Расчёт календарно-плановых нормативов и технико-экономическое обоснование гибкого автоматизированного участка механической обработки

 

Рисунок 2.1 –  Длительность производственного цикла  по базовому варианту

Рисунок 2.2 –  Длительность производственного цикла  по проектируемому варианту

2.9 Расчёт незавершённого производства

 

Среднее количество деталей j-го типоразмера в незавершённом производстве определяется по формуле

,

где – годовая программа запуска изделия j-го наименования (типоразмера).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10 Расчёт необходимого количества транспортных средств

 

Внутри  цехов заготовки, детали, сборочные  единицы в процессе изготовления перевозятся между кладовыми (складами) и участками, с одного участка  на другой, а на участках – между  рабочими местами (технологическим  оборудованием). Для этого широко используется транспортное оборудование различного типа, в частности, ручные тележки, электрокары, транспортёры различных  типов, робоэлектрокары, промышленные роботы, манипуляторы и другие транспортные средства.

Одним из основных факторов при выборе транспортного  средства является грузоподъёмность, для определения достаточности  которой необходимо учитывать размеры  партий и вес обрабатываемых деталей .

Число транспортных средств прерывного (циклического) действия (тележки, робоэлектрокары и др.) определяется по формуле

,

где – количество транспортных операций, осуществляемых над каждой деталью (перевоз материалов на заготовительную операцию, заготовок на участок механической обработки, готовых деталей на склад и др.);

 – вес единицы j-го типоразмера детали (из исходных данных – норма расхода материала на одно изделие), кг;

 – грузоподъёмность транспортных  единиц, кг;

 – коэффициент использования  грузоподъёмности транспортных  средств  ;

  – среднее расстояние между двумя пунктами, м ;

 – средняя скорость движения  транспортного средства, м/мин ;

  – время на загрузку транспортного средства за каждую операцию, мин ;

  – время на разгрузку транспортного средства за каждую операцию, мин .

 

 

 

 

 

2.11 Расчёт необходимого количества промышленных роботов

 

Расчёт  необходимого количества промышленных роботов для обслуживания станков  с ЧПУ производится для всего  оборудования проектируемого варианта, исключая следующие виды: роботизированные комплексы, гибкие производственные модули, обрабатывающие центры, а также оборудование, конструктивно содержащее в себе промышленные роботы. Чтобы определить необходимое количество промышленных роботов для обслуживания станков  с ЧПУ, необходимо сначала определить, сколько таких станков может  обслужить один промышленный робот:

,

где – номенклатура обрабатываемых деталей на данном оборудовании;

  – основное (машинное) время, затрачиваемое при обработке единицы    j-го типоразмера детали, мин;

  – вспомогательное время, затрачиваемое непосредственно промышленным роботом при обслуживании оборудования, мин.

 

 

Вспомогательное время включает: время на выбор  детали (заготовки) из общей их совокупности, время перемещения детали в рабочую  зону, время соединения детали с  рабочим органом станка, время  закрепления детали в рабочем  органе станка, время удаления готовой  детали из рабочей зоны, время возврата промышленного робота в исходное положение.

После определения  количества станков, обслуживаемых  одним промышленным роботом, и исходя из необходимого количества станков  с ЧПУ для выполнения производственной программы (см. табл. 3.2) определяется необходимое  количество промышленных роботов для  обеспечения гибкого автоматизированного  производства. Расчёт ведётся по формуле

 

где – количество операций технологического процесса изготовления деталей на данном оборудовании;

 – принятое количество  единиц оборудования.

После того как было определено, сколько станков  будет обслуживать каждый промышленный робот, необходимо выбрать модель (марку) с учётом его грузоподъёмности и веса обрабатываемых деталей, а также цены (прил. 4). Промышленный робот будет работать в прямоугольной системе координат, так как обслуживает более пяти станков.

Таблица 2.6 – Основные параметры промышленных роботов

Наимено-вание и модель	Краткая характеристика	Груз	Габа-риты, мм	Мощ- ность кВт	Опт цена, у. е.	Нор-ма амор, %	Категория   мех    эл
Робоэлект рокар С4057.26	Напольный транспортный робоэлектрокар. Работает в прямоугольной сист. координат. В ГПС выполняет транспортные и погрузочно-разгрузочные операции	500	1650´2350	5,0	44500	15,2	7,0	12,5
Электрокар ЭП201	Напольный электрокар. Предназначен для  перевозки грузов в цех (участок) и обратно на склад	500	1500´2150	3,5	3800	15,2	5,0	4,5

 

 

3 Планировка и расчёт производственной площади участка, выбор типа здания

 

3.1 Планировка производственного участка

 

При планировке: предусмотрели удобные подходы к станкам для проведения ремонта и обслуживания; выделили необходимые площади для размещения магазина-накопителя деталей (МД) и подходы к ним; предусмотрели площади для размещения устройств ЧПУ, устройств управления УУР, магазинов хранения инструментов (МИ) и приспособлений (МП); предусмотрели места для проведения контроля качества продукции (КК).

Планировка  участка зависит от вида организации  транспортной сети, т. е. схемы грузопотоков. Существуют три основные схемы: прямоточно-возвратная, с замкнутой трассой и с разветвлённой трассой. В соответствии с этим и выбирается форма компоновки оборудования, в частности, прямоугольная, круговая, П-образная, Г-образная, V-образная и др.

 

При разработке планировки участка использовались условные обозначения (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Условные  обозначения

 

Объект	Условное обозначение	Объект	Условное Обозначение
Строительные элементы		Технологическое оборудование
Капитальная стена		Станки токарно-винторезные
Сплошная перегородка		Отрезные станки и полуавтоматы
Остеклённая перегородка		Станки фрезерные широкоуниверсальные
Проезд		Кругло-шлифовальные
Магазин инструмента		Шлицешлифовальный станок
Стол для деталей		Устройство числового программного управления
Промышленный робот или электрокар

 

 

 

3.2 Расчёт производственной площади участка

 

После проведения планировки необходимо произвести расчёт производственной площади  участка по базовому и проектируемому вариантам. Расчёт производится в табличной  форме (табл. 3.2). После определения производственной площади определяется вспомогательная площадь, занимаемая настройщиками инструмента, сборщиками приспособлений, кладовыми, бытовыми и административными помещениями.

 

Таблица 3.2 - Расчёт производственной площади участка

Наименование оборудования	Модель (марка)	Габаритные размеры, мм		Кол-во единиц	Кдп	Произв. площадь участка, м2
Базовый вариант
1. Отрезные станки и полуавтоматы	8Г662Ф2		2150´1150	1	3,5	8,7
2. Станки токарно-винторезные	1М63МФ101		3893´1590	8	2,5	123,8
3. Станки фрезерные широкоуниверсальные	6720ПФ3		1900´1820	3	3,5	36,3
4. Полуавтоматы кругло-шлифовальные	3У12АФ11		3040´2300	3	2,5	52,4
5. Шлицешлифовальные станки	345А-01		1800´1200	1	3,5	7,6
6. Электрокар	ЭП201		1500´2150	1	-	96,8
Итого				17		325,6
Проектируемый вариант
1. Автомат  отрезной круглопильный	8Г662Ф2М		1750´1500 (940´1500)	1	3,5	14,1
2. Модуль  гибкий производственный токарный	16Б16Т1С1РМ1		2710´1870	3	3	45,6
3. Станки  фрезерные широкоуниверсальные	6740ВФ20		2930´1950 (980´1280)	1	3	20,9
4. Полуавтоматы  кругло-шлифовальные	3У12АФ11		3040´2300 (980´1280)	2	2,5	41,2
5. Шлицешл. станок	М345АР-01Б		2150´1275	1	3,5	9,6
6. Промышленный робот	БРИГ-10Б		940´1500	1	-	53,11
8. Робоэлектрокар	С4057.26		1650´2350	1	-
Итого				12		184,5

 

 

3.3 Обоснование выбора типа здания

 

Типы, конструкции  и размеры зданий для механообрабатывающих цехов выбираются в зависимости  от следующих факторов:

• характера и размера объектов производства, объёмов производственной программы, характера производственного процесса и применяемого оборудования;
• типов, размеров и грузоподъёмности транспортных средств;
• требований, предъявляемых в отношении освещения, отопления и вентиляции;
• учёта возможности дальнейшего расширения здания;
• рода применяемого строительного материала.

Производственные  здания для механической обработки  деталей могут быть одноэтажные  и многоэтажные.

Преимущественно здания для цехов механической обработки  строят одноэтажные, т. к. при этом производстве применяется сравнительно тяжёлое  оборудование и сама продукция может  быть тяжёлой и значительной по габаритам. Производственные здания строятся из нескольких параллельных однотипных пролётов, образуемых рядами колонн – металлических  или железобетонных. Форма здания должна быть простой, в виде прямоугольника.

Общие размеры  и площади цехов определяют на основе планировки оборудования.

Каждый  пролёт цеха характеризуется основными  размерами – шириной пролёта L и шагом колонн t или, иначе, сеткой колонн L´t.

Ширина  пролёта определяется на основании  планировки оборудования в зависимости  от размеров обрабатываемых деталей, применяемого оборудования и средств транспорта. Наиболее часто ширина пролёта механических цехов принимается равной 9, 12, 15, 18, 24 м. Длина пролёта зависит от производственной и вспомогательной площадей.

Шагом колонн называется расстояние между осями  двух колонн в направлении продольной оси пролёта. Как правило, шаг  колонн принимается равным 6 м, может быть 12 м.

Стены зданий могут быть панельными высотой 1,2 и  1,8 м или кирпичными для зданий небольшого объёма (до 5000 м³).

Высота  здания определяется исходя из размеров изготавливаемых изделий, габаритных размеров оборудования, конструкций  мостовых кранов, а также санитарно-гигиенических  требований. Самая малая высота пролёта  механического цеха, оснащённого  мостовым краном, – 6,15 м. От высоты зависит стоимость 1 м² площади цеха.

 

 

 

 

 

 

4 Расчёт мощности, потребляемой оборудованием