Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра ПР-6 Инновационные технологии в приборостроении микро- и оптоэлектронике.

(шифр и наименование кафедры)

Утверждаю

Заведующий кафедрой ПР-6

_________Кондратенко В.С.

«___»_________20__г.

Для студентов 4 курса

факультета ПР

Специальностей 200107

Ст. преподаватель Фомина М.В.

(ученая степень, ученое звание, фамилия и инициалы автора)

ЛЕКЦИЯ № 7

по 2808 «Технология сборки и испытаний».

ТЕМА Контроль и испытания приборов.

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________20__г.

Протокол № __

МГУПИ

Тема лекции: Контроль и испытания приборов.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомиться с видами контроля.

2. Ознакомиться с категориями испытаний.

План лекции:

Введение.

Основная часть (учебные вопросы).

1-й учебный вопрос Виды контроля

2-й учебный вопрос Технологическая диагностика неисправностей.

3-й учебный вопрос Индивидуальное прогнозирование качества приборов с использованием методов распознавания образов.

4-й учебный вопрос Категории испытаний.

Заключение.

Текст лекции.

Введение

К числу мероприятий, призванных обеспечить требуемое качество изделий, в том числе и их надежность, относится контроль. Операции контроля осуществляются практически во время всего жизненного цикла производства и эксплуатаци. Целью контроля является определение качественных и количественных характеристик изделий, оценка соответствия параметров объекта контроля требованиям конструкторской и технологической документации, действующим нормалям и ГОСТ. При отклонении параметров от нормы на величины, превышающие допуски, изделие признается некондиционным.

Организация и осуществление всей системы контроля в процессе производства возложена на ОТК и службу государственной приемки. Имея перед собой одни и те же задачи—обеспечение технического контроля на всех этапах производства, их отличает подчиненность. Если служба ОТК является одним из производственных подразделений предприятий, то органы государственной приемки не подчинены предприятию, полностью освобождены от ведомственных интересов и представляют интересы потребителя. Таким образом, как бы осуществляется и контроль ТП контроля, проводимого ОТК. Кроме того, вневедомственная подчиненность позволяет более действенно решать вопросы, возникающие при проведении входного контроля материалов, деталей и изделий, поступающих от смежных предприятий и оказывать воздействия, обеспечивающие их необходимое качество.

Отдел технического контроля на этапе освоения нового изделия обеспечивает глубокое изучение всей документации, вникает в вопросы организации и технического обеспечения контроля. Подготовка производства должна проводиться с использованием накопленного опыта и собранных статистических данных на других предприятиях при производстве подобных изделий.

Основная часть.

1-й учебный вопрос: Виды контроля

В процессе изготовления приборов используют следующие виды контроля: входной контроль комплектующих и материалов; контроль технологических режимов производства и межоперационный контроль; мероприятия по выявлению причин некондиционности (брака) изделий, а также окончательную приемку и испытания.

Входной контроль проводится лабораторией входного контроля. В процессе входного контроля проверяют материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, а также документацию на них, путем проведения анализов и испытаний. Контроль в процессе производства осуществляет бюро технического контроля цеха. При контроле проводится техническая приемка и оценка качества. Мероприятия по выявлению причин некондиционности являются одними из важнейших в работе ОТК. Для проведения этой работы привлекаются разработчики изделия, лаборатории, отделы, цеха. Окончательная приемка и испытания РЭА происходят в лаборатории типовых испытаний. При их проведении выявляется влияние климатических и механических воздействий на качество РЭА.

Как правило, в составе ОТК имеются контрольно-измерительная лаборатория, осуществляющая проверку и аттестацию используемых средств контроля, а также оснастки и инструментов, изготовленных на предприятии; техническое бюро, которое собирает и систематизирует информацию о эксплуатации, проводит работы по обеспечению результатов контроля качества, а также руководит ВТК в цехах. Кроме того, в состав ОТК входит инспекторская группа.

На предприятиях с целью обеспечения требуемого уровня надежности имеются отделы или лаборатории надежности. Действуя совместно с ОТК, ими проводится разработка мероприятий, обеспечивающих требуемый уровень надежности РЭА. С этой целью разрабатываются программы и методики испытаний на надежность. Осуществляется обработка статистических данных и вырабатываются рекомендации по совершенствованию РЭА и технической документации на разработку контрольно-испытательного оборудования. Целью всех проводимых мероприятий является получение достоверных данных о фактической надежности РЭА и выработка, в случае необходимости, мероприятий по ее повышению.

Классификацию видов технического контроля можно проводить по целому ряду признаков: способу контроля; отношению к производственному процессу; степени пригодности изделий к использованию; степени охвата; характеру воздействия контроля на ход производственного процесса; периодичности контроля; степени участия человека в процессе контроля. Необходимо отметить, что ряд операций контроля не оказывает воздействия на качество изделия (неразрушающий контроль), другие же необратимо ухудшают качество. Разрушающий контроль чаще встречается при оценке надежности и прочности.

Рассмотрим основные способы контроля.

Визуальный контроль осуществляется путем внешнего осмотра изделия с целью выявления поверхностных дефектов и несоответствия изделия чертежу. При визуальном контроле РЭА в основном проверяется качество монтажа, в том числе качество паяных и сварных соединений, качество изоляции проводов и плат, а также соответствие изделия чертежу. Контроль проводится на основе технологических карт контроля, по описанию операций контроля в технологических картах или же по специально разработанным инструкциям. При проведении визуального контроля используют оптические средства—лупы, микроскопы, зеркала. Они необходимы для осмотра скрытых поверхностей и контроля качества паек и сварок. Осмотр состояния поверхностей паек и сварок позволяет выявить плохое залуживание спаиваемых элементов, наличие трещин и неровностей у сварных соединений. Этот вид контроля позволяет прогнозировать наличие контактных шумов в РЭА. Важен также осмотр разъемных соединений и проверка отсутствия изломов проводов и жил многожильных кабелей в местах паек и сварок.

Геометрический контроль проводят с помощью замеров измерительными инструментами размеров и форм деталей и изделий и сопоставления с чертежами или образцами.

Механический контроль осуществляют путем приложения-статистических или динамических нагрузок с целью проверки прочности соединений и креплений, а также контроля качества материалов, использованных в деталях, подвергающихся механическим воздействиям. Для проведения механического контроля могут использоваться как динамометры, так и центрифуги, вибрационные и ударные стенды.

Электрический контроль состоит из замеров сопротивлений и напряжений в соответствии с программой контроля, составления диаграмм контроля и сравнения их с нормой. Кроме того, осуществляется проверка электрической прочности и сопротивления изоляции. Этот вид контроля является основным для РЭА, степень его глубины, а также выбор контролируемых параметров в большой степени определяются видом конкретной аппаратуры.

Физико-химический контроль включает исследования физических и химических свойств материалов, используемых для изготовления деталей РЭА.

Технологический контроль осуществляется путем контроля правильности выполнения операций ТП с целью предотвращения нарушения технологических режимов. Организация технологического контроля требует сбора статистических данных о качестве изделий и построения физико-химической или статистической модели, связывающей показатели качества и параметры технологических режимов, как в общем виде показано в гл. 5.

По отношению к производственному процессу различают текущий (межоперационный) контроль процесса производства и приемочный (выходной) контроль готовых изделий.

Межоперационный контроль используется в ходе ТП после наиболее сложных, нестабильных операций, дающих высокий уровень брака. Введение межоперационпого контроля позволяет изъять брак с технологической линии, тем самым устранив затраты на заведомо некондиционное изделие, выявить причину брака и принять меры к их устранению—например, произвести настройку оборудования или смену инструмента или же, в случае принципиальной неустойчивости конкретного ТП, произвести изменение технологии с целью повышения стабильности производства либо же учесть наличие брака путем запуска в производство большого объема изделий, тем самым гарантируя стабильный выпуск необходимого количества кондиционной продукции. Приемочному контролю подвергаются готовые изделия, имеющие самостоятельное применение.

По способам определения степени пригодности изделий к использованию контроль можно классифицировать по признакам контроля.

При контроле по количественному признаку с некоторой точностью определяется численное значение контролируемого параметра. Значение контролируемого параметра зависит от целого ряда факторов как детерминированных, так и случайных. На основании результатов контроля возможна коррекция систематических отклонений от нормы путем регулировки ТП. После статистической обработки результатов измерения непрерывной случайной величины можно определить ее закон распределения. В случае нормального закона распределения достаточными характеристиками будут математическое ожидание и дисперсия. Количественные признаки могут быть как непрерывными, так и дискретными, случайными величинами.

При осуществлении контроля по качественному признаку используется такое понятие, как событие. Изделие может попасть в допуск и быть кондиционным или же, выйдя за его пределы, являться браком. Осуществляя контроль по качественному признаку при использовании выборочных методов контроля — оценки партии из N изделий по контролю выборки объемом п изделий (n<N), получают, что количество некондиционных изделий в выборках подчиняется биноминальному закону распределения.

Наряду с преимуществом контроля по качественному признаку — простота метода контроля, малый объем вычислений, имеется и недостаток: в связи с потерей информации о конкретном значении контролируемой величины теряется возможность выявлять изменения в ходе ТП и предупреждать появление брака мероприятиями по проведению операций настройки технологического оборудования.

По степени охвата изделий контролем различается сплошной (стопроцентный) и выборочный контроль. Стопроцентный контроль позволяет решить задачу удаления некондиционных изделий при межоперационном контроле из дальнейшего производства и обеспечить высокое качество готовых изделий при выходном контроле. Выборочный контроль применяют в случае устойчивости ТП при массовом и крупносерийном производстве, снижая затраты на контрольные операции. При организации выборочного контроля важным вопросом является его точность и надежность, а это зависит от объема выборки и используемого контрольного оборудования. Вопросы организации межоперационного контроля будут рассмотрены в следующих параграфах.

На практике используется разновидность выборочного контроля—оперативный (летучий) контроль. Его целью является проверка правильности выполнения ТП, оперативного устранения мест возникновения брака. К этому типу контроля относится и инспекторский контроль. Он осуществляется инспекторской группой при начальнике ОТК. Результаты инспекторского контроля анализируются совместно инспекторской группой ОТК и технологической службой предприятия.

По характеру воздействия контроля на ход производственного процесса различают активный и пассивный контроль. Пассивный контроль чаще производится по качественному признаку и предназначен для удаления некондиционных изделий. Активный контроль, кроме задачи выявления брака, необходим для анализа причин его возникновения и принятия мер для их устранения. При его использовании применяется статистическая обработка результатов измерения.

По периодичности контроль бывает непрерывным, периодическим и инспекторским. Если непрерывный и периодический контроль заранее планируется и призван поддерживать требуемую стабильность ТП, то инспекторский проводится при увеличении брака или выявлении нарушений в технологии производства.

По степени участия человека в процессе контроля различают ручной, полуавтоматический и автоматический виды контроля. Ручной контроль целесообразно использовать при единичном и мелкосерийном производстве, при изготовлении уникальной аппаратуры. Он наиболее трудоемкий и требует высокой квалификации контролера, что, однако, не гарантирует его высокого качества. При ручном контроле используется стандартное универсальное измерительное оборудование. Основные затраты времени приходятся на операции регулировки контрольных приборов.

Полуавтоматический контроль осуществляется на специализированном контрольно-измерительном оборудовании. Процесс измерений автоматизируется, однако подготовительно-заключительные операции—установка, включение, выключение, изъятие изделия — осуществляются вручную. Используется в серийном и массовом производстве. Автоматический контроль осуществляется на установках с высоким уровнем автоматизации всех процессов—порядка 98% времени контроля приходится на работу автоматов. Автоматизируются и такие «интеллектуальные» операции, как сортировка по группам качества, определение характера неисправности и т. п. Развитие микропроцессорной техники позволяет делать контрольное оборудование достаточно универсальным, а применение роботов—адаптируемым к различным видам продукции.

Успешно развиваются неразрушающие методы контроля, основанные на использовании рентгеновских установок, инфракрасной техники и других видов интроскопии. Развитие технических средств диагностики необходимо для создания автоматизированных, управляемых ЭВМ контролирующих комплексов, охватывающих все производство и осуществляющих оперативное управление ТП.

Рис. 15.1. Технологический процесс в виде последовательностей технологических и контрольных операций

2-й учебный вопрос: Технологическая диагностика неисправностей.

3-й учебный вопрос: Индивидуальное прогнозирование качества приборов с использованием методов распознавания образов.

4-й учебный вопрос: Категории испытаний.

Приемосдаточные испытания

проводятся на полностью изготовленном приборе. При наличии специфицированных узлов и блоков и ТУ на них приемосдаточные испытания

проводятся последовательно: узлы, блоки, прибор.

Цель испытаний - в отличие от контроля - определение характера и степени изменений объекта испытаний, возникающих как результат воздействий на него

при функционировании и моделировании объекта. Системой испытаний предусмотрена совокупность средств и исполнителей, взаимодействующих с объектами по программе и правилам, установленным соответствующей документацией.

Испытания делятся на: контрольные, исследовательские и граничные;

доводочные, предварительные и приемочные; ведомственные; межведомственные и

государственные; ускоренные и нормативные; форсированные и сокращенные;

полигонные и эксплуатационные испытания на надежность и ресурсные и т.д.

Различные физические принципы приборов и различные условия работы требуют

проведения испытаний при механических, электрических, акустических,

тепловых, радиационных, электромагнитных, климатических, биологических и

химических воздействиях.

Периодические испытания заключаются в том, что в определенный период (раз

в два года, в год, в квартал) из партии изделий выбирают несколько образцов

и проводят испытания на воздействие различных факторов в соответствии с

требованиями ТУ.

В процессе контроля и испытаний применяют универсальную, типовую и

специальную контрольно-измерительную аппаратуру. В мелкосерийном

производстве, в основном, применяют универсальную измерительную аппаратуру,

выпускаемую централизованно.

Типовую аппаратуру разрабатывают в рамках внутриотраслевой кооперации и

используют для контроля близких по составу и назначению объектов (систем

контроля; установок и приборов; программно-переналаживаемых приборов).

Специальную аппаратуру применяют, как правило, в крупносерийном

производстве, при проверке быстропротекающих процессов. Эту аппаратуру

специально разрабатывает и изготавливает предприятие-изготовитель прибора.

Нормирование электромонтажных работ производят в зависимости от типа

производства по дифференцированным нормам или по укрупненным нормативам.

Для крупносерийного, массового производства проводят расчет по

дифференцированным нормам. В мелкосерийном производстве часто применяют

карты типовых технологических процессов с расчетом по дифференцированным

нормам, которые определяются по следующей зависимости:

где - оперативное время на выполнение приемов и комплексов приемов, мин; - время на организационно-техническое обслуживание и личные надобности, %; - подготовительно-заключительное время, мин; - объем партии, шт.

В табл.8 приведены выписки из нормативов.

Таблица 8

Нормативы времени на организационно-техническое обслуживание при сборке

включают в себя затраты времени на уборку рабочего места в течение смены,

смену инструмента и приспособлений и составляют (аabc): для серийного

производства 2%, мелкосерийного производства - 3% от ton.

Время на отдых и личные надобности (аотд.) в мелкосерийном и серийном

производство зависит от массы перемещаемых грузов в процессе сборки.

Значение aОТД принимают равным 7% при массе перемещаемых грузов до 4 кг и

8...9% при больших значениях. При этом следует напомнить, что наибольшая

масса, поднимаемая рабочим, 20 кг.

Нормативы Тп.з. включают в себя затраты времени, относящиеся ко всей

партии собираемых изделий на получение технической документации,

инструмента к приспособлений, ознакомление с технической документацией,

получение и сдачу работы. Они составляют: для условий среднесерийного

производства 11,5 мин, при мелкосерийном производстве 15,5 мин.

Укрупненные нормативы позволяют определить трудозатраты ориентировочно,

что применяется для мелкосерийного производства (табл.9, 10).

Таблица 9

Укрупненные нормативы времени оборки электросхем и их отдельных блоков, мин.

Таблица 10

Средние значения нормативов сборки механических приборов, мин

Заключение.

Лекция разработана «___»________20__г.

_______________________(___________)

(подпись, фамилия и инициалы автора)