Система адаптивного високоточного керування координатними переміщеннями

Мельниченко, Ян  Васильович

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10287

Назва:	Система адаптивного високоточного керування координатними переміщеннями
Автори:	Топтун, Анна Володимирівна Мельниченко, Ян Васильович
Ключові слова:	Адаптивне керування;Каскадне керування;Поверхневий монтаж;Координатні переміщення
Дата публікації:	8-чер-2026
Короткий огляд (реферат):	Кваліфікаційна робота присвячена розробленню системи адаптивного високоточного керування координатними переміщеннями, призначеної для точного, стабільного та повторюваного переміщення робочого органу технологічного обладнання. Такі системи є важливими для верстатів із числовим програмним керуванням, робототехнічних комплексів, 3D-принтерів, координатно-вимірювальних машин, лазерних установок, автоматизованих складальних ліній і прецизійних позиційних платформ. Основна ідея роботи полягає в тому, що координатне переміщення має виконуватися не лише за заздалегідь заданою програмою, а й з урахуванням реального стану системи. У процесі роботи на точність впливають змінне навантаження, тертя, люфти, вібрації, пружні деформації, похибки датчиків, температурний дрейф, запізнення в системі керування та динамічні властивості механічної частини. Тому запропонована система повинна не тільки задавати рух, а й аналізувати фактичне положення, швидкість, похибку та коригувати керувальні дії. У першому розділі роботи обґрунтовано необхідність проєктування такої системи на основі критичного аналізу літературних джерел і можливих технічних аналогів. Показано, що традиційні координатні системи часто працюють із фіксованими параметрами регуляторів і не завжди враховують зміну навантаження, тертя, люфтів, деформацій та інших чинників. Це може призводити до зростання похибки позиціювання, погіршення якості руху, появи коливань, збільшення часу перехідних процесів і зниження повторюваності траєкторій. У теоретичній частині розглянуто методи та засоби адаптивного високоточного керування. До них належать каскадне керування координатною віссю, керування з еталонною моделлю, самоналаштовувальне керування, компенсація тертя, компенсація люфту, прогнозне керування, фільтрація сигналів датчиків, планування траєкторій і використання зворотного зв’язку за положенням, швидкістю та струмом. Особлива увага приділена каскадній структурі, у якій зовнішній контур положення формує задану швидкість, контур швидкості формує заданий струм або момент, а внутрішній контур струму керує двигуном і механічною передачею. У роботі також проаналізовано практичні рішення щодо оптимального координатного переміщення. Показано, що для високоточного руху важливо використовувати раціональні профілі швидкості: трапецієподібний, S-подібний, поліноміальний або оптимізований. На відміну від простого руху з різкими змінами швидкості, згладжені профілі дозволяють зменшити ривки, коливання, механічні удари та перевантаження привода. Це особливо важливо для точних координатних столів, роботизованих маніпуляторів, лазерних і вимірювальних систем. У розділі технічного завдання визначено основні вимоги до системи адаптивного високоточного керування. Система має працювати у складі координатного технологічного обладнання, забезпечувати точне відпрацювання координат і траєкторій, регулювати режим роботи електропривода, взаємодіяти з оператором або зовнішнім керувальним пристроєм, мати захист від перевантажень і аварійних режимів. Передбачено використання живлення 380 В, електродвигуна потужністю до 7,5 кВт і керувальної напруги ±10 В, що відповідає типовим умовам роботи електроприводних координатних систем. У розрахунково-конструкторській частині розроблено структурну та електричну принципову схеми автоматизованої системи керування. Структурна схема відображає функціональні зв’язки між керувальним пристроєм, електроприводом, силовим блоком, датчиками, виконавчими елементами, засобами індикації та захисту. Електрична принципова схема забезпечує практичну реалізацію керування електродвигуном, стабілізацію напруги, формування керувальних сигналів і взаємодію електронних вузлів системи. Виконані розрахунки спрямовані на обґрунтування працездатності та надійності електронної частини системи. У роботі розглянуто вибір тиристорів для керування напругою на якорі електродвигуна постійного струму, розрахунок елементів блока стабілізації, а також оцінку точності та надійності роботи пристрою. Це дозволяє підтвердити можливість практичної реалізації системи, забезпечити необхідні режими роботи електропривода та стабільність керувальних сигналів. У технологічному розділі розглянуто питання виготовлення друкованих плат, автоматизації цього процесу, монтажу електронних елементів на плату, а також контролю та ремонту виробів із поверхневим монтажем. Запропоновані технологічні рішення охоплюють підготовку друкованої плати, компонування елементів, монтаж, контроль якості паяних з’єднань, діагностування дефектів і заміну несправних компонентів. Це забезпечує практичну можливість виготовлення електронного вузла системи керування та його подальшого обслуговування. У розділі охорони праці проаналізовано небезпечні та шкідливі фактори, що можуть впливати на співробітника дослідницької лабораторії під час роботи з електронним і електромеханічним обладнанням. Основну увагу приділено електробезпеці, організації робочого місця, умовам мікроклімату, освітленню, безпечній роботі з технічними засобами та профілактиці виробничих ризиків. Окремо запропоновано модернізацію системи загального штучного освітлення, що спрямовано на підвищення безпеки, комфорту та продуктивності праці. Практичні результати роботи відрізняються від найближчих аналогів тим, що система орієнтована не лише на виконання заданого переміщення, а й на адаптивне коригування параметрів керування відповідно до фактичного стану координатного механізму. У конструктивному плані вона поєднує електропривод, силове керування, зворотний зв’язок, датчики, інтерфейс і захисні вузли; у технологічному плані передбачає виготовлення електронної частини на друкованій платі; у соціо-екологічному плані підвищує безпеку роботи оператора, зменшує ймовірність аварійних режимів і бракованої продукції; в економічному плані сприяє зменшенню втрат від неточного позиціювання, скороченню часу налаштування та підвищенню продуктивності технологічного обладнання. У результаті виконання кваліфікаційної роботи бакалавра розроблено систему адаптивного високоточного керування координатними переміщеннями, яка забезпечує точне й стабільне відпрацювання заданих координат і траєкторій, підвищує повторюваність руху, зменшує вплив змінних навантажень і механічних похибок, покращує якість технологічного процесу та створює основу для подальшого вдосконалення координатних електромеханічних систем.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу):	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10287
Розташовується у зібраннях:	151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
Мельниченко.pdf Restricted Access	КРБ Мельниченко Я.В. 2026	5.22 MB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text

UEPKACbKMMI EPKABHHÝ TEXHOJIOTIYHMŽY HIBEPCHTET
DAKYJIbTET EJIEKTPOHHMX TEXHOJIOTIM,
ABTOTPAHCIOPTY TA MAILIMHOByIYBAHHA
KAOEJIPA TIPUJIAIOEYIYBAHHA, MEXATPOHIKM TA
KOMIIOTEPU3OBAHHX TEXHOJIOrIň
lonyueHO 10 3aXHCTY
B.o. 3aBiyBa4a kacenpu IIMKT
MaKcHM BOHIAPEHKO
2026 p.
IIOACHIOBAJILHA 3AIIHCKA
I0 KBAJIIOIKAIIŽHOİ POBOTHM BAKAJLABPA
Hà TeMy «CHCTeMa ananTHBHOTO BHCOKOTOYHOro KepyBaHHA
KOopNHHaTHHMH nepeMimeHHAMH»
BukOHaB: 3100yBay oCBİTHLoro piBHA
«óakanaBp» 4 Kypcy, rpyriH PC-23
cneLjanbHOCTİ: 151 - ABTOMaTH3aIiA TA KOMIIO
TepHO-İHTerpoBaHiT eXHOIOrïï
OCBİTHbOỉ iporpaMH: poőoTOTeXHİH CHCTeMH Ta
aBTOMaTH3aiA
AH MEJILHHYEHKO
KepisHHK AHHa TOIITYH
PeueH3eHT BiKTop AHTOHIOK
KBani¢ikaiĂHa po60Ta őakaiaspa MicTHTb pesyIBTaTH BJnaCHHX 31o6yTKİB aBTOpa.
BuKopucraHHA iJety pesynbTaTiB i TeKCTiB İHunN aBTopiB MaioTb II0CnnaHHA Ha BiAnoBiZHe
AKepeiO
niínHc
Yepkacu- 2026
YepkacbkuÄ NepxaBHHÄ TeXHONOri4HHṁ yHiBepcMTeT
DakysTeT CICKTpoiHx TexHOIOriň, aBTOTPaHcnopTy Ta MauiHHO6yayr
Kapeapa ipunano6y1y BannA, MexarpOHİKH Ta KOMn'IOTepu3oBaHHx TeXH
OcviTIHiüp isenb: 6akanaBp
CneuiaIbHiCTL: 151 – ABTOMaTH3auis ra koMn'OTePHO-İHTerpOBaHi TeXHONOrii
OcBiTHH IporpaMa: PoốoTOTeXHiVHİC HcTeMH Ta aBTOMaTH3aLuia
«3ATBEPIKYIO»
B.o. 3aBiny Ba4a Kaheipu
MakcHM 5
3ABIIAHHA
HAK BAJIIOIKALIŽHY POEOTY EAKAJIABPA
MenbHuveHKa AHa BacunboBu4a
(upissHIe, iM'a, no aTbKOBi)
1. Tema poőoTH: CucmeMa aoanmuGHO20 6ucOKOMOYHO20 Kepy6AHHA KO
nepemiuyeHHAMu
KepiBHHK poõoTH TonmyuA HHa BonoòUMupisHa, d-p pin
(npisBue, iM'a, no őaTL KOBI, HaykoBuů CTyIiMb, BYCHe 3Ba:
3aTBepIKEHİ HakasoM 3aKJJay BHIỊOi oCBİTH BiJ“ 13 KBITHA 2026 pOKy
2. CTpOK IONAHHA 3I00yBayem oCBİTH KPB Ha kapenpy: * 08 4epBH 2
3. BuxiHỈ laHi Jo poõoTH: HOMiNaNbHA Hanpyaa MCUENenHA CUCmeMu – 380
ÒonvcnuMi eiðxunenHA Hanpyau MCUGneHHA GiO HOMÜHaAlbH020 3HaVeHA
nomyɔcnicmb deueyna – 75 KBm: npacIAIO4a Hanpy2a ±10 B: npucmp
po6omuy 3akpumux cmayionapux npuMiųeHHAX Npu meMnepamypi omoyy
MeNcax Giò +15 do +55 °C; cepedniŭ mepMin cIyɔMCÕu - ne MeHue 5
õessiðMOGHOÏ poomu npucmpoio 3a 45 muc.200un 0,99: 3axucm Gi) ypa.
cmpyMOM nO KIACy II; aabapumui pozMipu 200x250x350 MM; Cmyninb 3axu
4. 3MicT po3paxyHKOBO-I10ACHIOBaNbHOi 3anHcKH (1epeik nHTaHb, AKİ n
Bcmyn. 0opyHMyGaHHA HeOÓxiÒHOCMİ npoeknny6auna Ha 0CHoGİ KPumu4n
anano2ic. Auani3 mexHi4Ho0 3aGOaHnA. PogpoOKa cmpyKmypuoï cXEMu. P
npuuųunocoi cXeMu. Po3paxyHOK 0CuoGHUS eneMenmig cxeMU. Texnono.
Oxopouu npaui. BucHOGKU. Cnucok 6uKopucmanux ÒHCEpeA. ModamKU.
5. IlepeniK rpapiynoro Marepiany (3T OYHMM 3a3HaVeHHAM OOB'NIKOBWX KPe
PC23.22303. 001 3B lHmeppeùc aGmOMAMmu308anoi cucmeMu KepyGaMA.
6uenndy. PC23.22303.001 El AGmoMamu3O6ana cuCmeMa KepyGaMMS
cmpVKmypua, PC23.22303.001 E3 AGm0MamuBOGAIA CuCIneMa KepyGAM.
npuyunoca. PC23.22303.001.01 Ilaama opykoGana aGmoMaMU30GANG
PC23.22303. 001 CKI EneKmpoIna cxeMa aGMOMamu30GAHOÏ CUCmeMu
KpecneUHA
6. Koncy11TaHTH poyinin poóorm
Tlinnc, 1aTa
Povin TIpine, ijwM Ta HocaJa 3aB/[aHHA 3aBIaHHA
KONCybTaTa BHJ[aB npuÄnAB
KoceMHKİn0 .C.,
Oxopon pani Cmapumi cuKIaduu Kapeopu eodeii,
3eNM1eyCmpoo, 6ydinebmIX KONCmpyKijiu
ma be3nCKU JMCmcoiu0bn0cmi
HopMokonpo. Tomnyn A. B., o-p pinOcopii.
Kapedpa lIMKT
7. Jlara BHNaVi 3aBiaun:"14" KBITHSA 2026 poky
KAJIEHIAPHHIÍ IAIAH
Kpaŭniű crpoK
Ng BHKOHaHHA
3/n Haspa eranis KBanihirauišnoi poõoTH erarniB po60TH, IIpuM.
nata / MİCAUL
1 Orian JliTepaTypHHX 1Kepei n0 icHyIo4HM aHaIoraM 01.26 BHK
JlareHTHui nouiyk 01.26 BHK
3 Pospoőka cTpyKTypHoi cxeMH 01.26 BHK
4 Pozpooka ipuHUHnOBoï eneKTpHYHoi CxeMH 01 - 03.26 BHK
PozpaxyHOK OCHOBHHX BY3JnİB IIPHCTpoo 03.26 BHK
6 TexHOIorivHHŇp o3AiI 04 - 05.26 BHK
7 Oxopona npati 04 –05.26 BHK
BucHOBKH, 101aTKH 05.26 BHK
9 OpopMieHHA KPecICHE 03 -05.26 BHK
3106yBay ocBİTH Au MEJIBHIHYEHKO
KepiBHHK po6ofu Auna TOINTYH

ЗМІСТ
стор.
Вcтуп ………………………………………………………………………… 6
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу літературних джерел ……………...……………...…..……….... 8
1.1 Методи та засоби адаптивного високоточного керування ……….. 12
1.2. Практичні рішення щодо оптимального координатного
переміщення ……………………………………………………………… 18
2 Обґрунтування технічного завдання ………………………..….………...2. 6
3 Розробка структурної схеми …………….………………..…………….…3 1
4 Розробка електричної принципової схеми ……………………….………3 2
5 Розрахунок основних елементів схеми……………..…………………….3 6
5.1. Вибір тиристорів управління напругою на якорі електродвигуна
постійного струму …………………………….……………….…… 36
5.2. Розрахунок елементів блоку стабілізації ……………………………3 9
5.3. Оцінка точності та надійності роботи пристрою …………………..4. 2
6 Технологічний розділ …………………………………………………….. 46
6.1. Технологія виготовлення друкованих плат …………………….…. 46
6.2. Автоматизація виготовлення друкованих плат …………………… 50
6.3. Монтаж елементів на друковану плату …………………………… 54
6.4. Контроль та ремонт виробів з поверхневим монтажем …..……… 59
7 Охорона праці ……………………………………………………………..6 4
7.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на
співробітника дослідницької лабораторії ……….….……………….6. 4
7.2. Модернізація системи загального штучного освітлення ………..... 72

РС23.22303.001 ПЗ
Змн Лист № докум. Підпис Дата
Розроб Мельниченко Я.В. Літ. Арк. Аркушів

Перевір Топтун А.В. 4 100
Пояснювальна
Т. контр. Топтун А.В.

Н. Контр. Топтун А.В. записка ЧДТУ, РС-23

Затв. Бондаренко М.О.

стор.
Висновки ……………………………………………………………………..7 8
Список використаних джерел ………………………………………….….. 81
Додатки ………………………………………………………………….….. 85
Додаток А Перелік нормативних документів .............................................. 85
Додаток Б Комплект документів на технологічний процес складання
друкованої плати ..............................................................................................8 7
Додаток В Відомість технічного проекту .....................................................9. 1
Додаток Г Специфікація і перелік елементів електричної схеми ............. 92
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Вступ

Сучасні координатні системи переміщення широко застосовуються у
верстатах із числовим програмним керуванням, робототехнічних комплексах,
3D-принтерах, вимірювальних машинах, лазерних установках,
мікропозиційних платформах, автоматизованих складальних лініях та інших
технічних об’єктах, де необхідно точно переміщувати робочий орган у
просторі. Від якості керування координатними переміщеннями залежить
точність оброблення, стабільність траєкторії, продуктивність обладнання,
повторюваність технологічних операцій і надійність роботи всієї системи
Особливого значення набувають системи, у яких координатні
переміщення мають виконуватися не лише за наперед заданою програмою, а й
з урахуванням змінних умов роботи. До таких умов належать зміна
навантаження, тертя в механічних вузлах, люфти, вібрації, нагрівання
приводів, пружні деформації напрямних, похибки датчиків, зовнішні збурення
та зміна динамічних властивостей об’єкта. У таких випадках традиційне
керування з постійними параметрами регулятора не завжди забезпечує
потрібну точність і швидкодію [1, 2].
Адаптивне високоточне керування координатними переміщеннями
передбачає використання технічних і програмних засобів, які здатні
аналізувати поточний стан системи, порівнювати фактичне положення з
заданим, визначати похибку та коригувати керувальні дії. Такий підхід
дозволяє не лише зменшити статичну й динамічну похибку, а й забезпечити
стійкість руху при зміні параметрів механічної частини, електропривода або
зовнішнього навантаження [1, 3].
Важливою особливістю координатних систем є те, що помилка за однією
віссю може впливати на загальну точність траєкторії. Наприклад, під час
переміщення інструмента по складному контуру похибка позиціювання по осі
X або Y призводить до контурної похибки, яка безпосередньо впливає на
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

якість оброблення деталі. Тому для сучасних систем координатного
переміщення важливо контролювати не тільки кінцеве положення, а й форму
траєкторії, швидкість, прискорення, ривок, синхронність руху осей і
динамічну реакцію системи.
Для побудови ефективної системи необхідно поєднати методи
класичного автоматичного керування, адаптивного керування, оптимального
планування траєкторій, цифрового оброблення сигналів, використання
датчиків зворотного зв’язку та засобів програмного керування. Саме така
інтеграція дозволяє отримати систему, здатну підтримувати високу точність
не лише в ідеальних лабораторних умовах, а й під час реальної експлуатації
обладнання [3–5].
Тому, розроблення та застосування системи адаптивного високоточного
керування координатними переміщеннями є завданням актуальним, що
дозволить підвищити точність позиціювання, забезпечити стабільне
відпрацювання заданих траєкторій, зменшити вплив змінних навантажень і
зовнішніх збурень, скоротити час перехідних процесів, підвищити
продуктивність та надійність роботи координатного механізму і вирішенню
якого присвячена дана кваліфікаційна робота.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

1. Обґрунтування необхідності проектування
на основі критичного аналізу літературних джерел

У результаті попереднього аналізу тематики бакалаврської роботи
встановлено, що системи координатного переміщення належать до складних
електромеханічних та мехатронних технічних систем, робота яких базується
на точному узгодженні електроприводів, механічних передач, напрямних,
датчиків положення, цифрових контролерів і програмних алгоритмів
керування. Такі системи широко застосовуються у верстатах із числовим
програмним керуванням, координатно-вимірювальних машинах,
робототехнічних комплексах, 3D-принтерах, лазерних установках,
автоматизованих складальних лініях, мікропозиційних платформах і
прецизійному технологічному обладнанні. У цих об’єктах необхідно
забезпечити високу точність позиціювання, плавність руху, повторюваність
траєкторії, стійкість до зовнішніх збурень і стабільну роботу в умовах
змінного навантаження.
З огляду на специфіку теми патентний та інформаційний пошук
доцільно здійснювати не лише за напрямами загального автоматичного
керування, а й за напрямами, пов’язаними з координатними приводами,
системами позиціювання, числовим програмним керуванням, адаптивним
керуванням, сервоприводами, робототехнічними переміщеннями та засобами
компенсації похибок. Для пошуку аналогів можуть бути використані класи
Міжнародної патентної класифікації, що охоплюють системи керування
положенням, програмне керування технологічним обладнанням, керування
електродвигунами, вимірювання координат і засоби автоматичного
регулювання. До таких напрямів можна віднести: G05B – системи керування
або регулювання; G05B 19/18 – числове програмне керування; G05D 3/00 –
керування положенням або напрямом; B23Q 15/00 – автоматичне керування
або регулювання верстатів; H02P – керування електродвигунами; G01B –
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

вимірювання геометричних величин, зокрема положення, переміщення та
розмірів.
Вивчення літературних джерел доцільно виконувати за напрямами УДК,
пов’язаними з автоматичним керуванням, електроприводом, мехатронікою,
робототехнікою, верстатами з числовим програмним керуванням і
прецизійними вимірювальними системами. Тематика роботи може бути
віднесена до таких узагальнених напрямів: 681.5 – автоматичне керування,
регулювання та автоматизація технологічних процесів; 621.3 – електротехніка
та електроніка; 621.313 – електричні машини; 621.9 – оброблення матеріалів і
верстатне обладнання; 621.865.8 – промислові роботи та маніпулятори; 681.2
– вимірювальна техніка; 681.3 – обчислювальна техніка та програмні засоби.
Такий підхід дозволяє коректно охопити як апаратну, так і програмну складову
системи адаптивного високоточного керування координатними
переміщеннями.
Аналіз літературних джерел показує, що ефективність координатного
переміщення значною мірою залежить від стабільності роботи
електропривода, точності датчиків положення, жорсткості механічної
конструкції, якості напрямних, наявності люфтів і тертя, параметрів
регулятора, алгоритму планування траєкторії та здатності системи
компенсувати зовнішні збурення. Навіть незначні відхилення в роботі одного
з цих елементів можуть призвести до накопичення похибки, погіршення якості
оброблення, порушення заданої траєкторії, виникнення вібрацій, збільшення
часу позиціювання або зниження повторюваності технологічного процесу.
Критичний аналіз відомих технічних рішень свідчить, що значна
частина координатних систем, особливо навчального, лабораторного або
малосерійного призначення, використовує спрощені алгоритми керування з
фіксованими параметрами регуляторів. У багатьох випадках такі системи
працюють за заздалегідь заданою програмою переміщення без достатнього
врахування зміни навантаження, тертя, температурного дрейфу, люфту
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

механічних передач, пружних деформацій і динамічних властивостей об’єкта.
Це знижує точність позиціювання, ускладнює повторення траєкторій і
обмежує можливість використання системи для високоточних технологічних
операцій.
Особливо важливою проблемою є те, що традиційні системи
координатного керування часто забезпечують контроль лише кінцевого
положення, але недостатньо враховують якість руху під час переміщення. Для
високоточних систем важливо контролювати не тільки координату, а й
швидкість, прискорення, ривок, контурну похибку, синхронність руху кількох
осей і реакцію на зовнішні збурення. Наприклад, під час оброблення складного
контуру похибка однієї координатної осі може призвести до відхилення всієї
траєкторії, навіть якщо кінцева точка переміщення досягається з прийнятною
точністю.
До основних джерел похибок координатного переміщення належать
неточність механічних передач, зазори та люфти, нерівномірне тертя, вібрації,
похибки енкодерів або лінійних шкал, електричні шуми у вимірювальних
каналах, обмежена швидкодія привода, запізнення в цифровій системі
керування та зміна навантаження під час роботи. У звичайних системах ці
чинники часто компенсуються лише частково або враховуються під час
початкового налагодження. Проте в реальних умовах експлуатації параметри
системи можуть змінюватися, що потребує застосування адаптивних
алгоритмів керування.
Сучасна система високоточного координатного переміщення повинна
містити не лише привод і механічну передачу, а й повноцінний контур
зворотного зв’язку, засоби вимірювання фактичного положення, цифровий
контролер, алгоритм адаптації параметрів, блок компенсації похибок,
планувальник траєкторії та засоби захисту від аварійних режимів. Така
система має забезпечувати автоматичне порівняння заданого й фактичного
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

положення, визначення похибки, корекцію керувального сигналу та зміну
параметрів регулятора залежно від поточного стану координатного механізму.
До основних елементів системи адаптивного високоточного керування
координатними переміщеннями належать електропривод, драйвер привода,
датчики положення та швидкості, мікроконтролер або програмований
логічний контролер, блок формування траєкторії, адаптивний регулятор,
інтерфейс оператора, засоби аварійного захисту, кінцеві вимикачі та програмні
обмеження робочої зони. Важливою складовою є програмне забезпечення, яке
виконує оброблення сигналів зворотного зв’язку, розрахунок профілю руху,
компенсацію тертя й люфту, обмеження швидкості та прискорення, а також
збереження параметрів роботи системи.
Застосування адаптивного керування дає змогу підвищити точність
позиціювання, забезпечити стійкість руху за змінного навантаження,
зменшити вплив механічних похибок, скоротити час перехідних процесів,
знизити рівень вібрацій і підвищити повторюваність траєкторій. Крім того,
адаптивна система може самостійно змінювати параметри регулятора,
враховувати поточний стан об’єкта, своєчасно реагувати на відхилення та
запобігати виходу механізму за допустимі межі робочої зони.
Практична необхідність такої системи зумовлена тим, що сучасне
технологічне обладнання повинно поєднувати високу швидкість роботи з
високою точністю. Збільшення швидкості переміщення без урахування
динаміки об’єкта може спричинити перерегулювання, коливання, ударні
навантаження та зростання похибки. Тому для оптимального координатного
переміщення необхідно використовувати згладжені профілі руху, обмеження
прискорення та ривка, адаптивне налаштування параметрів регулятора й
компенсацію систематичних похибок.
Таким чином, необхідність проєктування системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями зумовлена
потребою підвищення точності, швидкодії, стабільності, повторюваності та
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

надійності роботи координатних механізмів у змінних умовах експлуатації.
Проведений аналіз літературних джерел і можливих технічних аналогів
показує, що актуальним завданням є створення системи, здатної забезпечувати
комплексний контроль положення, швидкості й траєкторії руху, адаптивну
корекцію керувальних параметрів, компенсацію похибок механічної частини,
захист від аварійних режимів і зручну взаємодію оператора з обладнанням.
Саме це обґрунтовує доцільність розроблення системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями в межах даної
бакалаврської роботи.

1.1. Методи та засоби адаптивного високоточного керування
Методи адаптивного високоточного керування спрямовані на
забезпечення такого руху координатної системи, за якого фактичне положення
робочого органу максимально точно відповідає заданій траєкторії. На відміну
від звичайного програмного керування, адаптивний підхід враховує зміну
умов роботи об’єкта, тому система не просто виконує команду, а постійно
уточнює параметри руху за даними зворотного зв’язку [1, 9].
Основою будь-якої координатної системи є замкнений контур керування
положенням. У ньому задається необхідна координата, датчик вимірює
фактичне положення, після чого регулятор формує сигнал керування для
привода. Якщо фактична координата відрізняється від заданої, виникає
похибка, яку система повинна зменшити за мінімальний час без
перерегулювання та коливань.
Найпростішим і найбільш поширеним методом є пропорційно-
інтегрально-диференціальне керування. Такий регулятор дозволяє
враховувати поточну похибку, накопичену похибку та швидкість її зміни. У
координатних системах він часто використовується у контурах положення,
швидкості або струму. Проте для високоточного переміщення одного такого
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

регулятора може бути недостатньо, особливо за наявності тертя, люфту або
змінного навантаження [10].
Адаптивне керування відрізняється тим, що параметри регулятора
можуть змінюватися під час роботи системи. Наприклад, якщо навантаження
на привод збільшується, система може збільшити коефіцієнт підсилення або
скоригувати закон руху. Якщо з’являються коливання, регулятор може
зменшити агресивність керування, щоб зберегти стійкість.
Одним із важливих методів є керування з еталонною моделлю. У цьому
випадку задається бажана поведінка системи, наприклад певний час розгону,
відсутність перерегулювання та задана швидкість стабілізації. Реальний об’єкт
порівнюється з еталонною моделлю, а параметри регулятора змінюються так,
щоб поведінка системи наближалася до бажаної [1].
Іншим підходом є самоналаштовувальне керування. Його суть полягає в
тому, що система спочатку оцінює параметри об’єкта, наприклад інерційність,
коефіцієнт тертя або запізнення, а потім на основі цих даних перебудовує
регулятор. Такий метод доцільний для координатних механізмів, у яких маса
або навантаження можуть змінюватися під час роботи [1, 2].
Для високоточного координатного переміщення важливим є
використання каскадної структури керування, рис.1.1. Зазвичай вона включає
внутрішній контур струму, середній контур швидкості та зовнішній контур
положення. Внутрішній контур реагує найшвидше, а зовнішній забезпечує
точне досягнення координати. Така структура дозволяє підвищити
стабільність і керованість електромеханічної системи [10].
Важливим засобом підвищення точності є компенсація тертя. У
реальних координатних системах тертя може мати складний характер: сухе
тертя, в’язке тертя, тертя спокою, залежність від температури та швидкості. На
малих швидкостях воно може спричиняти ривки, затримки руху й погіршення
точності позиціювання. Тому в адаптивних системах часто застосовують
моделі або алгоритми компенсації тертя.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.1 – Каскадна структура керування координатною віссю

Ще одним джерелом похибок є люфт у механічній передачі. Він виникає
у гвинтових парах, редукторах, зубчастих передачах та інших вузлах. Під час
зміни напряму руху привод може певний час обертатися без фактичного
переміщення робочого органа. Для компенсації люфту використовують
попереднє натягування передачі, двонапрямні коригувальні таблиці або
програмну компенсацію.
Для високоточного руху важливо враховувати не лише положення, а й
швидкість, прискорення та ривок. Різкі зміни прискорення можуть спричиняти
вібрації та механічні удари. Тому у практичних системах застосовують
згладжені закони руху: трапецієподібний профіль швидкості, S-подібний
профіль, поліноміальні траєкторії та інші методи обмеження прискорення й
ривка, табл.1.1 [6, 12].

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 1.1 – Основні методи адаптивного високоточного керування
Доцільність
Метод Сутність
використання
Порівняння реальної
Керування з Для стабілізації
системи з бажаною
еталонною моделлю заданої динаміки
моделлю
Оцінювання параметрів
Самоналаштовувальне Для змінного
об’єкта й перебудова
керування навантаження
регулятора
Окремі контури струму, Для електроприводів
Каскадне керування
швидкості та положення координатних осей
Для малих
Додавання коригувальної швидкостей і
Компенсація тертя
дії проти сил тертя точного
позиціювання
Для передач із
Урахування зазору при
Компенсація люфту механічними
зміні напряму руху
зазорами
Для складних
Оптимізація майбутньої
Прогнозне керування траєкторій і
поведінки системи
обмежень

Окрему групу становлять методи прогнозного керування. Вони
ґрунтуються на математичній моделі об’єкта та дозволяють розраховувати
майбутню поведінку системи на кілька кроків уперед. Такий підхід особливо
корисний тоді, коли потрібно враховувати обмеження за швидкістю,
прискоренням, струмом двигуна, робочою зоною або допустимою похибкою
[3–5].
У системах із кількома координатними осями важливим є синхронне
керування. Якщо осі X, Y і Z рухаються незалежно, то навіть невеликі часові
затримки можуть призвести до помітної контурної похибки. Тому для
багатовісних систем застосовують узгоджене керування, де оцінюється не
тільки похибка кожної осі, а й загальна похибка траєкторії.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для контролю координатного переміщення застосовують різні типи
датчиків: інкрементальні енкодери, абсолютні енкодери, лінійні оптичні
шкали, індуктивні датчики, лазерні вимірювачі та датчики струму. Чим вищі
вимоги до точності, тим більшу роль відіграє якість вимірювальної системи, її
роздільна здатність, шум, температурна стабільність і правильне
встановлення, рис.1.2 [6].

Рисунок 1.2 – Основні засоби реалізації адаптивного координатного
керування

Засоби цифрового керування дозволяють реалізувати складні алгоритми
адаптації. Для цього можуть використовуватися мікроконтролери, промислові
контролери, сервоконтролери, комп’ютерні системи керування або
спеціалізовані плати керування рухом. Вибір апаратної платформи залежить
від кількості осей, частоти дискретизації, складності алгоритму та вимог до
надійності [10, 11].
Для оцінювання якості роботи системи використовують кілька
показників, табл.1.2. Основними є статична похибка позиціювання,
максимальна динамічна похибка, час перехідного процесу, перерегулювання,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

контурна похибка, повторюваність, плавність руху та стійкість до збурень. У
кваліфікаційній роботі ці показники доцільно використовувати як критерії
порівняння різних методів керування.

Таблиця 1.2 – Показники якості координатного керування
Показник Що характеризує Бажаний результат
Відхилення після
Статична похибка Мінімальне значення
завершення руху
Мінімальна контурна
Динамічна похибка Відхилення під час руху
похибка
Час перехідного Швидкість досягнення Мінімальний без
процесу координати коливань
Вихід за задану Відсутність або мале
Перерегулювання
координату значення
Стабільність повторних
Повторюваність Висока
переміщень
Реакція на навантаження Швидке відновлення
Стійкість до збурень
та тертя точності

У практичних системах доцільно поєднувати кілька методів. Наприклад,
базове каскадне керування може доповнюватися адаптивним налаштуванням
коефіцієнтів, компенсацією тертя, фільтрацією сигналів датчиків і
оптимальним плануванням траєкторії. Такий комбінований підхід є більш
ефективним, ніж використання одного методу.
Важливою умовою впровадження адаптивного керування є
забезпечення стійкості. Надмірно швидка зміна параметрів регулятора може
призвести до коливань або нестабільної роботи. Тому адаптація повинна мати
обмеження, фільтрацію, перевірку допустимих меж і захист від некоректних
даних датчиків.
Система високоточного керування має враховувати дискретний
характер цифрової реалізації. Частота опитування датчиків і формування
керувальних сигналів повинна бути достатньою для відпрацювання швидких
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

змін руху. Якщо частота дискретизації замала, система може реагувати із
запізненням, що погіршує точність і стійкість, рис.1.3.

Рисунок 1.3 – Порівняння реакції системи без адаптації та з адаптацією

Отже, методи та засоби адаптивного високоточного керування
координатними переміщеннями охоплюють регулювання положення,
швидкості та струму, компенсацію похибок механічної частини, адаптацію
параметрів регулятора, прогнозне планування траєкторій і використання
точних датчиків зворотного зв’язку. Їх комплексне застосування дозволяє
створити систему, здатну забезпечувати точне, плавне й повторюване
переміщення навіть за змінних умов роботи.

1.2. Практичні рішення щодо оптимального координатного
переміщення
Практична реалізація системи адаптивного високоточного керування
координатними переміщеннями має починатися з визначення вимог до
об’єкта. Необхідно встановити робочий діапазон координат, допустиму
похибку позиціювання, максимальну швидкість, прискорення, масу рухомої
частини, тип привода, особливості передачі, умови експлуатації та вимоги до
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

безпеки. Без цього неможливо правильно вибрати структуру системи
керування.
Найбільш поширеним практичним рішенням є побудова координатного
модуля на основі електродвигуна, механічної передачі, напрямної, датчика
положення, драйвера та контролера руху. Такий модуль може бути окремою
віссю або частиною багатовісної системи. Для високоточного переміщення
бажано використовувати приводи із замкненим контуром зворотного зв’язку
[6, 10, 11].
Тип привода обирається залежно від вимог до точності, швидкості та
навантаження. Крокові двигуни простіші й дешевші, але можуть втрачати
кроки без зворотного зв’язку. Серводвигуни дорожчі, проте забезпечують
кращу динаміку, точність і контроль моменту. Лінійні двигуни доцільні для
високошвидкісних і високоточних систем, де потрібно уникнути люфтів
механічної передачі, табл.1.3.

Таблиця 1.3 – Порівняння приводів для координатних переміщень
Тип привода Переваги Обмеження Доцільне застосування
Кроковий Простота, низька Можлива Легкі механізми,
двигун вартість втрата кроків навчальні системи
Висока точність,
Верстати, роботи,
Серводвигун зворотний Вища вартість
автоматизовані осі
зв’язок
Відсутність Складніша
Лінійний Прецизійні столи,
передачі, висока система
двигун вимірювальні системи
швидкість керування
Дуже висока Мікро- та
П’єзопривод Малий хід
точність нанопозиціювання

Після вибору привода необхідно визначити тип механічної передачі. Для
координатних систем часто застосовують кульково-гвинтові передачі,
зубчасто-рейкові механізми, ремінні передачі, лінійні напрямні та
безпосередній лінійний привод. Найвищу точність зазвичай забезпечують
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

кульково-гвинтові передачі та лінійні двигуни, а найкращу швидкість на
довгих переміщеннях можуть забезпечувати ремінні або рейкові системи.
Важливим практичним рішенням є правильне планування траєкторії,
рис.1.4. Система не повинна миттєво змінювати швидкість, оскільки це
спричиняє високі прискорення, ривки, вібрації й перевантаження привода.
Тому траєкторію доцільно формувати з урахуванням обмежень за швидкістю,
прискоренням і ривком [3, 12].

Рисунок 1.4 – Типова послідовність формування оптимального
координатного переміщення

Для простих переміщень може застосовуватися трапецієподібний
профіль швидкості. Він включає ділянку розгону, рівномірного руху та
гальмування. Такий профіль простий для реалізації, але при різкій зміні
прискорення може викликати вібрації. Тому для прецизійних систем
доцільніше використовувати S-подібний профіль, у якому прискорення
змінюється плавно.
S-подібний профіль руху зменшує механічні удари, навантаження на
передачу та коливання робочого органу. Його доцільно застосовувати в
системах, де важливо забезпечити плавність переміщення, наприклад у
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

вимірювальних машинах, лазерних установках, прецизійних столах і
роботизованих маніпуляторах.

Таблиця 1.4 – Порівняння профілів координатного руху
Профіль руху Особливість Перевага Недолік
Миттєва зміна Простий Непридатний для
Прямокутний
швидкості опис реального привода
Розгін — стала
Простота
Трапецієподібний швидкість — Можливі ривки
реалізації
гальмування
Плавна зміна Менше Складніший
S-подібний
прискорення вібрацій розрахунок
Потребує
Рух за гладкою Висока
Поліноміальний обчислювальних
функцією плавність
ресурсів
Урахування Баланс
Потребує моделі
Оптимізований обмежень і швидкості й
системи
критерію якості точності

Одним із практичних способів підвищення точності є введення
попереджувального керування. У цьому випадку система не лише реагує на
похибку після її появи, а й заздалегідь формує керувальну дію відповідно до
очікуваної швидкості або прискорення. Це зменшує запізнення та покращує
динамічне відстеження траєкторії.
Для складних траєкторій доцільно використовувати контурне
керування. Його мета полягає в тому, щоб мінімізувати не лише похибку
окремих координат, а й відхилення від заданого контуру. Наприклад, під час
руху по колу важливо, щоб точка залишалася на заданій окружності, навіть
якщо окремі осі мають невеликі часові відхилення [7, 8].
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.5 – Різниця між координатною та контурною похибкою:
координатна похибка – відхилення по окремій осі; контурна похибка –
найкоротша відстань від фактичної точки до заданої траєкторії

У багатовісних системах необхідно забезпечити синхронізацію осей.
Якщо одна вісь рухається швидше або повільніше за іншу, траєкторія
спотворюється. Для цього застосовують спільний планувальник руху, який
формує команди для всіх осей одночасно та враховує їхні обмеження.
Практична система повинна мати алгоритм адаптації коефіцієнтів
регулятора. Наприклад, при малому навантаженні система може працювати з
одними параметрами, а при збільшенні маси або сил опору — автоматично
переходити до інших. Це дозволяє зберігати точність і стійкість без ручного
переналаштування [1, 2].
Важливим практичним рішенням є фільтрація сигналів датчиків.
Сигнали енкодерів, датчиків струму або швидкості можуть містити шум. Якщо
цей шум безпосередньо надходить до регулятора, він може спричиняти
тремтіння привода або нестабільні керувальні дії. Тому доцільно
використовувати цифрові фільтри, але їх потрібно налаштовувати так, щоб
вони не створювали надмірного запізнення, рис.1.6.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для підвищення точності можна застосовувати таблиці компенсації
похибок. Перед експлуатацією координатну систему калібрують, вимірюють
відхилення в різних точках робочої зони та формують таблицю поправок. Під
час роботи система враховує ці поправки й коригує задані координати.

Рисунок 1.6 – Схема практичної компенсації похибок координатної
системи

У системах з високою точністю доцільно враховувати температурний
вплив. Нагрівання двигуна, гвинтової пари або напрямної може змінювати
геометричні параметри механізму. Для компенсації цього впливу можна
використовувати температурні датчики та поправкові коефіцієнти.
Для реалізації оптимального переміщення важливо визначити критерій
оптимальності. У різних задачах він може бути різним: мінімальний час руху,
мінімальна похибка, мінімальні коливання, мінімальне енергоспоживання або
компроміс між швидкістю та точністю. У кваліфікаційній роботі доцільно
розглядати оптимальність як досягнення заданої координати з мінімальною
похибкою за прийнятний час без перевищення допустимих динамічних
обмежень, табл.1.5.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 1.5 – Практичні рішення для підвищення точності
координатних переміщень
Рішення Що покращує Очікуваний ефект
Замкнений контур Контроль фактичної Зменшення статичної
положення координати похибки
S-подібний профіль
Плавність переміщення Зменшення вібрацій
руху
Менше ривків і
Компенсація тертя Рух на малих швидкостях
затримок
Зменшення похибки
Компенсація люфту Зміна напряму руху
реверсу
Систематичні
Таблиці поправок Підвищення точності
геометричні похибки
Адаптивне
Змінне навантаження Стабільність роботи
налаштування
Зменшення контурної
Контурне керування Складні траєкторії
похибки

Окрему увагу слід приділити програмному забезпеченню. Воно має
забезпечувати введення координат, вибір режиму роботи, запуск і зупинку
руху, відображення фактичного положення, повідомлення про помилки,
збереження параметрів і захист від виходу за межі робочої зони. Інтерфейс
повинен бути зрозумілим для оператора та не перевантаженим зайвими
даними.
Система повинна мати засоби безпеки. До них належать кінцеві
вимикачі, програмні обмеження координат, кнопка аварійної зупинки,
контроль перевантаження двигуна, контроль помилок датчика та блокування
руху при несправності. Це особливо важливо для систем, у яких координатний
механізм переміщує інструмент, заготовку або вимірювальний датчик.
Перед впровадженням системи необхідно виконати налагодження. Воно
включає перевірку напрямів руху, калібрування нульового положення,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

налаштування коефіцієнтів регулятора, перевірку профілів швидкості,
тестування аварійних режимів і оцінювання точності повторних переміщень.
Контроль ефективності роботи системи доцільно проводити шляхом
серії експериментальних переміщень. Наприклад, робочий орган кілька разів
переміщується в одну й ту саму точку, після чого визначається
повторюваність. Для оцінювання контурної точності можна виконати рух по
колу, прямокутнику або складній траєкторії та порівняти фактичний шлях із
заданим.
Практичне значення запропонованих рішень полягає в тому, що вони
можуть бути використані для створення координатної системи з підвищеною
точністю без повної заміни механічної частини. Частину похибок можна
зменшити програмною компенсацією, адаптивним налаштуванням і
правильним плануванням руху.
Отже, оптимальне координатне переміщення забезпечується не одним
окремим елементом, а поєднанням якісного привода, точного датчика,
жорсткої механічної конструкції, замкненого контуру керування, адаптивного
регулятора, згладженого профілю руху, компенсації похибок і надійного
програмного забезпечення. Саме комплексний підхід дозволяє створити
систему, здатну забезпечувати високу точність, плавність, швидкодію та
повторюваність координатних переміщень.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2. Обґрунтування технічного завдання

Система адаптивного високоточного керування координатними
переміщеннями призначена для забезпечення точного, стабільного,
енергоефективного та повторюваного переміщення робочого органу
технологічного обладнання за заданими координатами або траєкторією. Такі
системи можуть застосовуватися у граверних верстатах, фрезерних і
свердлильних координатних модулях, верстатах із числовим програмним
керуванням, автоматизованих позиційних платформах, роботизованих
комплексах та інших технічних об’єктах, де необхідно забезпечити високу
точність переміщення, плавність руху та стабільність технологічного процесу.
Необхідність розроблення такої системи зумовлена тим, що в багатьох
механізмах технологічного обладнання традиційно застосовують
нерегульований або обмежено регульований електропривід, який не завжди
забезпечує оптимальні режими роботи. За умов змінного навантаження, різної
швидкості подачі, зміни напрямку руху, наявності тертя, люфтів і динамічних
збурень такий підхід може призводити до зниження точності позиціювання,
збільшення похибки траєкторії, підвищених енергетичних втрат і погіршення
якості оброблення.
Основним призначенням системи є адаптивне керування координатними
переміщеннями, тобто формування таких керувальних дій на електропривід і
механізм подачі, які забезпечують точне досягнення заданої координати або
відпрацювання заданої траєкторії з урахуванням поточного стану системи.
При цьому система повинна не лише задавати рух, а й аналізувати фактичне
положення, швидкість, навантаження, похибку переміщення та, за
необхідності, коригувати параметри керування.
Технічне завдання повинно передбачати, що розроблювана система
працюватиме у складі координатного технологічного обладнання, зокрема
граверного або подібного верстата, де необхідно керувати частотою обертання
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

робочого органу, швидкістю подачі та переміщенням по координатних осях.
Особливе значення має забезпечення високопрецизійного переміщення,
оскільки навіть незначні відхилення координат можуть призвести до
порушення геометрії оброблюваного контуру або зниження точності
виконання технологічної операції.
У межах технічного завдання доцільно передбачити використання
регульованого електроприводу, оскільки він дає змогу реалізувати два важливі
напрями підвищення ефективності роботи системи. Перший напрям полягає у
регулюванні координат електроприводу, зокрема швидкості та моменту, що
дозволяє адаптувати режим руху до фактичного навантаження і вимог
технологічного процесу. Другий напрям пов’язаний з оптимізацією
енергетичних режимів роботи електроприводу та зменшенням втрат під час
перетворення електричної енергії.
Для забезпечення енергоефективної роботи системи доцільно
використовувати алгоритми оптимального керування електродвигуном на
основі вхідних параметрів, зокрема заданої швидкості, моменту навантаження,
напруги керування та режиму переміщення. Такий підхід дозволяє реалізувати
оптимальне автоматичне керування електроприводом без надмірного
ускладнення його структури та забезпечити стабільну роботу як у
номінальному режимі, так і за умов часткового навантаження.
Під час розроблення системи необхідно враховувати, що координатні
переміщення мають виконуватися не лише точно, а й плавно. Різкі зміни
швидкості або прискорення можуть викликати механічні коливання,
перевантаження привода, втрату точності та появу дефектів оброблення. Тому
система повинна забезпечувати формування раціонального закону руху,
плавний розгін і гальмування, обмеження швидкості, прискорення та, за
можливості, компенсацію похибок, пов’язаних із тертям, люфтом і зміною
навантаження.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Живлення системи доцільно передбачити від мережі змінного струму з
номінальною напругою 380 В і частотою 50 Гц. Допустиме відхилення
напруги живлення від номінального значення має становити ±5%.
Максимальна потужність електродвигуна, який використовується у складі
координатного механізму, приймається на рівні 7,5 кВт. Керувальна напруга
для формування завдання електроприводу має становити ±10 В, що є зручним
для реалізації аналогового керування швидкістю або моментом у системах
регульованого електроприводу.
Система повинна забезпечувати контроль основних параметрів роботи
координатного механізму. До таких параметрів належать задана та фактична
координата, швидкість переміщення, напрям руху, стан електроприводу,
рівень керувальної напруги, навантаження на двигун, наявність
перевантаження, положення кінцевих вимикачів, стан аварійного зупинення
та готовність системи до роботи. Отримані сигнали мають надходити до
керувального блока, де вони аналізуються та використовуються для
формування команд на виконавчі елементи.
До виконавчих елементів системи слід віднести електродвигун
координатного привода, силовий перетворювач або драйвер, механізм подачі,
релейні або електронні елементи комутації, індикатори стану, пристрої
сигналізації та аварійного вимкнення. Система повинна не лише запускати й
зупиняти виконавчі елементи, а й контролювати правильність їх роботи,
забезпечувати захист від перевантаження, виходу за межі робочої зони, втрати
сигналу керування або помилки позиціювання.
Особливу увагу в технічному завданні необхідно приділити
адаптивності системи. Вона повинна мати можливість змінювати параметри
керування залежно від режиму роботи, навантаження та характеру
переміщення. Наприклад, під час холостого переміщення доцільно
забезпечити підвищену швидкість, а під час робочого ходу – більшу точність
і плавність руху. За збільшення навантаження система має коригувати режим
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

електроприводу так, щоб зберегти стабільність переміщення та не допустити
зриву технологічного процесу.
Важливою вимогою є наявність зв’язку системи з персональним
комп’ютером або зовнішнім керувальним пристроєм. Такий зв’язок
необхідний для передавання завдань на переміщення, вибору режимів роботи,
контролю стану системи та, за потреби, збереження параметрів технологічного
процесу. Для узгодження сигналів між системою керування та комп’ютером
доцільно передбачити спеціалізований драйвер інтерфейсу, зокрема на базі
мікросхеми серії MAX232A або аналогічного рішення, що забезпечує
надійний обмін даними.
Система повинна мати зручний інтерфейс для оператора. На панелі
керування або екрані мають відображатися поточні координати, задана
швидкість, режим роботи, стан привода, повідомлення про помилки, аварійні
сигнали та інформація про готовність системи до виконання переміщення.
Оператор повинен мати можливість задавати параметри руху, запускати та
зупиняти систему, виконувати повернення у початкове положення, змінювати
режим подачі та контролювати перебіг технологічного процесу.
У технічному завданні необхідно передбачити вимоги до безпеки.
Система повинна мати захист від зовнішніх перенавантажень електромережі,
перевищення допустимого струму електродвигуна, аварійного виходу за межі
координатної зони, втрати сигналу керування, помилки датчика положення та
збоїв у роботі виконавчих пристроїв. Також має бути передбачена кнопка
аварійної зупинки, яка забезпечує швидке вимкнення привода незалежно від
поточного режиму роботи.
Доцільним є також передбачення збереження основних параметрів
роботи системи. До таких даних можуть належати задані координати,
фактичні координати, швидкість переміщення, час виконання операції,
повідомлення про аварійні ситуації, кількість циклів роботи та параметри
останнього виконаного режиму. Це дасть змогу аналізувати стабільність
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

роботи системи, виявляти причини відхилень і підвищувати якість
налагодження координатного механізму.
За конструктивним виконанням система повинна бути придатною для
роботи у складі технологічного обладнання в умовах виробничого або
лабораторного приміщення. Електронні блоки керування необхідно
розміщувати у захищеному корпусі або шафі керування, що забезпечує захист
від пилу, випадкового дотику до струмопровідних частин і механічних
пошкоджень. Силові та керувальні кола повинні бути розділені, а елементи
керування – розміщені так, щоб забезпечити зручність експлуатації та
обслуговування.
Отже, технічне завдання на розроблення системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями враховує
функціональне призначення координатного обладнання, вимоги до точності,
швидкодії, енергоефективності, живлення, керування електроприводом,
взаємодії з комп’ютером, захисту від перевантажень, безпеки та зручності
роботи оператора. Виконання цих вимог дозволить створити систему, яка
забезпечить точне й стабільне відпрацювання координатних переміщень,
оптимальне керування швидкістю та подачею, зменшення енергетичних втрат,
підвищення якості технологічного процесу та надійну роботу координатного
механізму.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3. Розробка структурної схеми

На рисунку 3.1 представлена функціональна блок-схема адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями.
Блок
Блок RS-232
перетворення Ï Ê
балансування
RS232 в TTL
Генератор
імпульсів
двигуна М1
Блок
балансування
Генератор
380 B; 50 Ãö Блок захисту від
імпульсів
перевантаження
двигуна М2
Ì 2 Ì 1
Тиристорний
блок керування

Рисунок 3.1 – Блок-схема системи адаптивного високоточного
керування координатними переміщеннями

Розроблюваний пристрій складається з двох взаємопов‘язаних вузлів:
силового, що складається з блоку захисту від перенавантаження та генераторів
імпульсів двигунів постійного струму М1 та М2 та управляючого, що
складається з блоку перетворення сигналу з СОМ-порту ПК (RS-232) в
низькорівневий сигнал (TTL) та двох блоків балансування напруги, які
призначені для комутації між силовим та управляючим блоками.
Живлення двигунів здійснюється безпосередньо тиристорним блоком
керування, а керування швидкістю їх обертання – з використанням
транзисторних генераторів імпульсів. Окрім схеми керування частотою
обертання, пристрій містить релейну схему захисту схеми загалом та двигунів
окремо від перенавантаження.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

4. Розробка електричної принципової схеми

Принципова електрична схема системи адаптивного високоточного
керування координатними переміщеннями зображена на рисунку 4.1.
DD1
C2 C5
380В 50Гц
2 1
V+ C1+
А В С
C3
6 3 4
V- C1-
C1
QF1 VD1 2 C6
3 15 4 2
DA1 Gnd C2+
1 C4 R3
16 5
Vcc C2- 4
14 11 1
T1out T1in
XS1
7 10 2
T2out T2in R5
9
VT1 R9 R11
4 8
15 12 3
3 7 R1in R1out
2 6
1 5 8 9 4
R2in R2out
5
VT3
VD14
K1.2
FU1
VD12
VS1
VD2 VD4 VD6 VD8
K1
R7
T1 SB2 C7 C9
T2
SB1 K2.1 VD10
VD3 VD5 VD7 VD9 VS2
FU2 SB3
R1
K2.1
1
L1
3
K2 R2
R4
5
R6 R10 R15
VT2
М1 VS3
VT4
VD15
VD13
T3
М2 VD11
R8
C8 C10
VS4

Рисунок 4.1 – Принципова електрична схема системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями

Розроблювана електрична схема дозволяє управляти двома
електродвигунами потужністю до 7,5 кВт кожний і дозволяє забезпечити
необхідний режим роботи — плавний запуск і ручну установку потрібної
частоти обертання електродвигуна в залежності від керуючої програми, яка
поступає на керуючий пристрій з порту RS-232 комп‘ютера.
Основу блоку перетворення вхідного сигналу RS-232 в керуючий сигнал
TTL складає мікросхема DD1 - перетворювач рівней МАХ232А фірми Maxim.
Дана мікросхема розрахована на напругу живлення +5В і має вбудований
подвоювач і інвертор напруги на перемикаючихся конденсаторах для
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

отримання напруги ±10 В, яка необхідна для роботи з сигналами стандарту RS-
232 (XS1). Для роботи мікросхеми застосовуються чотири зовнішніх конден-
сатори (С1-С4) ємністю 0,1 мкФ, які використовуються в перетворювачі
напруги. Крім того, з метою спрощення використання даного конвертера, в нім
передбачена схема живлення прямо від послідовного порту, що позбавляє від
необхідності використання зовнішніх джерел живлення. Напруга живлення
+5В створюється малопотужним лінійним стабілізатором напруги DA1
(LM78L05), вхід якого підключено до накопичувального конденсатору С10.
Конденсатор С10 заряджається через діод VD13 від сигналу Data Terminal
Ready (DTR, четвертий контакт 9-pin роз'єму RS-232). Для нормальної роботи
блоку перетворення вхідного сигналу RS-232 в керуючий сигнал TTL,
необхідно, щоб велику частину часу сигнал DTR мав значення логічного нуля.
Це повинно забезпечуватися використовуваною термінальною програмою.
Напрям обертання зміниться, якщо поміняти полярність підключення
проводів на обмотці збудження або якорі (робиться це обов'язково тільки при
вимкненому електродвигуні).
У схемі застосовуються два реле, що дозволяють виконати
автоматичний захист елементів схеми від перевантаження. Реле К2 є
потужним пускачем, воно виключає вірогідність включення електродвигуна
при встановленій балансуючим резистором R2 не нульової початкової
швидкості. Кнопка SB2 замикається тільки при максимальному значенні
опору R2, - це відповідає нульовій швидкості.
Коли замкнуті контакти SB2, реле К1 при натисненні кнопки ПУСК
(SB1) включиться і своїми контактами К1.1 самоблокируется, а контакти К1.2
включать електропривод.
Реле К2 забезпечує захист від перевантаження за відсутності струму в
ланцюзі обмотки збудження електродвигуна. В цьому випадку контакти К2.1
відключать живлення схеми.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Живиться схема управління без трансформатора, безпосередньо від
мережі через резистор R3 (R4).
Величина значення напруги, що діє, на якірній обмотці встановлюється
за допомогою зміни резистором R1 кута відкриття тиристорів VS1-VS4.
Тиристори включені в плечі моста, що зменшує число силових елементів в
схемі.
На одноперехідному транзисторі VT3 (VT4) зібраний генератор
імпульсів, синхронізованих з періодом пульсації мережевої напруги.
Транзистор VT1 (VT2) підсилює імпульси по струму, і через розділовий
трансформатор Т2 (T3) вони поступають на виводи управляючих тиристорів.
При виконанні конструкції тиристори VS1-VS4 і діоди VD5-VD8
необхідно встановити на тепловідвідну пластину (радіатор).
В схемі використовуються постійні резистори типу С2-23, та змінні
типу СПЗ-196, R1 типу ПЭВ-25. Конденсатори - будь-якого типу, на робочу
напругу не менше 250 В. Випрямляючі діоди VD1...VD4 розраховані на струм
10 А і зворотну напруга 300 В, наприклад Д231 Д231А, Д232, Д232А, Д245,
Д246.
Імпульсний трансформатор Т1 виконаний на феритовому кільці
М2000НМ типорозміру К20×12×6 мм і намотаний дротом ПЭЛШО діаметром
0,18 мм. Обмотки 1 і 2 містять по 50 витків, а 3 - 80 витків.
Перед намотуванням, гострі грані сердечника потрібно закруглювати
надфілем, щоб виключити продавлювання і замикання витків.
При первинному включенні схеми заміряємо струм в ланцюзі обмотки
збудження і за законом Ома розраховуємо номінал резистора R2 так, щоб
спрацьовувало реле К2. Реле К2 може бути будь-яким низьковольтним (6...9
В) — чим менша напруга спрацьовування, тим краще. При виборі резистора
R2 необхідно враховувати також розсіювану на нім потужність. Замість К2 і
R2 краще застосовувати спеціальні струмові реле, що випускаються
промисловістю, але вони із-за вузької сфери застосування не завжди доступні.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Струмове реле нескладно виготовити самостійно, намотавши на великому
герконі приблизно 20 витків дротом ПЭЛ діаметром 0,7...1 мм.
Для настройки схеми управління замість якірного ланцюга
електродвигуна підключаємо лампу потужністю 300...500 Вт і вольтметр.
Необхідно переконатися в плавній зміні напруги на лампі резистором R3 (R4)
від нуля до максимуму
Іноді, із-за розкиду параметрів одноперехідного транзистора, може
потрібно підбір номінала конденсаторів С6-С9 (від 0,1 до 0,68 мкФ) і
резисторів R9, R10 (встановлює при мінімальному значенні опору R1
максимум напруги на навантаженні).
Якщо при правильному монтажі не відкриваються тиристори, то
необхідно поміняти місцями виводи у вторинних обмотках Т1. Неправильне
фазування управляючої напруги, що приходить на тиристори VS1-VS4, не
може їх пошкодити. Для зручності контролю роботи тиристорів, управляючу
напругу, допустимо подавати спочатку на один тиристор, а потім на іншій,
якщо регулюється резистором R1 напруга на навантаженні (лампі), фаза
підключення імпульсів управління правильна. При роботі обох тиристорів і
настроєній схемі напруга на навантаженні повинна змінюватися від 0 до 190
В. На цьому настройка закінчена і можна підключати якірний ланцюг
електродвигуна.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

5. Розрахунок основних елементів пристрою

5.1. Вибір тиристорів управління напругою на якорі електро-
двигуна постійного струму
Для схеми управління напругою на якорі двигуна постійного струму
фрезерного верстату обираємо тиристор VS1 типу Т122-25-12 (рисунок 5.1).
Ці прилади призначені як перемикаючі елементи при управлінні
електродвигунами і джерелами живлення (в тому числі високовольтними).

Рисунок 5.1 – Схема управління напругою на якорі
електродвигуна постійного струму

Переходи тиристорів цієї марки пасивують склом. Корпус виконаний з
центральним розташуванням управляючого електроду, що забезпечує високу
рівномірність і стабільність параметрів. До переваг приладів можна віднести
їх невеликі розміри, жорстку конструкцію з низьким тепловим опором і
хорошим розсіюванням тепла, а також високий термін служби і замикаюча
напруга до 800 В. Перемикання відбувається по сигналу регулятора фази, тому
VS1 переходить в провідний стан на будь-яку бажану частину позитивної
напівхвилі прикладеної напруги.
Схема управління високовольтним розрядом регулюються таким чином,
що максимальний струм не перевищує 3 А. Управляюча схема створює
імпульс uy = 150 B (при розімкненому виході) тривалістю 40 мкс, а повний опір
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

джерела складає 150 Ом. Температура навколишнього середовища може
змінюватися від 0 до 40 °С.
Схема управління забезпечує наявність імпульсу із змінною затримкою
по відношенню до початку позитивного напівперіоду прикладеної напруги. За
відсутності затримки перемикання відбувається негайно, і тиристор
знаходиться в провідному стані протягом всього напівперіоду. За наявності
затримки він знаходиться в провідному стані тільки частину напівперіоду, а
потужність, що передається в навантаження, зменшується.
Середньоквадратичний струм даного тиристора дорівнює 3,6 А, не
перевищує граничного струму схеми управління (10 А), проте слід все ж таки
перевірити дійсну температуру переходу. Визначимо спочатку максимальну
напругу і струм.
Максимальний анодний струм IАmax протікає через прилад тільки кожен
другий напівперіод. Отже, його значення складає половину від того, яким би
воно було у разі синусоїдального сигналу в припущенні, що прилад
знаходиться в повністю провідному стані. Тиристор включається на початку
кожної позитивної напівхвилі. Таким чином:
2
I
A =  IA max
4
звідки,
4  I
I A
A max = ,
2
4 3,6
IA max = = 10,2 А.
2
З аналізу залежності максимальних миттєвих значень напруги у
відкритому стані від струму витікає, що Uпр = 150 В.
При такій максимальній напрузі струм знаходиться поблизу свого
максимуму велику частину напівперіоду. Якщо припустити, що Uпр = 150 В
протягом всього часу знаходження приладу в провідному стані, то отримаємо
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

декілька завищену напругу. Розсіювана потужність дорівнюється добутком
Uпр та IАmax, тоді:
T
Pðî ç = Uï ð  IAmax  ,

де Т – тривалість керуючого імпульсу; Т = 40 мкс;  – час між двома
послідовними імпульсами;  = 0,03 с.
4 10−5
P Вт.
ðî ç =150 10,2  = 2,04
310−2
Після обчислення потужності розсіювання можна розрахувати
максимальну температуру переходу:
Tï = Pðîç  (ï −ê + ê −ñ )+ Òmax ,
де п-к – тепловий опір між переходом і корпусом приладу; п-к = 4 °С/Вт;
Qк-с - тепловий опір тепловідводу між корпусом і навколишнім середовищем;
Qк-с = 1,5 °С/Вт; Тmax – максимальна температура навколишнього середовища
(по умові); Тmax = 40°С.
Tï = 2,04  (4 +1,5) + 40 = 51 С,
що нижче за граничне значення Тп.max = 125 °С.
Далі розглянемо режим відкривання тиристора. Параметри
відкриваючого сигналу наступні: Iy.от.max = 30 мА; Uy.oт.max = 150 В при робочій
температурі 25 °С. При нижчій температурі відкривання відбувається важко, і
по графіку в довіднику [24] можна визначити, що при 0 °С Iу.от зростає на 33%,
а Uу.от.mах = 139 В.
Відкриваючий струм визначається, виходячи з необхідної відкриваючої
напруги і результуючого падіння напруги на опорі джерела Rи, таким чином:
uy − Uy.îò
Iy.îò = ,
R è
де uy – управляюча напруга.
Щоб обчислити реальне значення Iу.от, підставимо максимальне
значення відкриваючої напруги Uy.от.max = 139 В і отримаємо:
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

150 −139
Iy.î ò = = 73 мА.
150
Оскільки це значення перевищує мінімальний струм відкриття
тиристора 40 мА, прилад в схемі працюватиме надійно навіть при нижчій
температурі навколишнього середовища.
Максимальна прикладена зворотна напруга складає:
Uçâ. max = 2  U ïð ,
U В.
çâ.max = 2 150 = 212
При допуску +10% це значення зростає до 233,2 В, що все ще не
перевищує граничного значення 800 В.
Таким чином, в результатах розрахунків був вибраний тиристор марки
Т122-25-12 і розраховані параметри схеми, в якій не перевищується середня
розсіювана потужність управління (2,04 Вт) і відкриваючий струм управління
(73 мА).

5.2. Розрахунок елементів блоку стабілізації
Для забезпечення живлення пристрою блок стабілізаторів повинен
видавати стабілізовану напругу 5 В при струмі 20 мА для живлення
мікроконтролера, ±25 В при струмі 100 мA для живлення аналогових
мікросхем і напруги ±400 В при струмі до 0,3 А для живлення схеми іонізатора.
а) стабілізатор 5 В.
На вхід випрямляча поступає змінна напруга 10 В. Приймаємо мостову
схему випрямляча.
Вибираємо тип діодів моста VD2÷VD9, виходячи з умов:
U î áð  U î áð =10 Â
I ï ðì àõ  Iâû õ =1 À
По довіднику [12] приймаємо кремнієві діоди типа Д122-25-12, для
яких:
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

U пр =1 В; U обр =200 В; I пр =1 А.
Для подавлення низькочастотної складової пульсацій, приймаємо
конденсатор С2 типа: КМ-5а-0,1 мкФ.
Для придушення високочастотної складової пульсацій застосовуємо
конденсатор С1 типу: КМ-5а-47 пФ.
На виході випрямляча маємо:
Uâû õ = Uâõ − 2U ï ð ,
â
Uâû õ =10 − 2 = 8B
â
Як стабілізатор використовуємо інтегральний стабілізатор типа
LM78L05 з параметрами:
Uâõmin = 7,5 B  Uâû õ = 8 Â ;
â
Uâû õ = 5  0,1Â ;
â
Iâû õmax = 2 À ;
На виході стабілізатора для зменшення ВЧ і НЧ пульсацій, також
приймаємо конденсатори типа:
С1→ КМ-5а-47 пФ; С2→ КМ-5а-0,1 мкФ.
б) стабілізатор ±25В.
На вхід випрямляча надходить змінна напруга 50 В.
Вибираємо тип діодів моста VD2÷VD9 з умов:
U î áð  U î áð = 50 Â
I ï ðì àõ  Iâû õ = 0,1À
З метою уніфікації використовуємо діоди Д122-25-12.
На виході випрямляча приміняємо RC-фільтри (для позитивного і
негативного каналів).
Визначаємо добуток RфCф.
1,5 106 q
Rô Ñô = ,
m  fc
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

де m – число фаз випрямляча, m=2; f – частота мережі, f =50 Гц; q – коефіцієнт
згладжування, q=2.
1,5 10 2
Rô Ñô = = 0,03106 Ом.мкФ
2 50
На величину резистора Rф накладається обмеження:
0,25  RH  Rô 0,65RH ,
де
U
RH = 0 ,
I0
25
RH = = 500 Ом.
5 10−2
Таким чином 85  Rô  225
Приймаємо величину Rф=120 Ом і тип резистора R2: С2-23-120.
Тоді визначаємо ємність конденсатора фільтра:
Rô Ñô
Cô = ,
Rô
0,012 106
C = = 45,9 мкФ.
ô
261
Остаточно приймаємо тип конденсатора Сф :
С1 → КМ-5а-47 пФ
Для подавлення ВЧ гармонік приймаємо конденсатор С2 типу:
С2→ КМ-5а-0,1 мкФ
Для забезпечення необхідного коефіцієнта згладжування (30 dB) на
виході використовуємо інтегральний стабілізатор LM78L05 з параметрами
(для кожного каналу):
Uâû õ = 25  0,3Â

Iâû õ 100 ì A
в) випрямляч ±400 В.
Тип діодів моста VD3 VD9 вибираємо з умов:
U обр  U обр = 45В
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

I прмах  I вых = 1А
Також вибираємо діоди Д122-25-12:
U î áð = 200 Â ; I ï ð = 0,3 À
Фільтрацію здійснює конденсатор С1 типу:
С1→ КМ-5а-47 пФ.

5.3. Оцінка точності та надійності роботи пристрою
В процесі розробки апаратури завжди намагаються досягти найбільшої
точності [13, 14]. Але враховуючи те, що прилад складається із реальних
модулів, які мають практичні точності параметри, можна говорити про
досягнену точність. Її оцінюють за формулою [13, 14]:
n
ï ð = 2
i ,
i=1
де δі – точність модуля приладу.
Система високоточного керування складається з блоків, що пов’язані з
електронікою. Отже точність таких вузлів висока.
Розпишемо усі блоки, які входять до системи керування та
проаналізуємо їх точність, табл.5.1.

Таблиця 5.1 - Аналіз вузлів пристрою керування
НАЗВА ВУЗЛА ПОХИБКА, %
Імпульсний блок живлення 0,4
Система керування 0,05
Формувач сінхроімпульсів 0,15
Транзисторний ключ 0,15
Високочастотний формувач імпульсів 0,2
Стабілізатор напруги 0,25
Високовольтний стабілізатор 0,35

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Підраховуємо сумарну похибку вузлів, що входять до складу системи
керування:
ï ð = 0,42 + 0,052 + 0,152 + 0,152 + 0,22 + 0,252 + 0,352 = 0,65 %.
Оскільки допустима похибка приладу 1%, то в даному розрахунку
приладу на точність при його експлуатації задовольняє поставлену задачу у
технічному завданню. Таким чином, задана точність роботи системи
керування досягнена.
Надійність – властивість виробу виконувати задані функції у
визначених умовах експлуатації протягом визначеного часу при збереженні
експлуатаційних характеристик у припустимих межах. Надійність є
комплексною властивістю, що обумовлюється безвідмовністю, довговічністю,
ремонтопридатністю та схоронністю.
Основними кількісними показниками надійності є:
• імовірність безвідмовної роботи протягом визначеного часу Р(t);
• середній наробіток до першого відмовлення Тcр;
• наробіток на відмовлення tср;
• інтенсивність відмовлень λ(t)
• коефіцієнт готовності Кг;
• коефіцієнт вимушеного простою Кп.
Основні критерії надійності поділяються на дві групи:
• критерії надійності виробів, що не відновлюються;
• критерії, що характеризують надійність відновлюваних виробів.
Невідновлюваними називаються такі вироби, які в процесі виконання
своїх функцій не допускають ремонту. До них відносяться вироби, що не
підлягають ремонту (електрорадіоелементи, модулі, мікросхеми), вироби
разової дії (ЕО, що встановлене на ракетах, керованих снарядах, штучних
супутниках Землі), вироби багаторазової дії, перерва у роботі яких зриває
операцію, що виконується, та її необхідно розпочинати знову, якщо можливе
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

усунення відмовлення (системи ППО, системи керування повітряним рухом,
системи керування хімічними, металургійними та іншими відповідальними
технологічними процесами).
Відновлюваними називаються такі вироби, які в процесі виконання
своїх функцій допускають ремонт (радіоприймачі, телевізори, блоки живлення
тощо). Якщо відбудеться відмовлення такого виробу, то воно викличе
припинення функціонування тільки на період усунення відмовлення.
Відмовлення, які виникають в ЕО, є випадковими подіями. Тому
основні показники надійності мають імовірнісний характер і кількісно
оцінюють не конкретний зразок виробу, а дають середню характеристику
виробу такого типу. Так що в реальних умовах деякі вироби мають показники
"нижче середнього", а інші - "вище середнього".
Виконується попередній розрахунок надійності (визначити середній
наробіток до першого відмовлення та імовірність безвідмовної роботи на
протязі 50 годин) виробу, що складається з 50 елементів, середня інтенсивність
відмовлень яких λ =0,32•10-6
ср 1/год.
Розрахунок.
Інтенсивність відмов розраховується:
 = N.сер = 50•0,32•10-6=16•10-5 1/год
Розраховується імовірність безвідмовної роботи:
Р (50) =е-16 0,00001 50
пр = е-0,008 = 0,9601 ≈ 0,96
(значення е-х визначається за таблицею).
Середній наробіток до першого відмовлення розраховується так:
Тсер = -1 ≈ 2550 год.
Розрахунок потужності споживання:
Рсп =U∙Iсп∙n, мВт
де U – напруга джерела живлення, В; Iсп – споживаний струм мікросхеми
(довідникові дані), мА; n – кількість мікросхем одного типу.
Розрахунки потужності споживання заносимо в таблицю 5.2.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 5.2 – Потужності споживання елементів
Напруга Споживаний Потужність
№
Найменування Кількість живлення струм споживання
п/п
U, В Iсп, , мА Р, Вт
1 LM78L05 1 5 80 0,4
2 MAX232A 1 5 60 0,3
3 Тиристор Т122-25-12 4 800 2,5 8
4 Реле електромагнітне 2 40 500 40
РЭС-47
5 Двигун постійного 2 110 45 9900
струму 4ПФ-45-5.0

Загальну потужність, що споживається системою керування
розрахуємо так:
Рзаг = Рсп1 + Рсп2 +.....+Рсп5
Рзаг = 0,4 + 0,3 + 8 + 40 + 9900 = 9948,7 Вт
Отже, система керування споживає потужність 9,95 кВт.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

6. Технологічний розділ

6.1. Технологія виготовлення друкованих плат
Друкована плата є конструктивною основою електронного пристрою, на
якій розміщуються електронні компоненти та формуються електричні
з’єднання між ними. Вона виконує одночасно механічну, електричну та
технологічну функції: забезпечує кріплення елементів, передавання сигналів і
живлення, тепловідведення, ремонтопридатність і зручність складання
виробу. Якість виготовлення друкованої плати безпосередньо впливає на
надійність роботи всієї електронної системи [17, 18].
У сучасній електроніці найпоширенішими є односторонні, двосторонні
та багатошарові друковані плати. Односторонні плати застосовуються у
простих пристроях із невеликою кількістю елементів. Двосторонні плати
забезпечують більшу щільність з’єднань, оскільки провідниковий рисунок
формується з обох боків основи. Багатошарові плати використовуються в
складних електронних системах, де необхідно розмістити велику кількість
електричних з’єднань на обмеженій площі [17].
Основою друкованої плати є діелектричний матеріал, покритий мідною
фольгою. Найчастіше для виготовлення плат застосовують склотекстоліт на
основі епоксидної смоли, який має достатню механічну міцність,
теплостійкість і електроізоляційні властивості. Для спеціальних умов
експлуатації можуть використовуватися матеріали з підвищеною
теплостійкістю, гнучкі полімерні основи або матеріали з покращеними
високочастотними характеристиками.
Технологічний процес виготовлення друкованої плати починається з
підготовки заготовки, рис.6.1. На цьому етапі виконують різання матеріалу за
заданими розмірами, очищення поверхні, видалення забруднень, пилу,
жирових плівок та оксидів. Якість підготовки поверхні має важливе значення,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

оскільки від неї залежить рівномірність нанесення захисного шару, якість
травлення та подальше формування провідникового рисунка.

Рисунок 6.1 – Узагальнена послідовність виготовлення друкованої плати

Наступним етапом є перенесення рисунка друкованої плати на мідну
поверхню. Для цього можуть застосовуватися фотолітографічні, трафаретні
або інші методи. У навчальному та дрібносерійному виробництві часто
використовують фотохімічний метод, за якого на плату наносять
світлочутливий шар, експонують його через фотошаблон і проявляють
рисунок майбутніх провідників. Такий метод дозволяє отримати достатньо
точні контури доріжок і контактних площадок [18, 19].
Після формування захисного рисунка виконується травлення міді. Під
час травлення з поверхні плати видаляється зайва мідь, а ділянки, захищені
фоторезистом або іншим покриттям, залишаються у вигляді провідників,
контактних площадок і монтажних зон. Основними вимогами до цього
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

процесу є рівномірність травлення, збереження заданої ширини провідників і
відсутність під’їдання доріжок.
Для двосторонніх і багатошарових плат важливим етапом є свердління
та металізація отворів. Отвори використовуються для встановлення вивідних
компонентів або для електричного з’єднання провідникових шарів.
Металізація отворів забезпечує провідний зв’язок між сторонами плати та є
одним із відповідальних етапів виробництва, оскільки порушення металізації
може спричинити прихований дефект і нестабільну роботу виробу [17, 18].
Після формування провідникового рисунка на плату наносять захисну
паяльну маску. Вона захищає провідники від окиснення, механічного
пошкодження та випадкового замикання під час монтажу. Відкритими
залишаються лише контактні площадки, на які встановлюються електронні
компоненти. Захисна маска також полегшує процес паяння, оскільки запобігає
розтіканню припою між сусідніми провідниками.
Фінішне покриття контактних площадок застосовують для покращення
змочування припоєм і захисту міді від окиснення. Залежно від призначення
плати можуть використовуватися різні типи покриттів, зокрема олов’яні,
срібні, нікелево-золоті або органічні захисні покриття. Вибір покриття
залежить від вимог до вартості, строку зберігання, умов монтажу,
ремонтопридатності та надійності контактів.
Завершальними операціями виготовлення друкованої плати є нанесення
маркування, електричний контроль, візуальний огляд і механічна обробка.
Маркування дає змогу ідентифікувати позиційні позначення елементів,
полярність компонентів, контрольні точки та службову інформацію.
Електричний контроль дозволяє виявити обриви, короткі замикання та
помилки провідникового рисунка ще до монтажу елементів, табл.6.1 [17, 19].

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 6.1 – Основні етапи виготовлення друкованої плати
Етап Призначення Можливі дефекти
Підготовка Отримання основи Подряпини, забруднення,
заготовки потрібного розміру нерівність країв
Формування Створення контуру Зміщення, розмиття,
рисунка майбутніх провідників порушення ширини доріжок
Перетравлення,
Травлення Видалення зайвої міді
недотравлення, обриви
Створення монтажних і Зміщення, задирки,
Свердління
перехідних отворів пошкодження площадок
Неповна металізація, поганий
Металізація З’єднання шарів плати
контакт
Нанесення Закриття площадок,
Захист провідників
маски відшарування
Пропуск прихованих
Контроль Перевірка якості плати
дефектів

Для системи адаптивного високоточного керування координатними
переміщеннями якісне виготовлення друкованої плати має особливе значення,
табл.6.2.

Таблиця 6.2 – Порівняння основних типів друкованих плат
Тип плати Особливість Переваги Обмеження
Провідники Обмежена
Простота, низька
Одностороння розміщені з одного щільність
вартість
боку монтажу
Потребує
Провідники з двох Більша кількість
Двостороння металізації
боків з’єднань
отворів
Має внутрішні Висока щільність і Складне
Багатошарова
провідникові шари компактність виготовлення
Вища
Виконується на Може працювати
Гнучка вимогливість до
гнучкій основі в рухомих вузлах
монтажу

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На платі розміщуються елементи живлення, формування керувальних
сигналів, інтерфейсні вузли, елементи захисту та зв’язку з виконавчими
пристроями. Тому помилки у провідниковому рисунку, погана якість паяльних
площадок або ненадійна металізація отворів можуть призвести до
нестабільності роботи всієї системи.
Отже, технологія виготовлення друкованих плат є багатостадійним
процесом, у якому кожна операція впливає на якість кінцевого електронного
виробу. Для розроблюваної системи координатного керування друкована
плата має забезпечувати надійне розміщення компонентів, стабільність
електричних з’єднань, зручність монтажу, контрольованість і подальшу
ремонтопридатність.

6.2. Автоматизація виготовлення друкованих плат
Автоматизація виготовлення друкованих плат спрямована на
підвищення точності, повторюваності, продуктивності та стабільності
технологічного процесу. У ручному виробництві якість плати значною мірою
залежить від досвіду виконавця, точності виконання операцій і правильності
контролю. Автоматизоване обладнання дозволяє зменшити вплив людського
фактора та забезпечити однакову якість плат у межах однієї партії [17, 20].
Автоматизація починається ще на етапі проєктування плати. Для цього
застосовують системи автоматизованого проєктування, у яких створюють
електричну схему, бібліотеки компонентів, посадкові місця, трасування
провідників і конструкторську документацію. Такі засоби дозволяють
перевіряти правильність електричних з’єднань, допустимі відстані між
провідниками, ширину доріжок, розміри отворів і відповідність плати
технологічним вимогам [19].
Важливим етапом є автоматизована перевірка проєкту перед
передаванням його у виробництво. На цьому етапі виявляють порушення
технологічних обмежень: занадто малі зазори, недостатню ширину
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

провідників, неправильні посадкові місця, відсутні отвори, невідповідність
контактних площадок типу компонента. Усунення таких помилок на етапі
проєктування є значно дешевшим, ніж виправлення дефектів після
виготовлення плати.
У виробничому процесі автоматизація застосовується під час різання
заготовок, свердління, нанесення фоторезисту, експонування, проявлення,
травлення, металізації отворів, нанесення паяльної маски, маркування та
електричного контролю. Для кожної операції можуть бути задані технологічні
параметри: швидкість переміщення, температура, час оброблення,
концентрація розчинів, тиск, положення інструмента та послідовність
виконання дій.
Особливо важливою є автоматизація свердління. Сучасні друковані
плати можуть містити велику кількість отворів малого діаметра, які повинні
бути точно розташовані відносно контактних площадок. Верстати з
програмним керуванням забезпечують високу точність свердління,
повторюваність операцій і зменшення ризику зміщення отворів. Це особливо
важливо для двосторонніх і багатошарових плат.
Автоматизоване експонування рисунка провідників дозволяє підвищити
точність перенесення топології плати. Використання оптичного позиціювання
та цифрового керування зменшує ймовірність зміщення шарів, що є
критичним для плат із високою щільністю монтажу. У разі порушення
суміщення провідників і отворів можуть виникати обриви, короткі замикання
або ненадійні контакти.
Автоматизація хімічних процесів полягає у підтриманні сталих
параметрів травлення, промивання, металізації та нанесення покриттів.
Температура розчину, час оброблення, швидкість переміщення плати та
концентрація реагентів безпосередньо впливають на якість провідникового
рисунка. Автоматизоване керування дає змогу отримати більш стабільний
результат і зменшити ймовірність технологічного браку [18].
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Окреме значення має автоматизований оптичний контроль. За його
допомогою перевіряють ширину провідників, відстані між ними, наявність
надлишкової міді, обривів, подряпин, зміщення отворів і дефектів паяльної
маски. Такий контроль дозволяє швидко виявляти дефекти, які складно або
довго перевіряти вручну.
Електричний контроль друкованих плат також може бути
автоматизованим. Його завданням є перевірка цілісності провідників і
відсутності коротких замикань між електричними колами. Автоматичні
тестери дозволяють перевіряти велику кількість з’єднань за короткий час і
формувати протокол контролю для кожної плати.
Для розроблюваної системи адаптивного високоточного керування
координатними переміщеннями автоматизація виготовлення друкованої плати
є важливою, оскільки плата повинна забезпечувати надійну роботу
керувальних, силових та інтерфейсних вузлів. Особливо важливо
дотримуватися вимог до розміщення елементів, розділення силових і
сигнальних ланцюгів, якості контактних площадок і надійності провідникових
з’єднань.
Автоматизація також полегшує документування виробництва, рис.6.2.
Для кожної плати можна зберігати файли проєкту, технологічні параметри,
результати контролю, відомості про партію та виявлені дефекти. Це підвищує
простежуваність виробництва й дозволяє швидше знаходити причини браку
або нестабільної роботи пристрою, табл.6.3.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 6.2 – Місце автоматизації у процесі виготовлення друкованої
плати

Таблиця 6.3 – Операції виготовлення плат, які доцільно автоматизувати
Операція Причина автоматизації Очікуваний результат
Велика кількість Менше помилок у схемі та
Проєктування
з’єднань платі
Потреба у дотриманні Відповідність
Трасування
зазорів технологічним правилам
Велика кількість малих
Свердління Точне розміщення отворів
отворів
Потреба в точному
Експонування Чіткі контури провідників
рисунку
Залежність від часу й
Травлення Стабільна ширина доріжок
температури
Оптичний Велика кількість дрібних Швидке виявлення
контроль елементів дефектів
Електричний Пошук обривів і Підтвердження
контроль замикань працездатності плати

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 6.4 – Переваги автоматизованого виготовлення плат
Показник Ручне виконання Автоматизоване виконання
Залежить від
Точність Вища та стабільніша
виконавця
Повторюваність Обмежена Висока
Вища при серійному
Продуктивність Невисока
виробництві
Контроль якості Часто вибірковий Може бути суцільним
Документування Частково ручне Автоматизоване
Вплив людського
Значний Зменшений
фактора

Отже, автоматизація виготовлення друкованих плат дозволяє підвищити
точність і повторюваність технологічних операцій, скоротити час
виробництва, знизити ймовірність браку та забезпечити стабільну якість
електронних вузлів. Для системи координатного керування це є важливою
передумовою надійної роботи пристрою в умовах тривалого використання.

6.3. Монтаж елементів на друковану плату
Монтаж елементів на друковану плату є одним із ключових етапів
виготовлення електронного пристрою. На цьому етапі окремі електронні
компоненти встановлюються на плату та з’єднуються з її провідниковим
рисунком за допомогою паяння або інших контактних технологій. Якість
монтажу визначає електричну працездатність, механічну міцність, теплову
стійкість і довговічність електронного вузла [21, 22].
Існують два основні підходи до монтажу елементів: монтаж у отвори та
поверхневий монтаж. У першому випадку виводи компонентів проходять
через отвори у платі й припаюються з протилежного боку. У другому випадку
компоненти встановлюються безпосередньо на контактні площадки поверхні
плати. Сучасні електронні пристрої найчастіше виготовляються з
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

використанням поверхневого монтажу, оскільки він забезпечує компактність,
високу щільність розміщення елементів і можливість автоматизації [17, 23].
Перед початком монтажу необхідно виконати підготовку друкованої
плати та компонентів. Плата має бути чистою, сухою, без механічних
пошкоджень, окиснення контактних площадок і дефектів паяльної маски.
Компоненти перевіряють за маркуванням, номіналами, типом корпусу,
полярністю та відповідністю переліку елементів. Помилки на цьому етапі
можуть призвести до неправильної роботи пристрою або його повної
непрацездатності.
Під час поверхневого монтажу одним із перших етапів є нанесення
паяльної пасти. Паяльна паста містить дрібні частинки припою та флюс, який
покращує змочування металевих поверхонь. Паста наноситься на контактні
площадки через трафарет. Важливо забезпечити правильну кількість пасти: її
нестача може спричинити непропай, а надлишок – утворення перемичок між
сусідніми контактами.
Після нанесення паяльної пасти виконується встановлення компонентів.
У серійному виробництві для цього застосовуються автоматичні установники,
які розміщують елементи з високою точністю відповідно до координат,
заданих у виробничому файлі. У дрібносерійному або навчальному
виробництві монтаж може виконуватися вручну з використанням пінцета,
збільшувальних засобів і паяльного обладнання.
Важливе значення має правильна орієнтація компонентів. Для
резисторів і неполярних конденсаторів орієнтація часто не є критичною, проте
для діодів, електролітичних конденсаторів, мікросхем, транзисторів і роз’ємів
неправильне встановлення може призвести до відмови пристрою. Тому перед
паянням необхідно перевіряти позиційні позначення, ключі корпусів,
маркування першого виводу та полярність.
Після встановлення компонентів виконується паяння. Для поверхневого
монтажу найбільш поширеним є групове паяння оплавленням, коли плата
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

проходить через температурний профіль у печі. Під час нагрівання паяльна
паста плавиться, утворюючи електричне та механічне з’єднання між
контактною площадкою та виводом компонента. Температурний режим має
бути підібраний так, щоб забезпечити якісне паяння без перегрівання
елементів [22].
Температурний профіль паяння зазвичай містить кілька зон: попереднє
нагрівання, витримку, оплавлення та охолодження. Попереднє нагрівання
зменшує термічний удар, витримка активує флюс, зона оплавлення забезпечує
плавлення припою, а охолодження формує остаточну структуру паяного
з’єднання. Порушення температурного профілю може призвести до непропаїв,
тріщин, перемичок або пошкодження компонентів.
Монтаж елементів у отвори застосовується для роз’ємів, великих
конденсаторів, реле, трансформаторів, потужних резисторів та інших
компонентів, які потребують підвищеної механічної міцності, рис.6.3. Такі
елементи можуть монтуватися вручну або груповими методами паяння. У
багатьох пристроях використовується змішаний монтаж, коли на одній платі
поєднуються елементи поверхневого монтажу та вивідні компоненти.

Рисунок 6.3 – Узагальнена послідовність монтажу елементів на
друковану плату
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для системи адаптивного високоточного керування координатними
переміщеннями правильний монтаж особливо важливий, оскільки пристрій
може містити мікроконтролер, інтерфейсні мікросхеми, елементи живлення,
ланцюги формування керувальної напруги, захист від перевантажень і вузли
зв’язку з електроприводом. Ненадійний контакт у таких вузлах може
спричинити помилки керування, нестабільну роботу привода або аварійне
вимкнення системи.
Після завершення паяння виконується первинний контроль якості
монтажу, табл.6.5.

Таблиця 6.5 – Основні етапи монтажу елементів
Етап Призначення Можливі порушення
Перевірка плати й Невідповідність номіналів,
Вхідний контроль
компонентів пошкодження
Формування припою на
Нанесення пасти Надлишок або нестача пасти
площадках
Встановлення Розміщення Зміщення, неправильна
елементів компонентів орієнтація
Створення Непропай, перемички,
Паяння
електричного контакту перегрів
Видалення залишків Забруднення, корозійні
Очищення
флюсу залишки
Перевірка якості Пропуск прихованих
Контроль
монтажу дефектів

Перевіряють наявність усіх елементів, правильність їх розміщення,
відсутність перемичок, якість паяних з’єднань, полярність компонентів і
відповідність монтажу складальному кресленню. Для дрібних компонентів
застосовують лупу, мікроскоп або автоматичний оптичний контроль.
Очищення плати після монтажу залежить від типу флюсу. Деякі флюси
не потребують обов’язкового видалення, але у відповідальних пристроях
залишки флюсу можуть погіршувати електроізоляційні властивості,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

спричиняти корозію або нестабільність сигналів. Тому рішення щодо
очищення приймається з урахуванням умов експлуатації, типу флюсу та вимог
до надійності виробу.
Для захисту змонтованої плати від пилу, вологи, механічних впливів і
агресивного середовища може застосовуватися захисне лакове покриття. Воно
особливо доцільне для пристроїв, що працюють у виробничих умовах або
поблизу силового обладнання. Перед нанесенням такого покриття необхідно
переконатися у повній працездатності плати, оскільки подальший ремонт буде
складнішим.
Одним із важливих завдань монтажу є забезпечення теплової надійності.
Елементи живлення, стабілізатори, драйвери, силові транзистори та інші
компоненти, які виділяють тепло, повинні розміщуватися так, щоб
забезпечити відведення тепла й не перегрівати сусідні елементи. За потреби
застосовують теплові полігони, радіатори, вентиляційні отвори або збільшену
площу мідних провідників.
Під час монтажу необхідно дотримуватися вимог електростатичного
захисту. Мікроконтролери, інтерфейсні мікросхеми та інші напівпровідникові
компоненти можуть бути чутливими до електростатичних розрядів. Тому
робоче місце має бути обладнане антистатичними засобами, а монтажник
повинен використовувати відповідні браслети, килимки або заземлені
інструменти.
Якість монтажу оцінюється за зовнішнім виглядом, механічною
міцністю, електричною провідністю та відповідністю вимогам до електронних
збірок, табл.6.6. У практиці виробництва для цього використовуються галузеві
критерії прийнятності, які описують допустимі й недопустимі дефекти паяних
з’єднань, розміщення компонентів і стану поверхні плати [23, 24].

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 6.6 – Типові дефекти монтажу та їх причини
Дефект Можлива причина Наслідок
Недостатній нагрів або мала
Непропай Нестабільний контакт
кількість припою
Надлишок припою або мала
Перемичка Коротке замикання
відстань між виводами
Зміщення
Неточне встановлення Порушення контакту
компонента
Підняття одного
Нерівномірне нагрівання Обрив ланцюга
краю
Завищена температура або Пошкодження
Перегрів
тривалий нагрів компонента
Відшарування Втрата
Надмірний механічний вплив
площадки ремонтопридатності

Отже, монтаж елементів на друковану плату є відповідальним
технологічним процесом, який повинен забезпечити надійне електричне й
механічне з’єднання компонентів із платою. Для розроблюваної системи
координатного керування якісний монтаж є необхідною умовою стабільної
роботи керувального пристрою, точного формування сигналів і безпечної
взаємодії з електроприводом.

6.4. Контроль та ремонт виробів з поверхневим монтажем
Вироби з поверхневим монтажем мають високу щільність розміщення
елементів, малі контактні площадки та невеликі зазори між провідниками. Це
дозволяє створювати компактні й функціональні електронні пристрої, але
одночасно ускладнює контроль і ремонт. Навіть незначний дефект паяння або
зміщення компонента може призвести до нестабільної роботи всієї системи
[23, 25].
Контроль виробів із поверхневим монтажем починається з візуального
огляду, табл.6.7.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 6.7 – Методи контролю виробів із поверхневим монтажем
Метод контролю Що виявляє Переваги Обмеження
Очевидні
Простий і Залежить від
Візуальний огляд дефекти
доступний оператора
монтажу
Огляд під Дрібні дефекти Підходить для
Потребує часу
збільшенням паяння малих елементів
Зміщення,
Автоматичний Не бачить
відсутність Швидкий і
оптичний прихованих
елементів, повторюваний
контроль з’єднань
перемички
Приховані Потребує
Рентгенівський Висока
дефекти під спеціального
контроль інформативність
корпусами обладнання
Обриви,
Не завжди
Електричне замикання, Перевіряє
показує точне
тестування несправність працездатність
місце дефекту
вузла

Під час такого огляду перевіряють наявність усіх компонентів,
правильність їх розміщення, орієнтацію полярних елементів, якість паяних
з’єднань, відсутність перемичок, забруднень, тріщин, механічних пошкоджень
і сторонніх частинок. Для малих компонентів застосовують збільшувальні
прилади або мікроскопи.
Автоматичний оптичний контроль дає змогу швидко перевіряти велику
кількість плат і виявляти типові дефекти: відсутність елемента, зміщення,
неправильний поворот, нестачу припою, надлишок припою або перемички,
рис.6.4. Такий контроль особливо доцільний для плат із великою кількістю
дрібних елементів, де ручна перевірка є тривалою та залежить від уважності
оператора.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 6.4 – Основні етапи контролю та ремонту виробу з поверхневим
монтажем

Однак не всі дефекти можна виявити візуально. Деякі компоненти мають
приховані паяні з’єднання, розміщені під корпусом. У таких випадках може
застосовуватися рентгенівський контроль, який дозволяє оцінити якість
прихованих з’єднань, виявити порожнини, короткі замикання, недостатню
кількість припою або дефекти під корпусами мікросхем.
Після візуального або оптичного контролю виконується електрична
перевірка. Вона дозволяє виявити обриви, короткі замикання, неправильне
встановлення елементів, помилки живлення або несправність окремих вузлів.
Для складних пристроїв додатково проводять функціональне тестування, під
час якого перевіряється робота плати в умовах, наближених до реальної
експлуатації.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Ремонт виробів із поверхневим монтажем потребує обережності,
оскільки контактні площадки, провідники та корпуси компонентів мають малі
розміри. Перед ремонтом необхідно визначити характер дефекту, оцінити стан
плати, можливість демонтажу компонента та ризик пошкодження сусідніх
елементів. Невиправдане багаторазове нагрівання може погіршити надійність
плати або призвести до відшарування контактних площадок [25, 26].
Основними ремонтними операціями (табл.6.8) є демонтаж несправного
компонента, очищення контактних площадок, нанесення флюсу або припою,
встановлення нового елемента, повторне паяння та контроль після ремонту.

Таблиця 6.8 – Типові ремонтні операції
Операція Призначення Ризики
Демонтаж Видалення несправного Перегрів, пошкодження
елемента компонента площадки
Очищення Підготовка до повторного Пошкодження маски або
площадок паяння провідника
Забруднення при
Нанесення флюсу Покращення змочування
надлишку
Встановлення Відновлення Зміщення або
елемента працездатності вузла неправильна орієнтація
Формування нового
Повторне паяння Перемички, непропай
контакту
Контроль після Пропуск прихованого
Підтвердження якості
ремонту дефекту

Для цього застосовують паяльні станції, термоповітряні інструменти,
пінцети, мікроскопи, оплітку для видалення припою та спеціальні флюси.
Для системи адаптивного високоточного керування координатними
переміщеннями контроль і ремонт плати мають важливе значення, оскільки
несправність мікроконтролера, інтерфейсного вузла, стабілізатора живлення
або ланцюга керувальної напруги може призвести до помилки переміщення,
втрати зв’язку з електроприводом або аварійного режиму. Тому після ремонту
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

необхідно виконувати не лише візуальний контроль, а й перевірку
функціонування всіх основних режимів пристрою.
Якість ремонту оцінюється за зовнішнім виглядом паяних з’єднань,
відсутністю пошкоджень паяльної маски, збереженням контактних площадок,
правильністю встановлення компонента та результатами електричного
тестування. Якщо після ремонту плата працює нестабільно, необхідно
перевірити не тільки замінений елемент, а й суміжні ланцюги, оскільки
перегрів або коротке замикання могли вплинути на інші компоненти.
Отже, контроль і ремонт виробів із поверхневим монтажем є важливою
складовою забезпечення якості електронного пристрою. Для розроблюваної
системи координатного керування ці операції дозволяють своєчасно виявляти
дефекти, відновлювати працездатність плати, підтримувати надійність
керувальних вузлів і запобігати відмовам під час експлуатації.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

7. Охорона праці

7.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на
співробітника дослідницької лабораторії
В процесі розробки проєкту системи керування на співробітника
лабораторії можуть впливати різноманітні параметри робочої обстановки,
зокрема, температура, вологість і швидкість руху повітря, шум, вібрація,
шкідливі речовини, різноманітні випромінювання тощо. Від умов праці в
значному ступені залежать здоров'я і працездатність людини, її відношення до
праці і результати її діяльності. При поганих умовах різко знижується
продуктивність праці і створюються передумови для виникнення травм і
професійних захворювань.
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і працездатність
співробітника, який працює у дослідницькій лабораторії.
Робоче місце співробітника являє собою простору кімнату, яка
мебльована столами та шафами, укомплектована комп’ютерною технікою та
периферійним обладнанням. Монітори розташовані таким чином, що відстань
від екрану монітору до користувача складає не менше 70 cм, при цьому кут
зору становить близько 30о.
Щодо розташування предметів на робочому місці, то всі вони
знаходяться в робочій зоні в межах прямої видимості та розміщені на відстані
не більше 80 см від працівника. Розміри столу становлять: довжина – 1,2 м,
ширина – 0,9 м, висота – 0,745 м. Висота стільця становить 0,45 м. З
врахуванням середнього росту людини, який складає 160–180 см, можна
сказати, що положення, яке співробітник лабораторії займає при роботі
відповідає нормативним інструкціям і рекомендаціям ДСТУ 8604:2015
«Дизайн і ергономіка. Робоче місце для виконання робіт у положенні сидячи.
Загальні ергономічні вимоги». При цьому потрібно відмітити, що положення
моніторів вибрано найкращим чином, так як світло, що потрапляє через вікно,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

падає з лівого чи правого боку від працюючого в залежності від розташування
робочого місця і, таким чином, не засліплює йому очі. Задля кращого
уникнення негативного ефекту, пов’язаного з надмірною освітленістю
приміщення, вікна обладнані жалюзі.
Відповідність розмірів робочих меблів та розташування обладнання
антропометричним параметрам працівника є визначальною умовою
збереження його здоров'я. Невідповідність висоти стільця призводить до
порушення кровообігу в нижніх кінцівках та компресії підколінних судин, що
сприяє розвитку варикозної хвороби. Відсутність поперекової підтримки
спинки стільця зумовлює хронічне перевантаження паравертебральних м'язів
і, як наслідок, дегенеративно-дистрофічні зміни хребта. Неправильна висота
стільниці формує вимушену поставу з підняттям плечового поясу або нахилом
тулуба вперед, що спричиняє цервікалгію та стиснення органів черевної
порожнини. Розташування монітора поза оптимальною відстанню і кутом
огляду викликає перенапруження акомодаційного апарату ока та астенопію.
Робота з неправильно розміщеною клавіатурою при зігнутому зап'ясті
призводить до компресії серединного нерва і розвитку тунельного синдрому.
Таким чином, тривале перебування у вимушених позах через ергономічні
недоліки робочого місця є патогенетичним чинником більшості професійних
захворювань опорно-рухового апарату, органу зору та периферичної нервової
системи.
Розміри лабораторії становлять: довжина – 8 м, ширина – 4,5 м, висота –
3 м. Відповідно її площа дорівнює 36 м2. Найбільша кількість одночасно
працюючих становить 6 чоловік. Звідси площа, що припадає на одного
робітника, дорівнює 6 м2, що відповідає ДБН В.2.2.28-2010. Об’єм
приміщення складає 108 м3. Звідси визначаємо, що об'єм, який припадає на
одну людину дорівнює 18 м3. Нормативне значення складає 15 м3. З наведених
даних можна зробити висновок, що дане приміщення задовольняє вимогам
ДБН В.2.2.28-2010 з розрахунку на одну людину.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Освітлення здійснюється через віконні отвори (природне однобічне
освітлення), за допомогою світильників на стелі (штучне верхнє освітлення)
або одночасно - світильники і вікна (сполучене освітлення). В приміщенні
вздовж однієї зі стін розташовано 2 вікна, розміри кожного з яких становлять
2 м на 1,3 м.
Величина необхідного освітлення на робочому місці приміщення
нормується згідно з ДБН В.2.5-28-2018. При штучному освітленні нормується
величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в залежності від ха-
рактеристики зорової праці з урахуванням найменшого розміру об'єкта
розрізнення, фона, контраста об'єкта розрізнення з фоном.
За найменший об’єкт розрізнення приймемо крапку в тексті книги чи на
екрані монітору, розмір якого визначимо на рівні 0,15–0,3 мм. Користуючись
ДБН В.2.5-28-2018, визначаємо, що за розміром обраного нами найменшого
об’єкта розрізнення, ступінь точності зорової праці відноситься до високого і
становить ІІ розряд. Нормативне значення КПО для визначеного розряду
зорової роботи відповідає – ен=1,8%. Фактичне значення КПО становить 25-
35%. Отже, рівень природного освітлення в даному приміщенні знаходиться в
нормі.
Нормативне значення штучного загального освітлення становить
400 лк. Фактичне значення згаданого параметра становить 190-200 лк, що в
два рази нижче зазначеної норми, відповідно до ДБН В.2.5-28-2018.
В якості джерел світла при штучному освітленні використовуються
люмінесцентні лампи, в освітлювачах типу ЛСП 02В-1×40, загальна кількість
яких становить 4. Таким чином, в даному приміщенні рекомендується
модернізувати систему штучного освітлення.
Недостатній рівень освітлення на робочому місці є вагомим патогенним
чинником, що негативно впливає на функціональний стан зорового
аналізатора та організму в цілому. В умовах дефіциту світла циліарний м'яз
ока змушений тривалий час перебувати у стані максимального скорочення,
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

забезпечуючи акомодацію кришталика. Хронічне перенапруження цього м'яза
призводить до розвитку акомодаційної астенопії, що проявляється відчуттям
болю в очах, швидкою зоровою втомою та зниженням гостроти зору. При
тривалому впливі недостатнього освітлення формуються стійкі порушення
рефракції, зокрема міопія. Окрім локального впливу на орган зору, дефіцит
освітленості активує симпатичну нервову систему, підвищує рівень кортизолу
та спричиняє загальне нервово-психічне напруження, що супроводжується
головним болем, зниженням концентрації уваги і працездатності. Хронічна
недостатність природного світла порушує також синтез мелатоніну,
дестабілізуючи циркадні ритми організму. Отже, недотримання нормативних
вимог до освітленості робочих місць зумовлює розвиток як локальних зорових
розладів, так і системних порушень здоров'я працівників.
Приміщення лабораторії відноситься до 3 типу: приміщення без
підвищеної небезпеки ураження працівників електричним струмом.
Обладнання, встановлене в ньому живиться напругою 220-240 В і споживає
потужність менше ніж 2,5 кВт. Деяке обладнання, зокрема ПК, має металевий
корпус, тому згідно з ДСТУ Б В.2.5-82-2016 в аудиторії передбачена
магістраль захисного заземлення.
Під час роботи з обладнанням, з міркувань безпеки, необхідно:
1. При раптовому припиненні подачі електроструму потрібно негайно
вимкнути електрообладнання.
2. Категорично забороняється ремонтувати електрообладнання,
вмикати та вимикати його, якщо це не передбачено в ході роботи.
3. Категорично забороняється проводити будь-які перемикання на
головному розподільному щиті.
4. Не знімати запобіжні кожухи.
5. У випадку виявлення неполагодженого електрообладнання,
вимірювальних приладів і дротів, терміново вимкнути напругу і звернутись до
керівника лабораторії.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

6. У випадку ураження електричним струмом слід терміново
звільнити потерпілого від дії струму і прийняти міри по наданню першої
допомоги, при необхідності викликати лікаря.
Лабораторія відноситься до приміщень з категорією пожежовибухо-
небезпеки типу В, оскільки в лабораторії в наявності деревяні меблі, плакати,
підлога, які є твердими важкогорючими матеріалами. Для попередження
пожеж в лабораторії використовується електрична пожежна сигналізація
променевого типу та теплові датчики типу (ИП-105-2) у кількості 6 шт. Також
дана лабораторія обладнана двома ручними вуглекислотними вогнегасниками
типу ВВК-7 (Правила експлуатації та типові норми належності
вогнегасників).
При виникненні пожежі в приміщенні лабораторії працівники
зобов'язані:
1. Сповістити про пожежу за телефоном 101. Назвати своє прізвище та
прізвище керівника установи;
2. Повідомити про пожежу керівника установи;
3. Негайно організувати евакуацію людей, використовуючи наявні
засоби;
4. Відключити електроенергію, вентиляцію та провести інші заходи, що
запобігають поширенню пожежі та задимленості у приміщенні;
5. Приступити до гасіння пожежі наявними засобами пожежогасіння, а
при неможливості виконання даних дій вийти з приміщення, зачинивши
за собою двері, та діяти згідно з розпорядженнями свого керівника або
команди, яка організовує гасіння пожежі;
6. Одночасно з гасінням пожежі організувати евакуацію та захист майна,
матеріальних цінностей;
7. Забезпечити дотримання техніки безпеки працівниками, які беруть
участь у гасінні пожежі;
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8. Після прибуття на пожежу пожежних підрозділів забезпечити їм
вільний доступ на території об'єкта.
В лабораторії рівень шуму, який в основному зумовлений одночасною
роботою системних блоків комп’ютерів не перевищує 45 дБА. Інколи, при
роботі принтера це значення досягає 55 дБА. Але, відповідно до ДСН
3.3.6.037-99 нормативне значення допустимого рівню звукового тиску, рівню
звуку та еквівалентного рівню звуку на робочому місці в лабораторії становить
60 дБА. Таким чином, фактичні рівні шуму в приміщенні лабораторії не
перевищують нормативні значенні цього параметру.
Відповідно до ДСН 3.3.6.096-2002 знаходимо, що гранично допустимий
рівень напруженості електромагнітного поля (ЕМП) по електричній складовій
(В/м) на робочих місцях персоналу протягом робочого дня у діапазоні частот
від 50 до 300 МГц не повинен перевищувати встановленої межі у 5 В/м. В
приміщенні лабораторії напруженість ЕМП на робочих місцях становить
менше 1 В/м. Таким чином, фактичне значення параметру не перевищує
нормативне. Можна зробити висновок, що клас умов праці за даним
параметром відноситься до допустимих.
Аналізуючи зареєстроване електростатичне поле, в даному випадку
його напруженість не перевищує гранично допустиме значення (Едоп) і дані
умови праці відносяться до допустимих.
Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 окремо для двох періодів року, визначаємо
оптимальні і допустимі значення температури, відносної вологості та
швидкості руху повітря.
Враховуючи характеристику трудової діяльності людини, яка визначає
ступінь залучення до роботи м'язів і відображає фізіологічні витрати внаслідок
фізичного навантаження, потрібно відмітити, що дана робота є сидячою і при
цьому не спостерігається фізична напруга працівника. Людина на такій посаді
працює з витратами до 120 ккал/год, а отже дана робота відноситься до легкої
фізичної (категорія Iа). Оскільки на даному робочому місці робітник
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

безперервно знаходиться більшу частину свого робочого часу, при цьому не
змінюючи оточення, то дане робоче місце можна віднести до постійного.
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в холодний період року:
- оптимальне значення температури 22-24°С;
- допустиме значення температури 21-25°С;
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%;
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1м/с;
- допустиме значення швидкості руху повітря ≤0,1 м/с.
Нормовані величини температури, відносної вологості і швидкості руху
повітря в робочій зоні виробничого приміщення в теплий період року:
- оптимальне значення температури 23-25°С;
- допустиме значення температури 22-28°С;
- оптимальне значення відносної вологості 40-60%;
- оптимальне значення швидкості руху повітря 0,1 м/с;
- допустиме значення швидкості руху повітря 0,1-0,2 м/с.
В лабораторії фактичне значення температури в холодний період року
становить 19-20°С, що нижче від відповідної нижньої межі допустимого
значення. Таким чином, дані умови праці відносяться до першого ступеня
шкідливості. Це в свою чергу може призвести до легких форм застуди.
Рекомендується в даному приміщенні в холодний період року користуватися
автономним обігрівачем невеликої потужності.
Що стосується теплого періоду року, то фактичне значення температури
відповідає 26-27 °С, що в свою чергу перевищує оптимальне значення, але
знаходиться в допустимих межах. Проте, як відомо, висока температура
негативно впливає на самопочуття робітника і, як наслідок, веде за собою
зниження працездатності. В такому випадку рекомендується в даному
приміщенні встановити додатковий кондиціонер, що сприятиме більш
комфортній роботі. Також, завдяки використанню даного технічного засобу, в
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

холодну пору року відпаде необхідність в використанні автономного
обігрівача, так як цю функцію можна покласти на кондиціонер.
Що ж до швидкості руху повітря, то фактичне значення цієї величини,
яке в свою чергу становить 0,2-0,4 м/с, перевищує максимально допустиме
значення лише в холодну пору року. Це може негативно вплинути на здоров’я
робітника, так як з протягом пов’язані такі хвороби, як запалення м’язів, гострі
респіраторні захворювання і ін. Виходом з даної ситуації може бути
реконструкція вікон, пов’язана з заміною їх на більш сучасні – пластикові.
Також, необхідно слідкувати за тим, щоб не створювався протяг в результаті
того, що відчинені двері.
Фактичне значення відносної вологості повітря в приміщенні становить
62-67%. Це відповідає першому ступеню шкідливості умов праці.
Перевищення вологості в теплий період року призводить до збільшення
температури тіла. Особливо дане явище має місце при відхиленні температури
від оптимальних меж в сторону збільшення. При пониженні температури
підвищена вологість може призвести до переохолодження тіла. Як
підвищення, так і зниження температури тіла може призвести до застуди.
На основі вищенаведених даних можна сказати, що технічний рівень
робочого місця не відповідає нормативним вимогам. Це проявляється
внаслідок недостатньої кількості джерел світла. Потрібно відмітити, що
раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає позитивного
психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню
продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і травматизм на
виробництві, зберігає високу працездатність в процесі праці. Таким чином, в
даному приміщенні рекомендується модернізувати систему загального
штучного освітлення.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

7.2 Модернізація системи загального штучного освітлення
Серед чинників зовнішнього середовища, що впливають на організм
людини в процесі праці, світло займає одне з перших місць. Адже відомо, що
майже, 90% всієї інформації про довкілля людина одержує через органи зору.
Під час здійснення будь-якої трудової діяльності втомлюваність очей, в
основному, залежить від напруженості процесів, що супроводжують зорове
сприйняття.
Світло впливає не лише на функцію органів зору, а й на діяльність
організму в цілому. При поганому освітленні людина швидко втомлюється,
працює менш продуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і
нещасних випадків. Згідно із статистичними даними, до 5% травм можна
пояснити недостатнім або нераціональним освітленням, а в 20% воно сприяло
виникненню травм. Врешті, погане освітлення може призвести до
професійних захворювань, наприклад, таких як робоча міопія (короткозорість,
спазм акомодації).
Для створення оптимальних умов зорової роботи слід враховувати не
лише кількість та якість освітлення, а й кольорове оточення. Так, при світлому
пофарбуванні інтер'єру завдяки збільшенню кількості відбитого світла рівень
освітленості підвищується на 20-40% (при тій же потужності джерел світла),
різкість тіней зменшується, покращується рівномірність освітлення. При
надмірній яскравості джерел світла та предметів, що знаходяться у полі зору,
може відбутись засліплення працівника. Нерівномірність освітлення та
неоднакова яскравість навколишніх предметів призводять до частої
переадаптації очей під час виконання роботи і, як наслідок цього – до
швидкого втомлення органів зору. Тому поверхні, що добре освітлюються і
знаходяться в полі зору, краще фарбувати в кольори середньої світлості,
коефіцієнт відбиття яких знаходиться в межах 0,3-0,6, і, бажано, щоб вони
мали матову або напівматову поверхню.
До робочого освітлення надаються певні вимоги:
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- освітлення на робочих місцях повинно бути достатнім для виконання
даної роботи;
- освітлення повинно бути рівномірним по робочій поверхні;
- на робочій поверхні не повинно бути тіні, особливо рухливої;
- в полі зору не повинно бути прямого і відбитого блиску (блиск –
підвищена яскравість освітленої поверхні, яка викликає осліплення);
- величина освітленості повинна бути постійною в часі;
- спектральний склад світла повинен відповідати характеру роботи (ця
вимога особливо суттєва для забезпечення правильної кольоропередачі);
- світлові установки не повинні бути джерелом додаткових небезпек та
шкідливостей;
- установки повинні бути економні, прості та надійні до роботи.
Розрахунок штучного освітлення виконується методом коефіцієнту
використання світлового потоку. Основною задачею розрахунку штучного
освітлення є визначення необхідної кількості світильників для забезпечення
нормативного рівня штучного освітлення за формулою:
Eн  S  z  К
N = з
n  F 
л (7.1)
де Ен – нормоване освітлення, лк (ДБН В.2.5-28-2018); Кз – коефіцієнт запасу,
який враховує зниження освітлення в процесі експлуатації (для заданого
приміщення Кз = 1,4); S = А·В – площа приміщення, (А – довжина приміщення,
В – ширина приміщення); z – коефіцієнт мінімального освітлення; z = 1,05 (для
світлодіодних світильників); n – кількість ламп у світильнику; Fл – світловий
потік лампи/світильника;  – коефіцієнт використання, відн. од.
Для визначення нормованого освітлення – Ен, визначаємо:
- самі дрібні деталі зображення (найменші об’єкти розрізнення), які
містяться на перелічених предметах: розділові знаки в книжках. Орієнтовно
оцінюємо їх розмір у 0,15 ...0,3 мм.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- характеристику тла – поверхні, на якій розглядається найменший
об’єкт розрізнення, в залежності від коефіцієнта відбиття поверхні ρ. Тло є
світлим (ρ > 0,4), оскільки в основному маємо справу з написами на білому тлі,
як в книзі так і на екрані монітору. Для вказаного тла коефіцієнт відбиття
поверхні ρ = 0,9.
- контраст об’єкта розрізнення з тлом, тобто наскільки чітко
сприймається найменший об’єкт розрізнення на вищерозглянутому тлі.
Контраст є великим (між білим і чорним).
Користуючись ДБН В.2.5-28-2018 визначаємо, що розмір обраного
найменшого об’єкта розрізнення відноситься до діапазону розмірів в межах
0,15-0,3мм, що відповідає IІг розряду зорової праці.
Нормативне значення штучного загального освітлення Ен з врахуванням
характеристики фону та контрасту становить 400 лк.
Відповідно типу приміщення приймаємо тип світильника в залежності
від умов середовища і типу приміщення. Обираємо стельовий світлодіодний
світильник Eglo Salobrena 96152.
Світлодіодні світильники різної форми широко використовуються в
створенні освітлювальних систем офісних та адміністративних будівель. Вони
успішно замінили собою традиційні лампочки та енергозберігаючі лампи.
Істотне розширення області застосування LED світильників стало можливим
відносно недавно – після появи потужних світлодіодів. Прилад освітлення на
таких елементах з багатьох технічних і експлуатаційних параметрів
перевершив традиційні джерела освітлення (лампи розжарювання,
люмінесцентні лампи, галогенні лампи тощо).
Порівняно з лампами розжарювання вбудовані світлодіодні лампочки
мають тривалий термін служби. За номінальним параметром він становить
близько 50 тисяч годин. Від ламп розжарювання світлодіодний світильник
стельового виду відрізняє також направлене випромінювання. Порівняно з
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

люмінесцентними лампами світлодіоди повністю безпечні, не вимагають
складної утилізації, оскільки у них відсутня ртуть.
Після включення світлодіодного стельового світильника, максимальна
потужність світлового потоку буде досягнуто буквально за частку секунди.
Світлодіодні лампи відрізняються великою різноманітністю колірного
відтінку освітлення починаючи від теплого, характерного для ламп
розжарювання, і закінчуючи білим холодним.
Порівнюючи світлодіодний прилад освітлення з лампами розжарювання
або люмінесцентними лампами, можна відзначити суттєву економію
електроенергії - 95% і 50% відповідно. На сьогодні світлодіодний світильник
– це самий потужне і економічне джерело світла.
Сучасний вбудований стельовий світлодіодний LED-світильник за
силою світла легко здатний конкурувати з лампами розжарювання. Досягти
таких показників дозволило спільне застосування дуже яскравих світлодіодів
з напівпровідниковим перетворювачем. Найпростіша схема світлодіодних
LED-світильників включає всього дві деталі – діоди і гасить резистор.
Світлодіоди при такій схемі підключаються зустрічно-паралельно. В
результаті вони надійно захищені від впливу зворотної напруги. Подвійне
підключення також дозволяє мінімізувати миготіння світлодіодів, яке може
стомлювати зір.
Для розрахунку необхідної кількості світильників в приміщенні
лабораторії необхідно врахувати основні технічні характеристики обраного
світильника:
- форма плафону – квадратний;
- колір плафону – білий;
- світловий потік – 2100 лм;
- габаритні розміри – 300 х 300 х 11 мм;
- матеріал плафону – пластик;
- електрична потужність – 16 Вт;
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- напруга живлення – 220-240 В;
- ступінь захисту - IP 20;
- площа освітлення - 8 м2.

Рисунок 7.1 – Стельовий світлодіодний світильник Eglo Salobrena 96152

Визначаємо коефіцієнт використання в залежності від групи світильника
(третя група), коефіцієнтів відбиття стелі (70%), стін (50%) і підлоги (10%) та
індексу приміщення і:
A  B
i =
h  (A + B) (7.2)
де А – довжина приміщення, м; В – ширина приміщення, м; h = Н – 0,8 =
3 – 0,8 = 2,2 м – висота підвісу світильників.
Згідно виразу (5.2) знаходимо:
8  4,5
i = = 1,3
2,2  (8 + 4,5) .
За формулою (5.1) розраховуємо кількість світильників N:
��н ⋅ �� ⋅ �� ⋅ Кз 400 ⋅ 36 ⋅ 1,05 ⋅ 1,4
�� = = = 12,92
��л ⋅ �� 2100 ⋅ 0,78
Таким чином, приймаємо чотирнадцять світильників.
Необхідно розташувати 14 світильників рівномірно на усій площі стелі
заданого приміщення з врахуванням габаритних розмірів приміщення та
світильників. При цьому, оскільки кількість світильників відповідає наявній,
рекомендується нові встановити на існуючі місця розташування.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для живлення освітлювальної мережі використовується напруга 220 В.
Перетин дроту повинен задовольняти таким вимогам:
- дроти повинні допускати протікання по ним розрахункового струму
освітлювального навантаження, не нагріваючись вище допустимої
температури;
- напруга на джерелах світла повинна бути не нижче мінімальних
значень;
- механічна міцність дротів повинна бути достатньою для даного типу
електропроводки.
Відповідно значенню розрахункового струму необхідно прийняти
допустимий мінімальний перетин дроту, яким можливо провести з’єднання
світильників в освітлювальну мережу для забезпечення пожежної безпеки.
Обираємо дріт з полівінілхлоридною ізоляцією та мідними жилами площею
поперечного перерізу 1,5 мм2 (максимально допустимий струм – 15 А),
оскільки менший перетин дроту не рекомендується до використання за
механічною міцністю.

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Висновки

1. У результаті виконання кваліфікаційної роботи проведено пошук та
аналіз інформаційних джерел щодо принципів побудови систем
координатного переміщення, методів адаптивного високоточного керування,
засобів регулювання електроприводів, компенсації похибок і забезпечення
стабільного відпрацювання заданих траєкторій. Встановлено, що точність
координатних переміщень значною мірою залежить від стабільності роботи
електропривода, якості зворотного зв’язку, параметрів регулятора, наявності
тертя, люфтів, вібрацій, зміни навантаження та динамічних властивостей
механізму. Тому розроблення системи адаптивного високоточного керування
координатними переміщеннями є актуальним технічним завданням.
2. Обґрунтовано технічне завдання на розроблення системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями. Визначено основні
вимоги до системи, зокрема живлення від мережі змінного струму напругою
380 В частотою 50 Гц, допустиме відхилення напруги живлення ±5%,
максимальну потужність двигуна 7,5 кВт, керувальну напругу ±10 В, роботу в
закритих стаціонарних приміщеннях за температури від +15 до +55 °С,
середній термін служби не менше 5 років, імовірність безвідмовної роботи
0,99, захист від ураження електричним струмом за класом ІІ та ступінь захисту
корпусу IP44. Обґрунтовано, що виконання цих вимог дозволяє забезпечити
точне, стабільне та безпечне керування координатним механізмом.
3. Розроблено структурну схему системи адаптивного високоточного
керування координатними переміщеннями, яка включає персональний
комп’ютер, блок перетворення сигналу RS-232 у сигнал TTL, блоки
балансування, генератори імпульсів двигунів постійного струму М1 і М2,
тиристорний блок керування та блок захисту від перевантаження.
Запропонована структура забезпечує взаємодію керувальної та силової частин
системи, передавання команд від комп’ютера, формування керувальних
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

імпульсів, узгодження сигналів і захист виконавчих вузлів від аварійних
режимів.
4. Розроблено електричну принципову схему системи адаптивного
високоточного керування координатними переміщеннями, яка забезпечує
керування двома електродвигунами потужністю до 7,5 кВт кожний, плавний
запуск і встановлення необхідної частоти обертання відповідно до керувальної
програми, що надходить з комп’ютера. У схемі використано блок
перетворення рівнів інтерфейсу RS-232 у TTL на основі мікросхеми
MAX232A, тиристорні елементи керування напругою на якорі електродвигуна
постійного струму, елементи захисту, стабілізації та узгодження сигналів.
Виконано розрахунок основних елементів схеми, зокрема вибір тиристорів
керування напругою, розрахунок елементів блоку стабілізації, а також оцінку
точності та надійності роботи пристрою.
5. У технологічному розділі розглянуто технологію виготовлення
друкованих плат, автоматизацію їх виготовлення, монтаж елементів на
друковану плату, а також контроль і ремонт виробів із поверхневим монтажем.
Визначено основні етапи виготовлення електронного вузла системи
керування, особливості встановлення компонентів, вимоги до якості паяних
з’єднань, порядок перевірки працездатності плати та можливі ремонтні
операції. Підготовлено комплект технологічної документації, необхідний для
складання друкованої плати та подальшого виготовлення електронної частини
пристрою.
6. У розділі охорони праці проаналізовано небезпечні та шкідливі фактори,
що можуть впливати на співробітника дослідницької лабораторії під час
виконання робіт із системою керування координатними переміщеннями.
Основну увагу приділено питанням електробезпеки, безпечної експлуатації
технологічного обладнання, організації робочого місця, дотримання режиму
праці, захисту від можливих аварійних ситуацій і забезпечення нормативних
параметрів виробничого середовища. Запропоновано заходи щодо
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

модернізації системи загального штучного освітлення, що спрямовано на
покращення умов праці та зниження ризику професійного напруження зору.
Отримані результати підтверджують, що запропонована система
адаптивного високоточного керування координатними переміщеннями дає
змогу підвищити точність позиціювання, забезпечити стабільне
відпрацювання заданих траєкторій, зменшити вплив змінних навантажень і
зовнішніх збурень, скоротити час перехідних процесів, підвищити надійність
роботи координатного механізму та створити основу для подальшої
модернізації технологічного обладнання.
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
80
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Список використаної літератури
До вступу та розділу 1
1. Landau, I. D., Lozano, R., Saad, M. M., & Karimi, A. (2024). Adaptive control:
Algorithms, analysis and applications. arXiv. URL:
https://arxiv.org/abs/2406.07073
2. Maiti, R. (2022). Hybrid L1 adaptive control. Springer.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-97102-1
3. Camacho, E. F., Bordons, C., & Maestre, J. M. (2025). Model predictive
control. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-87596-0
4. Raković, S. V., & Levine, W. S. (Eds.). (2019). Handbook of model predictive
control. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77489-3
5. Faulwasser, T., Grüne, L., & Müller, M. A. (Eds.). (2021). Recent advances in
model predictive control. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63281-6
6. Munnig Schmidt, R., Schitter, G., Rankers, A., & van Eijk, J. (2020). The
design of high performance mechatronics: High-tech functionality by
multidisciplinary system integration (3rd rev. ed.). IOS Press.
https://doi.org/10.3233/STAL200002-mono
7. Siciliano, B., Villani, L., Oriolo, G., & De Luca, A. (2025). Foundations of
robotics. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-85523-8
8. Lynch, K. M., & Park, F. C. (2017). Modern robotics: Mechanics, planning,
and control. Cambridge University Press. URL:
https://modernrobotics.northwestern.edu/nu-gm-book-resource/
9. Ладанюк, А. П., Луцька, Н. М., Кишенько, В. Д., Власенко, Л. О., &
Іващук, В. В. (2019). Методи сучасної теорії управління: підручник. Ліра-К.
URL: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2019/Ladanuk_2019_368.pdf
10. Сільвестров, А. М., Островерхов, М. Я., Шефер, О. В., Ладік, Н. А., &
Зіменков, Д. К. (2023). Сучасні системи автоматичного керування
технологічними комплексами. КПІ ім. Ігоря Сікорського. URL:
https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/57128/1/Suchasni.pdf
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
81
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

11. Аніщенко, М. В. (2024). Системи числового програмного керування:
підручник. Факт. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/82177
12. Дерібо, О. В. (2023). Технології для верстатів з числовим програмним
керуванням: електронний навчальний посібник. ВНТУ. URL:
https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2024/Deribo_2023_116.pdf
До розділу 5
13. Будіщев, М. С. (2001). Електротехніка, електроніка та
мікропроцесорна техніка: Підручник. Афіша. URL: https://librarygo.lpnu.ua/
?elbook=elektrotehnika-elektronika-ta-mikroproczesorna-tehnika
14. Буняк, А. (2001). Електроніка та мікросхемотехніка: Навчальний
посібник. Київ; Тернопіль. URL: https://opac.kntu.kr.ua/bib/8105
15. Колонтаєвський, Ю. П., & Сосков, А. Г. (2003). Промислова
електроніка та мікросхемотехніка: Теорія і практикум / за ред. А. Г. Соскова.
Каравела. URL: https://opac.kntu.kr.ua/bib/6289
16. Стахів, П. Г., Коруд, В. І., Гамола, О. Є., та ін. (2007). Основи
електроніки з елементами мікроелектроніки: Навчальний посібник. Магнолія
2006. URL: https://elc.library.ontu.edu.ua/library-w/DocumentDescription?docid
=OdOAH.BibRecord.50304
До розділу 6
17. Coombs, C. F., Jr., & Holden, H. T. (Eds.). (2016). Printed circuits handbook
(7th ed.). McGraw Hill Education. URL: https://www.mheducation.com/
highered/mhp/product/printed-circuits-handbook-seventh-edition.html
18. Яцюк, Л. А., Косогін, О. В., Ущаповський, Д. Ю., Лінючева, О. В., &
Фатєєв, Ю. Ф. (2018). Технологія нанесення неметалевих покриттів та
виробництво плат друкованого монтажу: Підручник. КПІ ім. Ігоря
Сікорського; Видавництво «Політехніка». URL: https://ela.kpi.ua/handle/
123456789/24954
19. Дрозденко, О. І., & Діденко, Д. Ю. (2018). Основи конструювання в
електроніці: Лабораторний практикум. КПІ ім. Ігоря Сікорського. URL:
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
82
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/c9946aba-a28b-463d-9c9c-
29e8270a5240/content
20. Лазебний, В. С. (2021). Конструювання та технології виробництва
апаратури реєстрації інформації. КПІ ім. Ігоря Сікорського. URL:
https://ela.kpi.ua/items/9708bb1e-65ef-4562-9aa3-6deb99d8c34c
21. Опанасюк, Н. М., Однодворець, Л. В., Степаненко, А. О., & Проценко,
С. І. (2023). Технологічні основи електроніки: Лабораторний практикум.
Сумський державний університет. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/
57350/1/TOE_lab_praktykum.pdf
22. Bath, J. (Ed.). (2020). Lead-free soldering: Process development and
reliability. Wiley. https://doi.org/10.1002/9781119482093
23. IPC. (2020). IPC-A-610H: Acceptability of electronic assemblies. IPC –
Association Connecting Electronics Industries. URL: https://webstore.ansi.org/
preview-pages/ipc/preview_ipc-a-610h.pdf
24. IPC. (2020). IPC J-STD-001H: Requirements for soldered electrical and
electronic assemblies. IPC – Association Connecting Electronics Industries. URL:
https://webstore.ansi.org/preview-pages/ipc/preview_ipc-j-std-001h.pdf
25. ZVEI. (2017). Rework of electronic assemblies: Guideline. German
Electrical and Electronic Manufacturers’ Association. URL:
https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/20
17/November/ZVEI-Rework-of-Electronic-Assemblies/ZVEI-Rework-of-
Electronic-Assemblies.pdf
26. IPC. (2017). IPC-7711C/7721C: Rework, modification and repair of
electronic assemblies. IPC – Association Connecting Electronics Industries. URL:
https://www.electronics.org/TOC/IPC-TOC-7711-21C.pdf
До розділу 7
28. Пістун, І. П. (1999). Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.
Університетська книга. URL: https://socrates.vsau.org/b04213/html/cards/
getfile.php/13142.pdf
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
83
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

29. Атаманчук, П. С., Мендерецький, В. В., Панчук, О. П., & Чорна, О. Г.
(2009). Інтегрований курс безпеки життєдіяльності: Теоретичні основи:
Навчальний посібник. Буйницький О. А. URL: https://studies.in.ua/bjd-
atamachuk/1104-spisok-rekomendovanoyi-lteraturi.html
30. Атаманчук, П. С., Мендерецький, В. В., Панчук, О. П., & Чорна, О. Г.
(2010). Безпека життєдіяльності та охорона праці: Практичний курс:
Навчальний посібник. Думка. URL: https://izmail.maup.com.ua/assets/files/1-
silabus-bzhd-pravo.pdf
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
84
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДОДАТКИ
Додаток А
Перелік нормативних документів
ДСТУ загального використання
ДСТУ ГОСТ 2.001:2006 Єдина система конструкторської документації.
Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.052:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна модель виробу. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.053:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна структура виробу. Загальні положення

ДСТУ, повязані з оформленням розрахунково-пояснювальної записки
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.104:2006 Єдина система конструкторської документації.
Основні написи

ДСТУ, повязані з оформленням графічної частини проекту
ДСТУ ГОСТ 2.308:2013 ЄСКД. Зазначення допусків форми та розміщення
поверхонь
ДСТУ ГОСТ 2.317:2014 ЄСКД. Аксонометричні проекції
ДСТУ ГОСТ 2.702:2013 ЄСКД. Правила виконання електричних схем

Загальні правила виконання креслень
ДСТУ ГОСТ 2.307:2013 ЄСКД. Нанесення розмірів і граничних відхилів
ДСТУ ISO 128-1:2005 (ISO 128-1:2003, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Частина 1. Передмова
та покажчик понять стандартів ISO серії 128
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
85
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДСТУ ISO 128-21:2005 (ISO 128-21:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 21.
Лінії, виконані автоматизованим проектуванням
ДСТУ ISO 128-30:2005 (ISO 128-30:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 30.
Основні положення про види
ДСТУ ISO 128-40:2005 (ISO 128-40:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Загальні
принципи оформлення. Частина 40. Основні положення про розрізи та
перерізи
ДСТУ ISO 129-1:2007 (ISO 129-1:2004, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Проставлення розмірів і допусків. Частина 1. Загальні
принципи
ДСТУ ISO 3098-2:2007 (ISO 3098-2:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 2. Латинська
абетка, цифри і знаки
ДСТУ ISO 3098-3:2007 (ISO 3098-3:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 3. Грецька абетка
ДСТУ ISO 3098-4:2007 (ISO 3098-4:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 4. Діакритичні і
окремі знаки латинської абетки
ДСТУ ISO 3098-5:2007 (ISO 3098-5:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 5. Написання
латинської абетки, цифр і знаків засобами автоматизованого проектування
ДСТУ ISO 3098-6:2007 (ISO 3098-6:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 6. Кирилична абетка
ДСТУ ISO 5455:2005 (ISO 5455:1979, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Масштаби
ДСТУ ISO 5457:2006 (ISO 5457:1999, IDТ) Національний стандарт України.
Документація технічна на вироби. Кресленики. Розміри та формати
Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
86
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Дуб л.
Взам.
Підп.
Інв. № Підпис Зм. Арк № докум. Підпис Підпис
Дата Т.Л.

213321231
ЧДТУ

ЗАТВЕРДЖУЮ
Головний технолог
Узгоджено:
Анна Топтун
Анна Топтун (підпис)
(підпис)
_____________________________(дата)
_________________________(дата)
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС
на виготовлення друкованої плати
и
РС23.22303.001 ТП
Процес впроваджено у виробництво
_______________________________( )
(підпис)
Ян Мельниченко _______________________________( )
(підпис) (підпис)
_______________________________( )

(підпис)
______________________________(дата) _______________________________( )
(підпис)
_______________________________( )
(підпис)

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Мельниченко Я. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Топтун А.

Н. КОНТР. Топтун А.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I ТоС N t
А 01 005 Підготовка поверхні фольги та отворів ИОТ43 18-25 0.5
02 фотохімічним методом 6017100001
03 2017012345
04 2517100001
05 3017100001
Б 06 Устаткування підготовки поверхні
07 ДП Billeo
08
А 09 010 Хімічне омедніння отворів ИОТ44 50-60 2-5
B 10 Автооператорна лінія для хімічного омедніння 6077100002
11 “Module – R” 2017012345
12 2517100002
13 3017100002
14
А 15 015 Гальванічне омедніння ИОТ45
16 6017100003
Б 17 Автооператорна лінія для гальванічного омедніння 2017012345 20
18 “Module-R” 2517100003
19
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Мельниченко Я. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Топтун А.

Н. КОНТР. Топтун А.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I T оC N t
А 01 030 Нанесення фоторезисту ИОТ48 80-110 10-15
02 6017100006
03 2017012345
04 2517100006
05 3017100006
06
Б 07 Ламінатор двохсторонній А-250 фірма “Dynachem Corporation”
08
А 09 035 Експонування ИОТ49 18-25 1-5
10 6017100007
11 2017012345
12 2517100007
13
Б 14 Установка експонування “Du Pont”
15
А 16 040 Проявлення ИОТ 51 10-18 0.5-2
17 6017100008
Б 18 Конвейєрна установка струменевого типу для появлення 2017012345
19 фоторезисту “Processor-C” 30117100008
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Мельниченко Я. 017012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Топтун А.

Н. КОНТР. Топтун А.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I Tо C N t
А 01 045 Нанесення захисного шару ИОТ52 10-20 1-2
02 6017100009
03 2017012345
04 2517100009
05 3017100009
06
Б 07 Гальванічна лінія
08
А 09 050 Видалення фоторезисту ИОТ53 90 0.5-1
10 6017100010
11 2017012345
12 2517100010
13 3017100010
14
Б 15 Конвейєрна установка фоторезисту “Stripping”.
16 Дистилятор для реєстрації розчинів “C -100”
17

Додаток Г

Арк .
РС23.22303.001 ПЗ
91
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Додаток Д

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
92
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
93
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
94
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
95
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
96
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
97
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
98
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
99
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС23.22303.001 ПЗ
100
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Репозиторій ЧДТУ