6.3 Компоновочный расчет

Одна из основных задач при разработке РЭС – правильно скомпоновать элементы схемы электрической в соответствии с требованиями технического задания. Компоновка представляет собой размещение элементов РЭС в пространстве или на плоскости. Компоновка – это не абстрагированные схемные обозначения, а геометрическая модель. На этапе компоновки осуществляется выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение массы и расположения в пространстве элементов разрабатываемой РЭА [18].

Используются следующие виды компоновочных работ:

- аналитическая компоновка;

- номографическая компоновка;

- аппликационная компоновка;

- модельная компоновка;

- графическая компоновка;

- натурная компоновка.

Для определения геометрических размеров печатной платы импульсного металлодетектора был использован метод графической компоновки. Сущность этого метода – использование упрощенных способов начертания элементов. Графическая компоновка дает максимальное упрощение ручных графических работ. Это достигается. Повышение наглядности изображения дает использование цвета для выделения элементов различного типа.Данный метод я реализовал с помощью САПР «P-CAD 2006». Этот программный продукт является одной из самых мощных, полных и последовательных систем автоматизированного проектирования для персональных компьютеров. Работы с данным программным обеспечением осуществлял в два этапа:

- создание библиотеки посадочных мест для всех электрорадиоэлементов согласно перечню элементов на разрабатываемый импульсный металлодетектор в редакторе Pattern Editor;

- графическая компоновка и последующая трассировка печатной платы.

Библиотека, созданная в ходе первого этапа, содержит не только данные о типе и геометрических размерах контактных площадок для элементов, расстояниях между ними, но и проекции корпусов элементов на плоскость печатной платы. Это позволило осуществить второй этап работы в редакторе P-CAD PCB. Для трассировки печатной платы был использован стандартный автотрассировщик P-CAD Quick Route. После предварительной трассировки была также проведена оптимизация электрических связей и взаимного расположения элементов на печатной плате. Таким образом получаем данные о возможных геометрических размерах и конфигурации печатной платы разарабатываемого металлодетектора. Исходя из рекомендаций ГОСТ 10317-79 и соображений виброустойчивости выбираем линейные размеры платы, которые составили 80х135 мм

7 Расчет технологических параметров изделия

7.1 Расчет комплексного показателя технологичности

Технологичность – совокупность свойств изделия, которые проявляются в оптимальных затратах труда, средств, материалов и времени при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия [20, 21]. Основными показателями технологичности в соответствии со стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) являются трудоемкость изготовления изделия, себестоимость технологическая, уровень технологичности по трудоемкости, уровень технологичности по себестоимости. К дополнительным техническим показателям технологичности относятся коэффициент унификации, коэффициент автоматизации и механизации.

Базовые показатели технологичности блоков РЭА установлены отраcлевым стандартом ОСТ 4ГО.091.219-81 "Методы количественной оценки технологичности конструкций изделий РЭА" для четырех основных групп блоков: электронные, радиотехнические, электромеханические, коммутационные. Для этих блоков определены 7 показателей технологичности, каждый из которых имеет свою весовую характеристику φ_i, которая зависит от порядкового номера частного показателя и рассчитывается по формуле

,

(7.1)

где q – порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.

Таблица 7.1 –Весовые характеристики показателей

q	φi	q	φi
1	1,0	5	0,3
2	1,0	6	0,2
3	0,8	7	0,1
4	0,5

На основании расчета всех показателей вычисляют комплексный показатель технологичности по формуле 7.2.

.

(7.2)

Коэффициент технологичности находится в пределах 0 < К < 1 [21].

Все РЭА по их строению и составу можно подразделить на электронные, радиотехнические и электромеханические. Рассматриваемое устройство относится к радиотехническим. К радиотехническим относятся приемно-усилительные приборы и блоки, источники питания, генераторы сигналов, телевизионные блоки и т.д. Состав показателей технологичности приведен в табл. 7.2

Таблица 7.2 – Радиотехнические устройства

qi	Коэффициент технологичности	Обозначение	φi
1	Автоматизации и механизации монтажа	Км.м	1,0
2	Автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу	Км.п.ИЭТ	1,0
3	Освоенности ДСЕ	Косв.	0,8
4	Применения микросхем и микросборок	Км.с	0,5
5	Повторяемости печатных плат	Кпов.п.п	0,3
6	Применения типовых ТП	Кт.п	0,2
7	Автоматизации и механизации регулировки и контроля	Ка.р.к	0,1

1. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

= ;

(7.3)

где Н_м.м – количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом. Для блоков на печатных платах механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя;

Н_м – общее количество монтажных соединений, определяемое для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ по количеству выводов.

2. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:

;

(7.4)

где Н_м.п.ИЭТ – количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов; в число их включаются ИЭТ, не требующие специальной подготовки (патроны, реле, разъемы и т.д.);

Н_п.ИЭТ – общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.

3. Коэффициент освоенности ДСЕ:

;

(7.5)

где Д_т.з – количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;

Д_т – общее количество типоразмеров ДСЕ в РЭС.

4. Коэффициент применения микросхем и микросборок:

;

(7.6)

где H_э.мс – общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках в РЭС;

Н_иэт – общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы. К ИЭТ относят резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, разъемы, реле и другие элементы.

5. Коэффициент повторяемости печатных плат:

;	(7.7)

где Д_тпп – число типоразмеров печатных плат в РЭС;

Д_пп – общее число печатных плат в РЭС.

6. Коэффициент применения типовых технологических процессов:

;

(7.8)

где Д_т.п и Е_т.п – число деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с применением типовых и групповых технологических процессов;

Д и Е – общее число деталей и сборочных единиц в РЭС, кроме крепежа (винтов, гаек, шайб).

7. Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:

;

(7.9)

где Н_а.р.к – число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;

Н_р.к – общее количество операций контроля и настройки. Две операции: визуальный контроль и электрический являются обязательными. Если в конструкции имеются регулировочные элементы, то количество операций регулировки увеличивается пропорционально числу этих элементов.

Нормативные значения комплексных показателей конструкций РЭС зависят от стадии разработки рабочей документации (табл. 7.3).

Таблица 7.3 – Нормативные значения показателя технологичности

Класс устройств	Разработка рабочей документации	Доработка рабочей документации
		Установочной серии	Установившегося серийного производства
Радиотехнические	0,60 – 0,75	0,70 – 0,80	0,75 – 0,85
Электронные	0,40 – 0,70	0,45 – 0,75	0,50 – 0,80
Коммутационные	0,35 – 0,55	0,50 – 0,70	0,55 – 0,75
Электромеханические	0,30 –0,55	0,40 – 0,60	0,45 – 0,65

По формуле 2 получим:

Таким образом, показатель технологичности разрабатываемого устройства соответствует необходимому и соответствует как этапу разработки рабочей документации, так и этапу выпуска установочной серии и серийного производства.