Трухин В.В. Проектирование гибких производственных систем

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 9. Кран-штабелер в составе склада:

1 – станки; 2 – загрузочный рольганг; 3 – кран-штабелер

3.7.3. Планировка оборудования

Планировка оборудования – это детальное расположение всех ви-

дов оборудования на участке (в цехе).

К планировке наряду с требованиями эстетики предъявляются

производственные и эксплуатационные требования:

 удобство и безопасность работы;

 максимальное обеспечение межоперационной детали и много-

станочного обслуживания;

 возможность уборки стружки.

Планировку оборудования выполняют в масштабе 1:100 для ма-

лых и средних цехов и 1:200 для больших цехов.

На планировке изображают и указывают:

 сечение колонн с фундаментами;

 магистральные проезды;

 наружные и внутренние стены;

 окна, ворота и двери, как наружные, так и внутренние;

 основное и вспомогательное оборудование;

 рабочие места;

 подвалы, каналы, шахты и антресоли;

 верстаки, рабочие столы, подставки;

 места для хранения инструмента;

 места для складирования заготовок и готовой продукции;

 транспортные устройства;

 площадки для контроля;

 места для мастеров;

 ширину пролетов;

 шаг колонн;

 общую ширину цеха;

 длину пролетов и всего цеха;

 расстояние между станками и рабочими местами;

 нумерацию оборудования с ее расшифровкой в спецификации.

Рекомендации расположения станков на линиях и участках:

1. Для непрерывно- и переменно-поточных линий выбор вариан-

тов расположения станков относительно прост. Последовательность

размещения оборудования определяется последовательностью выпол-

нения операций технологического процесса.

Относительно транспортного средства возможны варианты про-

дольного, поперечного, углового и кольцевого размещения станков

(рис. 10).

Рис. 10. Варианты расположения станков относительно

транспортных средств:

а – продольное; б – поперечное; в – угловое; г – кольцевое

Продольное размещение станков по отношению к транспортному

средству обеспечивает наиболее благоприятные условия для механиза-

ции и автоматизации межоперационного транспортирования и обслу-

живания рабочих мест.

При поперечном расположении условия обслуживания станка

оператором ухудшаются в связи с его удалением от конвейера. Однако

при использовании манипуляторов или промышленных роботов (ПР)

нормального типа это противоречие разрешается, и при этом варианте

обеспечивается компактность планировки.

Расположение станков под углом к проезду применяется для рас-

точных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных станков, прут-

ковых автоматов, револьверных и других станков, длина которых зна-

чительно превышает их ширину.

Кольцевое размещение станков благоприятно для многостаночно-

го обслуживания, но создает трудность для использования межопера-

ционного транспорта и инженерных коммуникаций.

Выбор того или иного варианта определяется также способом уда-

ления стружки от станков.

В зависимости от длины технологического потока и длины ста-

ночных участков применяют однорядное или многорядное размещение

станков. При этом для обеспечения прямоточности зону заготовок (на-

чало линий) располагают со стороны одного проезда, а конец линий – с

противоположной стороны в направлении дальнейшего перемещения

деталей на сборку.

Основные варианты размещения оборудования в непрерывно- и

переменно-поточных линиях показаны на рис. 11.

Для линии, оборудование которой размещается в пределах длины

участка, применяют однорядный вариант размещения (рис. 11, а).

Короткие линии обработки располагают последовательно

(рис. 11, б).

Поточные линии с большим числом станков размещают в два или

несколько рядов (рис. 11, в, г), но с обязательным условием, чтобы на-

чало линий располагалось со стороны зоны заготовок, а конец линии –

с противоположной стороны.

Для обеспечения лучшего использования отдельных станков воз-

можно параллельное размещение линии с использованием общего для

двух линий оборудования (рис. 11, д).

2. Для подетально-специализированных участков возможны три

варианта расположения оборудования:

Точечный вариант расположения станков возможен при полном

изготовлении деталей на одном станке. Его применяют при изготовле-

нии крупных деталей, при использовании многоцелевых станков и на

автоматных участках при изготовлении несложных деталей.

Рядный и гнездовой варианты расположения станков характерны

для групповых поточных линий, где в зависимости от степени синхро-

низации работы могут осуществляться как на переменно-поточной ли-

нии с определенным тактом, или линия может быть несинхронной –

прямоточной (рис. 12, а, б).

Рис. 11. Варианты размещения оборудования в непрерывно-

и переменно-поточных линиях

Рис. 12. Варианты линейного (а) и гнездового (б) размещения станков в

групповых поточных линиях

Возможны также комбинации указанных вариантов расположения

станков внутри одного участка.

3. Для гибких производственных систем (ГПС) рациональный вы-

бор планировки оборудования имеет много общего в подходе, принци-

пах размещения модулей и критериях оптимальности.

На основе анализа ГПС можно выделить несколько вариантов

размещения станочных модулей (рис. 13).

Произвольный вариант – несколько модулей или станков с ЧПУ

произвольно размещаются на площади участка. При этом варианты су-

щественно усложняются и удлиняются транспортные маршруты, если

станков, исполняемых при изготовлении одной детали, более трех. Од-

нако при полном изготовлении на одном станке этот вариант приемлем.

Функциональный вариант – станочные модули группируют по

их технологическому назначению (токарные, фрезерные, шлифоваль-

ные и т.д.).

Недостатком являются неизбежные встречные потоки при обра-

ботке разных деталей. Поэтому указанную схему нельзя считать пер-

спективной, несмотря на то, что создано много ГПС данного типа.

Рис. 13. Варианты размещения станочных модулей:

а – произвольное; б – функциональное; в – модульное; г – групповое

Модульный вариант – сходные технологические процессы (ТП)

обработки выполняются параллельными группами ГПМ. Указанный

тип компоновки имеет более высокую надежность, так как построен по

принципу резервирования и может быть применен при больших объе-

мах выпускаемых однотипных деталей, например, на специализирован-

ных заводах по производству зубчатых колес или других деталей.

Групповой вариант – каждая группа модулей служит для изго-

товления определенной группы деталей, близких по конструктивным и

технологическим признакам.

Указанный тип компоновки ГПС наиболее перспективен, по-

скольку нацелен на изготовление законченных деталей.

3.7.4. Расчет площади

Площадь механического цеха по своему назначению делится на

производственную, вспомогательную и площадь служебно-бытовых

помещений.

К производственной относится площадь, занятая станками, вер-

стаками и стендами, проходами и проездами между рядами станков (не

магистральных), складами заготовок и деталей, конвейерами, рольган-

гами и другим транспортным оборудованием.

К вспомогательной относится площадь, занятая вспомогательны-

ми службами: ремонтным, инструментальным хозяйством, складами и

кладовыми и др., а также магистральными проездами, обслуживающи-

ми разные цехи.

К площади служебно-бытовых помещений относятся площади,

занятые раздевалками, душевыми, санитарными узлами, пунктами ме-

дицинской помощи, а также площадь, занимаемая администрацией цеха

и другими техническими и конторскими службами.

Сумма производственной и вспомогательной площади является

общей площадью цеха.

Площадь служебно-бытовых помещений учитывается в строи-

тельной части проекта.

Основным показателем по определению площади цеха является

удельная площадь, приходящаяся на один производственный станок.

Величина удельных площадей зависит от характера производства,

габаритов принимаемого оборудования, а также особенности планиров-

ки оборудования.

Вспомогательная площадь принимается в процентах от производ-

ственной площади.

3.8. Условные обозначения

Основные условные обозначения технологического, вспомога-

тельного и транспортного оборудования и строительных элементов,

помещаемых на планировках, показаны в табл. 6.

Таблица 6

Условные обозначения

Наименование

Условное

обозначение

Наименование

Условное

обозначение

Капитальная стена

Место складиро-

вания заготовок и

изделий

Окно Пульт управления

Сплошная

перегородка

Кран мостовой

Перегородка из

стеклоблоков

Стеллаж много-

ярусный одноряд-

ный

Барьер

Кран-штабелер

автоматизирован-

ный

Ворота откатные

Кран консольный

поворотный с

электроталью

Ворота распаш-

ные

Каретка-оператор

с автоматическим

адресованием гру-

зов

Колонны железо-

бетонные и ме-

таллические

Тележка рельсо-

вая

Канал для транс-

портирования

стружки

Конвейер подвес-

ной цепной

ПУ

Продолжение табл. 6

Наименование

Условное

обозначение

Наименование

Условное

обозначение

Автоматическая

линия и техноло-

гическое оборудо-

вание

Промышленный

робот

Место рабочего

Конвейер ролико-

вый однорядный

Многостаночное

обслуживание од-

ним рабочим

Подвод сжатого

воздуха (цифры

указывают давле-

ние в сети)

Контрольный

пункт

Точка подвода ка-

беля к оборудова-

нию

3.9. Вспомогательные службы

К обслуживающим службам относятся системы: транспортно-

складская, инструментообеспечения, удаления отходов, контроля каче-

ства изделий.

3.9.1. Транспортно-складская система

3.9.1.1. Проектирование складской системы

Для обеспечения нормального хода производства в механическом

производстве должны быть предусмотрены склады. К ним относятся:

 склад металла и заготовок;

 межоперационный склад;

 склад готовых деталей;

 склад комплектующих изделий;

 склад готовых изделий.

Общая структура складов механосборочного цеха, включающая

склад металлов и заготовок (а), межоперационные склады (б), склады

ПР

КП

готовых деталей (в), склады комплектующих изделий (г), готовых изде-

лий с экспедицией (д), показана на рис. 14.

Рис. 14. Структура складов механосборочного цеха

Выбор структуры складской системы – ответственная и сложная

задача.

При выборе структуры необходимо учитывать ряд факторов:

 величину, направление и изменение во времени грузопотоков;

 конфигурацию груза (прокат, лист и т.д.).

Ввиду сложности вероятной оценки грузопотоков в каждый мо-

мент времени для расчета складов обычно используют норматив – чис-

ло календарных (или расчетных) дней хранения, то есть склады должны

обеспечить бесперебойную работу в этот период.

По этому нормативу и массе груза можно определить вместимость

склада, выбрать его тип, используемые транспортные средства и т.д.

Склад металла и заготовок

Склад металла и заготовок располагается в начале цеха (линии).

Запас материалов и заготовок в складе должен быть невелик, достаточ-

ный для обеспечения бесперебойной работы станков.

Исходя из указанного, при расчете потребной площади склада ре-

комендуется принимать запасы сортового металла и заготовок, указан-

ные в табл. 7.

Участок 3

Сборка

Участок 1

Участок 2