Автоматизированная транспортно-складская системаНазначение и структура транспортно-накопительной системы. Классификация транспортных систем. Основные направления при проектировании транспортной системы. Внутрицеховая и межоперационная транспортная система. Технические средства АТНС. Определение необходимого количества автоматических транспортных тележек. Автоматические склады в ГАП. Типы автоматических складов. Накопительные подсистемы на участках автолиний и ГПС. Варианты компоновок ГПС по направлениям материальных потоков предметов и средств труда. Технические задачи, решаемые при разработке структурно-компоновочного плана ГПС. Компоновочно-планировочное решение производственной системы Расчет производственных площадей подразделений и цеха в целом. Выбор сетки колонн и высоты здания. Расчет геометрических размеров автоматизированного цеха и производственных участков. Построение схем размещение оборудования в производственных подразделениях. Основные требования к планировкам участков и цехов. 22. Правила и приемы размещения станков при составлении плана расположения оборудования в цехе Одной из важных задач текстильного производства является увеличение объема выпускаемой продукции, которое во многом определяется эффективностью установки технологического оборудования. Для замены морально и физически устаревшего оборудования производится реконструкция фабрик, которая подразумевает значительные затраты времени на проведение инженерных расчетов и разработку схем расстановки оборудования в производственных помещениях. Процесс разработки оптимальной схемы расстановки оборудования в производственных помещениях занимает значительное время за счет ввода нового оборудования в производственный процесс. В настоящее время, для обеспечения конкурентоспособности отечественной текстильной продукции на внутреннем и внешнем рынках необходимо значительно сократить время на проектирование новых изделий, технологических процессов, а также связанных с ними инженерных расчетов, в том числе расчета и разработки оптимальных схем расстановки оборудования в производственных помещениях. В связи с этим задача автоматизации расчетов и разработки оптимальной схемы расстановки оборудования в производственных помещениях ткацкого производства является актуальной. Для решения поставленной задачи был проведен анализ работ [1], [2], [3], посвященных этой проблеме, который показал, что вопросам автоматизированной разработки оптимальных схем расстановки оборудования в производственных помещениях ткацкого производства учеными текстильщиками уделялось недостаточно внимания. В основном рассматривались вопросы автоматизации расстановок оборудования для производственных площадей швейного производства. С целью реализации поставленной задачи был выбран программный продукт, обеспечивающий наибольшую эффективность решения задачи. Анализ программного обеспечения показал, что, несмотря на многообразие различных программ, позволяющих проектировать и создавать всевозможные варианты расстановок оборудования, возникает необходимость использования для расчета и расстановки оборудования такую программную среду, которая будет легко взаимодействовать и с базами данных, и со схемами. Такой программной средой является T-FLEX, основные преимущества которого перед другими программами состоят в следующем: 1. Возможности параметризации. В основе параметризации T-FLEX положена «геометрическая параметризация», когда геометрия каждого параметрического объекта пересчитывается в зависимости от его параметров и переменных. 2. Возможность создания собственных библиотек. 3. Поддержка ГОСТов. 4. Возможность использования внешних и внутренних баз данных в библиотечных элементах. 5. Возможность интеграции с другими приложениями. 6. Открытость программы. (позволяет расширить возможности программы путем написания приложений на языках программирования Visual Basic, C++). Для создания базы данных наиболее эффективно использовать программу Microsoft Access, что позволяет вносить в таблицы сведения об имеющемся и новом оборудовании. На основе анализа методики размещения производственных помещений, требований, предъявляемых при проектировании цехов и норм расстановки оборудования в ткацком цехе, был создан алгоритм автоматизированного проектирования оптимальной схемы расстановки оборудования в производственных помещениях ткацкого производства, который реализован в пакете прикладных программ «ПЛАНИРОВКА 2006». Для проектирования текстильных предприятий разработан генеральный план предприятия, который представляет собой комплексное решение планировки, застройки, транспорта, инженерных коммуникаций и благоустройства. При решении задачи расположения цехов и отделов ткацкого производства, а также размещения оборудования учитываются особенности вновь проектируемой ткацкой фабрики: ширина применяемых механизмов при транспортировке полуфабрикатов и готовой продукции, система кондиционирования воздуха, освещенность производственных помещений, автоматическое управление производством, а также установка в цехах высокоскоростного оборудования. Для проектирования текстильного предприятия применяются одноэтажные здания (бесфонарные) закрытого типа и шедовые (фонарные), а также многоэтажные с естественным и искусственным освещением. Проектирование ткацкой фабрики включает размещение оборудования. При этом учитываются: 1. габаритные размеры оборудования; 2. сетка колонн и высота помещения; 3. зоны обслуживания и ремонта; 4. полосы для движения людей и транспортных средств; 5. прогрессивные формы труда; 6. степень автоматизации производства. Планировка цеха - это план расположения производственного, подъемно-транспортного и другого оборудования, инженерных сетей, рабочих мест, проездов, проходов и др. Разработка планировки весьма сложный и ответственный этап проектирования. При разработке планировок учитываются следующие основные требования: 1. Оборудование в цехе размещают в порядке последовательности выполнения технологических операций обработки. 2. Расположение оборудования, проходов и проездов обеспечивает удобство и безопасность работы, возможность монтажа, демонтажа и ремонта оборудования. 3. Планировка оборудования увязывается с применяемыми подъемно-транспортными средствами. Грузопотоки не пересекаются и не перекрывают основные проезды, проходы и дороги, предназначенные для движения людей. 4. Планировка является «гибкой», т.е. предусматривается возможность перестановки оборудования при изменении технологических процессов. 5. Максимальное использование производственной площади (наибольший съем продукции в пересчете на м2 производственной площади фабрики). 6. При разработке планировки рационально используется не только площадь, но и весь объем цеха. Высота здания используется для размещения подвесных транспортных устройств, инженерных коммуникаций и др. Планировку оборудования разрабатывают на основе компоновочного плана. Назначение компоновочного плана - взаимная увязка входящих в состав корпуса цехов и участков, выбор оптимального направления производственного процесса, внутрицехового транспорта, грузовых и людских потоков, а также рациональное размещение вспомогательных и служебно-бытовых помещений. Исходными данными для составления компоновочного плана являются: 1. габаритные размеры устанавливаемого оборудования; 2. технологическая схема генерального плана; 3. схемы грузопотоков предприятия; 4. состав цехов; 5. площади всех помещений; 6. принятая схема здания. При разработке планировки вычерчивают в соответствующем масштабе план цеха с изображением строительных элементов. На этом плане размещают площади всех участков и служб цеха, указывают магистральные проезды, производят расстановку оборудования. Оборудование расставляют в нескольких вариантах и выбирают из них наиболее рациональный. Затем оборудование «привязывают» к колоннам или другим строительным конструкциям (стенам), что создает значительные удобства, так как позволяет монтировать его независимо друг от друга (при поступлении оборудования в разное время). Производственные цеха и отделы ткацкой фабрики располагают так, чтобы были обеспечены: 1. прямоточность движения продукции по ходу технологического процесса, не допуская «петель» и перекрестных движений; 2. минимальные пути прохождения продукции и удобство организации внутрифабричного транспорта (встречные грузопотоки, движение людей в транспортных проходах, а также складирование продукции или тары в проходах не допускается). При расстановке оборудования возле каждой машины по ее внешним габаритным линиям предусматриваются полосы для движения людей и транспортных средств, а также зоны обслуживания и ремонта, определяемые размерами рабочего места, необходимого для выполнения технологических и ремонтных операций на машине. Размещение оборудования начинают с размещения ткацких станков, типа выбранного здания, выбранной сетки колонн и т.д., при этом план фабрики вычерчивают в масштабе 1:200. Расстановка ткацких станков может быть весьма разнообразной, т.к. существует большое количество различных конструкций станков, возможны разные типы зданий фабрики. Размещают станки группами по 3, 4, 5, 6, 8 в зависимости от их ширины и учитывая норму обслуживания ткача. В зданиях с верхним естественным освещением (шедовых) станки устанавливают перпендикулярно длине шеда или осветительного фонаря. Желательно, чтобы по ширине и длине цеха было установлено четное количество рядов. Этим обеспечивается лучшая организация обслуживания и исключаются одиночные ("разбежные") ряды ткацких станков. При планировке производственных помещений предусматривают такие размеры проходов и проездов, которые бы обеспечивали не только соблюдение технологических требований, но и удобство, безопасность монтажа (демонтажа), обслуживания, ремонта оборудования, передвижения работающих во время смен и перерывов, а также их эвакуацию в экстренных случаях. Кроме того, предусматриваются площади для временного размещения запасов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Вместе с тем, проектирование чрезмерно широких проездов и проходов приводит к удлинению рабочих маршрутов, увеличению общей площади фабрики, повышению расходов на ее содержание и снижению технико-экономических показателей. Поэтому весьма важной и актуальной является разработка научно обоснованных принципов размещения текстильного оборудования с учетом оптимизации принимаемых решений. Основными проходами для движения людей и транспортных средств считаются следующие: 1. рабочий - между грудницами соседних станков; 2. заскальный - между скало соседних станков; 3. монтажный - между торцами станков; 4. транспортный - между смежными рядами станков; 5. торцевой - между станком и стеной. Центральный проход на фабрике предусматривают в тех случаях, когда транспортные проходы совпадают с заскальными проходами. При размещении станков по «шагу колонн» иногда возникают «разбежные» ряды со стороны приготовительного цеха. Станки устанавливают группами фронтальной частью к приготовительному цеху. Между группами станков предусматривают транспортный проход. Ткацкие станки не располагают торцами к приготовительному цеху, т.к. в этом случае заскальные проходы используются как транспортные, а это отрицательно сказывается на обслуживании станков ткачем, а также мешает перезаправке станков, что снижает производительность труда. Если из конструктивных соображений станки все же устанавливают торцами к приготовительному отделу, то в этом случае предусматривают центральный проход через весь ткацкий цех, который подходит к УКО. Он будет служить как основная зона движения транспорта и как эвакуационный. Использование программы «ПЛАНИРОВКА 2006» при проектировании оптимальной схемы расстановки оборудования в производственных помещениях ткацкого производства позволяет решить следующие вопросы: 1. Формирование базы данных, сведения из которой используются при построении схем расстановок. В базе данных содержатся следующие основные параметры: 1. марка станка; 2. ширина станка as, мм; 3. глубина станка bs, мм; 4. размер рабочего прохода rp, мм; 5. размер заскального прохода zp, мм; 6. размер монтажного прохода mp, мм; 7. размер центрального прохода cp, мм; 8. размер транспортного прохода trp, мм; 9. расстояние от стены до станка rss, мм; 10. расстояние от колонны до станка rks, мм. 2. Ввод исходных данных пользователем, в том числе с использованием базы данных программы. Ввод исходных данных включает: наименование фабрики, район строительства, данные о разработчике, размеры цеха, сетки колонн, размеры колонн, тип станка, количество станков в группе и вид расстановки, а также данные, необходимые для заполнения штампа чертежа. 3. Проектирование нескольких вариантов схем расстановки оборудования в ткацком производстве по шагу и пролету колонн. 4. Расчет количества ткацких станков, установленных в ткацком цехе. 5. Расчет коэффициента использования площади ткацкого цеха. 6. Выбор оптимального варианта расстановки ткацких станков на основе коэффициента использования площади ткацкого цеха. 7. Формирование выходного документа. После ввода исходных данных, автоматически запускается T-FLEX CAD, загружается шаблон чертежа в соответствии с выбранным типом ткацкого станка, одновременно формируется обменный текстовый файл c исходными данными и результатами, который при помощи механизма ActiveX экспортируется в T-FLEX CAD как файл параметров в редактор переменных. После получения чертежа производится расчет количества станков, установленных в цехе и коэффициента использования площади ткацкого цеха. Критерием оценки рациональной расстановки оборудования является коэффициент использования площади ткацкого цеха. Сравнивая варианты расстановок по данному коэффициенту, выбирают оптимальный вариант расстановки ткацких станков в цехе, а также осуществляют формирование выходного документа, который содержит титульный лист, исходные данные, чертежи расстановок и результаты расчета. 23. Стадии, технологические схемы и структура сборки при проектировании сборочных цехов Механосборочное производство организуют по 2-м вариантам: 1. самостоятельные механические и сборочные цеха 2. объединенные механосборочные цеха. Цеха м.б. организованы по узловому, технологическому и смешанному признакам. 1) Организация по узловому признаку: за каждым из цехов закрепляют все детали определенного узла или изделия. В этом случае имеет место предметная специализация. В зависимости от конструкции изделия наряду с мех. обработкой в цехе м.б. предусмотрена и узловая сборка. При наличии нескольких механосборочных цехов на заводе необходимо предусмотреть цех общей сборки. Такая организация возможна в том случае, если размер программы выпуска достаточен для полной загрузки оборудования. 2) Организация по технологическому признаку: все детали разных узлов и изделий группируют по технологически сходному процессу и размерному подобию. Такая организация производства применима для условий единичного мелкосерийного производства, при котором деталями одного изделия или узла не удается полностью загрузить оборудование. В механических цехах обрабатывают однотипные детали со сходным ТП. Рационально внедрять групповой метод обработки деталей. Сборочный цех завода территориально располагают рядом с цехом крупных деталей. 3) Организация по смешанному признаку: часть цехов проектируют по узловому признаку, часть – по технологическому (литейный, кузнечный, термический). Большинство заводов спроектированы по смешанному признаку. 3. Классификация механических цехов К основным признакам, определяющим разновидность механических цехов относят: 1) серийность производства; 2) метод производства; 3) число установленных станков; 4) максимальная масса обрабатываемых деталей; По серийности производства различают цеха: Цех единичного, мелкосерийного производства Кс=20…40; Серийного, среднесерийного Кс=5..20; Крупносерийного Кс=3…5 Массового Кс=1…3 Коэффициент серийности характеризуется числом разнообразных операций, закрепленных за одним и тем же рабочим местом: Кс=n/N, где n – число детале-операций, выполняемых на участке, N – число единиц оборудования, установленных на станке. По методу производства различают цеха поточного и непоточного производства. Существуют две формы организации производства: поточное и непоточное. Поточное производство - форма организации производственного процесса, при которой все операции согласованы во времени, повторяются через строго установленные интервалы, все рабочие места являются специализированными и располагаются в соответствии с ходом технологического процесса. В поточном производстве воплощаются все принципы организации производственного процесса, что обеспечивает наиболее эффективное его функционирование. Поточные формы работы наиболее распространены в массовом производстве, но применяются также в серийном и единичном. Планирование и управление материальным потоком при данной форме организации не представляют особой сложности в силу проработанности вопроса упорядочения движения предметов труда в пространстве и во времени, организации их ритмичной обработки. Поточное производство в своем развитии идет по пути автоматизации: внедрение автоматических линий, станков с числовым программным обеспечением, линий, содержащих оборудование с программным управлением, применение микропроцессорной техники, промышленных роботов, робототех-нических комплексов, гибких производственных систем. Непоточная форма, которая применяется в основном в единичном, мелкосерийном и серийном производствах, часто понимается как преимущественно неупорядоченное движение предметов труда в пространстве, сочетаемое с прогнозированным движением во времени. Наибольшая сложность организации непоточного производства по сравнению с поточной состоит прежде всего в необходимости упорядочения азижения предметов труда в пространстве, сведения хаотичных потоков в единый технологический маршрут производства однотипной продукции. Упорядочение движения деталей возможно только путем организации и однонаправленного движения, унификацией и типизацией технологических процессов изготовления деталей, закрепленных за одним предметно-замкнутым участком. Для организации производственного процесса в пространстве используют методы типизации технологических процессов групповой унификации. Схемы технологических процессов представляют собой описание последовательности прохождения обрабатываемой детали или сборочной единицы по всем цехам, а внутри цехов - по всем операциям с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативов, а также содержат описание процесса изготовления на всех операциях. Дальнейшее упорядочение движения предметов труда основано на оптимальном размещении необходимого состава станочного парка производственных участков в соответствии с разработанными технологическими процессами или маршрутами. Для этого перспективно использовать станочный парк на резиновой подложке, а всю технологическую проводку к станкам осуществлять по верху. По числу установленных станков цеха подразделяют на малые, средние, крупные. Максимальная масса обрабатываемой детали предопределяет технологические возможности оборудования, подъемно-транспортных средств и строительную характеристику здания. Для легкого машиностроения – ограниченное использование подъемно-транспортных средств. Для среднего машиностроения предполагается использование подвесных кранов, электрортельферов, пневматических подъемников, грузоподъемностью до 2-3 тонн и конвейеров. Для тяжелого машиностроения предполагается использование мостовых опорных кранов, грузоподъемностью от 30 до 250 тонн. 24. Виды и методы сборки при проектировании сборочных цехов Эффективными методами, ускоряющими технологическую подготовку производства, являются: 1. Стандартизация, нормализация и унификация элементов изделий; 2. Разработка типовых технологических процессов и групповой технологии на основе классификации деталей и узлов в пределах определенных изделий отрасли; 3. Разработка и применение новых материалов; 4. Разработка и широкое использование прогрессивных производственно – технологических нормативов; 5. Разработка и применение «гибкого» переналаживаемого оборудования. Исключительно большое значение для повышения эффективности производства имеет улучшение технологичности конструкции изделий, узлов и деталей. Оценка технологичности конструкции изделий проводится по двум основным показателям – по трудоемкости их изготовления и коэффициенту использования материалов, а также по ряду следующих вспомогательных показателей: коэффициентам агрегатирования, прогрессивности формообразования поверхностей деталей, взаимозаменяемости, применяемости и повторяемости узлов и деталей в изделии и др. Высокая точность обработки и сборки является одним из основных технологических факторов, обеспечивающих повышение качества изделий, их надежности и долговечности. Организация механосборочных цехов зависит от конструктивных и технологических особенностей выпускаемых изделий, типа производства и годового выпуска изделий. В зависимости от этих факторов организуются либо самостоятельные механические и сборочные цехи, либо один механосборочный цех с двумя основными отделениями – механическим и сборочным, что является весьма распространенной формой организации такого производства. На крупном заводе может иметься несколько механических, сборочных или механосборочных цехов, специализирующихся на выпуске определенных деталей, узлов и изделий. Наиболее совершенной формой организации производства следует считать такую, когда получение заготовок, механическая обработка, сборка, окраска и упаковка изделий объединены единый непрерывный технологический процесс. Примером могут быть уже действующие заводы - автоматы по производству поршней и других изделий. Изделия, выпускаемые заводами, могут распределяться по цехам по узловому, технологическому или смешанному признаку. При организации цехов по узловому признаку за каждым из них закрепляются все детали определенного узла или их сборка. В этом случае все цехи являются самостоятельными механосборочными и делятся на механические и сборочные отделения. При наличии нескольких механосборочных цехов, изготавливающих отдельные узлы, на заводе предусматривается дополнительно цех общей сборки выпускаемых машин. Такая организация цехов применяется при массовом и крупносерийном производстве. Организация цехов по узловому признаку может иметь место также при обширной номенклатуре изделий единичного и мелкосерийного производства. В этом случае узлы распределяются по отдельным цехам в зависимости от их массы или других характеристик. При организации цехов по технологическому признаку детали разных машин и узлов группируются по технологически сходному процессу. Такая форма организации характерна для единичного и серийного производства, так как здесь обычно не удается загрузить полностью оборудование деталями одного изделия. 25. Компоновка автоматических линий для механической обработки деталей Понятие “компоновка автоматических линий” включает комплекс вопросов, касающихся выбора оборудования и их планировки, размещения на линии межоперационных заделов и бункерных устройств, выбора числа потоков обработки деталей, транспортных устройств и.т.д. В данной линии расположение станков линейное. Преимуществом линейной компоновки является то, что при ней не требуется больше одного транспортера для перемещения деталей и удаления стружки, облегчается обслуживание линии благодаря свободному доступу ко всем станкам. По наличию бункерных загрузочных устройств – линия с накопителями. По способу транспортирования деталей – с принудительным перемещением, что позволяет перемещать заготовки в любом направлении и с любой скоростью. Перемещение деталей происходит под действием приложенной силы или под действием силы тяжести и приложенной силы; располагаются перемещаемые детали вплотную или вразрядку.
|
