Современная электроника №7/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 23 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 Миниатюризация производства Роль соединений в процессе миниа- тюризации не следует недооценивать, что наглядно подтверждает следующий пример. Когда компания Intel в конце 1970-х годов разработала микропро- цессор 8086, количество транзисторов достигало в среднем 5-значного коли- чества. Технология соединения на базе 40 контактов с двухрядным располо- жением (корпус типа DIP) полностью удовлетворяла требованиям. Всего 10 лет спустя для микропро- цессора 80486, в котором насчитывал- ся примерно миллион транзисторов, в качестве соединителей, обеспечиваю- щих полный спектр функциональных возможностей компьютерных систем, потребовались уже корпусы с матрич- ным расположением выводов (PGA), рассчитанные на более чем 100 кон- тактов. Кроме того, конструктивное исполне- ние соединителей сыграло решающую роль в успехе многих серий микро- процессоров и отдельных их версий. Как и в технологиях интегральных схем, плотность расположения и сте- пень интеграции модулей и блоков обо- рудования в технологиях производства неуклонно растёт, поэтому происходит оптимизация конструктивного испол- нения соединителей. Исходя из опыта, приобретённого в тесном сотрудниче- стве с заказчиками из широкого круга отраслей промышленности, компания HARTING может предоставить соответ- ствующие рекомендации. На основании этого можно выделить следующие решающие этапы внедре- ния инноваций (классифицированные согласно затратности): ● оптимизация посредством увеличе- ния компактности, упрощения кон- струкции, минимизации затрат на материалы и использования передо- вых материалов в изготовлении су- ществующих компонентов, модулей и систем в целом на базе непрерыв- но развивающихся технологий про- изводства оборудования с использо- ванием высокоточных инструментов и методов систем автоматизирован- ного проектирования (CAE); ● миниатюризация компонентов, бло- ков и модулей оборудования за счёт объединения двух и более функцио- нальных блоков, ранее работавших раздельно, такимобразом, увеличива- ется степень интеграцииэтихблоков; ● применение инновационных тех- нологий и/или сочетание существу- ющих и новых технологий для про- изводства компонентов, блоков и модулей с целью обеспечения зна- чительной экономии материалов и затрат или повышения производи- тельности до уровня, не доступного в текущих условиях. Повышение компактности и опти- мизации является неотъемлемой частью повседневной деятельности предприятий машиностроения, пото- му не требует дополнительных пояс- нений. Однако разъяснений на кон- кретных примерах требуют два более сложных фактора. Приведённые далее примеры нагляд- но продемонстрируют инновацион- ные результаты объединения функцио- нальных блоков, ранее работавших раздельно: ● в случае шпинделей станков все меха- нические элементы двигателя приво- да (ось, подшипники, зажимы для ин- струмента и т.д.) имеют исполнение, предусматривающее интеграцию в оборудование без дополнительной адаптации. При этом обеспечивает- ся возможность интеграции допол- нительных элементов, способных вы- держивать нагрузки, действующие на оборудование. В то же время все не- обходимые элементы электропоезда с серводвигателем, то есть обмотки электродвигателя и различные дат- чики, адаптируются непосредствен- но к самому блоку; ● роботизированные системы захвата с возможностью интеграции различ- ными методами, в зависимости от за- дачи и сложности выполняемых си- стемой функций, предназначенные для выполнения конкретных задач и при этом обеспечивающие адап- тивность настройки и установки. Существует множество систем, обла- дающих как высокой степенью ин- теграции, так и широкими функцио- нальными возможностями. Третий этап внедрения инноваций зачастую сопровождается высокими затратами и является наиболее ресур- соёмким. Однако при этом на третьем этапе можно осуществлять наиболее значительные шаги по внедрению передовых технологий. В качестве последнего примера стоит привести транспортные систе- мы с высокой степенью интеграции, на базе технологии линейных двига- телей с отдельными направляющими, независимым электронным управле- нием и собственным профилем пере- мещения. Их применение позволяет внедрять новые концепции в системы производства, работающие с последо- вательностями синхронизированного перемещения заготовок. Исходя из успеха заказчиков в сфе- ре машиностроения, можно обозна- чить общие процедуры и выработать рекомендации по этапам реализации, необходимым для достижения требу- емой экономии материалов и мини- атюризации систем производства. Как правило, рекомендуется оценивать потенциал рентабельности и миниа- тюризации отдельных модулей обо- рудования или всей системы в целом, используя упомянутые ранее стандар- ты и методы оценки (например, мето- дику анализа на основе срока службы, разработанную VDMA [1], или руковод- ство VDI 4800 ЛИСТ 1 [2]). Рекомендуется проводить следующие процедуры: ● предусмотреть отдельную систему вывода в соответствии с модулями, блоками и функциями оборудова- ния, приоритизировать их в соответ- ствии с одной из рекомендованных систем. Цель заключается в установ- Уровень инновации HARTING VarioBoot R45 HARTING T1 Industrial Han ® Full High Density Module Han E ® Protected Module Han ® Shielded Power Module Han ® Shielded Module basic Han ® ID CAN Module Han ® Surge Protection Module HARTING ix Industrial ® Данные / Ethernet Сигнальный интерфейс Интерфейс электропитания 1 Оптимизация 2 Комбинация 3 Инновация