ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА АСУТП МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОГО УЧАСТКА ОТКАЧКИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

Объективные требования технического прогресса приводят к тому, что современное производство электровакуумных СВЧ приборов отличается быстро меняющейся номенклатурой и малой серийностью выпуска изделий каждого типа. Эти обстоятельства, в свою очередь, требуют от специального технологического оборудования быстрой перестройки с минимальными затратами на серийный выпуск новой продукции. В большинстве случаев эта задача успешно решается путем стандартизации и унификации элементов оборудования. В условиях опытного производства ЭВП СВЧ, продукция которого отличается малой тиражностью выпуска изделий каждого типа (иногда 3—5 изделий в месяц) и одновременно жесткими требованиями к надежности и высокой стоимостью изделий, даже незначительные перестройки оборудования ведут к большим затратам рабочего времени и средств.

Проблема «гибкости» сложного и дорогостоящего оборудования АСУТП может быть решена при использовании унифицированной или групповой технологии производства изделий. В случае сложных технологических процессов, например откачки ЭВП СВЧ, к решению задачи унификации технологии требуется особый подход. Сложность самих приборов, различие их функционального назначения и условий применения часто делают невозможным использование единых вакуумнотермических и электрических режимов обработки ЭВП на откачном посту.

Однако в условиях АСУТП для успешного решения изложенной проблемы решающее значение приобретают не номинальные значения тех или иных параметров процесса, а логика построения технологического процесса. При технологической подготовке АСУТП откачки приборов опытного производства разработан «модульный» принцип построения технологического процесса, заключающийся в том, что технология откачки делится на ряд простых операций - «модулей», универсальных по структуре и функциональным признакам. Операции обработки электродной системы прибора могут отличаться лишь вольтамперными характеристиками, обусловленными эксплуатационными режимами конкретного прибора. В зависимости от конструкционных особенностей прибора его технология откачки представляет набор того или иного количества модулей, порядок следования которых подчиняется универсальной схеме. Таким образом, унифицируется структура технологического процесса откачки в целом. Такой подход позволяет на многономенклатурном участке создать условия серийного производства одного изделия, что решает проблему обеспечения «гибкости» автоматизированного технологического оборудования.

Основой для унификации технологии откачки является типовой технологический процесс, разработка которого осуществлялась на основе системного подхода следующим образом:

  • а) определялась система технологических операций, влияющих на качество вакуумно-термической обработки прибора (рис 6.1). Единой основой для рассмотрения этих операций как системы является информация о степени загрязнений, вносимых в прибор во время монтажа и откачки;
  • б) выявлялись параметры операций системы, несущие эту информацию.
Блочная модель системы «Технология вакуумной обработки ЭВП»

Рис. 6.1. Блочная модель системы «Технология вакуумной обработки ЭВП»: М-материалы, соответствующие ГОТ и ТУ; Д-детали; К-катоды с заданными эмиссионными параметрами; И-система условий откачки; Т-технология откачки и тренировки; Si-очистка внутриламповых деталей и узлов; Бз-гигиена и технология сборочных работ; Бз-финишное обезгаживание; Б4-герметичносгь оболочек ЭВП; Бз-от- качное оборудование; Бг,-откачка; Б7-тренировка, течеискание, откачка встроенным насосом; Бх-испытание ЭВП; Бц-анализ причин браков и отказов; W-функция цели управления; 1-брак по течам; 2-брак по малому току катода; 3-брак по утечкам; 4-брак по пробоям; 5-приборы с газовыделением

За критерий качества системы принят суммарный процент «вакуумного» брака (ток катода меньше нормы, наличие электрических пробоев, газовыделения деталей приборов во время эксплуатации и т. д.). На основе анализа действительных и вероятных причин возникновения брака выявлены требования к типовому набору конструкционных материалов, к вакуумно-термическому режиму их обработки и к выходной вакуумной характеристике приборов, под которой понимается сумма величин, характеризующих качество вакуумной обработки после откачки. Таким образом, если операцию откачки представить схематически (рис

6.2), можно сказать, что типовой процесс откачки разработан в условиях, когда параметры х, у, z качественно и количественно определены, причем принят во внимание ряд трудноучитываемых факторов (3, и управление этим процессом направлено на минимизацию критерия W. В качестве первого этапа унификации технологам, разрабатывающим технологию откачки конкретных приборов, был предложен алгоритм ее разработки (рис 6.3).

Схема процесса откачки как объекта управления

Рис. 6.2. Схема процесса откачки как объекта управления: х - параметры управления; со - критерий; (3 - возмущающие факторы; Х] - величина вакуума в приборе при откачке; хг - температура обезгаживания; хз - время обезгаживания; Х4 - величина допустимого падения вакуума в приборе; Х5 - вакуум в приборе перед отпаем; Хг,-ток накала катода насоса; xj - ток накала прибора; xs - напряжение на спирали замедляющей системы; Х9 - ток анода насоса; хю - ток анода прибора; хн - ток управляющего электрода; Х12 - величина газового потока из прибора; zi-отклонение режимов работы технологического оборудования; гг-ошибки в измерении параметров; гз-загрязнения при изготовлении деталей и узлов прибора; г4-отклонение от ГОСТ и ТУ материалов деталей; р г аварийное отклонение оборудования; (Г - нарушение технологического процесса; рп- неучтенные факторы; yi - эмиссионная активность катода прибора (время 20%-ного спада катодного тока); уг - остаточный вакуум в приборе; уз - величина тока анода; у4 - сохраняемость yi-y4 во время срока службы прибора

После многократной проработки всех процедур алгоритма оказалось, что приборы, выпускаемые предприятиями, можно разделить на родственные конструктивно-технологические группы, допускающие высокую степень унификации технологии. В ряде случаев различия касаются лишь номинальных значений некоторых параметров, допустимых границ их изменения или места той или иной операции в общем цикле откачки. Эти различия приводят к необходимости проведения второго этапа унификации, на котором создается библиотека стандартных операций - «модулей», назначение, а, следовательно, и логика построения которых едины для любого прибора.

и

с

  • 6
  • 3

А

л

г

о

р

и

т

м

р

а

3

Р

а

б

о

т

к

и

т

е

х

н

о

л

о

г

и

и

о

т

к

а

  • 4 к и
  • 3 В

п с в

4

Структурная схема типового процесса откачки, построенного по модульному принципу, имеет следующий вид (рис. 6.4). «Модули» представляют собой простейшие элементы каждой операции технологического процесса откачки. Так, например, операция обезгаживания прибора под печью состоит из: I - подъема температуры; II - выдержки при температуре обезгаживания; III - снижения температуры до температуры герметизации; IV - выдержка при температуре герметизации; V - естественное охлаждение прибора; VI - принудительное охлаждение прибора; операция обработки катода из: VII -плавного повышения напряжения накала до заданной величины; VIII - выдержки при определенном напряжении накала; XV - ступенчатого подъема напряжения накала по режиму термического активирования; XX - выключение напряжения на электродах и т. д.

Типовой технологический процесс обработки ЭВП СВЧ на откачном посту

Рис. 6.4. Типовой технологический процесс обработки ЭВП СВЧ на откачном посту.

А - установка и откачка прибора; Б - нагрев и обезгаживание прибора; В - обезга- живание катода прибора; Г - обезгаживание катода титанового насоса; Д - обезгаживание спирали замедляющей системы; Е - обезгаживание анода титанового насоса; Ж - термическое активирование катода; 3 - обезгаживание управляющего электрода; И - совместное обезгаживание управляющего электрода и анода; К - герметизация прибора; Л - естественное охлаждение прибора; М - принудительное охлаждение прибора; Н - подъем печи, выгрузка прибора; I...XX - модули технологии откачки; Jнн - ток накала катода насоса; JHK - ток накала подогревателя катода прибора; J3C - ток замедляющей системы; JaH - ток анода-испарителя насоса; Uy, - напряжение на управляющем электроде; Ua - напряжение на аноде; Т - температура оболочки прибора.

Выбор «модулей» и их «компоновка» в процессе откачки осуществляются после анализа функциональных и конструктивных особенностей конкретного прибора.

Таблица 6.1

Технологическая карта типового процесса камерной откачки ЭВП, составленная по _ «модульному» принципу__

Наименование операций

Номера операционных модулей

Обозначение

операций

Установка и откачка прибора

Ручная операция

А

Обезгаживание оболочки прибора

I

II

III

Б

Обезгаживание катода прибора

VII

VIII

В

Обезгаживание катода насоса

IX

X

XX

Г

Обезгаживание замедляющей системы

XI

XII

XX

д

Обезгаживание анода насоса

XIII

XIV

XX

Е

Активирование катода прибора

XV

XX

Ж

Обезгаживание управляющего электрода

XVI

XVII

3

Совместное обезгаживание управляющего электрода и анода прибора

XVIII

XIX

И

Герметизация прибора

IV

к

Естественное охлаждение оболочки прибора

V

л

Принудительное охлаждение оболочки прибора

VI

м

Подъем печи, выгрузка прибора

Ручная операция

н

Таким образом, каждая конкретная технология может отличаться лишь набором стандартных модулей.

Разработка технологии откачки ЭВП СВЧ, модульное построение которой приведено в табл. 6.1, для участка с АСУТП осуществляется в следующем порядке:

  • — руководствуясь - конструктивными особенностями прибора и типовым технологическим процессом откачки, определить содержание технологии откачки и последовательность операций обработки прибора;
  • - составить эскизный проект технологического процесса откачки, скомпоновав его из стандартных «модулей» (табл. 6.1);
  • - экспериментально определить оптимальные режимы обезгаживания прибора на посту, обработки насоса и электродной системы, замедляющей системы ит. д.;
  • - провести корректировку эскизного проекта технологии откачки с учетом экспериментальных данных;
  • - проверить эскизный проект технологии путем откачки опытной партии прибора;
  • - произвести корректировку технологии откачки с учетом результатов откачки опытной партии;
  • - составить рабочие программы для откачки ЭВП на автоматизированном посту;
  • - откачать опытную партию приборов на откачном посту при автоматическом управлении процессом откачки.

Таким образом, рассмотренная методика технологической подготовки АСУТП откачки позволяет без переналадки оборудования и перестройки рабочих программ эффективно использовать одну и ту же АСУТП для обслуживания многономенклатурного участка. Модульный принцип построения технологического процесса значительно снижает трудоемкость создания технологического и математического обеспечения АСУТП.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >