающих роликов перемещает конус с первой позиции на вторую.

На второй позиции опускается прижим, на котором расположен груз, создающий нагрузку на конус. По истечении времени, задаваемого реле, карусель поворачивается на 1/6 оборота, и конус перемещается к третьей позиции, где шлифовка продолжается.

Таким же образом конус перемещается к позициям четыре, пять и шесть. На шестой позиции груз поднимается.

Вращение карусели передается от электродвигателя через клиноременную передачу, редуктор с вмонтированной в него пневмомуфтой.

В процессе работы плита машины вращается (постоянно) с частотой 30 об/мин.

Механизм выгрузки перемещается к плите машины. Рычаги захвата механизма выгрузки опускаются и, когда захват доходит до своего нижнего положения, рычаги начинают раздвигаться. Конус убирается с направляющих роликов кронштейна, при этом он поддерживается рычагом захвата. Захват закрывается, захватывает конус и поднимается. Механизм выгрузки перемещается от машины на транспортер, захват опускается, рычаги разводятся, конус устанавливается на транспортер и захват поднимается.

Транспортер начинает работать и перемещает обработанные конусы к месту выгрузки с транспортера через мойку.

Предлагаемый вариант машины шлифовки торцов конусов имеет следующие преимущества: высокую производительность, исключение тяжелого ручного труда, более совершенную систему приготовления суспензии. Линия может быть переналажена на шлифовку торцов конусов различных типоразмеров путем оснащения ее разными сменными частями с данными, указанными в механическом описании.

Конуса, поступающие на линию, должны соответствовать контрольной карте предыдущей операции с неплоскостностью торца конуса не более 1,0 мм.

Линия может работать в двух режимах управления: автоматическом и наладочном. Линия рассчитана на эксплуатация в помещении с температурой от +5 до +60ºС и влажностью воздуха до 80 %.

Питание линии осуществляется от трехфазной четырехпроводной с нулевым проводом сети переменного тока напряжением 220/380 В, частота 50 Гц.

Линия обеспечивает работу при подаче:

1) сжатого воздуха под давлением 6·10⁵ Па (6 кг/см²);

2) оборотной воды под давлением 3·10⁵ Па (3 кг/см²);

3) питьевой воды под давлением 3·10⁵ Па (3 кг/см²);

4) горячей воды под давлением 1,5·10⁵ Па (1,5 кг/см²);

5) суспензия электрокорунда по давлением 3·10⁵ ÷ 3,3·10⁵ Па (3 кг/см²).

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

В.В. Сумин, О.Н. Чирков, А.В. Судариков, О.Ю. Макаров

Перспективы развития микросхем обработки

сигналов

В статье описаны проблемы проектирования высокоскоростных микросхем обработки сигналов, а также перспективные решения индустриального развития производства микросхем

На ранних стадиях [1] исследований цифровой обработки сигналов (ЦОС) изучались в основном алгоритмы ЦОС и возможности их использования в практических разработках. Появление технологии СБИС привело к тому, что изготовление аппаратуры даже в виде высокопараллельных матричных процессоров стало экономически и технически возможным. Технология СБИС поощряет одни организационные подходы и запрещает другие. Например, для СБИС желательно использовать память на кристалле, поскольку можно достигнуть относительно высоких плотностей и сократить межкристальные связи. Матричные процессоры, изготовленные по существующие в настоящее время технологии СБИС, могут обеспечить намного большую емкость аппаратуры, высокую скорость и меньшую потребляемую мощность по сравнению с любыми другими технологиями. Например, американская программа ССБИС, использующая микронную и субмикронную технологию, нацелена на увеличение числа вентилей (более 30000) на кристалл с одновременным увеличением производительности самих вентилей. При этом появляется возможность разработать на одном кристалле такие завершенные системы, как устройства БПФ [2].

Сильное влияние на производительность также оказывает организация аппаратного обеспечения. Это особенно верно при использовании технологии СБИС, где взаимодействие между архитектурой и ее реализацией играет заметную роль. Проектирование систем на СБИС должно быть основано на возможностях и ограничениях, налагаемых технологией изготовления СБИС, и связано с решением следующих вопросов: межсоединения связь, функциональные примитивы, модульность и синхронизация системы [3,4].

В настоящее время реализация различных методов и функций цифровой обработки в конкретной области применения может меняться от использования проблемно- ориентированных аппаратных средств до использования программного обеспечения на универсальном компьютере. При выборе метода реализации необходимо учитывать требования к производительности, гибкости обработки и оценке затрат.

Существует много стандартных устройств и алгоритмов на основе специальных БИС – коммуникационная аппаратура, части систем видеообработки для компьютеров и другие. В нашей стране купить данные микросхемы для пробы тяжело. Российские БИС, соответствующие современным запросам разработчиков радиоэлектронной аппаратуры, практически отсутствуют, а небольшие поставки импортных микросхем зачастую невозможны. Думать о приобретении современного специализированного Фурье-процессора или фильтра некоторое время назад было напрасной тратой времени.

К тому же, использование стандартных компонентов цифровой обработки сигналов для реализации специальной задачи требует от разработчика нестандартных схем обвязки. Часто это не совсем стандартные компоненты, необходимые к разработке. Производство БИС по частному заказу оценивается в очень крупную сумму. Российские базоматричные кристаллы (БМК) имеют значительно худшие характеристики в сравнении со своими импортными аналогами.

В связи с этим в условиях нашей действительности наиболее перспективны БИС, выполняющие некоторые стандартизированные протоколы передачи данных и программно работающие совместно с распространенными управляющими или сигнальными процессорами. Такие компоненты предлагают приобрести Plessey, Mitel, Teltone, Motorola, Giga, Zilog, Harris, а так же и другие крупные корпорации, в частности из Японии и Кореи. Самые крупные из них представлены на рынке России в виде их официальных дилеров или дистрибьюторов.

Некоторые разработчики в качестве средства реализации алгоритмов ЦОС берут цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) общего назначения. Они, конечно, имеют на это полное право, в связи с тем, что ЦСП не плохо предлагаются дистрибьюторами на рынке России по привлекательным ценам. Основные плюсы таких систем на ЦСП – это удобство, к тому же имеется возможность выполнения адаптивных и обучающихся алгоритмов. Отладочные средства первого уровня имеют низкую цену, существует хорошая информационная поддержка, а главное описание их применения на русском языке.

Основной игрок на данном рынке – компания Texas Instruments (TI). По объему выпускаемой продукции после нее идут Motorola и Lucent Technology. Странно то, что имеющая у нас главные позиции Analog Devices занимает только 4-ое место. Не смотря на это, ЦСП данной компании, по нашему мнению, является лучшим для обширного перечня задач цифровой обработки сигналов. Их главное достоинство – большая номенклатура целиком программно-совместимых устройств, выполняющих вычисления как с фиксированной, так и с плавающей запятой, обладающая разным быстродействием и дополнительными периферийными элементами. Средства для отладки позволяют разработчикам использовать данные цифровые сигнальные процессоры в проектах с малым бюджетом [5].

Однако следует учесть ряд минусов ЦСП при проектировании новейших изделий. Тактовая частота не превышает 30–50 МГц, что урезает использование ЦСП в системах радиодиапазона. К тому же, каждое семейство ЦСП обладает собственной системой команд. В результате практически невозможен перенос реализованного алгоритма на ЦСП других семейств и создание универсальных библиотек алгоритмов. Существующие компиляторы с языков высокого уровня, например с С/С++, не решают проблему, так как направлены на конкретные ЦСП. При разработке сложных параллельных структур возникает необходимость увеличения числа процессоров и обеспечения их нормальной работы в мультипроцессорном режиме. И, наконец, практически всем ЦСП необходим внешний обвес.