Трасса сборки печатных плат

Автоматизировать процесс установки радиоэлементов на печатную плату (ПП)

Состав задания

1.сравнить варианты компоновки установки сборки печатных плат: позиционирует только сборочный манипулятор (М), позиционируют М, ПП и магазин с радиоэлементами. Обосновать выбор предпочтительного варианта по ТЭП (производительность, надёжность, стоимость проекта, удобство обслуживания и ремонта и др.).

2.Разработать циклограмму работы установки сборки ПП и дать ее описание с помощью логических уравнений.

3.Построить имитационную модель установки сборки ПП с использованием сети Петри. Дать первоначальную маркировку сети и представить фрагмент графа достижимости (3..4 шага), составить матрицы входных и выходных инциденций.

4.Разработать программу функционирования модели с учётом следующих ситуаций:

–  М имеет 1,2,3,4 захвата;

–  М позиционирует по двум координатам X и Y, а ПП и пенальный магазин (ПМ) неподвижны;

–  М позиционирует только по координате X, а ПП и ПМ – по координате Y.

5.Разработать функциональную схему устройства управления (УУ) по логическим уравнениям (допускается фрагмент схемы). Дать рекомендацию по выбору элементной базы логической части УУ (контактная, бесконтактная, программируемый контроллер).

6.Составить общую структурную схему системы управления (СУ) и обосновать выбор аппаратной или программной реализации алгоритма управления объектом.

7.Составить перечень исполнительных механизмов и обосновать для них выбор подходящего типа привода (электрический, пневматический, гидравлический, комбинированный).

8.Представить схему подачи ПП в позицию сборки и фиксации её.

9.Разработать конструктивную схему захватного устройства для ИМС со штырьковыми выводами.

10.Предложить принцип контроля правильности установки выводов ИМС в отверстия ПП (ИМС с деформированными выводами должна быть отбракована).

Исходные данные.

Начало цикла – подача из накопителя ПП в позицию сборки.

Окончание цикла – выгрузка собранной ПП в накопитель.

Тактовое время установки ИМС на ПП – не более 1,5 секунд.

Масса радиоэлемента – порядка 20..30 г.

Производство серийное.

1.ЦИКЛОГРАММА РАБОТЫ ТРАССЫ

Рис.1 Циклограмма работы трассы.

Примечание: время цикла ТЦ – время, необходимое на выпуск одной ПП, т.е. периодичность сборки.

Обозначения

Шаб – подача шабером ПП из магазина ПП.

ШД – подача на 1 шаг ленты с резисторами.

Ф – фиксация ПП в позиции сборки.

Выр – вырубка резистора из ленты.

Взят – взятие манипулятором радиоэлемента.

Форм – формовка выводов радиоэлементов.

Поз – позиционирование для установки радиоэлемента.

УРЭ – установка радиоэлемента на ПП.

Подг – общий подгиб выводов радиоэлементов.

Выгр – выгрузка собранной ПП в накопитель собранных плат.

СОБЫТИЯ:

t1 – ПП подана шабером из магазина.

t2 – лента с резисторами отмотана на 1 шаг.

t3 – ПП зафиксирована.

t4 – резистор вырублен из липкой ленты.

t5– радиоэлемент взят захватным устройством манипулятора.

t6 – выводы радиоэлемента отформованы.

t7– ПП выставлена в нужную точку по координатам X,Y..

t8 – радиоэлемент установлен на ПП.

t9 – манипулятор перешёл в позицию выдачи следующего радиоэлемента.

t10 – произведён общий подгиб выводов радиоэлементов.

t11 – ПП расфиксирована.

t12 – ПП выгружена в накопитель собранных плат.

2.Имитационная модель автомата сборки с использованием сети Петри

Название условия	№		№	Название события
Наличие ПП в магазине	P1		t1	ПП подана шабером на место сборки
Свободно место сборки	P2		t2	Лента с резисторами смотана на один шаг
Привод подачи ленты резисторов исправен	P3		t3	ПП зафиксирована
Фиксатор работает нормально	P4		t4	Резистор вырублен из ленты
Устройство по вырубке резисторов исправно	P5		t5	Радиоэлемент взят ЗУ манипулятора
ЗУ манипулятора в позиции выдачи радиоэлемента	P6		t6	Выводы радиоэлемента отформованы
Радиоэлемент можно брать с помощью манипулятора	P7		t7	ПП выставлена в нужную точку
Наличие ЗУ с радиоэлементом в позиции формовки выводов.	P8		t8	Радиоэлемент установлен на ПП
Устройство по формовке выводов исправно	P9		t9	манипулятор перешёл в позицию выдачи следующего радиоэлемента
ПП позиционирует по координатам X,Y	P10		t10	произведён общий подгиб выводов радиоэлементов
Правильное совмещение выводов радиоэлементов и отверстий ПП	P11		t11	ПП расфиксирована
Установлены все радиоэлементы	P12		t12	ПП выгружена в накопитель собранных плат
Устройство по подгибу выводов исправно	P13
Фиксатор работает нормально	P14
Исправен выгружающий робот	Р15
Наличие свободного места в накопителе собранных ПП	Р16

Табл. 1 Таблица условий и событий

Рис.2 Сеть Петри.

Рис. 3 Сеть Петри с конфликтными ситуациями.

t13 – манипулятор выставил радиоэлемент по координате X.

t14 – ПП выставлена по координате Y.

t15 – манипулятор взял 3 радиоэлемента.

t16 – манипулятор выставил радиоэлемент по координатам XY.

Р16 – ПП позиционирует по координате Y.

3.ГРАФ ДОСТИЖИМОСТИ

1110 0000 1000 1001 0

t1 t2

0011 0000 1000 1001 0 1100 1000 1000 1001 0

t3 t4

0010 0100 1000 1001 0 1100 0010 1000 1001 0

t15

t15  t5

 t5

0010 0001 1000 1001 0  0000 0000 1100 1001 0

МАТРИЦА ВХОДНЫХ ИНЦИДЕНЦИЙ (F)

	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	t10	T11	t12	t13	t14	t15	t16
Р1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р2	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р3	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р4	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р5	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р6	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0
Р7	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0
Р8	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р9	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Р10	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	1
Р11	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
Р12	0	0		0	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0
Р13	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
Р14	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
Р15	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
Р16	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
Р17	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0

МАТРИЦА ВЫХОДНЫХ ИНЦИДЕНЦИЙ (Н)

	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7	Р8	Р9	Р10	Р11	Р12	Р13	Р14	Р15	Р16	Р17
t1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t2	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t3	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t4	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t5	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t6	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
t7	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
t8	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
t9	0	0	0	0	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
t10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
t11	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0
t12	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1	0
t13	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
t14	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0
t15	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
t16	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0