Домашнее задание №1

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №1

по учебной дисциплинам

«ПНТО» и «ПОЭТ»

(выдача – 2 неделя, срок сдачи – 4 неделя)

Задание:

сформулировать, обосновать и защитить техническое предложение на разработку технологического объекта, предназначенного для оснащения предприятия по выпуску изделий наноинженерии.

13

Вариант технологического объекта – __________ см. таблицу исходных данных.

Механизм подачи проволоки в установку приварки

выводов

(№ варианта)

Наименование объекта ________________________________________________________

___________________________________________________

(наименование технического объекта)

На защиту следует представить:

- пояснительную записку, выполненную по ГОСТ 7.32-2001 (см на сайте vsegost.com),

- презентацию на 3-5 слайдов.

Пояснительная записка:

а) содержание представляемой информации:

• назначение объекта;

• условия эксплуатации;

• выполняемые действия (операции);

• используемые механизмы, устройства и их взаимодействие;

• показатели качества (точность обеспечения требуемых технологических параметров: позиционирование, ритмичность работы, состав и давление рабочей среды, грузоподъёмность, развиваемое усилие, скорость и т.д. и т.п.);

• рекомендации по проектированию нового объекта или его модернизацию;

• обоснование, в том числе с помощью расчётов, предложенных технических решений;

б) структура (в соответствии с ГОСТ 7.32-2001):

• титульный лист (см сайт МГТУ им.Баумана, бланки РПЗ);

• титульный лист по ГОСТ 2.104-2006;

• задание;

• реферат;

• содержание;

• введение;

• основная часть (разделы ДЗ);

• заключение;

список использованных источников (использовать рекомендации, помещённые в http://technomag.bmstu.ru/mdocs/list.html)

Презентация:

представляется в виде файла, выполненного в формате PowerPoint, содержащем информацию и иллюстративный материал, способствующий наилучшему представлению и защите выполненного домашнего задания.

Реферат

Отчет 13 с., 6 рис., 4 источника.

Механизм подачи проволоки в установку приварки выводов

Объектом изучения является Механизм подачи проволоки в установку приварки выводов.

Цель работы – на основе анализа действующей установки предложить модернизированный вариант.

В процессе выполнения задания проводился анализ технических решений, рассматривались варианты модернизированной установки.

Предложена технологическая схема, позволяющая устранить недостатки предложенной установки за счет применения новых материалов, и так же двигателя.

Содержание

Введение ………………………………………………… ……………………………………4

1 Анализ операции подачи проволоки механизмом ………………………………..…..5

1.1 Назначение установки ........……………………………………………………………5

1.2 Условия эксплуатации установки ………………………………………………….. 5

1.3 Последовательность действия механизмов ………………………….……………...6

2 Модернизация установки ……………………………………………………………..8

2.1 Параметры качества процесса, реализуемого на установке ………………….…..8

2.2 Технологическая схема ……………………………………………………….…….…8

2.3 Схема предполагаемой модернизации установки ………………….……………...10

Заключение ……………………………………………………………….……………….….11

Список использованных источников информации ………………………………………..12

Введение

В производстве изделий наноинженерии широкое применение находит кремний. Связано это с тем, что этот химический элемент обладает уникальными свойствами, которые привлекают специалистов разных направлений. В первую очередь тех, кто разрабатывает электронные приборы, интегральные микросхемы (ИС), в том числе, сверхбольшие (СБИС), миниатюрные электромеханические системы (МЭМС) и изделия наноинженерии. После установки кристалла в корпус неодходимо произвести разварку выводов. Для этого неоходимо подать золотую проволоку порциями необходимой длины.

Для разварки кристалла необходима очень тонкая проволока. Для её подачи с нужной точностью необходима специальная система. Этому механизму и посвящен отчет о ДЗ-1, , выполненном по учебной дисциплине «основы проектирования и эксплуатации нанотехнологического оборудования».

В ходе выполнения ДЗ-1 были:

• - выявлены технологические движения, необходимые для выполнения процесса подачи проволоки;

• - рассмотрены функции механизмов;

• - предложена и проанализирована схема исполнения этого механизма;

• - сформулированы основные пункты технического задания на разработку установки.

1 Анализ операции подачи проволоки в установку приварки выводов

В соответствии с вариантом №13 домашнего задания ДЗ-1 рассмотрим операцию подачи проволоки в механизм приварки выводов.

1. Назначение установки

Предложенная к рассмотрению операция предназначена для подачи проволоки в механизм приварки выводов. В качестве устройства хранения и подачи проволоки используется катушка с двигателем. Основное достоинство данной установки заключается в том, что подача проволоки осуществляется точными порциями, благодаря наличию шагового двигателя.

1. Условия эксплуатации установки

Анализируя содержание просмотренного видеоролика, можно предположить что механизм подачи проволоки в установку приварки выводов находится на установке приварки выводов. Тип механизма вероятней всего тянущий(т.к. проволока очень тонкая, и если её проталкивать то она будет просто изгибаться). К помещениям такого типа не предъявляются высокие требования вакуумной (электронной) гигиены [1, 2].

1. Последовательность действий механизмов

Процесс подачи проволоки заключается в выполнении собственно подачи проволоки.

1. Одновременно с вычислением движений сварочного аппарата вычисляется необходимое количество проволоки.

2. Включение нужных катушек на шаговом двигателе вследствие чего двигатель поворачивается на необходимый угол и подает необходимое количество проволоки.

В общих чертах механизм можно обрисовать так:

Рисунок 1. Принципиальная схема механизм подачи проволоки

Рисунок 2. Примерный вид установки

Опираясь на приведённую схему (см рисунок 1), можно сформулировать основные недостатки установки. В данной схеме возможны проскальзывания проволоки во время подачи. Колеса выполнены из резины, твердость которой варьируется. Меньшая твердость обеспечит лучшее сцепление, но в таком случае ролики будут износиться быстрей.

Так же здесь используется шаговый двигатель, в котором при больших скоростях могут возникать «пропуски» шага. Это можно решить с помощью установки сервомотора.

1. Модернизация установки

   1. Параметры качества процесса, реализуемого на установке

Подача проволоки в данном случае с помощью механизма выполненного по схеме «тянущий». Так как проволока очень тонкая «толкающий» механизм просто согнул бы её до подачи на механизм разварки. Но с учетом постоянно увеличивающейся сложности ИС необходимо разваривать все больше выводом. Чтобы поддерживать производительность сборочной линии на должном уровне нужно увеличивать скорость операции. Но на больших скоростях шаговый двигатель использующийся сейчас может «пропустить» шаг, когда сила инерции ротора возросшая под действием скорости превосходит силу магнитного поля статора, в результате чего ротор «пролетает» нужный магнит на статоре и устанавливается в положение следующего шага. Возможность «проскальзывания» ротора — наиболее известная проблема этих двигателей. Это может произойти при превышении нагрузки на валу, при неверной настройке управляющей программы (например, ускорение старта или торможения не адекватно перемещаемой массе), при приближении скорости вращения к резонансной. Электрически это никак не может быть замечено, поэтому контроллер все последующие движения будет производить с ошибкой.  Это может привести к разрыву проволоки и остановке всего процесса разварки.

2.2 Технологическая схема

Известно техническое решение, которое заключается в замене шагового двигателя сервомотором

Рисунок 3. Иллюстрация работы ШД.

Рисунок 4. Общий вид сервопривода

Сервопривод имеет несколько преимуществ по отношении в ШД.

1. не предъявляет особых требований к электродвигателю и редуктору — они могут быть практически любого нужного типа и мощности (а шаговые двигатели, как правило, маломощны и тихоходны);

2. гарантирует максимальную точность, автоматически компенсируя:

• механические (люфты в приводе) или электронные сбои привода;

• постепенный износ привода, шаговому же двигателю для этого требуется периодическая юстировка;

• тепловое расширение привода (при работе или сезонное), это было одной из причин перехода на сервопривод для позиционирования головок в жестких дисках;

• обеспечивая немедленное выявление отказа (выхода из строя) привода (по механической части или электронике);

1. большая возможная скорость перемещения элемента (у шагового двигателя наименьшая максимальная скорость по сравнению с другими типами электродвигателей);

2. затраты энергии пропорциональны сопротивлению элемента (на шаговый двигатель постоянно подаётся номинальное напряжение с запасом по возможной перегрузке);

К основным недостаткам, присущим этому приводу , относияся следующие:

1. необходимость в дополнительном элементе — датчике;

2. сложнее блок управления и логика его работы (требуется обработка результатов датчика и выбор управляющего воздействия, а в основе контроллера шагового двигателя — просто счётчик);

3. проблема фиксирования: обычно решается постоянным притормаживанием перемещаемого элемента либо вала электродвигателя (что ведёт к потерям энергии) либо применение червячных/винтовых передач (усложнение конструкции) (в шаговом двигателе каждый шаг фиксируется самим двигателем).

4. сервоприводы, как правило, дороже шаговых.

5. сервопривод накапливает ошибку шага, тогда как шаговый двигетель не может этого физически.

1. Схема предполагаемой модернизации установки

Сама схема установки после замаены ШД на сервомотор принципиально не изменится. Это хорошо, так как достаточно просто найти или заказать двигатель с необходимыми крепежными отверстиями.

Рисунок 5 –Примерный вид модернизированной установки

Рисунок 6. Принципиальная схема модернизированной установки.

Заключение

1. Проведен анализ работы установки подачи проволоки в механизм приварки выводов. Установлено, что предложенная к изучению установка обладает рядом недостатков: возможность проскальзывания проволоки между валиков, а так же ошибки при работе на высоких скоростях.

1. Рассмотрены вариант модернизации установки. Предложена технологическая схема, позволяющая устранить недостатки рассмотренной установки за счёт замены шагового двигателя на сервомотор.

Список использованных источников информации

1. ГОСТ ИСО 14644-1-2002 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха. – Госстандарт, 2002

1. ГОСТ Р ИСО 14644-8-2008 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 8. Классификация молекулярных загрязнений в воздухе. - Госстандарт, 2008.

1. Gantry mounted ultrasonic wire bonder with orbital bonding tool head US 6616030 B2

1. ru.wikipedia.org

14