2.2. Содержание раздела расчетно-пояснительной записки дипломного проекта “Расчет автома­тического участка (цеха)"

В разделе приводится описание и обоснование основных этапов проектирования автоматизированного механического или сборочного участка, механосборочного цеха указанных в задании на дипломный проект.

В расчетно-пояснительной записке должны быть достаточно подробно рассмотрены следующие вопросы:

1) выбор и обоснование компоновки автоматизированного участка;

2)определение состава и потребного количества станков и сбо­рочного оборудования на участке;

3)выбор и обоснование компоновки автоматизированного склада;

4)определение состава и потребного количества оборудования для накопления и транспортирования деталей (расчет транспортно-накопительной системы);

5)организация контроля точности обработки деталей;

6)расчет потребного количества основных производственных ра­бочих с учетом многостаночного обслуживания;

7)расчет потребного количества вспомогательных рабочих, ИТР.ОКП, МОП;

8)уборка и переработка стружки;

8) организация управления автоматизированным участком;

10) расчет экономической эффективности от внедрения автоматизи­рованных участков.

3. Рекомендации по выполнению части дипломного проекта "Расчет автоматических участков и цехов".

В рекомендациях освещаются основные вопросы проектирования автоматических участков и цехов в соответствии с перечнем, при­веденным для раздела расчетно-пояснительной записки (см. раздел 2.2). Представленные материалы не являются исчерпывающими, они могут быть дополнены сведениями из литературы, список который приведен в разделе 4.

3.1. Основные сведения о гибких производственных системах (гнс)

Под гибкой производственной системой в широком смысле пони­мается совокупность процессов и технических средств, необходи­мых для изготовления группы различных изделий в заданные сроки и в заданном количестве с минимальными переналадками или без переналадок. Это, как правило, комплекс обрабатывающего обору­дования, связанного транспортной системой и системой управле­ния на базе ЭВМ.

Степень гибкости систем характеризуется количеством наиме­нований деталей, обработка которых возможна на данном комплексе /71, и способностью обработки данного набора деталей в лю­бой последовательности, т.е. в условиях быстрой смены деталей(K_n)

где р - размер партии обрабатываемых деталей.

При K_m =1; K_n=1 достигается полная гибкость системы.

При K_m =0; K_n=0 имеется абсолютно жесткая система (непереналаживаемая автоматическая линия).

Увеличение гибкости системы приводит к возрастанию её слож­ности. Основной областью применения гибких автоматизированных систем является серийное и мелкосерийное многономенклатурное производство.

Основными структурными и организационно-структурными компо­нентами гибких автоматизированных производств являются модули, ячейки, линии, участки, цехи.

В соответствии с ГОСТ 262 26-84 гибким производственным моду­лем (ГПМ) называют ГПС, состоящую из единицы технологического оборудования, оснащенную автоматизированным устройством програм­много управления (ПУ) и средствами автоматизации технологическо­го процесса, автономно функционирующую и имеющую возможность встраиваться в систему более высокого уровня. Модуль может вклю­чать станок с ЧПУ или обрабатывающий центр, контрольно-измери­тельную систему, погрузочно-разгрузочную и транспортно-накопительную системы с локальным управлением технологической единицы оборудования. Структурные компоненты производственного модуля изображены на рис.6а.

Частным случаем ГПМ является гибкая производственная ячейка (ГПЯ) – комбинация из элементарных модулей с едиными системами измерений, инструментообеспечения, транспортно-накопительной и погрузочно-разгрузочной системами, с групповым управлением. ГПЯ, как и ГПМ, может встраиваться в систему более высокого уров­ня. Структурные компоненты ГПЯ изображены на рис.66.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) - ГПС, состоящая из нескольких ГПМ или (и) ГПЯ, объединенных единой транспортно-­складской системой и системой АСУ ТП. Оборудование ГАЛ размещено в принятой последовательности технологически операций. Структурные компоненты ГАЛ изображены на рис.6в.

В отличие от ГАЛ на гибком автоматизированном участке (ГАЛ предусмотрена возможность изменения последовательности исполь­зования технологического оборудования. Как ГАЛ, так и ГАУ могут содержать отдельно Функционирующие единицы технологического оборудования. Структурные компоненты ГАУ изображены на рис.6г.

Каждый структурный компонент гибких систем технически пред­ставляет собой законченное целое и имеет свою лекальную систему управления, что позволяет ему эффективно функционировать как- индивидуально, так и в составе гибкого производства и, прежде всего, в составе гибкого автоматизированного цеха (ГАЦ) - ГПС, состоящей из ГПМ, ГПЯ, ГАЛ и ГАУ, объединенных единой автомати­зированной системой управления (АСУ) и предназначенной для изго­товления изделий заданной номенклатуры. 3 состав ГАЦ могут вхо­дить отдельно функционирующие неавтоматизированные участки.

3.2. Специализация участков на базе станков с ЧПУ.

Под формой специализации производственного подразделения машиностроительного предприятия понимают процесс разделения труда, в основе которого лежит обособление изготовления предметов труда (деталей, узлов, изделий), или выполнения отдельных видов работ. Различают 3 основные формы внутризаводской специализации: предметную, технологическую и смешанную (предметно-технологическую).

За основной принцип формирования участков на базе станков с ЧПУ принята конструктивно-технологическая однородность дета­лей. которая является наиболее правильным принципом их совме­щения. При этом необходимо учитывать некоторые особенности:

1. норма обслуживания станков одним рабочим-оператором

(2)

Где Тм.с. – машино-свободное время рабочего (время работы станка по программе);

Тз – время занятости рабочего;

Kq – коэффициент занятости рабочего; Кq = 0.7-0.9

Как правило n = 2-3. При наладочных работах норма обслуживания на 1 наладчике n = 7-10 в зависимости от типа модели оборудования;

2. потребное количество оборудования с ЧПУ должно быть сопоставлено с его нормами обслуживания. Потребное количество оборудования (станков) для данного вида обработки рассчитывают по формуле:

(3)

Где t_j – суммарная трудоемкость изготовления деталей по данному виду работ на станках с ЧПУ, час;

N – годовая программа выпуска деталей;

Ф_об. – годовой фонд работы оборудования; Ф_об. = 3725 час. (для 2х сменной работы);

К_з – коэффициент загрузки оборудования; Кз = 0,85.

При определении вида и формы специализации подразделений для обработки заданной совокупности деталей используют следующие показатели:

1. количество и удельный вес операций, выполнение которых возможно и целесообразно на оборудовании с ЧПУ

(4)

Где К_оп.1i – суммарное количество операций, выполняемых на станке с ЧПУ по технологическим процессам (i = 1..n) изготовления всей совокупности деталей;

К_оп.об.i – суммарное количество операций изготовления всей совокупности деталей;

2. удельный вес трудоемкости операций, выполняемых на станках с ЧПУ к общей трудоемкости изготовления всей совокупности деталей:

(5)

Где Т_ЧПУ – суммарная трудоемкость изготовления всей совокупности деталей на станках с ЧПУ, час;

То – общая трудоемкость изготовления всей совокупности деталей, час;

3. удельный вес трудоемкости операций на станках с ЧПУ по видам работ к общей трудоемкости данного вида работ изготовления все деталей

(6)

Где Т_ЧПУ – суммарная трудоемкость операций j-того вида работ для обработки всей совокупности деталей на станках, час;

Т_j - общая трудоемкость операций j-того вида работ для обработки всей совокупности деталей, час;

4. количество и удельный вес работ на оборудовании с ручным управлением с учетом:

а) изготовления номенклатуры деталей в своем подразделении (цехе, участке)

(7)

Где К₂ – суммарное количество операций, выполненных на оборудовании с ручным управлением, по технологическим процессам ( i =1..n) изготовления всей совокупности деталей;

б) изготовления номенклатуры деталей в других подразделениях по кооперации:

(8)

Где К₃ – суммарное количество операций, выполняемых в других подразделениях, по технологическим процессам (i = 1..n) изготовления всей совокупности деталей.

1. При минимальных значениях К_ОП.1, невысоком К_ОП.ЧПУ и небольшой трудоемкости операций использование оборудования с ЧПУ нецелесообразно. Возможна организация подразделения для выполнения данного вида работ на станках с ЧПУ для совокупности деталей других подразделений (участков цеха).

2. При малом К_ОП., но большой трудоемкости данного вида работ по изготовлению совокупности деталей на станках с ЧПУ организуется подразделение (участок, цех) на базе станков с ЧПУ данного вида работ с технологической формой специализации для обработки рассматриваемой совокупности деталей.

3. При большом К_ОП.1, но малой трудоемкости изготовлении деталей на оборудовании с ЧПУ производится встраивание оборудования с ЧПУ в производственный процесс с учетом норм обслуживания станков с ЧПУ.

4. При большом К_ОП.1 и К_ТР.ЧПУ проводится расчет К_ОП.ЧПУ. При большом К_ОП.ЧПУ для данного вида работ при (j) с учетом норм обслуживания возможна организация производственного подразделения на базе станков с ЧПУ j-того вида работ для обработки рассматриваемой совокупности деталей.

5. По остальным видам работ при К_ТР.ЧПУ → min организуют предметно-замкнутое подразделение (зона, участок, цех) с учетом норм обслуживания станков с ЧПУ и степени замкнутости подразделения. При этом коэффициент замкнутости К_З.О. = 0,8 – 0,9.

6. Количество зон станков с ЧПУ, их расположение зависят от конструктивно-технологических особенностей обрабатываемых деталей. Схема определена рациональной специализации подразделений на базе станков с ЧПУ приведена в табл. 1.

Табл. 1

Определение рациональной специализации подразделений на базе станков с ЧПУ

Коэффициенты					Количество видов обработки		Возможные варианты организации подразделений с различными формами специализации с учетом норм обслуживания
Основные			Вспомогательные
№ пп	Наименование	Значение	Наименование	Значение
1	Удельный вес операций, выполнение которых возможно и целесообразно на станках с ЧПУ	КОП.ЧПУ→min				Один вид		Возможна организация участка станков с ЧПУ для данного вида работ для совокупности деталей различных подразделений
2	Удельный вес трудоемкости операций, выполняемых на станках с ЧПУ	КТР.ЧПУ→min
1	Удельный вес операций, выполнение которых возможно и целесообразно на станках с ЧПУ	КОП.ЧПУ→min				Один вид		Организация подразделения на базе станков с ЧПУ для данного вида работ для совокупности деталей одного подразделения
2	Удельный вес трудоемкости операций, выполняемых на станках с ЧПУ	КТР.ЧПУ→max
1	Удельный вес операций, выполнение которых возможно и целесообразно на станках с ЧПУ	КОП.ЧПУ→max				Несколько видов		Встраивание оборудования с ЧПУ в производственный процесс изготовления совокупности деталей – организация зон станков с ЧПУ
2	Удельный вес трудоемкости операций, выполняемых на станках с ЧПУ	КТР.ЧПУ→min
1	Удельный вес операций, выполнение которых возможно и целесообразно на станках с ЧПУ	КОП.ЧПУ→max	Удельный вес трудоемкости на станках с ЧПУ по видам работ	КОП.ЧПУ→max		Несколько видов		Организация подразделения на базе станков с ЧПУ j-того вида для изготовления совокупности деталей
2	Удельный вес трудоемкости операций, выполняемых на станках с ЧПУ	КТР.ЧПУ→max	Удельный вес трудоемкости на станках с ЧПУ по видам работ	КОП.ЧПУ→min		Несколько видов		Организация предметно-замкнутого подразделения на базе станков с ЧПУ для изготовления совокупности деталей
			Коэффициент замкнутости участков	КЗ.О. = 0,8 – 0,9