ЧПУ плоттер | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 августа, печатный экземпляр отправим 9 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Боренко, Е. А. ЧПУ плоттер / Е. А. Боренко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 27.1 (317.1). — С. 14-15. — URL: https://moluch.ru/archive/317/72425/ (дата обращения: 08.08.2020).



В статье представлены результаты внедрения научного проекта, который демонстрирует разработку и внедрение технического прибора — ЧПУ плоттер в образовательный процесс для специальностей информационно-компьютерного профиля, а также с применением в промышленной отрасли. Прибор предназначен для автоматизации процесса изготовления печатных плат. В проекте представлены основные этапы создания ЧПУ плоттера и анализ эксплуатации, выполненный в процессе настройки. Представленный ЧПУ плоттер позволяет решать актуальные инновационные задачи в области сложнейших электронных устройств на основе компьютерных систем и комплексов в процессе подготовки специалистов среднего звена и является средством улучшения качества образовательного процесса по дисциплинам «Схемотехника», «Программирование». Благодаря расширенному масштабу рисунка размером А4, возможно рисовать достаточно большие печатные платы. Несомненная эффективность устройства заключается в том, что себестоимость прибора, на порядок ниже цены образцов, приобретаемых учебным заведением для проведения практических занятий.

Ключевые слова: ЧПУ плоттер, автоматизация, печатная плата, промышленность.

Современное состояние техники и производства характеризуется высоким уровнем автоматизации, применением сложнейших электронных устройств на основе компьютерных систем и комплексов. В этих условиях все более жесткие требования предъявляются к знаниям и умениям специалистов, работающих с этими устройствами и тем более к разработчикам новых устройств. В связи с этим все более востребованными на рынке труда становятся специалисты с техническим профилем образования, к которым относятся специальности IT специализации. Одной из областей профессиональной деятельности выпускников данных специальностей является совокупность методов и средств по разработке и производству компьютерных систем и комплексов; сопровождение и настройка компьютерных систем и комплексов, выявление неисправностей и ремонт компьютеризированных систем. Объектами профессиональной деятельностью являются цифровые устройства, системы автоматизированного проектирования, микропроцессорные системы, компьютерные системы, комплексы и сети и т. п.

Основной целью описанного в работе проекта является разработка плоттера с числовым программным управлением (далее — ЧПУ плоттер), предназначенного для рисования печатных плат, минуя лазерно-утюжную технологию и внедрение прибора, как лабораторного средства по изучению дисциплин «Техническое обслуживание и ремонт средств вычислительной техники», «Схемотехника», «Программирование» специальности «Компьютерные системы и комплексы». В настоящем устройстве должны быть соблюдены требования безопасности по эксплуатации прибора студентами. Разрабатываемый ЧПУ плоттер должен полностью удовлетворять потребностям проведения лабораторно-исследовательских и ремонтных работ.

Также предусмотрено использование ЧПУ плоттера в реальных промышленных условиях, так как заявленные эксплуатационные характеристики и стоимость изделия предпочтительнее импортных аналогов.

Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:

1)проанализировать литературу и электронные источники по проектированию, разработке, сборке, тестированию ЧПУ плоттера;

2)проанализировать зарубежные и российские аналоги, изготавливаемого ЧПУ плоттера для определения их достоинств и недостатков в качестве использования для учебной дисциплины «Техническое обслуживание и ремонт средств вычислительной техники»;

3)подобрать радиотехническую элементную базу;

4)провести конструкторско-технологическую разработку и сборку прибора;

5)произвести экономический расчет себестоимости прибора;

6)апробировать разработанный продукт в образовательном процессе;

7)проанализировать созданный технический прибор на основе апробации.

Инновационность разработанного прибора заключается в следующем: автоматизируем технологический процесс изготовления печатной платы, исключая этап лазерно-утюжной технологии, выполняемый вручную, что в результате позволяет избежать ошибок, связанных с человеческим фактором; улучшен способ управления прибором при помощи системы Bluetooth, что отвечает правилам техники безопасности.

Область применения ЧПУ плоттера определяется следующим списком: проведение лабораторно-исследовательских работ в процессе обучения; производство и ремонт радиоэлектронной аппаратуры; печать схем; изготовленный образец может быть перепрофилирован для технологий лазерной гравировки, фрезерного настольного мини станка.

Таблица 1

Технические характеристики прибора

Параметр

Значение

Входное напряжение

220 В

Выходное напряжение

12 В

Выходной ток

4 А

Масштаб

210×297 мм

Вес

0,6 кг

Полностью собранный прибор ЧПУ плоттер

Рис. 1. Полностью собранный прибор ЧПУ плоттер

Реализовать данные требования позволяет устройство, выполненное по предлагаемой схеме, представленной ниже. В схеме отображены основные части, а также последовательность сборочных этапов опытного образца: подборка подходящей схемы; выбор (разработка) деталей в AutoCad; печать деталей на 3D-принтере; сборка устройства; программирование Arduino UNO; программирование Bluetooth; тестирование устройства.

Литература:

  1. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino, 2012. — 238 с.
  2. Ревич Ю. Занимательная электроника, 2015. — 672 с.
  3. Петин В. Проекты с использованием контроллера Arduino, 2-е издание, 2015. — 464 с.
Основные термины (генерируются автоматически): плоттер, система, образовательный процесс, комплекс, ремонт средств, UNO, печатная плата, лазерно-утюжная технология, вычислительная техника, Техническое обслуживание.


Ключевые слова

промышленность, автоматизация, ЧПУ плоттер, печатная плата

Похожие статьи

Рекомендации для конструирования печатных плат

На современном этапе развития науки и техники очевидно, что одним из основных инструментов в любой области проектирования РЭА является контроль, лежащий в основе построения всех процессов разработки объектов и систем.

Внедрение в образовательный процесс дистанционных...

Современные информационные технологии активно внедряются в учебно-образовательный процесс. Учебные заведения оснащаются разнообразным сетевым оборудованием и компьютерной техникой, позволяющих их интегрироваться во всемирную сеть Интернет.

Использование информационных технологий в процессе обучения

Сосредоточение современных технических средств обучения способствует модернизации

Применениеинформационных технологий для организации учебного процесса в колледже

Внедрение в образовательный процесс дистанционных технологий с использованием...

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Под системой следует понимать комплекс взаимосвязанных компонентов (элементов и устройств), имеющих единое управление.

Целью работы являлось создание модели системы освещения на базе открытых аппаратных платформ и свободных программных средств.

Программные средства теплофизического проектирования...

Проведён анализ существующих средств теплофизического проектирования печатных плат электронной аппаратуры. Выявлены их основные недостатки, составлена сравнительная таблица свойств исследованных программных продуктов.

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Применение вычислительной техники и специальных дополнительных устройств позволяет осуществлять автоматизацию на различных уровнях проектирования. В легкой промышленности для обработки информации наиболее предпочтительны малые ЭВМ.

Создание и реализация системы «Умный дом» на базе...

Наша система «Умный дом» управляет следующими процессами

Arduino Uno один из самых распространённых микроконтроллеров.

Ethernet Shield — это плата расширения, позволяющая Arduino работать в локальных вычислительных сетях для приёма и передачи данных, а также...

Параметры технологического процесса и надежность встроенных...

В данной работе исследована надежность встроенных в основу печатной платы пассивных компонентов. Была разработана и представлена технология их создания. Показано, что выбор технологических параметров сильно влияет на качество встроенных компонентов, и...

Технология и методические аспекты создания электронных...

Целью настоящего статью является обмен опытом по созданию электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК), предназначенных для самостоятельного изучения учениками дистанционного обучения.

Похожие статьи

Рекомендации для конструирования печатных плат

На современном этапе развития науки и техники очевидно, что одним из основных инструментов в любой области проектирования РЭА является контроль, лежащий в основе построения всех процессов разработки объектов и систем.

Внедрение в образовательный процесс дистанционных...

Современные информационные технологии активно внедряются в учебно-образовательный процесс. Учебные заведения оснащаются разнообразным сетевым оборудованием и компьютерной техникой, позволяющих их интегрироваться во всемирную сеть Интернет.

Использование информационных технологий в процессе обучения

Сосредоточение современных технических средств обучения способствует модернизации

Применениеинформационных технологий для организации учебного процесса в колледже

Внедрение в образовательный процесс дистанционных технологий с использованием...

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Под системой следует понимать комплекс взаимосвязанных компонентов (элементов и устройств), имеющих единое управление.

Целью работы являлось создание модели системы освещения на базе открытых аппаратных платформ и свободных программных средств.

Программные средства теплофизического проектирования...

Проведён анализ существующих средств теплофизического проектирования печатных плат электронной аппаратуры. Выявлены их основные недостатки, составлена сравнительная таблица свойств исследованных программных продуктов.

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Применение вычислительной техники и специальных дополнительных устройств позволяет осуществлять автоматизацию на различных уровнях проектирования. В легкой промышленности для обработки информации наиболее предпочтительны малые ЭВМ.

Создание и реализация системы «Умный дом» на базе...

Наша система «Умный дом» управляет следующими процессами

Arduino Uno один из самых распространённых микроконтроллеров.

Ethernet Shield — это плата расширения, позволяющая Arduino работать в локальных вычислительных сетях для приёма и передачи данных, а также...

Параметры технологического процесса и надежность встроенных...

В данной работе исследована надежность встроенных в основу печатной платы пассивных компонентов. Была разработана и представлена технология их создания. Показано, что выбор технологических параметров сильно влияет на качество встроенных компонентов, и...

Технология и методические аспекты создания электронных...

Целью настоящего статью является обмен опытом по созданию электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК), предназначенных для самостоятельного изучения учениками дистанционного обучения.

Задать вопрос