
Курсовая 5 / На печать А4
.pdf
Продолжение таблицы 4.3
1 |
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
45 |
Автомат установки |
0,99 |
1,04 |
1 |
1 |
Полуавтомат |
|
0,99 |
1,04 |
2 |
0,52 |
||
|
PlaceALL600 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
ПВ-2 |
|
|
1,68 |
0,77 |
1 |
0,89 |
ПВ-2 |
|
1,68 |
1,77 |
2 |
0,89 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
Установка |
влагоза- |
0,90 |
0,95 |
1 |
0,95 |
Установка |
влагоза- |
0,90 |
0,95 |
1 |
0,95 |
|
|
щиты SB2900 |
|
щиты SB2900 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
70 |
Автоматизированный |
0,23 |
0,24 |
1 |
0,24 |
Автоматизированный |
2,28 |
2,40 |
3 |
0,80 |
|||
|
стенд Viscom X8050 |
стенд |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Среднее |
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициента |
за- |
|
|
|
0,62 |
|
|
|
|
|
0, 81 |
|
|
грузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для наглядного представления о средней загрузке оборудования на ли- |
||||||||||
нии и каждой единицы оборудования строим графики. Загрузка оборудования |
||||||||||
для первого варианта ТП показана на рисунке 4.1, для второго ТП – на рисунке |
||||||||||
4.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кз ср = 72% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
40 |
45 |
50 |
65 |
70 |
№ операции |
Рисунок 4.1 – График загруженности оборудования для первого варианта |
31

% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кз ср = 81% |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
40 |
45 |
50 |
65 |
70 |
№ операции |
Рисунок 4.2 – График загруженности оборудования для второго варианта
Выбор оптимального варианта технологического процесса необходимо обосновать производительностью труда. Производительность – количество деталей в штуках, которое изготовлено за единицу времени. Для этого проводится техническое нормирование операций технологического процесса.
Полное время, затрачиваемое на выполнение данной операции, называется штучно-калькуляционным временем:
Тшт к Тшт |
Тпз |
|
, |
(4.11) |
|
N |
|||||
|
|
|
|||
где ТПЗ – подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на |
|||||
ознакомление с чертежами, получение |
инструмента, |
подготовку и |
наладку оборудования и выдается на всю программу выпуска.
ТШТ ТОСН ТВСП ТОБСЛ ТПЕР , |
(4.12) |
где ТОСН – основное время (время работы оборудования); ТВСП – вспомогательное время (время на установку и снятие детали);
– время обслуживания (время обслуживания и замены инструмента); ТПЕР – время перерывов (время на регламентированные перерывы в работе).
32
Для сборочно-монтажного производства объединяют ТОСН и ТВСП и получают оперативное время ТОП, а ТОБСЛ + ТПЕР составляют дополнительное время и задают его в процентах от ТОП в качестве коэффициентов. Тогда:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
2 |
|
К |
3 |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
Т |
|
К |
|
|
|
|
|
|
1 |
, |
|
|||
|
|
|
шт |
оп |
1 |
|
|
|
|
|
(4.13) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
||||||||
где К1 |
– коэффициент, зависящий от группы сложности аппаратуры и типа |
|||||||||||||||||||
производства; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К2 |
– коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное |
|||||||||||||||||||
время и время обслуживания; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
К3 – коэффициент, учитывающий долю времени на перерывы в работе. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,4 5 |
|
|
|
|
|
||||||
|
Т |
шт1 |
23,3 1,05 |
|
|
|
|
|
1 23,24 мин., |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,4 5 |
|
|
|
мин. |
|
|||||
|
|
Т |
шт2 |
9,8 1,05 |
|
|
|
|
1 |
9,75 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
Составляется два уравнения для вычисления суммарного штучнокалькуляционного времени:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
m |
|
|
|
|
Т |
пзi |
|
|
||
|
Т |
шт к |
|
|
Т |
|
|
i 1 |
|
, |
|
(4.14) |
||
штi |
N |
|
|
|||||||||||
i 1 |
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
n |
|
|
|
|
Тпзj |
|
|
|||
|
|
|
Т |
|
j 1 |
|
|
|
, |
(4.15) |
||||
Т |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j 1 шт к |
|
j 1 штj |
|
|
N |
|
|
|
|
|
где m и n – число операций по одному и второму варианту соответственно.
Подготовительно-заключительное время Т пз определяется по формуле:
|
Тпз Тпз см Д S |
(4.16) |
||||
где Тпз см – подготовительно-заключительное сменное время. |
||||||
m |
|
23,24 |
220 |
23,24 |
мин. |
|
Т |
|
|||||
шт к1 |
|
|||||
50000 |
||||||
i 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
33 |
n |
|
|
|
|
|
9,75 |
272,5 |
9,75 |
|
|
|||
Т |
|
|
|
|
мин. |
||||||||
шт к2 |
50000 |
||||||||||||
j 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рассчитывается критический размер партии: |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
m |
|
n |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
TПЗ.i |
ТПЗ.i (годовое) |
||||||||
N |
|
|
i 1 |
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|||
|
КР |
|
|
|
n |
|
m |
(4.17) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Tщт.i |
Tщт.i |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
i 1 |
i 1 |
|
|
||||
N |
|
|
(272,5 220) 2 254 |
1977 шт. |
|||||||||
КР |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
23,24 |
9,75 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
При данном размере критической партии оба варианта маршрутной технологии оказываются одинаково производительными. Т.к. программа выпуска изделия (N=50000 шт.) превосходит размер критической партии, то целесообразным и дающим значительный выигрыш по производительности будет выбор второго варианта маршрутной технологии (табл. 4.1), который отличается большим уровнем автоматизации, меньшей суммой штучного времени и большей величиной подготовительно-заключительного времени по сравнению со вторым вариантом.
Описание оборудования с основными техническими характеристиками для выбранного варианта технологического процесса приведено ниже.
Выбор технологического оборудования согласно ГОСТ 14.304-73 ЕСТПП проводится путем анализа затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделия.
Выбор оборудования проводят также по главному параметру, являющемуся наиболее показательным для выбираемого оборудования, т.е. в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. В качестве главного параметра часто берут производительность технологического оборудования.
Для данного маршрута изготовления изделия используется оборудование, описание которого приводится в разделе 1. Последовательность выполняемых операций указана в таблице 4.2 раздела 4. В соответствии с данным перечнем и порядком операций была разработана схема сборки модуля интернет-радиоприёмника. Она приведена в приложении.
34
35
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА СБОРКИ И МОНТАЖА
Высшей формой организации сборочного процесса являются автоматические и автоматизированные линии. Применение их в массовом производстве обеспечивает значительный экономический эффект. Однако поскольку производство РЭА в основном мелкосерийное и среднесерийное широкой номенклатуры, то наибольший эффект дает использование линий и участков гибкого переналаживаемого производства (ГАП), что позволяет быстро перестроить оборудование при изменениях номенклатуры выпуска, повысить качество изделий и обеспечить ритмичность выполнения заданной программы. Однако конструктивно-технологические требования к печатным платам, на которых осуществляется автоматизированная сборка РЭА и ИМС, ужесточаются по сравнению с ручной сборкой.[5]
Для организации линии автоматизированной сборки необходимо решить следующие проблемы:
обеспечить конструктивно-технологические требования к печатным платам под автоматизированную сборку;
выбрать элементы, подлежащие автоматической установке на платы,
иварианты их закрепления;
выбрать автоматизированное или автоматическое технологическое оборудование для сборки и монтажа элементов на платах и скомпоновать технологическую линию;
выбрать транспортное средство, обеспечивающее подачу элементов
идеталей на сборку, перемещение объекта по позициям сборки, удаление и складирование готовой продукции.
Вкурсовом проекте необходимо разработать участок ГПС сборки и
монтажа.
Гибкая производственная система (ГПС) представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, РТК, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течении заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
Основными составными частями ГПС являются: ГПМ, РТК. Под РТК понимается совокупность единиц технологического оборудования, ПР и средства оснащения, автономно функционирующих и осуществляющих многократные циклы.
При организации линии или участка сборки выбор транспортных средств зависит от организационной формы сборки. Так как проектируется участок ГПС сборки и монтажа то в качестве транспортного средства в данном случае необходимо применять роботы-манипуляторы и программируемые ро-
36
боты. При выборе робота в качестве транспортного средства руководствуются следующими техническими показателями:
1.число степеней подвижности – сумма возможных координатных движений объекта манипулирования относительно опорной системы;
2.грузоподъемность руки – наибольшая масса груза, перемещаемого при заданной скорости и точности позиционирования;
3.рабочая зона – пространство, в котором при работе может находиться рука манипулятора;
4.точность позиционирования – отклонение заданной позиции исполнительного механизма от фактического при многократном повторении;
5.быстродействие – скорость перемещения конечного звена манипулятора;
6.система управления роботом может быть цикловая, позиционная, контурная и комбинированная.
Вкачестве роботов-манипуляторов будут использоваться: миниробот РС-222 и подвесной робот SCARA. Их основные характеристики приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1– Основные характеристики роботов
Параметры |
РС-222 |
SCARA |
Число степеней подвижности |
3 |
4 |
Грузоподъемность, кг |
0,63 |
3 |
Величина перемещения руки, мм |
30-180° |
500 |
Скорость перемещения, мм/с |
500 |
1000 |
Точность позиционирования, мм |
±0,25 |
±0,2 |
Система управления |
Цикловая |
Позиционная |
Количество рук |
1 |
2 |
Габаритные размеры, мм |
855х625х400 |
- |
Роботы серии М подвижно-подвесные, они обеспечивают малую занимаемую площадь, большую зону обслуживания, удобство доступа к оборудованию обслуживающего персонала. Они построены на базе унифицированных модулей, в состав которых входят: модуль транспортного перемещения, направляющая (монорельс) с модулем пневмоэлектропитания, исполнительные органы, комплект сменных захватов.[7]
При проектировании ГПС основной ячейкой планировки, как было сказано, является РТК. РТК представляет собой совокупность технологического и вспомогательного оборудования и в общем случае включающий, следующие основные элементы:
1.автоматическое технологическое оборудование;
2.робототехническое транспортное оборудование;
3.автоматические загрузочные и разгрузочные устройства;
4.управляющие устройства.
37
Оценка рациональности структуры РТК определяется коэффициентом использования производственной площади К:
|
n |
|
|
|
К |
(Soi |
Sвспi ) |
|
|
i 1 |
|
, |
(5.1) |
|
|
S |
|||
|
|
|
|
где Soi – производственная площадь, занятая основным оборудованием; Sвспi – площадь, занятая вспомогательным оборудованием;
n – количество единиц оборудования.
Производственная площадь, занятая основным оборудованием рассчи-
тывается по формуле: |
|
So (L b 0,5h1 ) (a 0,5h2 ) , |
(5.2) |
где L – длина основного оборудования вдоль фронта; |
|
b – расстояние от стены или колонны до рабочего места; |
|
h1 – величина прохода между оборудованием; |
|
a – ширина оборудования; |
|
h2 – расстояние между оборудованием по ширине. |
|
Площадь, занятая промышленным роботом рассчитывается по формуле: |
|
Sвсп K(Lp h3 ) bp , |
(5.3) |
где К – коэффициент, учитывающий площадь, необходимую для эксплуатации, профилактики и ремонта ПР, 1.2-1.5;
Lp – длина ПР;
h3 – величина прохода; bp – ширина ПР.
Планировку участка сборки выполняют в масштабе 1:50 или 1:100, при этом указывают основную производственную площадь, вспомогательные помещения, перегородки, окна, двери, колонны, силовые щиты электроснабжения, вентиляционные шахты, места подводки электроэнергии, сжатого воздуха, местного освещения и т.п.
Требования, которые должны быть учтены при планировке участка:
1)технологический поток изготовления изделий должен быть непре-
рывным;
2)транспортно-складские работы должны быть максимально автоматизированы и механизированы;
38

3)должна быть обеспечена сохранность материальных ценностей, а также возможность учета деталей, полуфабрикатов и готовых изделий;
4)капитальные затраты должны быть оптимальными, а окупаемость оборудования должна укладываться в нормативы.
Для планировки участка необходимо знать:
1)нормы ширины проходов:
- между линиями при транспортировании деталей на электрокаре – 1400
мм;
- от стены – 1000 мм.
2)нормы расстояния между рабочими местами – 1000 1200 мм.
3)нормы расстояния между рабочими местами и колонами – 1300 мм.
5Расчеты по формулам приведены в таблице 5.2. Данные приведены без учета помещений для распаковки, формовки, лужения ЭРЭ. Размер участка
принимаем без этих помещений равным 28,5х15,5 м.
Таблица 5.2 – Расчет площадей
Наименование |
Количество, |
Soi, |
ΣSo, |
Sвспi, м2 |
ΣSвсп, м2 |
К |
|
шт |
м2 |
м2 |
|
|
|
СМ-З-10-АС-1 |
2 |
3,2 |
6,4 |
|
|
|
AutoTronik |
1 |
5,85 |
5,85 |
|
|
|
BS1300 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Автомат установки |
|
|
|
|
|
|
PlaceALL600 |
5 |
14,1 |
70,5 |
|
|
|
AutoTronik BS3020 |
1 |
9,75 |
9,75 |
|
|
|
BREEZE |
1 |
7,6 |
7,6 |
|
|
|
ПВ-2 |
1 |
7,2 |
7,2 |
|
|
0,48 |
SB2900 |
1 |
4,3 |
4,3 |
|
|
|
Viscom X8050 |
1 |
7,5 |
7,5 |
|
|
|
M-21 |
1 |
|
|
21,3 |
21,3 |
|
Стеллажи |
|
|
|
79,5 |
79,5 |
|
Итого: |
15 |
59,5 |
111,9 |
100,8 |
100,8 |
|
|
|
|
|
|
Рациональность планировки определяется коэффициентом использования производственной площади К:
39

КИСП |
Sцеха |
, |
(5.4) |
|
S |
||||
|
|
|
где S – производственная площадь участка.
КИСП 380441 0,6 .
При составлении технологической планировки поточной линии необходимо обеспечить рациональное направление грузопотока, максимальную прямоточность процесса сборки, рациональную компоновку рабочих мест на линии.
Планировку участка сборки выполняют в масштабе 1:50 или 1:100, при этом указывают основную производственную площадь, вспомогательные помещения, перегородки, окна, двери, колонны, силовые щиты электроснабжения, вентиляционные шахты, места подводки электроэнергии, сжатого воздуха, местного освещения и т.п.
Требования, которые должны быть учтены при планировке участка:
1)технологический поток изготовления изделий должен быть непре-
рывным;
2)транспортно-складские работы должны быть максимально автоматизированы и механизированы;
3)должна быть обеспечена сохранность материальных ценностей, а также возможность учета деталей, полуфабрикатов и готовых изделий;
4)капитальные затраты должны быть оптимальными, а окупаемость оборудования должна укладываться в нормативы.
Для планировки участка необходимо знать:
1)нормы ширины проходов:
– между линиями при транспортировании деталей на электрокаре – 1400
мм;
– от стены – 1000 мм.
2)нормы расстояния между рабочими местами – 1000 1200 мм.
3)нормы расстояния между рабочими местами и колонками – 1300 мм. Схема участка сборки представлена в приложении.
40