Расчет годовой программы запуска

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………...3

1. Расчёт годовой программы запуска…………………………………………...5

2. Расчёт годовой суммарной трудоёмкости для цеха………………………….5

3. Расчёт грузопотоков……………………………………………………………5

4. Расчет и проектирование межоперационного склада заготовок и деталей…………………………………..……………………………………........8

5. Расчет состава оборудования транспортирования деталей между операциями… …………………………………………………………………...10

6. Транспортная система инструментального обеспечения…………………..13

7. Проектирование систем технического обслуживания механосборочного производства…………………………………………………………………......19

8. Система контроля качества изделий…………………………………………24

9. Определение площадей складов и вспомогательных отделений…………..25

10. Определение численности ИТР…………………………………………….34

11. Расчёт общих потребностей цеха…………………………………………..37

12. Выбор типа и конструкции здания…………………………………………40

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......……………………………………………………………...43

ПЕРЧЕНЬ ССЫЛОК…..….……………………………………………………..44

ВВЕДЕНИЕ

ГПС - это совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного промежутка времени, обладающая свойством автоматической переналадки при производстве изделий различной номенклатуры в установленных пределах их характеристик. По организационным признакам выделяют следующие ГПС: гибкая автоматизированный участок (ГАУ), гибкий автоматизированная линия (ГАЛ),гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) и гибких автоматизированный завод (ГАЗ). ГПМ состоит из единицы технологического оборудования и оснащён автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса (устройствами загрузки, выгрузки) и средствами контроля. Он может автономно функционировать, а также может быть встроен в систему более высокого ранга.

ГАЛ и ГАУ состоят из нескольких ГПМ объединённых автоматизированной системой управления. В ГАЛ оборудование расположено в последовательности выполнения технологических операций, а в ГАУ предусмотрена возможность изменения последовательности используемого оборудования

ГАЦ представляет собой совокупность ГАЛ и ГАУ в различных сочетаниях, предназначенных для изготовления изделий заданной номенклатуры, например, цех механообработки, сборки, термообработки и др.

ГАЗ представляет собой совокупность ГАЦ, предназначенных для выпуска готовых изделий.

Производственная структура ГПС включает в себя два основных комплекса: производственный и управляющий вычислительный комплекс (УВК).При построении комплексов и их составных частей используют системный подход: каждая составная часть рассматривается как система,состоящая из технических средств автоматизации и управленческих функций с определённым порядком их взаимодействия.

В соответствии с двумя формами специализации участков механообработки -технологической и предметной - возможны два направления создания ГПС.

Первое направления охватывает автоматизацию отдельных технологических операций и создание операционных ГПС (токарных, фрезерных, шлифовальных).

Второе направление характеризуется комплексной автоматизацией технологических процессов обработки деталей определённого класса, что в условиях быстрой переналадки обеспечивает значительно большую эффективность по сравнению с эффективностью операционных ГПС. Организационной основой ГПС является групповая технология, обеспечивающая минимальные простои оборудования из-за переналадки при целевой подетальной специализации участка и цехов. В этом случае на участке выполняется технологически однородные операции обработки различных деталей одного изделия или нескольких различающихся изделий.

Для этого предварительно производят классификацию всех деталей изделий по конструктивно-технологическим признакам. Затем детали объединяют в группы по признаку общности применяемого оборудования, наладок и инструментальной оснастки. После этого разрабатываем групповые технологические процессы, позволяющие выполнять обработку на участках любых деталей группы по общему технологическому процессу.

Методы групповой обработки в условиях ГПС обеспечивают резкое сокращения производственных циклов и межоперационных транспортных операций, уменьшения незавершенного производства и существенное ускорение освоения новых изделий.

В соответствии с принципами групповой технологии создают ГПС для изготовления:

¾ деталей типа тел вращения (валы, фланцы, втулки, зубчатые колеса и др.);

¾ корпусных деталей и пространственных кронштейнов и рычагов;

¾ плоскостных деталей (планки, крышки, плоские рычаги, панели и др.);

¾ смешанной группы деталей, состоящих из деталей, входящих в перечисленные выше группы.

Преимущества ГПС наиболее полно реализуются, если на автоматизированном участке осуществляется полное изготовление деталей. Однако ввиду отсутствия пока ГПМ для некоторых технологических операций, а также необходимости использования имеющегося оборудования на предприятиях, внедряющих ГПС, допускается в обоснованных случаях выполнять отдельные операции на других участках с более низким уровнем автоматизации.

В этом случае ГПС включается в качестве составной части участка, линии, имеющего менее высокий уровень автоматизации для обеспечения замкнутого цикла изготовления.

В настоящее время в механообработке применяют три типа решений ГПС:

1. создание гибких участков и линий из работающих на заводе и серийно выпускаемых станков с ЧПУ. При этом участки дополняют автоматизированными транспортными системами, складами, станки оснащаются устройствами автоматической загрузки. Подобные ГПС внедряются заводами, имеющими большой опыт эксплуатации станков с ЧПУ и хорошо развитые вычислительные центры;

2. создание линий и участков на базе типовых решений, разработанных станкостроительными НИИ и КБ, и серийно выпускаемых ГПМ;

3. создание ГПС на базе специальных разработок с использованием ГПМ с многошпиндельными головками и др.).

Первый тип решения характерен для совершенствования и реконструкции производства, второй и третий типы решений связаны с принципиальным обновлением производства.

РАСЧЕТ ГРУЗОПОТОКОВ

Грузопоток деталей рассчитывается по зависимости:

, (3.1)

где m_ДЕТ – масса детали, N_{ВЫП.СУТКИ} – программа выпуска в сутки.

Для участков выпуска вала-шестерни:

кг/сут.

Для участков выпуска корпуса:

кг/сут.

Определяем суммарный грузопоток деталей для цеха по зависимости (3.1):

кг/сут.

Грузопоток заготовок рассчитывается по зависимости:

, (3.2)

где m_ЗАГ – масса заготовки, N_{ВЫП.СУТКИ} – программа выпуска в сутки.

Для участков выпуска вала-шестерни:

кг/сут.

Для участков выпуска корпуса:

кг/сут.

Определяем суммарный грузопоток заготовок для цеха по зависимости (3.2):

кг/сут.

Грузопоток стружки для одного участка:

, (3.3)

где m_ЗАГ – масса заготовки, m_ДЕТ – масса детали, N_{ВЫП.СУТКИ} – программа выпуска в сутки.

Для участков выпуска вала-шестерни:

кг/сут.

Для участков выпуска корпуса:

кг/сут.

Определяем суммарный грузопоток стружки для цеха по зависимости (3.3):

кг/сут.

На автоматизированном участке для выпуска корпусов обрабатываются детали 50 наименований, размер партии N_НАИМ = 28. Средняя трудоемкость обработки детали составляет 2 ч, среднее время работы одного инструмента 1,8 ч. Среднее число дублеров инструментов на каждую деталь 2 шт. Тогда суммарное число инструментов, необходимых для обработки всей номенклатуры деталей в течение месяца рассчитывается по формуле

К_ИН = К₁ + К_Д, (3.4)

где К₁ – число инструментов для обработки всей номенклатуры деталей, шт.;

, (3.5)

где К_НАИМ – число наименований деталей, шт.;

t_ОБ – среднее время обработки одной детали, мин;

N_НАИМ - средняя месячная программа выпуска деталей одного наименования;

t_ИН – среднее время работы одного инструмента, мин;

Число дублеров инструмента для обработки месячной программы деталей, шт.

К_Д = n_ДБ N_НАИМ К_НАИМ, (3.6)

где n_ДБ – среднее число дублеров на одну деталь, шт.

шт.; К_Д =2∙28∙50=2800шт.

Для обработки 28 наименований деталей необходимо суммарное число инструментов:

К_ИН = 1527+2800» 4327 шт.

Следовательно, в год на двух участках эта величина равна 4355,7 шт.

На автоматизированной линии для выпуска валов, где годовая программа составляет 18857 шт., средняя трудоемкость обработки 1,3 ч, среднее время работы одного инструмента 1,5 ч., грузопоток инструмента в год будет равно:

шт.

Определим грузопоток инструмента в год для цеха по зависимости:

(3.7)

где К_{ИН.КОРПУС} – количество инструмента в год, необходимого для обработки корпусов на двух участках, К_ИН.ВАЛ – количество инструмента в год, необходимого для обработки валов на одном участке в год.

шт.

Таким образом, грузопоток инструмента в сутки будет равен 84952/253≈335 шт./сут.

3.5. Расчет грузопотока вспомогательных материалов (СОЖ)

К вспомогательным материалам относятся смазочные масла, обтирочные материалы и др. Потребность во вспомогательных материалах определяется по нормативам расхода на инструмент в м/мин или для масел на один станок.

Годовой расход СОЖ определяется по зависимости:

(3.8)

где С_П – количество станков, q_СОЖ – расход СОЖ на один станок в сутки.

Рассчитаем для каждого типа станков количество потребляемого СОЖ, результаты расчетов запишем в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Определим общее количество СОЖ для цеха в год

Название участка	Операция	qСОЖ, кг/день	СП, шт.	QСОЖ, т/год.
ГАЛ	Токарная	2,3		5,8
Фрезерно-сверлильно-расточная	2,3		6,4
Зубофрезерная	2,3		3,5
Шлифовальная			2,1
Σ			17,8
ГАУ	Фрезерно-сверлильно-расточная	2,3		4,7
Шлифовальная			2,1
Σ			6,8

т/год.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ИТР

Состав и число работающих механических и сборочных цехов определяются характером производственного процесса, степенью его автоматизации, уровнем кооперации специализации вспомогательных служб в масштабах корпуса или завода, структурой и степенью автоматизации системы управления производством.

Расчёт числа рабочих в зависимости от этапа проектирования, степени детализации проектных решений ведут по-разному.

При технико-экономическом обосновании проектов принимают укрупнённые методы расчётов числа работающих. Далее в процессе проектирования полученные результаты корректируют по мере уточнения структуры цеха, планировки оборудования, схемы управления производством.

К производственным рабочим механических и сборочных цехов относят наладчиков оборудования, слесарей для выполнения ручных и механизированных операций обработки, пригонки и сборки и других рабочих, непосредственно занятых выполнением операций технологического процесса обработки деталей и сборки.

Численность персонала гибкого производственного цеха, для обслуживания операций технологического процесса обработки деталей, определяется при детальном проектировании и конструкторской проработке отдельных её подсистем. Для изготовления редукторов используются 49 станков. Используя нормы численности на один станок, приведенные в таблице 10.1, определим число производственных рабочих механических операций в смену.

Таблица 10.1 – Нормы численности рабочих на один станок

Должность	Раб/ст.
Операторы	0,8
Слесари-ремонтники	0,07
Электрики	0,045
Электронщики	0,1
Программисты	0,25
Служащие	0,01

Подсчитаем число производственных рабочих:

Численность персонала гибкого производственного цеха, для обслуживания операций сборки зависит от количества установок сборки. Так как в год цех выпускает 54514 редукторов, то для общей их сборки необходимо иметь 10 установок. Для осуществления узловой сборки необходимы 12 установок. С учётом этих данных определим количество рабочих на участках сборки в смену:

Численность персонала гибкого производственного цеха в смену, для обслуживания операций упрочнения определяется по таблице 10.1. Она равна:

Численность вспомогательного персонала, включает в себя рабочих, которые выполняют техническое обслуживание производственных участков и линий: рабочие ремонтных и инструментальных служб, транспортные и подсобные рабочие, уборщики производственных помещений, рабочие складов и кладовых и др.

Определим численность вспомогательного персонала по каждому отделу в смену:

1) Цеховой склад материалов, заготовок и деталей − 9 чел;

2) Отделение по приготовлению и раздаче СОЖ − 2 чел;

3) Отделение переработки отходов − 2 чел;

4) Склад инструментов и приспособлений − 3 чел;

5) Отделение разборки инструмента − 7 чел;

6) Заточная мастерская − 2 чел;

7) Отделение сборки и настройки инструмента − 8 чел;

8) Склада абразивных инструментов – 2 чел;

9) Мастерская энергетика цеха − 2 чел;

10) Склад дополнительных материалов – 2 чел;

11) Лаборатория контроля качества − 5 чел;

12) Отделение контроля качества готовых изделий и изолятор брака − 5 чел;

13) Отделения узловой и общей сборки − 18 чел.

14) Слесарная мастерская – 2 чел.

15) Испытательного отделения – 2 чел.

16) Участок термообработки – 3 чел.

17) Участок для нанесения покрытия – 3чел

18) Трансформаторная – 1 чел.

19) Вентиляционная – 1 чел.

20) Серверная – 1 чел.

21) Энергетическая установка – 1

22) Стенды для испытания редукторов – 5

Итого имеем 68 вспомогательных рабочих

Также необходимо наличие в цехе водителей электрокранов для перевозки деталей, инструментов, стружки, СОЖ и т.д. Их численность принимаем равной 8 чел.

К категории инженерно-технических работников относятся лица, осуществляющие руководство цехом и его структурными подразделениями (начальник цеха, его заместители, начальники отделений, участков, лабораторий, мастера), а также инженеры-технологи, техники, экономисты, нормировщики, механики, энергетики и т.д. Численность ИТР представлена в табл. 10.2.

Таблица 10.2 – ИТР цеха

Подразделение цеха	Должность	Количество, чел.
Руководство цеха	Начальник цеха Зам. нач. цеха по производству
Подготовка производства	Нач. техбюро Технолог Инженер по инструменту Сменный мастер Мастер ПРИН
Планово− диспетчерское бюро	Начальник ПДБ Плановик Диспетчер Техник по материалам
Бюро труда и зарплаты	Начальник БТЗ Нормовщик
Экономическое бюро	Экономист
Бюро цехового контроля	Начальник БЦК Старший контрольный мастер Контрольный мастер
Производство	Начальник ПУ Зам. Начальника ПУ

Численность ИРТ механосборочного цеха составляет 36 чел.

Общая численность персонала в механосборочном цехе выпуска редукторов габаритными размерами 300´400´350мм, годовой программой запуска 54514 редукторов при двух сменном режиме работы составляет 138 человек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе был разработан гибкий автоматизированный цех со следующим техническими характеристиками:

1) общее количество производственных станков − 22 шт;

2) годовая программа запуска − 54514 шт;

3) годовая суммарная трудоёмкость цеха − 144852 шт;

4) коэффициент загрузки оборудования − 0,89;

5) коэффициент сменности оборудования − 2;

6) грузопоток деталей − 5692 кг/сутки;

7) грузопоток заготовок – 7133,4 кг/сутки;

8) грузопоток стружки − 2930 кг/сутки;

9) грузопоток инструментов − 355 шт/сутки;

10) грузопоток вспомогательных материалов (СОЖ)− 31,4 т/год;

11) площадь ГАЦ − 8784 м²;

12) численность рабочих − 138 чел;

13) повышение производительности оборудования в 5 раз.

Таким образом, можно сделать вывод об экономической эффективности предлагаемого проекта и возможности внедрения его на производстве.

 

ПЕРЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборчных цехов, Москва, Машиностроение, 1990г.

2. Гавриш А.П., Ворнец Б.М. Роботизированные механо−обрабатывающие комплексы машиностроительного производства, Киев, Техника, 1984г.

3. Конспект лекций по предмету проектирование РТС и РТК, лектор ст. преподаватель каф. 206 Баранов О.О.

4. Справочник технолога−машиностроителя, под редакцией Косиловой, в двух томах, Т. 1, М., Машиностроение, 1986 г, 656 стр.

5. Справочник технолога−машиностроителя, под редакцией Косиловой, в двух томах, Т. 2, М., Машиностроение, 1986 г, 496 стр.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………...3

1. Расчёт годовой программы запуска…………………………………………...5

2. Расчёт годовой суммарной трудоёмкости для цеха………………………….5

3. Расчёт грузопотоков……………………………………………………………5

4. Расчет и проектирование межоперационного склада заготовок и деталей…………………………………..……………………………………........8

5. Расчет состава оборудования транспортирования деталей между операциями… …………………………………………………………………...10

6. Транспортная система инструментального обеспечения…………………..13

7. Проектирование систем технического обслуживания механосборочного производства…………………………………………………………………......19

8. Система контроля качества изделий…………………………………………24

9. Определение площадей складов и вспомогательных отделений…………..25

10. Определение численности ИТР…………………………………………….34

11. Расчёт общих потребностей цеха…………………………………………..37

12. Выбор типа и конструкции здания…………………………………………40

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......……………………………………………………………...43

ПЕРЧЕНЬ ССЫЛОК…..….……………………………………………………..44

ВВЕДЕНИЕ

ГПС - это совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного промежутка времени, обладающая свойством автоматической переналадки при производстве изделий различной номенклатуры в установленных пределах их характеристик. По организационным признакам выделяют следующие ГПС: гибкая автоматизированный участок (ГАУ), гибкий автоматизированная линия (ГАЛ),гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) и гибких автоматизированный завод (ГАЗ). ГПМ состоит из единицы технологического оборудования и оснащён автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса (устройствами загрузки, выгрузки) и средствами контроля. Он может автономно функционировать, а также может быть встроен в систему более высокого ранга.

ГАЛ и ГАУ состоят из нескольких ГПМ объединённых автоматизированной системой управления. В ГАЛ оборудование расположено в последовательности выполнения технологических операций, а в ГАУ предусмотрена возможность изменения последовательности используемого оборудования

ГАЦ представляет собой совокупность ГАЛ и ГАУ в различных сочетаниях, предназначенных для изготовления изделий заданной номенклатуры, например, цех механообработки, сборки, термообработки и др.

ГАЗ представляет собой совокупность ГАЦ, предназначенных для выпуска готовых изделий.

Производственная структура ГПС включает в себя два основных комплекса: производственный и управляющий вычислительный комплекс (УВК).При построении комплексов и их составных частей используют системный подход: каждая составная часть рассматривается как система,состоящая из технических средств автоматизации и управленческих функций с определённым порядком их взаимодействия.

В соответствии с двумя формами специализации участков механообработки -технологической и предметной - возможны два направления создания ГПС.

Первое направления охватывает автоматизацию отдельных технологических операций и создание операционных ГПС (токарных, фрезерных, шлифовальных).

Второе направление характеризуется комплексной автоматизацией технологических процессов обработки деталей определённого класса, что в условиях быстрой переналадки обеспечивает значительно большую эффективность по сравнению с эффективностью операционных ГПС. Организационной основой ГПС является групповая технология, обеспечивающая минимальные простои оборудования из-за переналадки при целевой подетальной специализации участка и цехов. В этом случае на участке выполняется технологически однородные операции обработки различных деталей одного изделия или нескольких различающихся изделий.

Для этого предварительно производят классификацию всех деталей изделий по конструктивно-технологическим признакам. Затем детали объединяют в группы по признаку общности применяемого оборудования, наладок и инструментальной оснастки. После этого разрабатываем групповые технологические процессы, позволяющие выполнять обработку на участках любых деталей группы по общему технологическому процессу.

Методы групповой обработки в условиях ГПС обеспечивают резкое сокращения производственных циклов и межоперационных транспортных операций, уменьшения незавершенного производства и существенное ускорение освоения новых изделий.

В соответствии с принципами групповой технологии создают ГПС для изготовления:

¾ деталей типа тел вращения (валы, фланцы, втулки, зубчатые колеса и др.);

¾ корпусных деталей и пространственных кронштейнов и рычагов;

¾ плоскостных деталей (планки, крышки, плоские рычаги, панели и др.);

¾ смешанной группы деталей, состоящих из деталей, входящих в перечисленные выше группы.

Преимущества ГПС наиболее полно реализуются, если на автоматизированном участке осуществляется полное изготовление деталей. Однако ввиду отсутствия пока ГПМ для некоторых технологических операций, а также необходимости использования имеющегося оборудования на предприятиях, внедряющих ГПС, допускается в обоснованных случаях выполнять отдельные операции на других участках с более низким уровнем автоматизации.

В этом случае ГПС включается в качестве составной части участка, линии, имеющего менее высокий уровень автоматизации для обеспечения замкнутого цикла изготовления.

В настоящее время в механообработке применяют три типа решений ГПС:

1. создание гибких участков и линий из работающих на заводе и серийно выпускаемых станков с ЧПУ. При этом участки дополняют автоматизированными транспортными системами, складами, станки оснащаются устройствами автоматической загрузки. Подобные ГПС внедряются заводами, имеющими большой опыт эксплуатации станков с ЧПУ и хорошо развитые вычислительные центры;

2. создание линий и участков на базе типовых решений, разработанных станкостроительными НИИ и КБ, и серийно выпускаемых ГПМ;

3. создание ГПС на базе специальных разработок с использованием ГПМ с многошпиндельными головками и др.).

Первый тип решения характерен для совершенствования и реконструкции производства, второй и третий типы решений связаны с принципиальным обновлением производства.

РАСЧЕТ ГОДОВОЙ ПРОГРАММЫ ЗАПУСКА

В цехе предусмотрен один участок для выпуска детали типа «вал-шестерня» и два участка для выпуска детали типа корпус. Для расчета годовой программы выпуска для цеха необходимо просуммировать годовые программы выпуска отдельных участков.

, (1.1)

где N_НАИМ – средняя месячная программа выпуска деталей одного наименования, K_НАИМ – среднее месячное количество наименований деталей (номенклатура), n – количество участков в цеху.

N_{НАИМ.КОРПУС} = 28 шт., K_{НАИМ.КОРПУС} =50 шт., n_КОРПУС =1, Р_{ВЫП.ВАЛ} =18857 шт., n_ВАЛ =2.

шт.