Организация и планирование машиностроительного производства

ниях к ее точности. При таких скоростях вполне допустимо непрерывное движение конвейера. Если требуется скорость больше 2,5 м/мин, может быть использован конвейер пульсирующего типа.

Для выполнения операций на непрерывно движущемся конвейере ка­ ждой из операций отводится зона (площадка), границы которой отмечают условными знаками на полу или на неподвижной части конвейера. Длина этой зоны

1ж 1о ■ I г ~ loCi.

Когда фактическая продолжительность операций колеблется в ощу­ тимых пределах около среднего своего значения, то при определении длины зоны таких операций предусматривают резервную (добавочную) зону lpes, длина которой

lpoi 1о ■A i,

где Ai — число резервных делений, которое нужно добавить к нормаль­ ной длине зоны i-й операции; Ai должно быть целым числом:

Ai (tjmax tj) / Г ,

где tjmax — максимальная длительность выполнения i-й операции. При укрупненных расчетах

Общая длина зоны i-й операции lo&ui может быть определена по фор­ муле

lo6iui —hi ipeai lo(Cj + Ai) •

Длина рабочей части конвейера

m m

1рр*б = X X i+2 w

i=I i=l

где ш1— число операций, имеющих резервную зону или

u . = |.£ы< c‘ +4i>-

Производственный цикл одного объекта производства

Т. 4 ^ , + £ c ~ . V l U / V, - , $ № * , НС_., + д о -

у i=l i=l J 1=1 *=1

= 1р.раб/V k .

Стационарные непрерывно-поточные линии применяются при произ­ водстве крупногабаритных конструкций большой массы, изготовление которых связано с выполнением сложных сборочно-монтажных опера­ ций. Их транспортировка технически затруднена и экономически нецеле­ сообразна. В данном случае изделия в течение всего процесса изготовле­ ния остаются на одних и тех же стендах (манипуляторах и других устрой­ ствах), число которых в наиболее простом случае равно числу операций. ПриЪ = г группы рабочих или бригады переходят от одного стенда к дру­ гому через один такт. Закончив первую операцию на первом стенде, группа переходит для выполнения этой же операции на втором стенде, а к первому стенду подходит вторая группа и т.д. В ряде случаев синхронизация линии может быть проведена варьированием количества рабочих в группе:

где Рп — количество рабочих в группах (бригадах). При этом

Г^обр + tnep. ,

где to6p , tnep. — соответственно время на обработку (сборку) и переход группы от одного стенда к другому.

Поддержание заданного такта достигается с помощью цифровой (таб­ ло), световой или звуковой сигнализации, т.е. стационарные поточные линии — это линии со свободным ритмом. Для исправления дефектов на линии предусматривается 1—2 дополнительных стенда.

Прямоточные (прерывно-поточные) линии чаще всего применяются при механической обработке деталей (заготовок), когда имеет место не­ догрузка оборудования из-за несинхронности процесса. Поэтому прямо­ точные линии экономически оправдывают себя, если: а) достигнута син­ хронизация части операций, включенных в технологическую цепочку ли­ нии; б) возможна комбинированная загрузка рабочих, работающих на не­ догруженном оборудовании, путем закрепления за ними двух-трех операций (рис. 2.15, а).

Для прямоточных линий устанавливается наиболее целесообразный для данных условий производства период обслуживания (период ком­ плектования выработки Rk(рис. 2.15,6) закрепленных за операторами-со- вместителями рабочих мест. Rk зависит от уровня ритмичности, размера

«)

Рис. 2.15. Последовательность расчетов основных показателей н графиков, отражающих работу прямоточных линий:

а — расчет количества рабочих мест с учетом совмещения операций; 6 — график-регламент работы поточной линии; в — эпюры межоперационных заделов

мерной тары, грузоподъемности транспортных средств и других факто­ ров.

В связи с отсутствием синхронности процесса на прямоточной линии возникают (из-за разной производительности на смежных рабочих мес­ тах) межоперационные оборотные заделы. Изменение межоперационно­ го оборотного задела (z,„.o.ij) определяется по формуле

An.o.ij—T„Cj / tj —T„Cj / tj,

где T„ — период времени одновременного выполнения двух смежных операций, в течение которого производительность на каждой из них по­ стоянна (количество рабочих мест не меняется); С; и Cj— количество ра­ бочих мест на смежных i-x и j-x операциях в течение Т„.

По рассчитанным Zn,.0.ij строится эпюра заделов (рис. 2.15, в). Макси­ мальная величина задела предопределяет размеры площади мест их скла­ дирования.

Схема планировки прямоточных линий должна предусматривать тер­ риториальное сближение рабочих мест, обслуживаемых операторами-со- вместителями. Наиболее приемлемые транспортные средства для-прямо- точных линий — рольганги, наклонные плоскости, тельферы, электрока­ ры и т. п.

Многономенклатурные поточные линии применяются в-цехах, изго­ товляющих различные изделия (заготовки, детали, узлы) узкой или ши­ рокой номенклатуры. Полная загрузка поточных линий в таких условиях производства достигается путем закрепления за ними нескольких техно­ логически сходных наименований объектов и выполнения на каждом ра­ бочем месте нескольких операций. Переход от изготовления одного объ­ екта к другому может осуществляться без переналадки оборудова­ ния — неперенапаживаемые групповые линии (групповой поток), с пере­ наладкой части или всех рабочих мест линии и с изменением режима ее работы — переналаживаемые переменно-поточные линии.

Если закрепленные за линиями объекты производства имеют одина­ ковые затраты времени на операции, тогда расчет может быть произведен по формуле

r = V ZИ N i»

где Fa — действительный фонд времени работы линии в планируемом пе­ риоде; Н — объем выпуска по i-му объекту на планируемый период; m — номенклатура закрепленных за линией объектов.

Если закрепленные за линией однотипные объекты с одинаковым технологическим маршрутом имеют существенные различия в затратах времени на операции, тогда работу таких линий целесообразно организо­ вать с переменными или частными тактами (га, г6, ..., rm). Переналадка ли­ ний на иной частный такт обычно производится на основе стандартного

Отсюда рациональное значение размера партии запуска в штуках на линии может быть определено по формуле

О = (1 ~ ^п.н) tn.cp I кп.нГ

2.3.3. Организация автоматизированного производства

Поточное производство в своем развитии идет по пути авто­ матизации: внедрение автоматических систем машин на всех стадиях технологического процесса. На первом этапе автоматизации были созда­ ны автоматические линии и жесткие заводы-автоматы. Для второго этапа характерно появление электронно-программного управления: были соз­ даны станки с ЧПУ, линии, содержащие оборудование с программным управлением. Третий этап развития автоматизации в машинострое­ нии — применение микропроцессорной техники, промышленных робо­ тов, робототехнических комплексов (РТК), гибких производственных структур (ГАП). Более высокий уровень автоматизации характеризуется созданием автоматических заводов будущего, оснащенных оборудовани­ ем с искусственным интеллектом.

Организационно-технологические особенности автоматических линий

Автоматическая линия представляет собой совокупность автоматических станков (машин), установленных в порядке следования операций технологического процесса. Загрузка, разгрузка и межопераци­ онное перемещение заготовок и деталей от станка к станку осуществля­ ются автоматической транспортной системой, имеющей накопитель пер­ вичной загрузки (рис. 2.16).

Участок автоматической линии — это часть АЛ, которая может действовать самостоятельно.

Автоматизированная (полуавтоматическая) линия — линия, в которой транспортно-загрузочные операции автоматизированы час­ тично.

Автоматические линии могут быть операционными (для определен­ ного вида обработки) или комплексными.

Комплекс автоматических линий — это совокупность взаимосвя­ занных линий для непрерывного выполнения операций всех стадий про­ цесса изготовления изделий, начиная от получения исходных заготовок и кончая контролем (испытанием) их в готовом виде. На рис. 2.16, б приве­ дена структурная схема комплекса линий по обработке колец и сборке

6)

Рис. 2.16. Схема компоновок автоматических линий:

1 — накопитель первичной загрузки; 2 — станки; 3 — транспортер; 4 — заготовки, полуфабрикат, изделие; 5 — накопитель; б — приспособле­ ние-спутник; I, II, I I I — номера участков

шариковых подшипников; на отдельных линиях выполняются опреде­ ленные виды обработки (точение, шлифование и т.д.).

Автоматический цех — производственная единица, в которой со­ средоточены технологические потоки, состоящие из автоматических ли­ ний.

Автоматический завод — производственная единица, в которой со­ средоточены один или несколько взаимосвязанных автоматических це­ хов.

Автоматические линии классифицируются по основным признакам, влияющим на организацию их эксплуатации. Они подразделяются на синхронные (жесткие) и несинхронные (гибкие), спутниковые и бесспутниковые, сквозные и несквозные, ветвящиеся и неветвящиеся.

Синхронная (жесткая) автоматическая линия (рис. 2.16, в), в кото­ рой изделия загружаются, обрабатываются, разгружаются и передаются от станка к станку одновременно или через кратные промежутки време­ ни. Эти линии не имеют межоперационных активных заделов, поэтому в случае выхода из строя одногсРиз станков, все другие выключаются, й ли­ ния простаивает.

Несинхронная (гибкая) автоматическая линия (рис. 2.16, а) — это линия, в которой изделия обрабатываются и передаются от станка к стан­ ку не одновременно, а через межоперационные накопители. В этих лини­ ях имеются межоперационные активные заделы. В случае выхода из строя любого станка все другие продолжают работу до полного использо­ вания межоперационных заделов или отсутствия мест для их хранения. Активные заделы могут храниться в транспортерах или накопителях.

Спутниковая автоматическая линия — это линия, в которой заго­ товки базируются, обрабатываются и транспортируются на приспособле­ ниях, называемых спутниками. Схема установки заготовки на приспособ­ ление-спутник показана на рис. 2.16, г. В транспортную систему таких линий кроме межоперационного транспорта могут входить транспортеры для возврата спутников с конца в начало линии.

Важным показателем конструкции транспортной системы и оборудо­ вания является способ транспортирования, который может быть сквоз­ ным (через зону обработки) или несквозным.

Сложность АЛ характеризуется организацией транспортного потока, который может быть ветвящимся или неветвящимся. В автоматической линии с ветвящимся потоком обрабатываемых заготовок поток делится хотя бы на одной операции на несколько, и обработка производится на параллельно работающих станках. Примером такой линии является ли­ ния финишной обработки внутренних колец подшипников (рис. 2.16, б). В этих линиях применяются делители потока, транспортеры-распредели­ тели и другие устройства. В неветвящихся автоматических линиях поток

Признаки

Степень совмещения обработки с транс­ портированием

Состав оборудования

Число потоков

Зависимость потоков

Число типов одновре­ менно обрабатывае­ мых деталей

Степень переналадки

Компоновка оборудо­ вания

Расположение обору­ дования относительно транспортного потока

Рис. 2.17. Варианты автоматических линий в зависимости от конструктивно-компоновочных признаков

обрабатываемых изделий не делится, обработка на каждой операции про­ изводится на одном станке. Примером такой линии является линия шли­ фовальной обработки наружных колец подшипников (рис. 2.16, б).

П о х а р а к т е р у в ы п о л н я е м ы х о п е р а ц и й — техно­ логическому назначению — линии подразделяют на комплексные, меха­ нообрабатывающие, механосборочные, сборочные, заготовительные, штамповочные, сварочные и т.д. На комплексной АЛ производственный процесс обеспечивает выпуск готовой продукции обычно в упакованном виде. Для такой АЛ характерна определенная совокупность технологиче­ ских операций, обеспечивающих изготовление, например, валов, клапа­ нов, шестерен и т.д. (детальная специализация). Для автоматических ли­ ний, предназначаемых только для одной группы операций, например штамповки, литья, резания, сварки и т.д., характерна технологическая специализация.

щим большое влияние на организацию их эксплуатации, приведена на рис. 2.17.

П о с т е п е н и с о в м е щ е н и я о б р а б о т к и с транспорти­ рованием линии подразделяют на стационарные, роторные и цепные, а

п о т и п у п р и м е н я е м о г о о б о р у д о в а н и я — на линии из агрегатных, специализированных или специальных станков. По количест­ ву потоков различают одно- и многопоточные линии. Транспортные по­ токи на линиях могут быть зависимыми или независимыми.

П о ч и с л у т и п о в о д н о в р е м е н н о о б р а б а т ы в а е ­ м ы х д е т а л е й линии подразделяют на однопредметные (одноно­ менклатурные) и многопредметные (многономенклатурные)^ На одно­ предметной автоматической линии одновременно обрабатываются дета­ ли одного наименования по одной или несколько штук (в многоместных приспособлениях). Намногопредметной автоматической линии одновре­ менно обрабатываются детали нескольких наименований и различных типоразмеров одного наименования.

Важным показателем АЛ является возможность их переналадки. Предпосылкой для переналадки АЛ является прежде всего закрепление за ней конструктивно и технологически сходных деталей.

П о к о м п о н о в к е о б о р у д о в а н и я АЛ подразделяются назамкнутые иразомкнутые. Рабочие позиции располагают линейно, по окружности, по прямоугольнику, зигзагообразно, зетобразно и т.д. Распо­ ложение оборудования относительно транспортного потока может быть поперечное, продольное или угловое.

Различают три варианта автоматических линий со штучным выпус­ ком изделий (рис. 2.18):

Рис. 2.18. Принципиальная схема автоматических линий со сквозным трянспортнрованием объектов (а), с гибкой связью отдельных звеньев и участков (б), системой гибко связанных отрезков цепи (в)

ЗУ— загрузочное устройство (бункер); А' — автомат блокированного участка; А— свободный автомат, -> транспортер