ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЧ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

штамповка) и механообработка (точение, сверление, фрезирование). Наиболее

сложными для автоматизации проектирования деталей БНК РЭС являются ТП

механообработки. В связи с этим, нами рассматриваются основные принципы и

структура САПР ТП механообработки 3-го поколения.

Систему автоматизированного проектирования (САПР) технологии

механообработки целесообразно ориентировать на функционирование в составе

ГПС. Поэтому в основу построение системы положены результаты работ по

декомпозиции процесса проектирования, созданию методического,

лингвистического, алгоритмического и программного обеспечения для ТП САПР,

выявлению мест визуализации и фиксации проектных результатов в целях

управления процессом проектирования, обеспечению возможности проверки

генерируемых моделей на адекватность.

При автоматизированном проектировании ТП изготовление деталей в

условиях функционирования ГПС в комплексе задач значительное место занимают

размерный анализ точности основных выходных параметров ТП (операционных

размеров, припусков), а также оценка точности ТП в целом. Особо важное

значение приобретают создание и реализация на ЭВМ формализованных моделей

размерного анализа (синтеза), позволяющих проводить прогнозирование

точностных характеристик параметров ТП на стадии проектирования, где поиск

рациональных решений не связан со значительными материальными затратами.

Система автоматизирует решение следующих задач: технологический анализ

чертежа с определением возможности обработки данной детали в условиях

функционирования ГПС конкретной конфигурации; выбор рациональных видов и

способов получения заготовки; компоновку ТП по этапам, выделение множества

элементов, обрабатываемых на каждом этапе, и сравнение вариантов

принципиальных схем ТП по экономическим критериям; выбор оборудования для

выполнения каждого этапа; выбор маршрута обработки детали внутри этапа ТП;

выбор системы оборудования и закрепления заготовки и модели оборудования на

каждой операции; проектирование вариантов общего маршрута ТП с объединением

операций по общности обрабатываемых элементов и поверхностей вращения,

принятых в качестве баз; проведение размерного анализа для элементов

поверхности вращения с учетом принятых в качестве баз или с учетом принятых

в качестве баз плоскостей и требований взаимного расположения; назначение и

анализ определенных линейных размеров с минимизацией состава

технологических размерных цепей, замыкающими звеньями которых служат

конструкторские размеры и припуски; определение излишеств, допусков и

отклонений операционных линейных размеров посредством технологического

размерного анализа, который в ходе проектирования маршрута изготовления

детали обеспечивает назначение операционных размеров и оценку возможности

их реализации на настроенном оборудовании автоматически; формирование

инструментальных наладок и составление расчетно-технологических карт для

операции, на которых применяются станки с ЧПУ; расчет режимов обработки и

норм времени по операциям ТП; расчет себестоимости изготовления детали по

вариантам и выбор из них варианта, имеющего минимальную себестоимость при

заданной производительности; проектирование и выпуск управляющих программ

для станков с ЧПУ с использованием САПР, например типа «Техран»; расчет

накладок управляющих кулачков для токарно-револьверных автоматов с

использованием систем RAKTA, RASKUL; печать технологической документации

(маршрутных и операционных карт).

САПР позволяет осуществить «сквозное» автоматизированное

проектирование ТП и механообработки деталей класса «тела вращения».

Сквозной цикл включает выполнение конструкторского чертежа, закодированного

в соответствии со специализированным формализованным языком, детали и ТП ее

изготовления (входная информация), размерный анализ (синтез) точностных

характеристик детали, генерацию вариантов маршрутов ТП с оценкой наиболее

рациональных по экономико-технологическим критериям, а также разработку

структур операций с минимизацией числа режущего инструмента, формированием

инструментальных накладок и вычерчиванием операционных заказов на чертежно-

графическом автомате. Результатом функционирования системы является

комплект технологической документации (маршрутные и операционные карты), а

также управляющие программы для операций, выполняемых на станках с ЧПУ.

Автоматизация проектирования сборочно-монтажного и механосборочного

производства

Принципы построения и общая структура системы автоматизированного

проектирования сборочно-монтажных процессов РЭС. В общем объеме трудовых

затрат на изготовление РЭС сборка и монтаж РЭМ-1, РЭМ-3 занимает от 45 до

80%. В состав ТП сборки и монтажа РЭС входят процессы: РЭМ-1 – изделия на

печатных платах; РЭМ-2 – изделия без кинематики с объемным монтажом, с

кинематикой, а также изделия из проводов и кабелей или с обмотками; РЭМ-3 –

изделия с приводным монтажом.

Технологический процесс сборки и монтажа РЭС включает совокупность

операций установки, соединения, формообразования, в результате выполнения

которых элементы конструкции занимают относительно друг друга требуемое

положение и соединяются способами, указанными в чертежах изделия.

Составными частями сборки и монтажа являются разнообразные и физически

разнородные процессы. Сборка и монтаж – завершающий этап изготовления

изделия (РЭС). Требования к элементам конструкции, поступающим на сборку,

отражаются на содержании ТП изготовления конструкций изделия в целом.

Поэтому проектирование ТП сборки и монтажа РЭС должно учитывать факторы,

которые затрагивают почти всю производственную систему предприятия.

Сборочно-монтажные работы являются многовариантными как по возможному

составу и последовательности операций технологического процесса, так и по

составу применяемой оснастки, оборудования, инструмента. Проектирование

оптимального технологического процесса и оснащения сборки и монтажа требует

трудоемких вычислений, и поэтому его целесообразно осуществлять с

применением ЭВМ. Автоматизация технологического проектирования базируется

на математическом моделировании производства, отражающем закономерности и

связи между свойствами изделия и производственной системы в виде

математических отношений. Эти отношения отражают реальное физическое

содержание процессов производства. Не все факторы физического содержания

сборки поддаются формализации и математическому моделированию, поэтому

велика роль диалогового проектирования при разработке технологических

процессов сборки и монтажа.

По содержанию решаемых задач автоматизированное проектирование ТП

сборки и монтажа разделяется на три этапа: формализованное описание

структуры и конструкторско-технологических свойств оценки сборки и монтажа;

выбор схемы базирования и определение условий собираемости изделия на АСТО;

синтез структуры ТП сборки и монтажа.

Указанные задачи решаются при условии, что состав сборочной единицы и

схема ее сборки и монтажа уже определены. Однако выбор схемы

технологического членения, сборки и монтажа связан с проектированием

технологического процесса сборки. Поэтому возможны такие схемы

технологического членения изделия и схема сборки и монтажа, при которых

технологический процесс сборки и монтажа может быть реализован.

Следовательно, выбор схемы технологического членения изделия осуществляется

так: формируется состав сборочных единиц, входящих в изделие, и для каждой

сборочной единицы проектируется ТП сборки и монтажа.

Если для сборочной единицы существует хотя бы один вариант

технологического процесса сборки и монтажа, то такая схема технологического

членения изделия возможна. Для выбора оптимальной схемы технологического

членения РЭС сравнивают различные схемы членения изделия по технико-

экономическим показателям, принятым в качестве критериев оптимальности. В

этом случае необходим анализ всех возможных вариантов ТП сборки и монтажа

для каждой сборочной единицы изделия. Таким же образом связан с

проектированием ТП сборки и монтажа выбор схем сборки, базирования и

оснащения сборочных работ. Все эти задачи должны решаться комплексно, на

основе единой системы математического моделирования конструктивно-

технологических свойств изделия, свойств технологических процессов и

оснащения сборочно-монтажных работ. Исходными данными при решении задач

являются данные о структуре и конструктивно-технологических свойствах

изделия.

Программный модуль МП1 осуществляет контроль, кодирование и первичную

обработку входящей в систему информации. Информация, поступающая с

чертежами изделий и планово-производственными документами, сортируется,

кодируется по видам типового элемента сборки (ТЭС), т.е. преобразуется из

текстовой или графической в приемлемую для ЭВМ буквенно-цифровую форму в

виде конструкторско-технологического кода (КТК). Технологические модули ПМ2

– ПМ10 проектируют процессы сборки и монтажа индивидуальные и типовые

(групповые). Модуль ПМ2 формирует КТК изделия в целом на уровне ТЭС. Модуль

ПМ3 обеспечивает проектирование микромаршрута i-го ТЭС, модуль ПМ4 –

технологического сборочного маршрута в целом по совокупности ТЭС ([pic]).

Программный модуль ПМ5 осуществляет выбор стандартных АСТО и промышленных

роботов, модуль ПМ6 – выбор станочных приспособлений и оснастки, модуль ПМ7

– вспомогательных и измерительных инструментов. Если в связи с

особенностями изделий (объектов сборки) требуются специальные роботы или

оснастки, то формируются заказы подсистемам проектирования специальной

технологической оснастки, инструмента, оборудования.

Программный модуль ПМ8 служит для определения режимов и параметров

сборочно-монтажных операций, ПМ9 – для нормирования технологических

операций. Модуль ПМ10 формирует управляющие программы для функционирования

АСТО и роботов.

Автоматизация проектирования настроечно-регулировочных и контрольно-

испытательных процессов

Математические модели контроля и диагностики РЭС и их элементов. Под

объектом контроля и диагностики (ОКД) понимается РЭ изделия или его

составная часть (РЭМ), техническое состояние которых определено ГОСТ 20911

– 75.

Настроечно-регулировочные и контрольно-испытательное (НРКИ) процессы

охватывают все этапы производства РЭС и составляет в общем объеме работ 20

– 40%. Процессы контроля обеспечивают выявление групп ОКД, которые

соответствуют техническим условиям (ТУ). В ходе регулирования РЭС

обеспечивается доведение эксплуатационных показателей ОКД до их значений,

заданных по ТУ, на основе изменения регулировочных параметров. Процесс

настройки направлен на поиск (обнаружения) дефектов и их устранения.

Контрольно-испытательные работы связаны с проведением технологического

прогона РЭС, в ходе которого «проявляются» дефекты в ОКД, характеризующие

отказами по показателям качества.

Указанные процессы реализуются с помощью производственной системы (ПС)

НРКИ работ. Технологическое проектирование НРКИ процессов и реализующих их

ПС, особенно в рамках систем автоматизированного проектирования, требует

разработки комплексов математических моделей ОКД и НРКИ процессов и систем.

Остановимся на рассмотрении указанных комплексов моделей подробнее.

Под формализованным описанием (математическая модель или комплекс

моделей) ОКД будем понимать знаковые или другие модели описания,

используемые при определении изменения показателей назначения и дефектов в

изделии, которые задаются исходной конструкторской документацией

(принципиальные электрические, структурные и математические схемы,

конструкторские чертежи, технологическая документация и др.). Анализ

основных моделей, применяемых при формализованном описании ОКД, показывает,

что существует аналитические, функциональные, функционально-логические,

логико-вероятностные и другие классы моделей, которые используются далее.

При формализованном описании ОКД необходимо учитывать параметры и

свойства, присущие им на этапе производства: наличие неодиночных дефектов;

свойства изделий, которые являются источниками дефектов в нем; структуру

изделий как объектов сборки, что определяет возможность замены дефектных

элементов РЭС.

В связи с этим при построении математических моделей ОКД необходимо:

определить структуру ОКД, являющуюся адекватным отображением

принципиальных, функциональных схем, а также сборочного чертежа РЭС;

описать функционирование элементов декомпозиционного множества, на котором

задана структура ОКД, и определить понятия их технического состояния;

определить вероятностное описание состояний ОКД и их элементов на любом

уровне глубины поиска; построить информационную модель ОКД, содержащую

перечень сведений, достаточных для их использования в задачах

автоматизированного проектирования НРКИ процессов (систем) производства

РЭС.

Для описания структуры ОКД, подлежащего определению его технического

состояния, введем понятие типовых элементов диагностики (ТЭД) и замены

(ТЭЗ).

Под ТЭД понимается элемент принципиальной электрической функциональной

схемы, определяющей операцию преобразования или передачи сигнала А и

являющийся объектом контроля или диагностики.

ТЭЗ представляет собой элемент конструкции РЭС того или иного уровня

сложности (деталь, сборная единица), используемый при замене дефектного

элемента в процессе его устранения.

Как показывают определения, ТЭД и ТЭЗ являются элементами

декомпозиционных множеств, однозначно связанных друг с другом. Тем самым в

зависимости от частных задач, возникающих при прогнозировании и управлении

качеством, может быть использованы различное структурное и функциональное

описание ОКД, заданное на введенных декомпозиционных множествах и зависящее

от определения его технического состояния. Так в задачах контроля и

диагностики должны быть использованы ТЭД и модели, построенные на их

основе, а в задачах устранения дефектов – ТЭЗ и соответствующие модели. При

функциональном описании ОКД в различных задачах технологии РНКИ работ могут

быть использованы различные модели ОКД в зависимости от того, какие

используются виды технического состояния (работоспособность и

неработоспособность, исправность и неисправность, правильное и неправильное

функционирование). Количественно все виды технического состояния ОКД

определяется заданием в НТД технических требований на контролируемые

параметры (показатели качества) ОКД.

Контролируемые параметры ОКД могут классифицироваться по различным

признакам: по виду контролируемого параметра – размерные (геометрические),

физические (физико-механические и физико-химические) и электрические

параметры; по отношению к назначению контролируемые параметры разделяют на

определяющие, т.е. направленные на определение вида технического состояния,

и вспомогательные, используемые для поиска места дефекта.

Основываясь на введенных определениях, рассмотрим математические

модели ОКД, используемые для оценок работоспособности, регулировки, поиска

и устранения дефектов.

Анализ принципов построения и реализации многих классов ОКД, в том

числе измерительной и специальной, показывает, что практически все они

построены с использованием структурных моделей, элементы которых

описываются полными моделями. При решении задач проектирования НРКИ

процессов необходимо описание моделей функционирования ОКД относительно

различных уровней структурной детализации описания оператора ОКД, что

особенно важно при решении задач поиска и устранения дефектных элементов.

Действительно, при рассмотрении ОКД необходимо определить его структуру.

Список литературы

1. Бондарекко О. Е., Орлов Б.Н., Бутузов С. С., Оснпов В. И.

Исследование адгезии толстых пленок меди. — В i\h • Сборник научных трудов

по проблемам микроэлектроники Сер. физ -мат Вып 14 МИЭТ, 1973

2 Стиглиц М. Формирование частотной характеристики связанных

диэлектрических резонаторов. — «ТИИЭ1 ». 1973, т. 61, №3, с. 169.

3. Варфоломеев И. H., Дмитриев С. Д., Никонов В. П Оптимизация потерь

в полосе прозрачности микрополосковых ППР с параллельно связанными

полуволновыми резонаторами. —«Электронная техника Сер II», 1975, вып. 1, с.

23—29.

4. Коробовский С. Б., Шагеданов В. И. Ферритовые циркуляторы и

вентили. М., «Сов радио», 1979

5. Диодные генераторы, усилители и умножигели СВЧ Конспект лекций. Под

ред. Земцова Г П МАИ, 1976 Авт.. H. С Давыдова, Г П Зем-нов, В. К.

Трепаков, В Н. Шкаликов

6. Бартон Д. Радиолокационные системы Пер с англ Под ред. К. Н.

Трофимова. М., Воениздат, 1967.

7. В. Н. Фролов, Я. Е. Львович, Н. П. Меткин, Автоматизированное

проектирование технологических процессов и систем производства РЭС.

Москва., ВШ. 1991

-----------------------

??–??/???????†?????????????????–??/???????†?????????????????–??/???????

†??????????????

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5