ЛЕКЦИЯ 2
1 Варианты построения АТК 1.1 Анализ исходных данных. 1.2 Последовательность сборки 1.3 Построение операций автоматической сборки. 2 Расчет производительности АЛ При разработке технологического процесса автоматической сборки технолог-сборщик или группа технологов должны определить состав выпускаемого изделия, технологический маршрут операций и приемы сборки, выбрать оборудование или разработать структуру сборочного оборудования, выполнить экономический анализ, обоснование и расчет выбранного варианта автоматизации, рассчитать режимы оборудования, осуществить специальные исследования. Должны быть детально проработаны вопросы ориентации, базирования, транспортирования и контроля качества изделий, а также разработки технических заданий на конструирование специальных исполнительных устройств и оснастки. Проектные работы выполняют обычным способом с использованием средств автоматизации проектирования логических процессов. Проектирование автоматической сборки характеризуется различной степенью детализации. Одним из вариантов является проектирования технологических процессов автоматической сборки для вновь создаваемого завода с комплексной системой автоматизации производства. Оно наиболее трудно. Задача проектирования несколько отличается, если имеется аналогичное реализованное на практике или комплексная система автоматизации заменяется частично другой вариант - проектирование технологического процесса автоматической сборки осуществляется при реконструкции предприятия и налаживании производства новых изделий. В этом случае возможности технолога ограничены, так как необходимо использовать имеющиеся производственные площади, оборудование, транспорт, схемы грузопотоков и ряд других местных условий. Другие варианты проектирования технологического процесса автоматической возможны на действующих предприятиях при выпуске освоенных изделий. Задача проектирования технологических процессов здесь носит частный характер. Разрабатываются средства автоматизации: автоматические линии, участки линий, отдельные автоматические агрегаты. Проектирование выполняется без глубокого изменения сложившейся структуры производства. Ввиду того, что окупаемости внедряемых средств автоматизации должен быть е времени выпуска продукции, возможности технолога более ограничены, чем в предыдущих вариантах. Разработанный технологический процесс автоматической сборки: я основой конструкторской, строительной, транспортной, автоматической и организационной частей проекта. На основе технологии определяют потребность в оборудовании, производственную площадь, рабочую силу, основные и вспомогательные материалы, решают вопросы специализации, кооперирования сборочного производства. Построение технологического процесса зависит, прежде всего от конструктивных особенностей выпускаемых изделии - габаритных размеров, числа входящих в изделие деталей и сборочных единиц, характера и сложности соединений. Особенности собираемого изделии и программа выпуска определяют структурную схему технологического процесса автоматической сборки, последовательность выполнении его операций, их повторяемость, параметры автоматического оборудования и условия его настройки. При проектировании технологического процесса авто математической сборки нужно учитывать ряд положении: программу выпуска изделий; технологичность конструкции изделия и составляющих его элементов; обеспечение качества собираемого изделии, распределение переходов по сборочным позициям по времени их выполнения; точность и надежность относительной ориентации сопрягаемых деталей соединений; надежность выполнения соединений; контроль качества собираемого изделия или его частей. Перед тем как решать комплекс задач автоматизации сборки изделия, нужно проанализировать его служебное назначение, технические требования, определить способ сборки, всех его операций (основных и вспомогательных), формирующих изделие и его качественные параметры. Последовательность этапов проектирования технологии сборки. Показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Последовательность этапов проектирования технологии сборки для производства: а – поточно-массового; б – серийного; 1 –сбор исходных данных; 2 – анализ исходных данных; 3 – составление технологических схем; 4 – для поточно-массового – расчет темпа и определение типа производства; для серийного – определение размера партии; 5 – выбор организационных форм сборки; 6 – выбор баз; 7 – разработка маршрута и содержания операций; 8 – для поточно-массового – выбор типа оборудования; для серийного – выбор имеющегося оборудования; 9 – определение норм времени; 10 – уточнение содержания операций; 11 – выбор модели оборудования; 12 – определение режима сборки; 13 – уточнение норм времени; 14 – выбор оснастки и разработка технологических условий на ее уточнение; 15 – определение количества и загрузки оборудования; 16 – балансировка поточной линии; 17 – определение межоперационных заделов; 18 – оформление документации
Сбор исходных данных. К исходным данным для проектирования, технологических процессов автоматической сборки относятся: информация сборочных чертежей и технических условий или формализованное Описание объектов сборки; технико-экономические требования, содержащие сведения о номенклатуре и программе выпуска изделий, производительности и стоимости сборочного оборудования, сроках освоения выпуска, допустимом времени сборки; технических требования (точность сборки, условие работы и т.д.). 1.1 Анализ исходных данных. В сборочном чертеже изделия должны быть приведены: нужные проекции и разрезы; спецификация составляющих его элементов; быть указаны: точность сборки, качество сопряжений, их герметичность, жесткости, стыков, моменты затяжки резьбовых соединений, точность балансировки вращающихся частей, методы выполнения соединений, желательная последовательность сборки, методы промежуточного и окончательного контроля изделий. На основе рекомендаций по технологичности конструкции изделий определяют, необходимы ли конструктивные изменения, обеспечивающие автоматическую сборку. Если изменения внести невозможно, сборку данной части. Изделия (на данной операции) выполняют вручную или с использованием средств механизации. Анализ конструкции изделия и составляющих его деталей позволяет определить, какой вид сборки по степени автоматизации рациональнее применить. Составление технологических схем автоматической сборки. Анализ конструкции и изучение технических условий на изделие заканчивают составлением технологических схем обшей и узловой сборки изделия. Это первый этап разработки технологического процесса. Технологические схемы сборки составляют на основе анализа сборочных чертежей изделия. На этом этапе выявляют оптимальную степень расчленения изделия на составляющие элементы и выбирают возможные методы автоматической сборки различных соединений. Разрабатывают различные технологические варианты схем сборки, содержащие сведения о целесообразности дифференциации и концентрации операций, возможных вариантах схем базирования, относи тельной ориентации деталей и их закрепления. Рассчитывают условия собираемости деталей. Выбирают бункерные ориентирующие, транспортные, контрольные и другие устройства. На основе технико-экономического анализа выбирают наиболее рациональный варианта оборудования для сборки. 1.2 Последовательность сборки Последовательность сборки определяют на основе анализа размерных цепей изделия. Определяя последовательность сборки, учитывают функциональную взаимосвязь элементов изделия, конструкцию базовых элементов, размеры и массу присоединяемых элементов, а также то, что легко повреждаемые элементы желательно устанавливать в конце сборки.
Рисунок 2 – Технологическая схема сборки Выбор организационной формы автоматической сборки. Организационную форму сборки следует выбирать в зависимости от конструкции изделия, его размеров, массы, программы и срока выпуска. В общем случае они могут быть разными. Вариант организационной формы автоматической сборки конкретного изделия выбирают на основе расчетов себестоимости сборки с учетом сроков подготовки. И оснащения производства необходимым оборудованием. По организационным формам автоматическая сборка может быть стационарной и конвейерной. Стационарную сборку выполняют на специальном оборудовании или посредством ПР. Конвейерная сборка на автоматических линиях в большинстве случаев выполняется периодической остановкой собираемого изделия. Сборка с непрерывным перемещением изделия осуществляется на конвейерах, оснащенных ПР., а также на роторных автоматических линиях. Выбор технологических баз, схем базирования изделия узловой и общей автоматической сборке. Технологические базы выбирают с учетом обеспечения удобства установки и снятия собираемого изделия, надежности и удобства закрепления, возможности подвода с разных сторон присоединяемых деталей и сборочных инструментов. Различают базирование.: базовой детали изделия или отдельной его части при их установке сборочное приспособление; сопрягаемых деталей при узловой или общей сборке. Базовые детали устанавливают в стационарные позиционные приспособления или приспособления-спутники. В обоих случаях следует соблюдать принципы совмещения и постоянства баз. Соединение двух деталей при автоматической сборке должно обеспечить их 100%-ную собираемость. 1.3 Построение операций автоматической сборки. Этап включает: уточнение содержания операций; повышение степени концентрации переходов; четкое разграничение всех составляющих элементов операции - от ориентации сопрягаемых деталей до удаления собираемой части изделия или его самого; технологические расчеты; определение сил запрессовки, затяжки резьбовых соединений клепки, определение штучного времени по элементам изделия и в целом. На этом этапе определяют основную технологическую характеристику необходимого сборочного оборудования: структурную схему кинематические и динамические параметры; размер рабочей зоны для размещения собираемого изделия с оснасткой; систему управления' степень автоматизации рабочего цикла; способность к переналадке При проектировании операции сборки на многопозиционных станках и АЛ, определяют загрузку оборудования по отдельным позициям стоят циклограммы работы, устанавливают структуру и тип линии необходимые заделы и накопители, конфигурацию линии в плане для ее стыковки со сложными участками сборочного цеха. Экономическую целесообразность использования средств автоматизации сборки определяют сопоставлением проектируемого варианта с аналогом или поэтапным сравнением между собой нескольких проектируемых вариантов. Первый этап расчета выполняют на стадии составления технического задания. На основании результатов расчета решают вопрос о последующих проектных разработках. Второй этап расчета выполняют на стадии разработки технического проекта и вносят при необходимости соответствующие коррективы. При проектировании нового технологического процесса автоматической сборки в качестве базы для сравнения выбирают наиболее совершенную отечественную или зарубежную технологию сборки данного изделия.
2 Расчет производительности АЛ Производительность станочных автоматических линий можно определить по формуле
где Кэф— технический коэффициент использования оборудования; Тг — годовой фонд времени работы оборудования, ч; t — длительность цикла однопоточной линии, мин. Технический коэффициент использования оборудования
где Qф — фактическая производительность; Qm — теоретическая производительность. Фактическая производительность меньше теоретической на величину неизбежных затрат времени на подналадку и замену режущего инструмента, переналадку (если линия переналаживается), проведение профилактических и плановых ремонтов, устранение случайных неисправностей и организационные потери. Технический коэффициент использования оборудования для непереналаживаемых автоматических станочных линий равен 0,75—0,8, а для переналаживаемых 0,65—0,7. Производительность автоматической станочной линии может быть определена следующим упрощенным способом, исходя из продолжительности такта линия. Тактом линии называется время, в течении которого выдается готовая деталь или группа деталей (если линия многопоточная). Расчетный такт линии определяется по формуле: Тл = Тц max = to.mp+tn.mp+tф.mp, (3) где: Тцmax - продолжительность цикла лимитирующего станка или агрегата, мин; to.mp, tn.mp, tф.mp - время освобождения транспортера от фиксации, время перемещения и время фиксации, мин. Для автоматических линий непрерывного действия, у которых готовые детали выдаются не периодически, а непрерывно, to.mp=0, tф.mp=0 Действительная штучная производительность станочной автоматической линии составляет: для однопоточной линии Qф=(60/Тл)*nэ, шт/ч, (4) для многопоточной линии Qф=р*(60/Тл)*nэ1, шт/ч, (5) где: Тл - расчетный такт линии» мин; nэ и nэ1 - эксплуатационный коэффициент, учитывающий техническое и организационное обслуживание и другие затраты времени, равный 0,65—0,80, в зависимости от сложности линии; р — количество потоков. Если продолжительность цикла лимитирующего станка не обеспечивает заданной производительности, то на данной позиции необходимо установить два или больше станков. Если линия состоит из самостоятельных автоматически действующих участков, из которых один лимитирует выпуск всей линии, повышение производительности может быть обеспечено ужесточением режима эксплуатации этого участка и созданием задела, компенсирующего разницу в темпах работы разных участков. Общую длительность обработки Тоб детали на всех позициях линии можно определить по формуле Tоб =Tлз (6) где: z — число позиций в линии.
Список используемой литературы: 1 Капустин Н.М., Дьяконова Н.П., Кузнецов П.М. Автоматизация машиностроения. -М.: Высшая школа. 2003 -223с. 2 Шишмарев В.Ю. Автоматизация технологических процессов. –М.: Академия, 2007. -352с.
|
(1)
(2)
