Предварительное определение площади цеха и основных параметров производственного здания

Краткое содержание вопросов темы

Перечень основных вопросов темы

Тема 3. ПРИНЦИПЫ И СТРУКТУРА ПОСТРОЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

1. Цели и задачи изучения темы:

- умение решать задачи выбора рациональной структуры и организацион­ных форм участков, линий и цехов для различных типов производства;

- знание основных вариантов размещения производственных участков ме­ханосборочных цехов и факторов, влияющих на их выбор;

- знание вариантов размещения оборудования и рабочих мест сборки на участках, линиях и в ГПС и методов выполнения планировок.

2.1 Основные принципы выбора структуры цеха.

2.2 Методика выбора структуры цеха и организационных форм его осно­вных подразделений.

2.3 Расположение производственных участков цеха.

2.4 Предварительное определение площади цеха и основных параметров производственного здания.

2.5 Выбор варианта расположения оборудования на участках механичес­кой обработки.

2.6 Особенности расположения оборудования и рабочих мест на участках сборки.

2.7 Планировка оборудования и рабочих мест.

3.1. Основные принципы выбора структуры цеха (наименование вопроса)

Как известно, существуют две формы специализации основных це­хов машиностроительного производства - технологическая и предметная. В первом случае цеха специализируются по признаку выполняемых техно­логических процессов (литейные, механические, сварочные), во втором случае - по признаку изготавливаемых изделий (деталей).

Применительно к механообработке и сборке в массовом и крупно­серийном производстве в основном создают механосборочные предметно-специализированные цеха, в серийном и единичном - самостоятельные ме­ханические и сборочные, т.е. технологически специализированные цехи.

Структура этих цехов может быть различной. При проектировании нового цеха, а также при реконструкции и техническом перевооружении существующих цехов важным этапом является синтез его структуры, т.е. обоснованный выбор состава его отделений и участков. Этот вопрос требует тщательного анализа номенклатуры и объемов выпускаемой продук­ции, технологии их изготовления и организационных форм их выполне­ния.

Относительно просто этот вопрос решается для цехов массового и крупносерийного производства, где естественной является целевая пред­метная организация цехов (цеха по производству двигателей, шасси и др.) и участков (участок изготовления деталей и сборки масляного насоса и т.д.). Такая структура обеспечивает прямоточность производственного процесса, когда в конце поточных линий обработки располагаются участки узловой сборки, а дальше выполняется сборка агрегатов или изделий.

Сложнее решать задачу структуризации для цехов средне - и мелко­серийного производства, где обширная номенклатура деталей и изделий, изготавливаемых последовательно на одних и тех же рабочих местах, на первый взгляд предопределяет технологическую специализацию участков, выполняющих однотипные операции производства. Однако современная теория организации производства базирующаяся на системном подходе к анализу и синтезу структур производственных процессов, в большинстве случаев отвергает подобную структуру.

При традиционном подходе к определению структуры и организа­ции работы цеха основное внимание уделялось расчленению общего объе­ма работ на отдельные операции изготовления деталей или сборки узлов. Указанные операции, особенно в условиях серийного производства, кон­центрировались на соответствующих участках, сформированных по техно­логическому, т.е. функциональному признаку. При этом рекомендации о структуре строились в основном на основе анализа и не затрагивали вопро­сов взаимодействия операций как системы в целом. Структурная схема производственного процесса и возникающих при этом связей показана на рис. 3.1.а.

Рис.3.1 Схема структуры производственного процесса, сформированного при традиционном и системном подходе:

I, II, Ш - участки обработки

а,в,с - группы станков одинакового технологического назначения

На схеме условно показаны три участка, каждый из которых сфор­мирован из станков одинакового технологического назначения. Указанные станки могут принадлежать к одной группе или к разным размерным груп­пам.

При такой структуре возникают многочисленные прямые и обрат­ные связи между технологических специализированными участками для из­готовления множества деталей Д.

При системном же подходе решающее значение имеют взаимодей­ствие, единство и эффективность работы, как отдельных участков (подсистем), так и цеха (системы) в целом. Выбор структуры при этом про­изводится по результатам анализа и синтеза составных частей системы как интегрированного целого объекта с качественно новыми свойствами. По­этому при системном подходе структура производственных процессов основывается на использовании целевой подетальной и предметной спе­циализации участков или цехов. Схема структуры производственного про­цесса при системном подходе показана на рис.3.1,б. В этом случае цех так­же состоит из трех участков, но построенных по принципу подетальной спе­циализации, при пересечении внешних вертикальных и внутренних гори­зонтальных связей. Здесь конечные цели производственной системы скла­дываются из целей обособленных подразделений (участков), выпускающих законченные детали подмножества {Д1,Д2,Д3} с Д.

Ориентация участков на законченный результат, существенное уменьшение внешних связей значительно упрощает решение проблем раз­деления и согласования труда и способствует приобретению ими свойств самоорганизации и саморегулирования.

Такой метод организации производства называют программно-целевым. Он базируется на единстве двух аспектов: пространственной структуризации производственной системы и организации ее функциони­рования во времени.

При использовании программно-целевого метода организации ме­ханосборочного производства реализуются три основных структурообра­зующих принципа:

• целевая подетальная или предметная специализация цехов и их участков, а, следовательно, пространственная концентрация производства од­нородных деталей или сборочных единиц;

• унификация технологических процессов изготовления однородных дета­лей или сборочных единиц, и как результат, определенная концентрация, специализация и комплектность необходимого для этого оборудования или технологического оснащения;

• централизация выдачи цехам и участкам целевых программ на изготов­ление комплектного состава деталей изделия со стороны органов опера­тивного управления, а значит, определенная концентрация во времени изготовления однородных изделий, что важно для сокращения цикла изготовления законченных изделий.

Если ранжировать подетальную, предметную и технологическую специализацию по технологическим показателям (производительность тру­да, использование оборудования, приведенных затрат на годовой выпуск), то их соотношение составит 1, 9: 1, 5: 1.

Подетальная и предметная формы организации участков, линий и цехов обеспечивают организационные и социальные преимущества по сравнению с технологической формой, т.к. при этих формах в большей сте­пени обеспечиваются непрерывность, прямоточность и ритмичность произ­водственного процесса, а коллективы бригад и участков в большей степени могут влиять на конечные результаты труда.

Таким образом, при определении структуры цеха необходимо ис­пользовать системный подход, при котором наиболее эффективной являет­ся программно-целевая организация производственных процессов. При этом в условиях серийного производства создают подетально-специализированные механические цеха, подетально-специализированные участки, многономенклатурные групповые поточные линии. Эти же орга­низационные формы наиболее эффективны и при создании ГПС.

В условиях массового и крупносерийного производства основной организационной формой являются предметно-специализированные линии.

В условиях единичного производства в небольших механических цехах могут создаваться участки, сформированные по технологическому признаку.

В крупных цехах единичного производства необходимо рассматри­вать целесообразность по детальной специализации участков.

3.2. Методика выбора структуры цеха и организационных форм его основных подразделений

(наименование вопроса)

В условиях массового и крупносерийного производства структура цеха практически всегда определяется составом сборочных единиц и дета­лей изделия. Это обуславливается закреплением за каждым рабочим местом одной или двух технологических операций и очевидной целесообразностью организации в этих условиях поточных линий. Поэтому число поточных линий обработки или сборки определяется числом изготавливаемых дета­лей и собираемых узлов.

Число участков автоматических линий жесткого типа определяют на основе расчета фактической производительности линий в зависимости от внецикловых потерь, связанных с надежностью технологических систем. Оптимальное число последовательных позиций автоматической линии на одном участке:

где τ -такт работы автоматической или поточной линии, мин;

tв - внецикловые потери.

tв=ω*θ,

где ω - среднее число отказов в 1 мин;

θ - среднее время, мин, обнаружения и устранения отказов, отнесенное к циклу.

Между участками автоматических и поточных линий предусматри­вают накопители, вместимость которых должна быть достаточной для ра­боты смежного участка на период времени устранения отказа, вызванного отказом станка, транспортной системы, системы управления, внезапной поломкой инструмента и т.п.

Таким образом, типичными для поточных линий жесткого типа будут структуры, приведенные на рис 3.2. Короткие линии состоят из одно­го участка (рис 3.2,а), линии с количеством станков (позиций) более 10, как правило, разбивают на два или несколько участков с накопителями между ними (рис 3.2,б,в).

Для условий многономенклатурного средне-, мелкосерийного и единичного производства методика формирования под детально-групповых участков, групповых поточных линий и их высших форм - ГПС, включает три этапа.

На первом этапе производится анализ номенклатуры деталей изде­лий по конструктивно-технологическим признакам, на втором - осу­ществляется анализ планово-организационных характеристик деталей (их трудоемкость, программа выпуска), на третьем - осуществляется синтез первых двух этапов и определяют структуру производственных подразде­лений.

Анализ конструктивно-технологической общности деталей. Задача анализа состоит в том, чтобы все многообразие изготавливаемых цехом де­талей разделить на группы по конструктивным и технологическим призна­кам. С этой целью любую деталь из всей номенклатуры, выражаемой мно­жеством Д (рис 3.3), описывают набором признаков Р={Р1*i=1,2…n}по ко­торым классифицируют детали множества Д. Этими признаками могут быть: Р1 - вид заготовки, определяющий характер оборудования и частич­но технологический процесс; Р2 - габаритные размеры деталей, характери­зующие возможную группу и мощность оборудования; Р3 - основной техно­логический маршрут, задаваемый преобладающими видами только токар­ной обработки (Т), токарной и фрезерной (Т-Ф), токарно-фрезерно-сверлильной (Т-Ф-С),сверлильно-фрезерно-расточной (С-Ф-Р) и т.д.

Маршрут определяет комплект необходимого оборудования для основной обработки деталей группы; Р4 - конструктивный тип деталей (корпусные, рычаги, валы и т.д.), устанавливающий профиль подетальной специализа­ции участка. Для оценки планово-организационных характеристик деталей используют суммарное расчетное число станков для изготовления деталей группы - параметр Р5 -. Могут быть приняты и другие признаки. Каждая группа при множестве наименований признаков Р={Р1,j},i=1,2…n об­разуется на последней n -й ступени.

Анализ планово-организационных характеристик. Анализ дей­ствующих участков с подетальной специализацией показывает, что не всег­да удается обеспечить необходимую загрузку оборудования участка и ли­нии обработкой деталей только одной конструктивно-технологической группы. Приходится закреплять за участком детали, входящие в разные группы, если их можно обработать на одних и тех же станках (например, корпусные детали, рычаги, планки и т.д.). Поэтому необходимо дополни­тельно группировать детали по признакам трудоемкости и объема выпуска (признак Р5).

В качестве показателя синтезирующего признаки трудоемкости и объема выпуска ГОСТ 14312-79 рекомендует относительную трудоемкость изготовления Кдi i-ой детали:

Где Коi - число операций изготовления i -й детали;

tш i,j, - штучное время j -й операции при обработке i -й детали;

Фо- эффективный годовой фонд времени работы оборудования;

Ni - годовая программа выпуска i -й детали;

Кв - средний коэффициент выполнения норм в цехе.

Нетрудно заметить, что коэффициент Кдi представляет собой сум­марное число станков, необходимых для изготовления заданного объема выпуска Ni при рассматриваемой технологии и режиме работы, а выраже­ние

Ni=∑t i,j/Кв - станкоемкость изготовления деталей группы на станках определенной группы. Суммарная относительная трудоемкость обработки по -и типовой группе:

Где f - число наименований деталей в i -й группе.

Синтез групп деталей для изготовления на данном участке. При синтезе групп деталей для обработки на данном участке вначале необходи­мо обосновать число участков цеха, а затем их подетальную специализа­цию.

Практика показывает, что рациональное число станков в составе

обособленных участков и линий с их подетальней специализацией состав­ляет 25-35 единиц, а для ГПС 6-18 ГПМ. Причем число ГПМ в составе ГАЛ составляет 3-9 единиц. Это объясняется значительным возрастанием внецикловых потерь в системе взаимосвязанных станочных модулей.

Число участков цеха nц ориентировочно определяется делением общего числа станков цеха Сn на принимаемое среднее число станков на одном участке Сц т.е. nц≈Сn/Сц.

Подбором групп деталей необходимо обеспечить создание уча­стков с примерно одинаковым числом станков, для чего следует соблюсти следующее условие:

Где dу - число групп деталей, закрепленных за участком.

Это объясняется значительным возрастанием внецикловых потерь в системе взаимосвязанных станочных модулей.

Для выбора типа линии пользуются показателем средней относи­тельной трудоемкости операции Кmi, определяемом для каждой детали:

Коэффициент Кmi, выражает число станков для выполнения i -й операции изготовления данной детали и одновременно представляет собой средний коэффициент загрузки станков однономенклатурной поточной ли­нии.

При Кmi>0,75 целесообразно создание непрерывно-поточной линии; при 0,2<Кmi<0,75- много номенклатурной предметно-поточной линии; при 0,05<Кmi<0,2 - групповой поточной линии.

В последнем случае за участком закрепляют несколько типов де­талей, обрабатываемых на одинаковом оборудовании, чтобы обеспечить средний коэффициент загрузки станков участка не менее 0,75.

3.3. Расположение производственных участков цеха (наименование вопроса)

Размещение участков внутри цеха обуславливается взаимным раз­мещением механических и сборочных цехов. Последнее, в свою очередь..определяется принятой организационной формой механосборочного про­изводства. Возможные компоновочные схемы механических и сборочных цехов показаны на рис. 3.4.

В поточно-массовом производстве рабочие места узловой сборки предметно-специализированных цехов размещают в конце линии механо-обработки. Механосборочный цех при этом состоит из ряда параллельно расположенных участков механообработки, состоящих из непрерывно- или переменно-поточных линий и линии или участка узловой сборки. При кон­вейерной общей сборке участки механосборочного производства размещают в соответствии с последовательностью установки сборочных единиц и деталей в изделии на главном конвейере.

Отделение или цех общей сборки с конвейером размещают перпен­дикулярно к линии обработки после узловой сборки в конце корпуса или в его середине (рис. 3.4, а, б). При этом обеспечивают наиболее благоприят­ные условия передачи изготовленных деталей и сборочных единиц на кон­вейер общей сборки в процессе прямоточной межоперационной передачи.

Вариант размещения общей сборки в середине цеха используют при производстве изделий с большим числом коротких линий механообработки и относительно небольшой трудоемкости общей сборки.

В серийном и единичном производстве применяют компоновочные схемы размещения цеха (отделения) общей сборки в отдельном пролете или параллельно пролетам или участкам механического цеха (рис. 3.4,в, г). В условиях мелкосерийного и единичного производства используют стацио­нарную непоточную сборку, поэтому взаимное размещение участков опре­деляет в общей степени технологическая однородность обрабатываемых деталей и применяемых видов транспорта.

Исходя из этого, например, в одном пролете, оборудованном мос­товым краном, сосредотачивают обработку наиболее крупных базовых де­талей (рис. 3.4,в). При параллельном расположении пролетов (рис.3,4,г) участок базовых деталей целесообразно располагать рядом с пролетом сборочного цеха с тем, чтобы облегчить передачу наиболее тяжелых дета­лей на сборку. С точки зрения минимизации грузопотоков, чем больше об­щая масса изготавливаемых на участке деталей, тем ближе он должен быть расположен к отделению, цеху общей сборки и наоборот.

С другой стороны, на выбор варианта расположения участков ока­зывают влияние условия работы и технологические особенности исполь­зуемого оборудования. Исходя из этого нецелесообразно размещать рядом участки и линии изготовления деталей высокой точности и относительно малой точности формы и расположения поверхностей ввиду неизбежного влияния вибраций этого оборудования на точность изготовления ответ­ственных деталей. Недопустимо смежное расположение размещения уча­стков абразивной обработки и сборки. В каждом конкретном случае необ­ходимо учитывать совместимость технологических процессов смежных уча­стков и цехов, степень пожарной опасности, а также концентрацию вред­ных для человека аэрозолей выделяемых при работе оборудования. Пожа­роопасные или вредные для здоровья работающих участки или производ­ства должны быть изолированы от других производств соответствующими перегородками и оборудованы системами очистки воздуха.

(наименование вопроса)

При предварительной проработке компоновочной схемы общую площадь участка или цеха определяют по показателю Sуд.о удельной об­щей площади, относящейся на один станок или рабочее место

S=Sуд.о*Сn,

где Сn - принятое число станков (рабочих мест).

Этот показатель зависит от габаритных размеров применяемого оборудования и транспортных средств. Последние определяют ширину проездов между рядами станков. Так, для средних станков Sуд.о=14…18м **2. Поскольку в составе цеха (участка) имеется оборудование разных габарит­ных размеров для предварительной оценки требуемой площади удобнее пользоваться удельными показателями Sуд.о для аналогичных цехов, об­общенных по ряду действующих заводов или выполненных ранее проектов. Например Sуд.о для отделений механообработки цехов автомобильной про­мышленности: цех двигателей - для двигателей мощностью до 50 кВт -27 м ²; свыше 50 кВт-32 м²; цех шасси для грузовых автомобилей грузо­подъемностью до 5 т - 21 м², свыше 5 т - 23 м².

Важным при проектировании является выбор строительных пара­метров здания - сетки колонн и высоты пролета. Поперечный разрез и план пролета показаны на рис. 3.5. Сетку колонн (ширину L пролета и шаг t колонн) и высоту H пролета (расстояние от пола до нижней части несущей конструкции здания) выбирают из унифицированного ряда указанных ве­личин.

Ширину пролета L выбирают такой, чтобы можно было рацио­нально разместить кратное число рядов станков, в зависимости от габа­ритных размеров и вариантов размещения (L ==18, 24, 38 и 36 м).

Высоту пролета определяют по схеме, приведенной по рис, 3.5.

Исходя из максимальной высоты оборудования h1 минимально­го расстояния h2 между оборудованием и перемещаемым грузом, а также высоты транспортируемых грузов h3, крана h4 определяют высоту H1 до головки подкранового рельса:

H1=h1+h2+h3+h4,

Высоту h4 определяют с учетом крайних положений подвижных частей станка, но не менее 2, 3 м. Расстояние h2 принимают не менее 400 мм. По величине H1 определяют по таблице минимальную высоту пролета

H. При проектировании участков и цехов ГПС целесообразно исполь­зовать пролеты с мостовым краном, причем одна из причин использования

мостовых кранов состоит в обеспечении высокой мобильности при пере­становке и замене оборудования.

Длину станочных участков и линий из соображений пожарной безопасности принимают в пределах 35-50 м, а между ними предусматри­вают магистральные (пожарные) проезды шириной 4,5-5,5 м. По известной производственной площади участков определяют их ширину.

На основании габаритных размеров участков с учетом наличия продольного и поперечных магистральных проездов определяют габарит­ные размеры и ориентировочную площадь цеха.

3.5 Выбор варианта расположения оборудования на участках механической обработки (наименование вопроса)

Расположение станков на участках и линиях механической обработ­ки определяется организационной формой производственного процесса, длиной станочных участков, числом станков, видом межоперационного транспорта, способом удаления стружки и др. факторами.

Выбор варианта расположения станков непрерывно- и переменно-поточных линий относительно прост. Здесь последовательность располо­жения оборудования практически однозначно определяется последователь­ностью выполнения операций технологического процесса. Задача рацио­нального размещения оборудования сводится к выбору варианта размеще­ния станков относительно транспортного средства, числа рядов станков и связей конфигурации поточной (автоматической) линии.

Относительно транспортного средства возможны варианты про­дольного, поперечного, углового и кольцевого размещения станков (рис.3.6).

а) б)

РисЗ.б. Варианты размещения станков относительно транспортных средств:

а - продольное, б - поперечное, в - угловое, г - кольцевое.

Фронтальное расположение станков по отношению к транспортному средству или проезду создает наиболее благоприятные условия для автома­тизации и механизации межоперационного транспортирования и обслужи­вания рабочих мест.

При поперечном расположении условия обслуживания станка опера­тором ухудшаются в связи с его удалением от конвейера. Однако при ис­пользовании для автоматической загрузки станков манипуляторов или промышленных роботов портального типа это противоречие разрешается. т.к. обеспечивается лучшее использование производственной площади.

Расположение станков под углом к проезду применяют для расточ­ных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных станков, прутковых автоматов и других станков, длина которых значительно превышает их ширину. Прутковые автоматы размещают обычно загрузочными уст­ройствами к проезду для облегчения установки прутка.

Кольцевое размещение станков благоприятно для многостаночного обслуживания, но создает трудности для использования межоперационного транспорта и инженерных коммуникаций.

Выбор того или иного варианта определяется также способом удале­ния стружки от станков.

При использовании автоматизированных систем уборки стружки не­обходимо учитывать взаимное расположение станочных и цеховых струж-коуборочных конвейеров.

В зависимости от длины технологического потока и длины станоч­ного участка применяют однорядное и многорядное размещение станков. При этом для обеспечения прямоточности зону заготовок (начало линий) располагают со стороны одного проезда, а конец линий - с противополож­ной стороны в направлении дальнейшего перемещения деталей на сборку. Рассмотрим основные варианты размещения оборудования в непрерывно- и переменно-поточных линиях (рис. 3.7).

Для линий, оборудование которых размещается в пределах длины участка, применяют однорядный вариант размещения (рис.3.7,а). В приве­денном примере на второй операции предусмотрены два станка, поскольку штучное время на этой операции превышает такт выпуска.

Короткие линии обработки располагаются последовательно (рис. 3.7,б). Поточные линии с большим числом станков размещают в два или несколько рядов (рис.3.7,в), но с обязательным условием, чтобы начало линии располагалось со стороны зоны заготовок, а конец линии - с проти­воположной стороны.

Для обеспечения лучшего использования отдельных станков возмож­но параллельное размещение линий с использованием общего для двух ли­ний оборудования (рис.3.7,г), однако в этом случае перед "общим" обору­дованием необходимо предусматривать необходимые заделы для компен­сации несинхронности работы двух линий. На схеме "общее" оборудование заштриховано. Значительно сложнее выбрать оптимальный вариант раз­мещения станков для подетально-специализированных участков серийного производства. На этих линиях можно одновременно изготавливать партии различных деталей, т.к. вариант размещения влияет на транспортные рас­ходы, себестоимость продукции и капитальные вложения, на непрерыв­ность и ритмичность производства.

Рис.3.7.Варианты размещения оборудования в непрерывно - и переменно-поточных линиях.

В первом случае в гнездо собирают оборудование для изготовления определенного типа деталей. При размещении станков гнездами по техно­логическому признаку создают группы однотипных станков в соответствии с ходом технологического процесса характерных деталей. Однако при этом варианте возникают сложные возвратные перемещения партий деталей. Он может быть использован при создании относительно небольших участков единичного производства.

Возможны три различных варианта расположения станков на предмет­но-замкнутых (подетально-специализированных) участках:

- точечный, при котором отсутствуют межоперационные связи между стан­ками;

- рядный, при котором оборудование размещено в линейной последовате­льности, соответствующей ходу технологического процесса характерной детали;

- гнездовой, при котором станки размещают группами в зависимости от межоперационных связей между ними.

Точечный вариант расположения станков возможен при полном из­готовлении деталей на одном станке. Его применяют в тяжелом машиностроении при изготовлении крупных деталей, в легком и среднем машиностроении при использовании многоцелевых станков, а также на автоматных участках изготовления несложных деталей.

Рядный и гнездовой варианты расположения станков характерны для групповых поточный линий, где в зависимости от степени синхронизации работа может осуществляться, как на переменно-поточной линии с определенным тактом, или линия может быть несинхронной –прямоточной.

Возможны также комбинации указанных вариантов расположения станков внутри одного участка.

При выборе того или иного варианта в качестве основного параметра, влияющего в наибольшей степени на эффективность работы участка и линии, обычно используют грузооборот участка, характеризуемый

грузопотоком It1t2 между рабочими местами t1 иt2:

где Nк - программа к-ой детали; mк - ее масса; р - число детале-маршрутов между t1 и t2 -м рабочими местами.

При точечном варианте расположения оборудования, когда перемеще­ние деталей осуществляется со склада к рабочему месту и обратно, рабочие места с наибольшей интенсивностью грузопотока размещают ближе к складу, и наоборот.

Варианты линейного (а) и гнездового (б) размещения станков р групповых поточных линиях показаны на рис. 3.8.

Рис.3.8. Варианты линейного (а) и гнездового (б) размещения станков с групповых поточных линиях.

При гнездовом варианте размещения оборудование может быть сгруппированы по предметному либо по технологическому признаку.

Выбор рациональной планировки линий и участков ГПС имеет мно­го общего в подходе, принципах размещения станочных модулей и крите­риях оптимальности, рассмотренных выше.

На основе анализа ГПС можно выделить произвольный, функцио­нальный и групповой вариант размещения модулей (рис. 3.9).

Произвольный вариант. Несколько модулей или станков с ЧПУ про­извольно размещают на площади участка. При этом варианте существенно усложняются и удлиняются транспортные маршруты, если станков исполь­зуемых при изготовлении одной детали, более трех. Этот вариант приемлем при полном изготовлении детали на одном станке.

Функциональный вариант. Станочные модули группируют по их технологическому назначению (токарные, фрезерно - расточные, шлифоваль­ные и другие). Недостатком являются неизбежные встречные потоки при изготовлении различных деталей.

Групповой вариант. Каждая группа модулей служит для изготовле­ния группы деталей, близких по конструктивным и технологическим приз­накам. Основой создания Г.ПС подобного типа является методология груп­повой обработки. Указанный тип компоновки ГПС является наиболее пер­спективным, поскольку нацелен на изготовление законченных деталей.

В большинстве случаев для обработки в ГПС у заготовки необходи­мо подготовить базы, например, профрезеровать плоскость и обработать два базовых отверстия. Для этой цели вблизи ГПС целесообразно пред­усмотреть участок станков с ЧПУ с ручной установкой заготовок (рис.3.9,г). Кроме того, при обработке ответственных деталей возникает не­обходимость специальной обработки, например, термической. Указанные операции целесообразно выполнять на соответствующем оборудовании, размещенном на отдельном участке или в других цехах.

В большинстве существующих ГПС используют линейный принцип размещения ГПМ. При небольшом числе станков их размещают в один ряд, при числе станков более четырех - в два ряда.

В зависимости от вида применяемой транспортно-складской си­стемы, с помощью которой регулируют потоки заготовок, инструментов, тары и деталей, могут быть три различных схемы планировок ГПС (рис.3.10).

Планировка с централизованным складом (рис.3.10,а). Со склада за­готовки в таре или на палетах передаются к станочным модулям тран­спортной системой. Заготовки, обработанные на одном станке, передают на следующий или возвращают на склад, где они хранятся, пока не освободит­ся занятый станок. Эта схема универсальна, обеспечивает возможность ее наращивания в определенных пределах.

Планировка со складом-накопителем в составе транспортной си­стемы (рис.3.10,6). Роль склада выполняет транспортная система (напри­мер, роликовый конвейер замкнутого типа). Загрузку и разгрузку транспортной системы обычно производят на одном месте. Подобная плани­ровка характерна для ГПС. средне- и крупносерийного производства с чет­ко выраженной последовательностью и определенной синхронизацией во времени выполняемых операций.

Планировка с перемещением деталей транспортным средством в составе склада (рис.3.10,в). В этом случае ГПМ непосредственно примыка­ют к складу, что значительно упрощает доставку заготовок и их автомати­ческую загрузку. Этот вариант характеризуется простотой загрузки, пере­мещения и хранения заготовок, но возможности расширения ГПС и замены оборудования при модернизации ограничены.

а) б)

в) г)

Рис.3.9. Варианты размещения станочных модулей:

а - производственное; б - функциональное; в - групповое; г - ступенчатое с группой оборудования; 1 - для предварительной обработки баз, основной обработки - 2 и финишной или специальной - 3; а, б, в - типы станочных модулей.

а) б) в)

Рис.3.10. Планировка ГПС:

а –с централизированным складом; б –с накопителем в составе транспортной системы; в –с транспортными устройствами в составе склада;

1 - станочный модуль; 2 - склад; 3 - транспортная система; 4 - транспортер - накопитель;

5 - робот - штабелер склада.

Дата добавления: 2014-01-11