1
2
3
Abstrakt Diplomová práce se zabývá návrhem rozmístnení montáže pro pneumatické válce. Montáž je navržena do jednotlivých pracovišt. Jednotlivé kroky jsou popsány v této práci podle rozdelení pneumatických válcu do jednotlivých konstrukcních skupin, rozdelení a operace na jednotlivých pracovištích a popis techto pracovišt. Analýza návrhu je provedena na záver.
Abstract Thesis deals with proposal lay - out assembly for pneumatic cylinder. Assembly is proposed into separate workplace. Single step are described in those work according to division pneumatic cylinders to single constructional insider division and operation on single workplace and description these workplace. Analysis proposal is implementation in the end.
Klícová slova Pracovište montáže, pneumatický válec a jeho komponenty, konstrukcní skupiny, technologický postup, zásobník, lis, prípravky, analýza pracovište.
Key words Workplace assembly, pneumatic cylinder and his components, constructional insider, technological process, chamber, press, prearations, analysis proposal
4
Bibliografická citace: Fuglícek, L. Bc. Návrh pracovište pro montáž pneumatických válcu. Brno: Vysoké ucení technické v Brne, Fakulta strojního inženýrství, 2013 79 s. Vedoucí diplomové práce Ing. Jirí Tuma.
5
Místoprísežní prohlášení Místoprísežne prohlašuji, že jsem byl seznámen s predpisy pro vypracování diplomové práce a že jsem celou diplomovou práci vcetne príloh vypracoval samostatne. Ustanove ní predpisu pro vypracování diplomové práce jsem vzal na vedomí a jsem si vedom toho, že vprípade jejich nedodržení nebude vedoucím diplomové práce moje práce prijata.
V Brne dne 24.5.2013
……………………………….. Ladislav Fuglícek Bc.
6
Podekování Na tomto míste bych chtel podekovat Ing. Jirímu Tumovi za odborné rady pri rešení diplomové práce a za ochotu, vstrícnost, trpelivost a cas, který mi venoval.
7
OBSAH 1. Historie ................................................................................................................................. 10 2. Pneumatické válce s pístní tycí............................................................................................. 11 2.1 Druhy pneumatických válcu s pístní tycí ....................................................................... 11 2.1.1 Princip, typy a použití jednocinného válce.............................................................. 11 2.1.2 Konstrukce jednocinného válce............................................................................... 11 2.1.3 Princip, typy a použití dvojcinného válce ............................................................... 12 2.1.4 Konstrukce dvojcinného válce ................................................................................ 12 2.1.5 Schéma s popisem dvojcinného a jednocinného pneumatického válce. ................. 13 2.2 Dimenzování pneumatických válcu ............................................................................... 13 2.2.1 Síla vyvinutá pneumatickým válcem....................................................................... 13 2.2.2 Využitelná síla pneumatického válce ...................................................................... 14 2.2.3 Koeficient zatížení pístnice ..................................................................................... 14 2.2.4 Kontrola zatížení pístnice na vzper ......................................................................... 14 2.2.5 Spotreba vzduchu pneumatických válcu................................................................. 14 2.2.6 Rychlost pístu – pístnice.......................................................................................... 15 3. Techno logie a konstrukce montážního pracovište ............................................................... 16 3.1 Základní pojmy montáže ................................................................................................ 16 3.2 Klasifikace objektu montáže .......................................................................................... 16 3.3 Technologicnost konstrukce výrobku z hlediska montáže ............................................. 18 3.4 Analýza rozmerových retezcu........................................................................................ 18 3.5 Metody montáží.............................................................................................................. 19 3.5.1 Metoda absolutní vymenitelnosti ............................................................................ 20 3.5.2 Metoda cástecné vymenitelnosti.............................................................................. 20 3.5.3 Metoda výberová ..................................................................................................... 20 3.5.4 Metoda lícování ....................................................................................................... 21 3.5.5 Metoda regulacní ..................................................................................................... 21 3.6 Stanovení potrebných ploch pro montáž........................................................................ 21 3.7 Základní propocty montáže ............................................................................................ 22 3.8 Prostredky pro vybavení montážních procesu................................................................ 22 3.9 Technická príprava montáže ........................................................................................... 23 3.9.1. Pracovní podklady.................................................................................................. 23 3.9.2 Casové rozbory........................................................................................................ 24 3.10 Projektování montáže ................................................................................................... 25 3.11 Zatížení v montážním procesu...................................................................................... 26 4. Typy montáží........................................................................................................................ 28 4.1 Rucní montáž.................................................................................................................. 28 4.2 Automatizovaná montáž................................................................................................. 28 4.3 Typy montážních linek ................................................................................................... 28 4.3.1 Montážní linka podle zpusobu pohybu montovaného výrobku .............................. 29 4.3.2 Montážní linka podle zpusobu prostorového usporádání........................................ 30 4.3.3 Montážní linka podle vzájemné synchronizace operací.......................................... 31 4.3.4 Montážní linka podle technického vybavení práce a funkce cloveka v montáži .... 32 4.4 Principy rucních montážních pracovišt .......................................................................... 33 5. Montáž a konstrukce dvojcinného válce .............................................................................. 35 6. Návrh a usporádání linky...................................................................................................... 38 6.1 Montáž predního víka ..................................................................................................... 38 6.2 Montáž zadního víka ...................................................................................................... 39 6.3 Montáž pístu................................................................................................................... 40 6.4 Konecná montáž............................................................................................................. 41
8
6.5 Kontrola .......................................................................................................................... 43 7. Popis pracovišt montáže ...................................................................................................... 45 7.1 Pracovište montáže predního víka .................................................................................. 45 7.2 Pracovište montáže zadního víka ................................................................................... 50 7.3 Pracovište montáže pístu................................................................................................ 53 7.4 Pracovište konecné montáže ........................................................................................... 57 7.5 Pracovište kontroly ......................................................................................................... 66 8. Popis linky............................................................................................................................ 68 9. Analýza pracovište ............................................................................................................... 69 9.1 Výpocet výrobního cyklu ............................................................................................... 69 9.2 Pocet pracovníku pro montáž......................................................................................... 69 9.3Vytíženost pracovníku..................................................................................................... 71 9.3 Výpocet plochy montáže ................................................................................................ 72 10. Záver ................................................................................................................................... 74 11. Seznam použitých zdroju ................................................................................................... 75 Použitá literatura................................................................................................................... 75 Elektronické zdroje............................................................................................................... 75 12. Seznam použitých znacek................................................................................................... 76 13. Seznam príloh..................................................................................................................... 79
9
1. Historie Clovek využívá vzduchu jako užitecného zdroje po nekolik tisíciletí. Již v roce 260 pr.n.l. rek Ktésibios sestrojil první delo využívající stlaceného vzduchu. Ucinil tak, když vzduch k napnutí tetivy stlacil ve válci, a tím byl schopen významne zvetšit dosah dela. Proto není žádným divem, že recké slovo „pneuma ” – které prekládáme do ceštiny jako „vzduch” zanechalo své jméno této technologii: „pneumatika”. Technická disciplína s názvem pneumatika se zabývá prípravou a používáním stlaceného vzduchu pri rízení a pohonu stroju a mechanismu. Pneumatické systémy se používají napr. pri zavírání a otevírání dverí železnicních vagonu a autobusu, u manipulátoru a balicích stroju, k pohonu pneumatických kladiv a utahováku [2].
10
2. Pneumatické válce s pístní tycí 2.1 Druhy pneumatických válcu s pístní tycí Pneumatické válce rozdelujeme na: a) jednocinné b) dvojcinné 2.1.1 Princip, typy a použití jednocinného válce Jednocinný válec (obr.2 - 1) – prívod stlaceného vzduchu je pouze na jedné strane válce. Síla vyvinutá tlakem vzduchu na plochu pístu jednocinného válce pusobí pouze v jednom smeru. Podle provedení válce lze využít jako sílu tažnou nebo jako sílu tlacnou. Po prerušení prívodu stlaceného vzduchu do válce je pístnice vrácena do puvodní polohy silou pružiny. Z konstrukcního hlediska se jednocinné válce používají pro zdvihy do 50 mm. K ovládání jednocinných válcu se používají zejména 3/2 ventily. Jednocinné válce mají dva základní druhy provedení: • s pístnicí v klidové poloze zasunutou • s pístnicí v klidové poloze vysunutou Ve srovnání s dvojcinnými válci stejných rozmeru mají menší spotrebu vzduchu. Síla šroubové pružiny pusobí proti síle vyvinuté tlakem vzduchu na plochu pístu, takže využitelná síla je menší o sílu pružiny. Doraz ve válci brání dosednutí závitu pružiny. Šroubová pružina má také svoji délku, proto jsou jednocinné válce proti dvojcinným válcum se stejným prumerem a zdvihem delší. 2.1.2 Konstrukce jednocinného válce Základ telesa tvorí bezešvá tažená trubka zkorozivzdorné oceli nebo slitin hliníku. Pro snížení trení a opotrebení jsou funkcní plochy trubek zhliníkových slitin elektrochemicky vytvrzeny a vylešteny. Víka válcu jsou vetšinou odlita z hliníkových slitin. Pístnice je vyrábena z oceli, která je odolná proti korozi a mechanickému opotrebení (oteruvzdornost, deformace). Je zakoncena šestihranem pro možné protocení pístnice s pístem. Pohyb pístnice je dán pouzdrem pístnice, v nemž se pístnice pohybuje, vzhledem k mechanickému opotrebení a tepelným vlivum je pouzdro vyrábeno z bronzu. Pouzdro se nachází za pístnicovým tesnícím kroužkem. Pístnicový tesnící kroužek je nalisován na pístnici a vjeho stredu se pohybuje pístnice. Tesnící kroužek utesnuje celo válce a zabranuje úniku vzduchu. Pro odstranení necistot, které se nachází na povrchu pístnice je použit sterací kroužek. Pro zajištení proti pohybu soustavy techto trí komponentu je zde umístnen pojistný kroužek. Pro pohyb pístnice je duležitý i vodící kroužek, který je na konc i pístnice a vede ji ve válci. Pro zvýšení pružnosti a odolnosti proti nárazum se písty vyrábejí zpolymeru nebo zoceli se stejnými vlastnostmi, kdy tento píst je magnetizován. Pro minimalizování ztrát pri stlacení vzduchu do krytu válce a výfuku je na píst z jedné strany nalisováno tesnení zhotovené z polymeru, který má dobré tepelné vlastnosti a z druhé strany je nárazník. Toto rozložení závisí na poloze vratné pružiny v pneumatickém válci. Tento materiál zabranuje pri vysokých rychlostech posuvu tesnení pístu k deformacím tesnení pístu pri trení o kryt válce. Vratná pružina ve válci je uložena pomocí vedení pružiny, které ji vodí a stlacuje ve válci a na pístu se nachází uložení pružiny, kdy píst rovnomerne pružinu stlacuje. Doplnujícím prvkem (príslušenstvím) je pro pneumatické válce škrtící ventil, který stanovuje tlak vzduchu na vstupu do pneumatického válce. Doplnujícím prvkem (príslušenstvím) pro pneumatické válce je snímac polohy. Snímac slouží k detekci koncových poloh pístu ve válci, signalizace se provádí po LED diode a dioda je pripevnena na povrchu válce.
11
2.1.3 Princip, typy a použití dvojcinného válce Dvojcinný válec (obr.2 - 1) – síla vyvinutá tlakem vzduchu na plochu pístu dvojcinného válce pusobí podle prívodu vzduchu strídave v obou smerech pohybu pístu. Dvojcinné pneumatické válce se používají tam, kde mechanismus i pri zpetném pohybu má vykonávat práci. Pri zasouvání pístnice vyvinou dvojcinné pneumatické válce menší sílu než pri vysouvání, protože úcinná plocha pístu je menší o plochu danou prumerem pístnice. Jeho výhodou je možnost dodat podstatne vetší množství zdvihu než u jednocinných válcu. K ovládání dvojcinných válcu se používají zejména 5/2 a 5/3 ventily. Dvojcinné válce mají více druhu provedení: • s tlumením v koncových polohách • s nastavitelným tlumením • s prubežnou pístnicí • s dutou pístnicí 2.1.4 Konstrukce dvojcinného válce Základ telesa tvorí bezešvý tažený ctyrhran z korozivzdorné oceli nebo ze slitin hliníku. Pro snížení trení a opotrebení jsou funkcní plochy telesa válce z hliníkových slitin elektrochemicky vytvrzeny a vylešteny. Víka válcu jsou vetšinou odlita z hliníkových slitin. Vzájemná poloha obou vík a telesa válce je zajištena svorníky (stahovacími šrouby) a pojistnými kroužky. Tesnost mezi víky a telesem válce je zajištena tesnícími kroužky. U menších prumeru muže být pro spojení víka a tela válce použit nerozebíratelný spoj. Pístnice je vyrábena z oceli, která je odolná proti korozi a mechanickému opotrebení (oteruvzdornost, deformace). Je zakoncena šestihranem pro možné protocení pístnice s pístem. Pohyb pístnice je dán vodícím pouzdrem, v nemž se pístnice pohybuje, vzhledem k mechanickému opotrebení a tepelným vlivum je pouzdro vyrábeno z bronzu. Pouzdro se nachází za pístnicovým tesnícím kroužkem. Pístnicový tesníc í kroužek je nalisován na pístnici a vjeho stredu se pohybuje pístnice. Tesnící kroužek utesnuje celo válce a zabranuje úniku vzduchu. Pro odstranení necistot, které se nachází na povrchu pístnice je použit sterací kroužek. Pro zajištení proti pohybu soustavy techto trí komponentu je zde umístnen pojistný kroužek. Pro pohyb pístnice je duležitý i vodící kroužek, který je na konci pístnice a vede ji ve válci. Pro zvýšení pružnosti a odolnosti proti nárazum se písty vyrábejí zpolymeru nebo z oceli se stejnými vlastnostmi, kdy tento píst je magnetizován. Pro minimalizování ztrát pri stlacení vzduchu do krytu válce a výfuku je na píst z obou stran nalisováno tesnení zhotovené z polymeru, který má dobré tepelné vlastnosti. Tento materiál zabranuje pri vysokých rychlostech posuvu tesnení pístu k deformacím tesnení pístu pri trení o kryt válce. Mimo tesnení pístu jsou oba konce pracovní komory opatreny pružným tlumícím systémem, jejichž funkcí je tlumit dojezd pístu do koncových poloh. Pro tento tlumící systém jsou použity tesnící manžety. Tlumící systém tlumí také chvení válce, hluk snižuje na minimum a zlepšuje zbytkové pohlcení zbytkové energie. Pomocí tlumícího šroubu pro hodnoty tlaku vstupního vzduchu a objemového množství v pracovním prostoru válce a šroubu na nastavení poctu casových cyklu v závislosti na množství vypoušteného vzduchu, dochází ke zlepšení plnení vzduchem pomocí potlacování vzduchu, jež patrí mezi výhody, které válce nové generace mají. Toto potlacování vzduchu pomáhá ke zvýšení tlaku vzduchu v telese a následné rychlejší reakci pri výfuku. Zlepší se regulacní charakteristiky, zpresní se úprava nastavení tlaku vstupního vzduchu, objemu vzduchu a dovolí kratší casový cyklus zásluhou vyššího vypouštení vzduchu. Doplnujícím prvkem (príslušenstvím) je pro pneumatické válce škrtící ventil, který stanovuje tlak vzduchu na vstupu do pneumatického válce. Doplnujícím prvkem (príslušenstvím) pro pneumatické válce je snímac polohy. Snímac slouží k detekci koncových
12
poloh pístu ve válci, signalizace se provádí po LED diode a dioda je pripevnena v drážce nebo na povrchu válce. 2.1.5 Schéma s popisem dvojcinného a jednocinného pneumatického válce.
Obr.2 – 1 Schéma s popisem dvojcinného a jednocinného válce [10]
2.2 Dimenzování pneumatických válcu U pneumatických válcu se zabýváme následujícími velicinami: a) síla vyvinutá pneumatickým válcem b) využitelná síla pneumatického válce c) koeficient zatížení pístnice d) kontrola zatížení pístnice na vzper e) spotreba vzduchu pneumatických válcu f) rychlost pístu – pístnice 2.2.1 Síla vyvinutá pneumatickým válcem Sílu, kterou vyvine pneumatický válec, urcuje plocha pístu, daná jeho prumerem, tlak vzduchu a odpory zpusobené trením vedení a tesnení pístu a pístnice (viz. obr. 2 - 2).
Obr.2 – 2 Schéma pro výpocet síly pneumatického válce [3] Teoretickou, statickou sílu pneumatického válce mužeme vypocítat podle vzorce: F = A× p F – síla pneumatického válce (N) A – plocha pístu (m²)
13
p – tlak vzduchu ve válci (N/m²) U dvojcinných pneuma tických válcu platí pri vysouvání pístnice: F vys = D 2 × π / 4 × p D – prumer pístu (mm) a pri zasouvání pístnice: F zas= (D 2 × π / 4 ) − (d 2 × π / 4 ) × p d – prumer pístnice (mm) U jednocinných pneumatických válcu (pístnice v klidu je zasunutá) platí: F E = (D 2 × π / 4 × p ) − FS FS – síla stlacené pružiny v konci zdvihu (N) [3]
[
]
2.2.2 Využitelná síla pneumatického válce Je urcena hmotností telesa spojeného s pístnicí, úhlem, který svírá osa válce s horizontální rovinou, trením, tlakem vzduchu a plochou pístu pneumatického válce. Dále je treba také pocítat s mechanickou úcinností pneumatického válce, která se podle typu a velikosti pohybuje v rozmezí od 80 % do 95 % jeho teoretické síly. Velikost využitelné síly pneumatického válce závisí predevším na následujících podmínkách: • hmotnosti bremene ? zatížení pístnice • síle k prekonání trení • síle potrebné ke zrychlení • rozkladu sil na naklonené rovine • tlaku vzduchu ve válci • ploše pístu válce • úcinnost válce, která se podle typu a velikosti pohybuje vrozmezí 80 % – 95 % teoretické síly [3] 2.2.3 Koeficient zatížení pístnice Vyjadruje v procentech pomer potrebné síly k teoretické síle pneumatického válce. potrebná síla k= × 100 teoretická síla Pístnice pneumatického válce by mela být zatížena bremenem, které odpovídá maximálne 85 % válce vyvinuté síly. Pokud se vyžaduje presnejší regulace rychlosti pohybu pístnice nebo se mení její zatížení, mel by se koeficient zatížení pístnice pohybovat v rozmezí od 60 % do 70 % válcem vyvinuté síly. [3] 2.2.4 Kontrola zatíže ní pístnice na vzper Zatížení pístnice na vzper nastane pri splnení jedné ze dvou, nebo obou následujících podmínek: • zatížení pístnice tlakem • když je zatížené teleso pomerne dlouhé a štíhlé První podmínka nastane, pokud osa pneumatického válce je svislá a válec zvedá bremeno nebo v tom smeru tlací. Druhá podmínka nastane, když se prekrocí maximální zdvih válce. [3] 2.2.5 Spotre ba vzduchu pneumatických válcu U pneumatických válcu rozlišujeme dva druhy spotreby vzduchu:
14
•
prumerná spotreba vzduchu za minutu, údaj je duležitý pro stanovení zdroje vzduchu a též výpocet celkových nákladu • okamžitá maximální spotreba vzduchu, údaj je duležitý pro správné urcení velikosti ventilu, prurezu, hadic, šroubení, nástrcných spojek a jednotek pro úpravu stlaceného vzduchu. Hodnota je dána rychlosti pohybu pístu (pístnice). Výpocet prumerné spotreby vzduchu za minutu: 1,4 × D 2 × π / 4 × H × ( p + 0,1) × n Q= 105 Q – spotreba vzduchu ( l n / min ) 1,4 – kompenzace termodynamických ztrát D – prumer pístu (mm) H – zdvih pístu (mm) p – tlak vzduchu ve válci (MPa) 0,1 – k hodnote provozního tlaku vzduchu se musí pripocítat 0,1 MPa. Je-li píst vkoncové poloze, není ve válci prakticky vzduch. Vysune-li se pístnice válce rucne do koncové polohy, zaplní se válec vzduchem, který má atmosférický tlak. n – pocet jednotlivých zdvihu za minutu (1/min) Okamžitá maximální spotreba vzduchu: 1,4 × D 2 × π / 4 × v × ( p + 0,1) × 60 Q= 105 Q – spotreba vzduchu ( l n / min ) 1,4 – kompenzace termodynamických ztrát D – prumer pístu (mm) v – rychlost pístu (pístnice) (mm/s) p – tlak vzduchu ve válci (MPa) 60 – prevod na minutu [3] 2.2.6 Rychlost pístu – pístnice Rychlost pístu nebo pístnice je ovlivnena: • prebytkem síly pro zrychlení • tlakem vzduchu • rozdílem tlaku ve válci za pístem a pred pístem ve smeru jeho pohybu. Jeho velikost závisí predevším na rychlosti, jakou je objem vzduchu pred pístem z válce vypušten. [3]
15
3. Technologie a konstrukce montážního pracovište 3.1 Základní pojmy montáže Montážní procesy jsou konecnou fází výrobního procesu, ve kterém dochází k postupnému spojování vyrobených soucástí do uzlu, funkcních skupin a celku, až po finální montovaný výrobek, který vyhovuje požadovaným technickým a kvalitativním parametrum. Montážní procesy jsou i souhrnem montážních operací, které se realizují v urcité technicky a ekonomicky úcelné posloupnosti, plne odpovídající predem stanoveným technickým podmínkám. Spojování je hlavní a prevládající cinnost montáže, montáž obvykle zacíná ustavením základní soucásti. Výtežnost montáže je jedním z nejvýznamnejších ukazatelu kvality montáže. Je to pomer mezi skutecným množstvím dobre smontovaných výrobku z daného množství soucástí dodaných na montáž a teoretickým maximálne možným poctem výrobku, které lze z daného poctu soucástí smontovat.
3.2 Klasifikace objektu montáže Montážní procesy se vztahují predevším na montované výrobky, které jsou základním objektem zkoumání. Každé projektování montážních procesu zacíná analýzou montovaného výrobku, jeho základních uzlu a jednotlivých soucástí. Technologicko – organizacní struktura montáže je ovlivnena zejména: • množstvím montovaných výrobku, jejich kvalitou a konstrukcními vlastnostmi • sériovostí výroby • materiálem soucástí a jejich kvalitou • zpusobilostí a vhodností výrobku pro automatizovanou montáž • technologicností, manipulovatelností a orientovatelností soucástí, celku a výrobku • výberem montážních prostredku a nástroju • strukturou montážních pracovišt Obecne se klasifikací rozumí systematické clenení objektu na podsystémy, které se vyznacují stejnými znaky. Úcelem klasifikace je vymezení tríd stejné struktury, pro které se hledají samostatné metody kódování, zápisu a zpracování informací. Hlavní skupiny strojírenských výrobku lze klasifikovat následovne: • finální výrobky s urcitou funkcí • výrobky kompletizacního charakteru • strojní soucásti Z hlediska automatizace a robotizace montáže jsou duležité zejména takové systémy klasifikace, které jsou založeny na trídení geometrických tvaru pro potreby ustavování a orientace objektu montáže. Všeobecne se vychází z poznatku, že otázky ustavování a orientace objektu lze zkoumat zhlediska odebírání stupnu volnosti tuhého telesa v daném souradnicovém systému. Každé volné teleso, zkoumané v systému trí navzájem kolmých os, má šest stupnu volnosti (viz. obr.3 - 1). Poloha a orientace je úplne urcena šesti nezávislými velicinami. Každá pevná souradnice nejenže urcuje polohu jednoho z bodu objektu, ale zároven mu ubírá i jeden stupen volnosti. Reálné plochy strojních soucástí lze tedy podle toho, kolik operných bodu zajištují klasifikovat (viz. obr.3 - 2): • základové, zajištují tri operné body • vodící, zajištují dva operné body • operné, zajištují jeden operný bod
16
Obr.3 – 1 Teleso v systému trí navzájem kolmých os [1] Kuželo vá plocha je nositelem peti operných bodu; odebírá následující stupne volnosti: posuv ve smeru os x,y,z, a rotaci kolem os y a z. Válcová plocha je nositelem ctyr operných bodu; odebírá následující stupne volnosti: posuv ve smeru os y,z a rotaci kolem os y a z. Rovinná plocha a celní rotacní plocha jsou nositelem trí operných bodu; odebírají tyto stupne volnosti: posuv ve smeru osy x a rotaci kolem os y a z. Úzké a dlouhé rovinné plochy odebírají objektu dva stupne volnosti. Drážky, výstupky apod. odebírají objektu jeden stupen volnosti
Obr.3 – 2 Reálné plochy strojní soucástí pro pocty operných bodu [1] Pri ustavování a orientaci reálných objektu vzniká komplexní ustavení kombinací základových, vodících a operných ploch. Pro vyrešení automatické orientace soucástí pri montáži je treba v první rade stanovit možné polohy, jež soucásti v prubehu dopravy a manipulace mohou zaujmout nebo systematizovat polohy do skupin. Velký význam mají prednostní polohy soucásti. Prednostní 17
poloha soucásti je taková poloha, kterou soucást stabilne zaujme na základe geometrie a polohy težište, pokud na ni pusobí konstantní síla. Z hlediska automatizované montáže je úcelné trídit objekty montáže na: • rotacní • prizmatické • složené Toto delení nepostacuje k úplné orientaci a proto se jako další kritérium zavádí pojmy symetrie a asymetrie. [1]
3.3 Technologicnost konstrukce výrobku z hlediska montáže Pod pojmem technologicnost konstrukce zhlediska montáže je zahrnuta taková úprava rozmeru, tvaru, materiálu a dalších parametru, která vytvárí nejnižší pracnost montáže a zhotovení výrobku pri zachování, prípadne zlepšení jeho funkce v rámci daných možností výrobní techniky. Technologicnost konstrukce z hlediska montáže je urcována: • tvarem soucástí • rozmery, hmotností a presností • poctem soucástí v montovaném výrobku • smerem montáže • fixací základní soucástí a rozmerovými retezci • spojením a spojovací technologií Montážní procesy jsou vždy proverkou správnosti konstrukce a nedostatku v technologickém procesu, které se v této poslední fázi výroby akumulují. Montážní náklady mohou v dusledku nevhodné konstrukce a špatne vyrobených soucástí tvorit nejvetší cást výrobních nákladu. Vhodná konstrukce výrobku umožní zjednodušit montážní proces, eliminovat rucní pracovište a uplatnit mechanizaci a automatizaci pomocí ruzných prostredku. Se zvyšujícím stupnem automatizace se zvyšují i požadavky na technologicnost výrobku a presnost jejich provedení. Zabezpecení technologicnosti montáže je v podstate dáno temito základními podmínkami: • clenením výrobku na jednotlivé uzly, které dovolují jejich nezávislou montáž, kontrolu a zkoušky • zabezpecením vymenitelnosti a vzájemné vymenitelnosti jednotlivých prvku bez lícování • zabezpecením jednoduchosti montáže a prístupnosti montážních míst Hlavními ukazateli technologicnosti jsou pracnost a náklady zhotovení výrobku. Hodnocení technologicnosti konstrukce lze vztáhnout na: • jednotlivé výrobní operace • celý technologický a konstrukcní postup výroby soucásti • výrobu a montáž celého výrobku [1, 6]
3.4 Analýza rozmerových retezcu Každý výrobek je identifikován v príslušné technické dokumentaci systémem rozmerových charakteristik, vyjádrených jejich jmenovitými hodnotami a mezními úchylkami. Tento rozmerový systém lze zpravidla clenit na nekolik subsystému, které charakterizují urcité rozmerové vazby a závislosti, vyjádrené rozmerovými retezci. Rozmerový retez tvorí uzavrený obvod vzájemne funkcne závislých rozmeru, které se nazývají cleny rozmerového retezce, v nemž není možné zmenit libovolný rozmer nebo jeho toleranci, aniž by se porušila vzájemná vazba jednotlivých rozmeru ve vztahu k funkcním vlastnostem daného výrobku.
18
Záverný clen rozmerového retezce je ten rozmer, jehož velikost funkcne závisí na ostatních nezávislých clenech retezce. Zvetšující clen rozmerového retezce je takový clen, pri jehož zvetšení se zvetší záverný clen. Zmenšující clen rozmerového retezce je takový clen, pri jehož zvetšení se zmenší záverný clen. kx
Az = ∑ Ai − i =1
n
∑A
i =k x +1
i
Az , Ai – jmenovitý rozmer príslušného clenu kx
Az max . = ∑ Ai max . − i =1
n
∑A
i min .
i = k x +1
Az max . , Ai max . – horní mezní rozmer príslušného clenu Ai min . – dolní mezní rozmer príslušného clenu kx
Az min . = ∑ Ai min . − i =1
n
∑A
i max .
i =k x +1
Az min . Ai min . – dolní mezní rozmer príslušného clenu Ai max . – horní mezní rozmer príslušného clenu kx
Hz = ∑Hi − i =1
n
∑D
i
i =k x +1
H z , H i – horní úchylka príslušného clenu Di – dolní úchylka príslušného clenu kx
Dz = ∑ D i − i =1
n
∑H
i
i =k x +1
Dz , Di – dolní úchylka príslušného clenu Hi – horní úchylka príslušného clenu k x – pocet clenu zvetšujících n – pocet clenu zmenšujících n+1 – celkový pocet clenu ? záverný cle nu [1, 4, 5]
3.5 Metody montáží Montážní proces je podsystém výrobního systému, sloužícího k montáži výrobku. Montážní proces lze posuzovat: • z hlediska jeho zaclenení do výrobního systému • z hlediska jeho funkce • z hlediska jeho regulacních vlastností V podstate existují dve základní usporádání montážní techniky: • predmetové – montážní technika je zarazena za sebou podle poradí operací ? cílem tohoto usporádání je vytvorit predmet montáže, finální výrobek • technologické – na jednom míste je soustredena technika pouze pro jeden typ montážní operace ? technologická specializace jednotlivých organizacních útvaru systému Metody montáže z hlediska vymenitelnosti soucástí: • metoda absolutní vymenitelnosti
19
• • • •
metoda cástecné vymenitelnosti metoda výberová metoda lícování metoda regulacní [1, 4]
3.5.1 Metoda absolutní vymenitelnosti Tato metoda umožnuje montáž všech soucástí, které tvorí jednotlivé cleny rozmerového retezce, zhotovených v predepsaných rozmerech a tolerancích, bez predchozího výberu ci prizpusobení a plne zabezpecuje presnost záverného clenu. Nevýhody dané metody: • s narustajícím poctem clenu narustá hodnota tolerance záverného clenu ? ? zvyšování nákladu na výrobu soucástí ? presnejší výrobní metody, prípravky a meridla ? delší výrobní casy • rovnomerné rozložení tolerance záverného clenu na jednotlivé cleny retezce není prakticky realizovatelné • hospodárné použití metody je možné u rozmerových retezcu s malým poctem clenu Výhody metody: • jednoduchá technologická príprava montáže • jednoduchá a hospodárná montáž • snadná mechanizace a automatizace montáže • možnost zavedení proudové montáže • možnost kooperace výroby • jednoduchá údržba a opravy výrobku na základe vymenitelných náhradních dílu, snadné vybavení náhradními díly. [1, 4] 3.5.2 Metoda cástecné vymenitelnosti Tato metoda vychází z úvahy, že skutecné rozmery každého clenu rozmerového retezce jsou vlivem nahodilých chyb rozloženy v celé šíri tolerancního pole, ale s rozdílnou cetností výskytu. Dále je zrejmé, že pravdepodobnost vzájemného setkání extremních rozmeru klesá se zvetšujícím se poctem clenu v retezci. Z toho vyplývá urcitá možnost rozšírení tolerancí jednotlivých clenu retezce pri urcitém, predem stanoveném ciniteli rizika. Výhody metody cástecné vymenitelnosti: • možnost volby vetších tolerancí soucástí • jednoduchá a hospodárná montáž Nevýhody: • nutnost zrízení pracovních míst pro prípadné dolícování soucástí, jejichž tolerance náhodne nevyhovují rozmerovému retezci • vybavení automatických montážních stroju zarízením na merení úchylek a blokovacím zarízením pro vyrazení nevyhovujících soucástí. [1, 4] 3.5.3 Metoda výberová Tato metoda je užívána tehdy, je – li požadovaná vule nebo presah vzhledem k pracovním podmínkám tak malá, že je z technologického hlediska obtížné dodržet tolerance hlavních rozmeru soucástí. V tomto prípade se soucásti zhotovují s vetšími tolerancemi a predepsané presnosti celku se dosahuje príslušným výberem soucásti, který umožnuje hospodárne dosáhnout velmi presných spojení. Metoda se delí na: • montáž s úplným predbežným výberem soucástí do rozmerových skupin 20
• montáž s cástecným predbežným výberem soucástí do rozmerových skupin Nevýhody metody: • vyšší rozpracovanost montáže • potreba merení všech soucástí pri jejich trídení • potreba výroby s malými odchylkami tvaru a drsnosti povrchu navzájem spojovaných ploch [1, 4] 3.5.4 Metoda lícování Tato metoda se používá hlavne v tech prípadech, kdy funkcní požadavky na mechanismus zarucí pouze taková presnost, kterou není možné ekonomicky dosáhnout pri dané úrovni výroby. Princip metody je založen na tom, že soucásti jsou vyrobeny s rozšírenými tolerancemi a presnosti mechanismu se pak dosáhne dodatecným prilícováním jednoho z predem vybraných dílu nebo soucástí tzv. kompenzátorem. Kompenzátor u této metody bývá pevný. Pri volbe kompenzátoru je treba dodržovat tyto zásady: • jako kompenzátor nelze volit clen rozmerového retezce, který vytvárí v retezci paralelní spojení • kompenzátor má být volen jako poslední clen retezce • obrábené plochy kompenzátoru mají být co nejmenší Nevýhodou dané metody jsou dodatecné prizpusobovací práce na montáži a potreba vyšší kvalifikace delníku, kterí tyto práce provádejí. [1, 4] 3.5.5 Metoda regulacní Metoda využívá možnosti dosažení tolerance záverného clenu: • zmenou polohy urceného clenu rozmerového retezce • vložením urcitého poctu kompenzacních prvku do rozmerového retezce Výhoda této metody spocívá predevším v odstranení dodatecného prizpusobování záverných clenu rozmerového retezce. Nevýhodou je zvýšení poctu clenu retezce. [1, 4]
3.6 Stanovení potrebných ploch pro montáž Správné stanovení velikostí potrebné plochy pro montáž ovlivnuje nejen dynamicnost montáže, ale do znacné míry také produktivitu. V dnešní dobe se ukazuje, že podíl montážních ploch ve strojírenství se pohybuje v rozsahu od 10 % do 70 % ve vztahu k celkové výrobní ploše závodu. Velikost montážní plochy bude ovlivnena jednak druhem výrobku, ale také druhem výroby. Pro potreby projektování montáže lze použít pro výpocet ploch následující metody: • metoda sumárních ukazatelu – stanovení montážní plochy vychází znásledujícího vzorce: Sm = Q mr × k Q kde: Qmr ……..rocní objem výroby [ks] k Q ……...koeficient merné spotreby montážní plochy v m²/ výrobek nebo t/rok • metoda rozborove propoctová – jednotlivé podmínky, které ovlivnují velikost montážní plochy lze rozdelit do dvou skupin: • podmínky, které jsou závislé na rozmerech výrobku nebo pracovního stolu • podmínky, které jsou stanoveny na základe technicko – organizacních požadavku. Plochu montážního pracovište lze urcit podle vztahu: mp
Sm = ∑ S v + SM + S p i =1
21
kde: SV ………velikost plochy výrobku [m²] SM ……...manipulacní plocha okolo montážního pracovište [m²] S p ………prípravná a odkládací plocha [m²] m p ……..pocet montážních pracovišt [1, 7]
3.7 Základní propocty montáže Nejduležitejší velicinou je výrobní takt montáže. Je to prumerný casový interval, ve kterém je z montáže odveden jeden smontovaný výrobek nebo skupina výrobku: F Tv = d Qv Fd – je fond pracovní doby za urcité plánované období [min] Qv – je množství výrobku, které mají být v plánované dobe smontovány [ks] Rytmus odvodu – ve skutecnosti práce v montáži neprobíhá podle výrobní taktu, je treba vzít v úvahu technologické a organizacní prestávky: F −f F ⋅k r= d nebo r = d v Qv Qv f – je doba technologických a organizacních prestávek v plánovaném období [min] k v – koeficient využití pracovní doby v plánovaném období Výrobní cyklus – vyjadruje casový úsek od zacátku první operace na výrobku až po skoncení poslední operace: Vc = n p ⋅ r n p – pocet operací v montáži Pocet stanovišt – pokud je doba trvání jednotlivých operací totožná nebo menší než rytmus odvodu r, potom je pocet pracovišt totožný s poctem operací. Pokud doba trvání operace na nekterých stanovištích prevyšuje rytmus odvodu, potom je pocet pracovišt vetší než pocet operací, a to o pocet stanovišt paralelne pracujících na príslušných operacích. Pocet paralelních stanovišt pro provádení dané operace je tedy dán vztahem: t pi = i r ti - je technologický cas i – té operace Pocet delníku – nelze mechanicky spojovat s poctem operací nebo poctem stanovišt. np p Rd = ∑ i i =1 N i n p – pocet operací na montáži
pi – je pocet stanovišt paralelne pracujících na i – té operaci Ni – je pocet stanovišt normovaných pro provádení i – té operace jedním delníkem [1, 7]
3.8 Prostredky pro vybavení montážních procesu Montážní pracovište z hlediska nároku na prostor, usporádání a vybavenost bude predevším ovlivneno: • druhem a charakterem montážní cinnosti • velikostí a hmotností montážního celku
22
• požadavky montážních technologií • pracovními a bezpecnostními predpisy Montážní pracovište jsou navrhována jako stavebnice a byly rešeny z hlediska požadavku ergonomie a bezpecnosti práce.[1, 7]
3.9 Technická príprava montáže Technická príprava montáže zahrnuje zpracování: • pracovních podkladu • casových rozboru 3.9.1. Pracovní podklady Pracovní podklady montáže vycházejí z konstrukcních podkladu (výkresy sestav, podsestav, soucástí, kusovníky). Podle složitosti a clenení výrobku obsahují pracovní podklady obvykle: a) montážní schéma b) montážní postup c) procesní list d) seznam cástí (kusovník) ad a)Montážní schéma. Zobrazuje graficky rozclení výrobku do montážních celku až po jednotlivé soucásti. Prehledne ukazuje strukturu a složitost montážních celku soucasne s možnostmi rozclenení montáže do jednotlivých stupnu z hlediska organizacního usporádání. Je podkladem nejen pro rešení konkrétní technologie montáže, ale i pro organizaci a rízení montážního procesu. Pro složité, clenité výrobky lze zpracovat montážní schéma jednotlive na urcené montážní celky. ad b)Montážní postup. Obsahuje: • poradí jednotlivých operací • popis postupu práce v jednotlivých operacích • náradí, prípravky, pomucky • zatrídení práce a normy casu Technologický postup montáže muže mít ruzný rozsah a muže být ruzne clenen. U složitých montážních cinností se zpracovávají montážní návodky, které obsahují: • podrobný popis montážních cinností a jejich sled • technické parametry pro náradí a pomucky • nácrtek montážního uzlu • dílcí normy casu ad c) Procesní list Procesní list se kreslí v pravém horním rohu schématu montáže. Zde se zaznamenává hlavní soucást a pod ní se ve svislém smeru znázornují operace, které se na soucásti provádejí. Ostatní cásti se znázornují vlevo stejným zpusobem, když se tyto cásti priblíží k hlavní skupine, do které vstupují, znázorní se to spojením obou cástí vodorovnou carou. U každé montážní operace je uveden její popis a ostatní základní údaje. ad d) Seznam cástí (kusovník) Z kusovníku v podstate vyplývá, jaké soucásti a skupiny a v jakých množstvích jsou potrebné k zhotovení výrobku. Každý kusovník musí obsahovat: • císlo vyšší soucásti
23
• císlo nižší soucásti • údaje o množství • pozice Z hlediska uplatnení v montáži lze kusovníky clenit na: • konstrukcní • výrobní • variantní Konstrukcní kusovníky – jejich sestavení je závislé na druhu a clenení výrobku do konstrukcních skupin. Nekdy mohou být cleneny i podle funkcních hledisek. Výrobní kusovníky – jsou sestavovány se zretelem na postup výroby a tvorí pracovní podklady pro prísun materiálu, soucástí a montážních celku v príslušném množství a lhutách. Variantní kusovníky – ve vetšine prípadu se vyrábí standardní výrobky, u nichž se podle prání zákazníka mení nekteré cásti. Tyto doplnující cásti se mohou vyskytovat na ruzných stupních struktury výrobku. Není nutné, aby pro každé provedení výrobku byl vypracován zvláštní kusovník ? zpracují se odchylky od standardního provedení jako variantní kusovník, který je k dispozici ke kusovníku základní varianty. Pro potreby montáže je vhodné kusovníky sestavovat jako: • souhrnné • stavebnicové • strukturní Souhrnné kusovníky – jsou to seznamy všech cástí, ze kterých se skládá výrobek, pricemž príslušnost cástí do celku, podskupin ci skupin není patrná. Kusovníky se sestavují pro každý montážní celek, který bude dodáván jako samostatný výrobek. Podle techto kusovník u nelze vypracovat casove návaznou dispozici, jejich využití je omezeno na souhrnné vytipování cástí výrobku a jejich množství. Tyto kusovníky jsou vhodné pro výrobu a montáž jednoduchých výrobku, nebo výrobku s vysokou sériovostí a krátkou prubežnou dobou. Výhodou techto kusovníku je prehledné a jednoduché používání a množství soucástí pro montáž lze vycíst prímo z kusovníku. Nevýhodou techto kusovníku jsou urcité cásti premontovány do montážního celku, nepozná se zkusovníku do které skupiny patrí a nelze sestavit údaje o uskladnení predmontovaných celku. Stavebnicové kusovníky – obsahují jen ty cásti, které prímo vstupují do vyššího celku. Krome základních údaju obsahují též údaje o príslušnosti cástí v montovaném výrobku. Výhodou techto kusovníku jsou skupiny s velkou opakovatelností, stací uvádet je jednou, nižší objem kusovníku, minimální náklady pri zmene systému a možnost stanovení cisté potreby kusu podle montážních celku. Nevýhodou techto kusovníku je neprehlednost. Strukturní kusovníky – pro každý výrobek nebo skupinu jsou uvedeny nejen soucásti, ale i podskupiny a montážní celky. Každý montážní prvek je doplnen údajem o množství, které se vztahuje na montážní celek. Výhodou techto kusovníku je prehledné clenení výrobku a jednoduché zmenové rízení. Nevýhodou techto kusovníku je rostoucí pocet soucástí a celku, tím se snižuje prehlednost a s rostoucím poctem mnohonásobne použitých celku narustá objem kusovníku. [1, 5] 3.9.2 Casové rozbory Slouží pro stanovení spotreby casu pomocí následujících metod: a) analytické b) sumární Ad. a) Analytická metoda
24
Je to metoda výpocetní, která se používá u normativních podkladu nebo chronometráže. Pri použití normativních podkladu se vychází z analýzy pracovního postupu, kde se pro jednotlivé složky pracovních operací urcuje príslušný jednotkový cas práce. V kusové a malosériové výrobe postací normativy sdružené, vsériové normativy úkonu, v hromadné výrobe je pak zapotrebí užít podrobných a presných normativu, které umožnují rozclenit montáž na nejmenší složky operací tj. pohyby. ad. b) Sumární metoda Vychází za statisticky získaných hodnot a používá se zejména tam, kde vyhovuje menší presnost hodnot. Údaje jsou zpracovány do grafu nebo je lze vyjádrit matematicky. [1]
3.10 Projektování montáže Dynamické vazby mezi jednotlivými pracovišti predstavované sladením jednotlivých operací z casového hlediska, stanovením režimu práce a jeho rytmu, lze rešit ruznými metodami: 1) úseckové grafy Pri této metode projektování montáže si zaneseme do grafu sled operací v závislosti na case, který je znázornen na obr. 3 – 3. Zjistíme, zda prubeh operací je casove dostatecne pokryt, pokud tomu tak není, mužeme navrhovat alternativy.
Obr.3 – 3 Graf sledu operací v závislosti na case [1] 2) analytické metody (metoda kritické cesty) Pri této metode zaznacíme schéma síte cinností se základními jevy a oznacíme je kruhy (viz.obr.3 – 4) a jednotlivé cinnosti mezi nimi šipkami. K základním vlastnostem jevu a cinností patrí, že žádný jev nelze považovat za ukoncený, dokud všechny cinnosti na nem se podílející nejsou ukonceny. Na kruhu se nachází tyto základní informace:
Obr.3 – 4 Schéma cinností se základními informacemi [1] 25
N – císlo jevu t1 - cas možného nejdrívejšího startu další cinnosti t2 - cas možného nejpozdejšího startu další cinnosti R – rozdíl mezi t1 - t 2 tj. možná casová rezerva mezi cinnostmi Na obr.3 – 5 je zobrazena ukázka grafického zpracování pomocí metody kritické cesty: [1, 5, 6]
Obr.3 – 5 Graf analytické metody kritické cesty [1]
3.11 Zatížení v montážním procesu. Základem je ergonomie. Ergonomie využívá poznatku fyziologie práce, hygieny práce, pracovního lékarství, ergonomické antropologie, biomechaniky, psychologické práce, sociologie, pracovního práva, filosofie a dalších disciplin ? jedná se o interdisciplinární hranicní obor. Problémy pro ergonomické rešení jsou v oblasti cástecne mechanizovaných a automatizovaných prací na montážních linkách. Pro vyrešení je nutno vycházet z techto zásad: • pracovište pro rucní a automatizovanou montáž je treba spojovat s dostatecne dimenzovanými mezioperacními zásobníky a pocet pracovišt volit tak, aby mezi nimi a automaty byla volná vazba • vytváret individuální pracovište nezávislá na taktu linky na bocním principu • jednotlivá pracovište prizpusobovat hygienicko – funkcním požadavkum cloveka a umožnit sociální komunikaci pracovníku • vybudovat rezervní pracovište, která umožní ulehcit zácvik nových pracovníku Všeobecne platí pravidlo, že pracovní výkon pri profesionální cinnosti je jen ruzne velkou cástí z celkové potencionální výkonnosti jedince. Clovek pracuje vždy s urcitou výkonovou rezervou. Cím je tato rezerva vetší, tím vyšší je aktuální pohotovost k výkonu a tím déle se zachovává schopnost pracovat. Množství cinností, které clovek vykonává v pracovním procesu lze podle zatížení ruzných telesných orgánu a nároku na schopnosti rozdelit na práce vetšinou fyzického a práce vetšinou nefyzického charakteru. Se soustredením výroby na jedno místo a rozvojem techniky klesá podíl fyzické práce a zvyšuje se podíl kontrolních a rídících cinností. Pri techto cinnostech se více než jinde uplatnují individuální faktory a spolecenské faktory. Pri cinnostech nefyzických prijímá 26
operátor jednak prímé informace a i zprostredkované informace. Musí též porovnávat zjištené hodnoty s požadovanými. Tato cinnost tedy vyžaduje: • znacnou koncentraci pozornosti • dobrou funkci smyslových orgánu • pametové schopnosti Duležitým charakteristickým prvkem je i únava. Únava je stav snížené výkonnosti, který se postupne dostaví pri jakékoli cinnosti. Tímto pojmem se oznacuje též subjektivní pocit, kterým je tento stav doprovázen, a který nutí unaveného cloveka cinnost prerušit nebo snížit jeho intenzitu. Pocit únavy se nemusí ztotožnovat se skutecnou únavou, ale muže vzniknout již pred zapocetím pracovní cinnosti. Únava se projevuje - docasným snížením množství a kvality práce - zmenami pracovního stereotypu - porušením koordinace jednotlivých motorických funkcí Pokud je únava umele potlacována muže dojít k poškození organismu. Únava muže být - lokální - celková Faktory oddalující nástup únavy: • zohlednení antropometrických a biomechanických poznatku • zohlednení poznatku o psychických a fyzických možnostech cloveka • zohlednení hygienických požadavku na kvalitu pracovního prostredí • ovlivnení psychologických cinitelu Velmi duležitým faktorem je též monotonie. Monotonie vzniká po urcitém case, ve kterém se provádí velké množství stejných operací v krátkých casových intervalech. Na rozdíl od únavy s casem nenarustá, koncí rozptýlením pri ukoncení smeny. U montážních linek lze monotonii odstranit organizací montážního procesu s individuálním pracovním rytmem na jednotlivých pracovištích nebo pomocí strídání pracovních míst mezi jednotlivými pracovníky. [1, 5, 7]
27
4. Typy montáží Z hlediska stupne mechanizace rozlišujeme montážní procesy: • rucní • automatizované Metody montáže z hlediska organizace práce: • nepohyblivá (stacionární) montáž – soustredená – rozclenená • pohyblivá montáž – s predmetovou radou – linková – proudová Metody montáže z hlediska casové soucinnosti strukturních jednotek: • postupná montáž • soubežná montáž • kombinovaná montáž Montáž muže být: • interní – v uzavreném prostoru výrobního závodu; je soucástí výroby • externí – montáž investicních celku na stavbách nebo v terénu
4.1 Rucní montáž Rucní montáž je nejrozšírenejším druhem montážních procesu. Charakteristické rysy rucní montáže : • použití upínacího zarízení jednoduché konstrukce • použití univerzálních nástroju • ustavení spojovaných soucástí pri minimálním premístení • doprava soucástí Rucní montáž má výhodu ve velké flexibilite, nízkých požadavcích na investice, ve vetší zamestnanosti. Soucasne má ale i nevýhodu v nízké produktivite práce, špatné m využití prostoru, vysokých nákladech pri zavádení automatizace a vyskytují se zde ergonomické problémy. [1]
4.2 Automatizovaná montáž Cílem organizace montážního procesu je dosažení nejvyššího stupne posloupnosti, tj. aby montovaný výrobek prošel montáží co nejkratší dráhou a co nejrychleji. Tento zpusob montáže lze zabezpecovat pomocí montážních linek. Montážní linka je souhrn pracovišt rozmístnených podle technologického postupu, spojený mezioperacní dopravou, urcený k provádení stanovených operací pri montáži celého výrobku jeho cástí. [1]
4.3 Typy montážních linek Ke klasifikaci jednotlivých typu montážních linek jsou užívána ruzná hlediska, z nichž nejvýznamnejší jsou: a) zpusob pohybu montovaného výrobku b) zpusob prostorového usporádání c) vzájemná synchronizace operací d) technické vybavení práce a funkce cloveka v montáži
28
4.3.1 Montážní linka podle zpusobu pohybu montovaného výrobku Stacionární linka pro montáž výrobku nebo montážních celku je realizována postupne na jednom míste jedním nebo skupinou pracovníku. Behem montážního procesu se pohybují montážní celky od jednoho pracovište ke druhému a to vždy ve smyslu technologického a casového sledu montáže, nebo jsou montované výrobky umístneny na nepohyblivých montážních stanovištích a skupina delníku prechází po ukoncení operace na jiné stanovište. V soucasné dobe je možné stacionární linku pro montáž uskutecnit formou: – soustredené montáže (obr.4 - 1) – montáž se realizuje zjednotlivých soucástí na jednom pracovním míste a vykonává ji stejná skupina pracovníku. Montuje se ve vetšine prípadu pouze podle rámcových montážních postupu, bez podrobného casového hodnocení. Nevýhody: • velké nároky na kvalifikaci pracovníku • pocet pracovníku je omezen velikostí montážní jednotky • nároky na montážní plochy • dlouhá prubežná doba montáže • približné normy casu • nepravidelný prubeh montáže Schéma pracovište:
Obr.4 – 1 Soustredená montáž [2] – rozclenená montáž (obr.4 - 2) – v tomto prípade je výrobek rozclenen nejprve na jednotlivé montážní celky v souladu s montážním schématem a s prihlédnutím k objemu práce v montážní operaci. Predmontáž jednotlivých montážních celku je provádena soubežne a konecnou montáž výrobku realizuje na urceném míste jiná skupina pracovníku. Montážní operace jsou urceny normou casu. Z hlediska relativne velkého objemu prací není jejich casová náva znost presne ohranicena, ale je zde urcitá casová volnost pro predání montážních celku nebo uskutecnení další operace v postupu montáže. K rovnomernému casovému vytížení pracovište a jeho vybavení je nutné v techto prípadech zpracovat plán casového vytížení. Tato montáž se predevším používá v oblasti kusové výroby. Schéma pracovište:
Obr.4 – 2 Rozclenená montáž [2]
29
– metoda one piece flow (metoda toku jednoho kusu) (obr.4 - 3) – je to zpusob výroby, pri kterém výrobek prochází jednotlivými operacemi procesu bez prerušování a cekání. V daný casový okamžik je tedy vyráben na príslušné operaci pouze jeden výrobek, který je bezprostredne predán na operaci následující. Na následném schématu je ukázán rozdíl mezi dávkovou výrobou a tokem jednoho kusu. Na prvním schématu se vyrábí po dávkách deseti kusu, takže po dokoncení operace A na všech výrobcích se muže zacít s operací B a následne s operací C. U toku jednoho kusu druhé schéma ukazuje provedení operace A na prvním kusu pokracuje hned s operací B a následne C.
Obr.4 – 3 Metoda jednoho toku [11] U této metody je mnoho výhod: • rychlejší výroba a flexibilita zmeny na poslední chvíli • zvýšení druhu zarízení používané pri výrobe a tím se omezují cekací doby • snížení zásob, protože jsou neustále k dispozici v prubehu celého procesu • doplnení materiálu je jednodušší a snadnejší • rychlejší identifikace nekvality [1, 2, 11] 4.3.2 Montážní linka podle zpusobu prostorového usporádání Linka predmetnou radou je nejjednodušší forma pohybové montáže, vyžaduje pouze usporádání pracovišt ve smyslu montážního postupu. Montáž se uskutecnuje zpravidla s volným taktem, tzn. jednotlivá pracovište nejsou v objemu montážních cinností casove vyvážená.
30
Tyto linky se delí do dvou skupin: • s bocním postavením pracovište • s celním postave ním pracovište S bocním postavením pracovište (obr.4 – 4): Výhody – každý pracovník má ohranicené a prehledné pracovište – dobré konstrukcní rešení pracovište – dobrá prizpusobivost ke zmenám – oboustranné usporádání šetrí prostor Nevýhody – u jednoduchého usporádání vznikají vetší nároky na prostor – delší dráhy pohybu dopravník ? pracovište – premístování výrobku pouze jednou rukou – linka je méne predmetná Schéma pracovište:
Obr.4 – 4 Linka s bocním postavením pracovište [1] S celním postavením pracovište (obr.4 – 5): Výhody – menší potreba prostoru – kratší dráhy dopravník ? pracovište – možnost uchopení obou rukou – dobrá prizpusobivost ke zmenám – linka je prehledná Nevýhody – pracovníci si mohou vzájemne prekážet – na pracovištích lze užít jen malé prípravky a rucne ovládané pracovní prostredky – v dráze pohybu dopravník ? pracovište nesmí být umístneny zásobníky, palety [1] Schéma pracovište:
Obr.4 – 5 Linka s celním postavením pracovište [1] 4.3.3 Montážní linka podle vzájemné synchronizace operací Linky se delí do dvou skupin: • synchronizovaná (proudová) • nesynchronizovaná (linková) Montáž synchronizovaná (proudová) (obr.4 – 6) – vyžaduje plnou synchronizaci jednotlivých pracovišt z hlediska objemu montážních prací v operaci. Ve vetšine prípadu je to montáž s vysokým stupnem mechanizace a s predem stanovenou kapacitou odvádených výrobku nebo montážních celku v case. V této montážní lince je pevná vazba mezi jednotlivými pracovišti, pravidelný rytmus strídání cinností jednotlivých montážních
31
pracovišt a dopravního systému, takt této linky je odvozován od ukoncení cyklu montážního pracovište s nejdelší dobou montážní operace.
Obr.4 – 6 Montáž synchronizovaná [2] Montáž nesynchronizovaná (linková) (obr.4 – 7) – vyžaduje podrobnejší rozdelení montážních celku do jednotlivých operací, pracovní tempo jednotlivých pracovišt je variabilní. V této montážní lince je volná vazba mezi jednotlivými montážními pracovišti. Takt linky je cástecne volný, u rucních pracovišt je rytmus práce urcován operátorem, je nutno vytvorit mezioperacní zásobu montovaných výrobku, vysoká míra pružnosti pri zmene montovaného výrobku, vysoký výkon pri vysoké úrovni humanizace práce. Tato forma montáže se zejména využívá ve vetším sortimentu výrobku montážních celku, ale také tam, kde se vyskytuje vetší podíl rucních prací.
Obr.4 – 7 Montáž nesynchronizovaná [2] Volba technicko – organizacní formy montáže bude predevším závislá na sériovosti výroby, složitosti výrobku nebo montážních celku a jejich rozmerech a hmotnosti. Prechod k vyšší forme montáží predevším umožnuje: • rytmickou práci bez hromadení soucásti mezi pracovišti • specializaci pracovišt a pracovníku, zvýšení produktivity práce pri menším nároku na kvalifikaci a vyšší casové a výkonové využití pracovních prostredku • zkrácení prubežné doby montáže a zlepšení prehledu o pohybu montážních celku v case.[1] 4.3.4 Montážní linka podle technického vybavení práce a funkce cloveka v montáži Linky se delí do techto základních skupin: • rucní – kde clovek je základním prvkem (zdroj síly, ovládání nástroje, rízení procesu a jeho kontrola) • mechanizovaná – kde zdrojem síly (výkonu) je motor, ale další cinnosti ovládá clovek (ovládá nástroje, rídí proces a provádí kontrolu) • automatizovaná muže být tvrde automatizovaná nebo pružne automatizovaná U tvrdé automatizace je zdroj síly (výkonu) a ovládání stroje automatizováno, rízení procesu je tvrdé a kontrolu nad procesem provádí clovek a cidla. U pružné automatizace je zdroj síly (výkonu) a ovládání stroje automatizováno, rízení procesu je pružné a kontrolu nad procesem provádí cidla. [1]
32
4.4 Principy rucních montážních pracovišt Princip precházení delníka (obr.4 – 8) – delník strídave pracuje na dvou pracovištích (na prvním pracovišti provede na nekolika výrobcích 1. operaci a po jejich presunutí na druhé pracovište provede na techto výrobcích 2. operaci). Obsah práce je bohatší, pracovní rytmus volnejší. Schéma pracovište:
Obr.4 – 8 Montáž precházejícího delníka [1] Princip hnízdové montáže – delník na svém pracovišti smontuje celý výrobek. Nehybné hnízdo (obr.4 – 9) – montuje se jeden výrobek tak, že delník postupne vybírá z otocného segmentového zásobníku všechny potrebné soucástky. Signál napr. svetelný v hnízde ukáže delníkovi, kam je treba danou soucást založit. Schéma pracovište:
Obr.4 – 9 Montáž principem nehybného hnízda [1] Cirkulující hnízdo (obr.4 – 10) – montuje se více výrobku, které jsou umístneny na kruhovém dopravníku, rotujícím kolem otocného segmentového zásobníku. Delník zamontuje jednu soucástku postupne do všech výrobku, potom pootocí zásobník a montuje další soucástku. Systém cirkulujícího hnízda dovoluje kombinovat úseky s monotónní prací s prací ve volném rytmu. Schéma pracovište:
Obr.4 – 10 Montáž principem cirkulujícího hnízda [1] 33
Princip skupinové montáže (obr.4 – 11) – na pracovišti pracuje skupina delníku s presne vymezeným okruhem práce, práci organizuje a rídí urcený vedoucí. Montáž ve skupine umožnuje vzájemnou zamenitelnost, delníci mohou lépe komunikovat, volný rytmus umožnuje individuální prestávky. [1] Schéma pracovište:
Obr.4 – 11 Montáž principem skupinové montáže [1]
34
5. Montáž a konstrukce dvojcinného válce Montáž pneumatického válce rozdelíme do trí konstrukcních skupin. Konstrukcní skupina A, která je na obr.5 – 1. Do predního víka (poz.1), do jehož díry rozstríkneme olej nalisujeme pomocí lisu vodící pouzdro. Potom nalisujeme tesnící a sterací kroužek (poz.3) pomocí osazeného pouzdra do válcové díry a zajistí se pomocí vnitrního pojistného kroužku (poz.4). Tlumící tesnící manžeta, vyrobená z pružného plastu, se rucne vmáckne do predního víka z opacné strany (poz.3) a sama se vystredí po uvolnení ve vnitrní drážce, ve které musí mít nepatrnou axiální vuli. Nakonec je namazaný tesnící kroužek (poz.6) umístnen do odpovídající drážky predního víka. Tento tesnící kroužek se nesmí pri montáži poškodit.
Obr.5 – 1 Konstrukcní skupina A [2] Konstrukcní skupina, která je na obr.5 – 2. Skupina se skládá ze zadního víka (poz.7), tesnící manžety (poz.5) a tesnícího kroužku (poz.6). Montuje se spolu s odpovídajícím tesnením.
Obr.5 – 2 Konstrukcní skupina B [2] Konstrukcní skupina C, která je na obr. 5 – 3. Tato skupina obsahuje všechny díly, které jsou pevne spojené s pístem (poz.10). Nejprve se nasadí na osazený konec pístní tyce (poz.9) tlumící píst (poz.8). Následující operací je osazení pístu (poz.10) na pístní tyc. Další operací je našroubování na konec pístní tyce druhé cásti tlumícího pístu (poz.11) a utažení momentovým klícem spredepsaným utahovacím
35
momentem. Po utažení jsou díly stejnomerne predepnuté a píst (poz.10) je na pístní tyci utesnen tlumícími písty (poz.8 a 11)
Obr.5 – 3 Konstrukcní skupina C [2] Konecná montáž, která je na obr. 5 – 4 . Nejprve se na válec (poz.12) nasadí príruby (poz.13) a pojistné kroužky (poz.14) do drážek na obvodu. Pred sestavením skupiny C je nutné potrít pístní tyc lehce tukem. Pri prostrkování je nutné dát pozor na to, aby se nepoškodilo tesnení. Potom se naplní mazací drážky pryžového válce pístu (poz.10) tukem. Drážky jsou mezi vodící plochou a okraji obou manžet pístu a jsou rozdeleny axiálními príckami do mnoha mazacích komurek. Pri zasouvání pístu do válce je treba dát pozor, aby se nepoškodily pryžové manžety pístu. Po zasunutí pístu se do válce vsune prední víko tak, aby stisklo tesnící kroužek (poz.6) a nalehlo svou celní plochou na válec. Prední víko a zadní víko se stahuje ctyrmi šrouby nebo svorníky šroubovanými do kríže a pak se utáhnou predepsaným momentem
36
Obr.5 – 4 Konecná montáž [2] Záverecná kontrola. V záverecné kontrole se provádí mechanická a tesnící zkouška. V mechanické cásti se zkouší volný chod pístu ve válci tahem rukou za pístní tyc, a to v celém rozsahu mezi krajními polohami. V druhé cásti se provádí zkouška tesnosti a nastavení tlumení. Všechna tesnení se prezkouší nejprve pri tlaku pro daný typ válce a pak se oba prostory ve válci prezkouší pri tlaku urceném pro daný typ válce. Pri záverecné funkcní zkoušce se nastaví pomocí šroubu tlumení dojezdu do koncových poloh. Po nastavení se rozklepnutím okraju závitových der pojistí šrouby proti vypadnutí a ztráte. [2]
37
6. Návrh a usporádání linky Navržená montážní linka bude rozdelena do peti pracovišt. Pracovište budou rozdelena tak, že pracovište pro montáž predního víka, montáž zadního víka a montáž pístu, které jsou predmontážemi pred konecnou montáží budou na jedné strane vedle sebe tvorit jednu cást montáže a konecná montáž a kontrola budou na druhé strane vedle sebe tvorit druhou cást montáže.
6.1 Montáž predního víka Montáž predního víka – na tomto pracovišti provedeme celkovou montáž predního víka. Pracovište je vybaveno pracovním stolem, prípravkem pro vstrikování oleje do díry pro vodící pouzdro predního víka, lisem pro nalisování daných soucástí pro prední víko a úložnými boxy pro soucásti dané pro tuto operaci. Montáž provedeme dle daného výkresu sestavy (viz.obr.6 – 1). Provedení montáže: Pro montáž predního víka si vložíme do jednotlivých boxu dané množství soucástek, které nalezneme v prostoru kde se nachází paleta se soucástkami. Z boxu c.1 vezmeme prední víko poz.1. Do díry predního víka rozstríkneme pomocí prípravku olej a prední víko osadíme do prizmatické desky a uchytíme pomocí rychloupínacu k prizmatické desce, která je uchycena k pracovní ploše lisu úpinkami. Lisem nalisuj eme vodící pouzdro poz.2, které vezmeme z boxu c.2. Z boxu c.3 vezmeme tesnící kroužek a z boxu c.4 vezme me sterací kroužek poz.3. Tyto kroužky pomocí lisu a osazeného pouzdra nalisujeme do naolejované válcové díry predního víka a zajistíme pomocí vnitrního kroužku poz.4, který vezmeme z boxu c.5. Pojistný kroužek umístníme do dané polohy rucne kleštemi. Prední víko vyjmeme z prizmatické desky. Z boxu c.6 vezmeme tlumící tesnící manžetu a vmáckneme ji do predního víka z opacné strany poz.5. Po vmácknutí se tesnící tlumící manžeta sama vystredí a po uvolnení ve vnitrní drážce, musí mít nepatrnou axiální vuli. Z boxu c.7 vezmeme tesnící kroužek a umístíme ho do odpovídající drážky predního víka poz.6. Tento tesnící kroužek se nesmí pri montáži poškodit. [2] Po dokoncení montáže se predmotnované prední víko pokládá do boxu c.15. Po naplnení boxu daným poctem kusu nebo výrobní zakázkou se box s predmontovanými predními víky premístí na pracovište konecné montáže, kde se predmontovaná prední víka použijí pro konecnou montáž.
Obr.6 – 1 Sestava predního víka [2]
38
Na schématu 6 – 1 je znázornen výrobní tok pro montážní pracovište predního víka, které je dáno podle provedení montáže predního víka. box c.5
box c.4
box c.3
box c.2
box c.1 2
7
3 4
box c.6
1
8
6 5
box c.7
9
box c.15
10
LIS
prac. plocha
prí. pl.
prac
Sch.6 – 1 Schéma výrobního toku na pracovišti montáže predního víka
6.2 Montáž zadního víka Montáž zadního víka – na tomto pracovišti provedeme celkovou montáž zadního víka. Pracovište je vybaveno pracovním stolem, prípravkem pro vstrikování oleje do díry zadního víka a úložnými boxy pro soucásti dané pro tuto operaci. Montáž provedeme dle daného výkresu sestavy (viz.obr.6 – 2) Provedení montáže: Pro montáž zadního víka si vložíme do jednotlivých boxu dané množství soucástek, které nalezneme v prostoru kde se nachází paleta se soucástkami Z boxu c.8 vezmeme zadní víko poz.7. Do díry zadního víka rozstríkneme pomocí prípravku olej. Z boxu c.9 vezmeme tesnící manžetu poz.5 a vmáckneme ji do díry zadního víka. Z boxu c.10 vezme me tesnící kroužek poz.6 a namontujeme ho na zadní víko. [2] Po dokoncení montáže se predmontované zadní víko pokládá do boxu c.16. Po naplnení boxu daným poctem kusu nebo výrobní zakázkou se box s predmontovanými zadními víky premístí na pracovište konecné montáže, kde se predmontovaná zadní víka použijí pro konecnou montáž.
39
Obr.6 – 2 Sestava zadního víka [2] Na schématu 6 – 2 je znázornen výrobní tok pro montážní pracovište zadního víka, které je dáno podle provedení montáže zadního víka. box c.10
box c.9
box c.8 2 1
3
box c.16
prac. plocha a príp.
4
prac
Sch. 6 – 2 Schéma výrobního toku na pracovišti montáže zadního víka
6.3 Montáž pístu Montáž pístu – na tomto pracovišti provedeme celkovou montáž pístu. Pracovište je vybaveno pracovním stolem, sverákem pro upínání pístní tyce a úložnými boxy pro soucásti dané pro tuto operaci. Montáž provedeme dle daného výkresu sestavy (viz.obr.6 – 3). Provedení montáže: Pro montáž pístu si vložíme do jednotlivých boxu dané množství soucástek, které nalezneme v prostoru kde se nachází paleta se soucástkami Z boxu c.11 vezmeme pístní tyc poz.9 a upneme ji do sveráku a na její osazený konec nasadíme tlumící píst poz.8, který vezmeme z boxu c.12. Z boxu c.13 vezmeme píst poz.10 a osadíme ho na konec pístní tyce. Z boxu c.14 vezmeme druhou cást tlumícího pístu poz.11 a našroubujeme ji na konec pístní tyce. Vezmeme momentový klíc a kalibrujeme ho na daný 40
moment pro dotažení tlumícího pístu. Utáhneme momentovým klícem s predepsaným utahovacím momentem pro daný typ pneumatického válce. [2] Po dokoncení montáže se predmontovaný píst pokládá do boxu c.17. Po naplnení boxu daným poctem kusu nebo výrobní zakázkou se box s predmontovanými písty premístí na pracovište konecné montáže, kde se predmontované písty použijí pro konecnou montáž. Na schématu 6 – 3 je znázornen výrobní tok pro montážní pracovište pístu, které je dáno podle provedení montáže pístu.
box c.14
box c.13
box c.12 3
box c.11
2
4 1
box c.17
5
prac. plocha a sverák prac
Sch.6 – 3 Schéma výrobního toku na pracovišti montáže pístu
Obr.6 – 3 Sestava pístu [2]
6.4 Konecná montáž Konecná montáž – na tomto pracovišti provedeme celkovou montáž pneumatického válce. Pracovište je vybaveno pracovním stolem, prípravkem pro upínání telesa válce a úložnými boxy pro soucásti dané pro tuto operaci. Montáž provedeme dle daného výkresu sestavy a kusovníku (viz.obr.6 – 4) . Provedení montáže: Pro konecnou montáž si vložíme do jednotlivých boxu dané množství soucástek, které nalezneme v prostoru kde se nachází paleta se soucástkami Z boxu c.18 vezmeme teleso válce poz.12. Upneme ho do prípravku, nasadíme do prírub poz.13, které vezmeme z boxu c.19. Z boxu c.20 nasadíme pojistné kroužky poz.14 do drážek obvodu telesa válce. Z boxu c.16 vezmeme predmontované zadní víko, namažeme ho tukem a prišroubujeme ho k telesu pneumatického válce válcovými šrouby poz.15, které vezmeme z boxu c.21. Pri montáži zadního víka stiskneme tesnící kroužek poz.6 tak, aby nalehlo svou celní plochou na teleso válce. Z boxu c. 17 vezmeme predmontovaný píst, potreme pístní tyc lehce tukem a vsuneme ji do telesa válce. Dáváme pozor, aby se nepoškodilo tesnení pri prostrková ní pístu telesem válce. Po zasunutí telesa válce vezmeme z boxu c.15 predmontované prední víko a vsuneme ho tak, aby stisklo tesnící kroužek a nalehlo svou celní plochou na teleso válce. Zboxu c.19 vezmeme válcové šrouby a prišroubujeme prední víko k telesu válce. Vezmeme momentový klíc a kalibrujeme ho na daný moment pro utažení šroubu nebo svorníku. Prední a zadní víko stahujeme šrouby nebo svorníky do kríže a pak utáhneme na predepsaný moment pro daný typ válce.
41
Z boxu c.22 vezmeme šroub tlumení poz.16 a našroubujeme ho, ale nedotahujeme. [2] Po dokoncení montáže se smontovaný pneumatický válec pokládá do boxu c.23. Po naplnení boxu daným poctem kusu nebo výrobní zakázkou se box se smontovanými pneumatickými válci premístí na pracovište kontroly, kde se provedou zkoušky pro daný pneumatický válec. Na schématu 6 – 4 je znázornen výrobní tok pro montážní pracovište konecné montáže, které je dáno podle provedení konecné montáže. mon. pístu box c.21
box c.20
box c.19
box c.18
box c.17 6
8
3 2
1
5
box c.22
9 10
box c.23
prac. plocha a prípravek
box c.16
mon. za.víko
box c.15
mon. pr.víko
4 7
prac
Sch.6 – 4 Schéma výrobního toku na pracovišti konecné montáže
42
Obr.6 – 4 Sestava pneumatického válce a kusovník [2]
6.5 Kontrola Kontrola – na tomto pracovišti provádíme kontrolu funkcnosti smontovaného pneumatického válce. Pracovište je vybaveno pracovním stolem a zarízením pro tlakovou zkoušku. Kontrolu rozdelíme do dvou cástí. První cást je prezkoušení mechanické a druhá cást je zkouška tesnosti. V mechanické cásti zkoušíme volný chod pístu ve válci tahem rukou za pístní tyc a to v celém rozsahu mezi krajními polohami. Kontrolujeme, zda pístní tyc se pohybuje volne a nedochází k blokování pístní tyce. V druhé cásti provádíme zkoušku tesnosti a nastavení tlumení. Všechna tesnení se prezkušují nejprve pri tlaku pro daný typ pneumatického válce a pak oba prostory v pneumatickém válci se prezkušují pri tlaku urceném pro daný typ pneumatického válce. Pri záverecné funkcní zkoušce nastavíme pomocí šroubu tlumení dojezdu do koncových poloh. Po nastavení pojistíme šrouby proti vypadnutí a ztráte zajištením závitových der (rozk lepnutím okraju závitových der). [2] Po provedení kontroly dobré pneumatické válce pokládáme do boxu c.24. Po naplnení boxu daným poctem kusu nebo výrobní zakázkou se box premístí do zóny s paletami, kde je již pripravená paleta pro hotové kusy a zde se dobré kusy do této palety vyloží.
43
Na schématu 6 – 5 je znázornen výrobní tok pracovišti kontroly.
kon.mon.
box c.24
prac. plocha zkouš. pneu.
prac. plocha zkouš. mech.
box c.23
prac
Sch.6 – 5 Schéma výrobního toku na pracovišti kontroly
Montáž pístu
Konecná montáž
Montáž zadního víka prac
Kontrola
Montáž predního víka
Sch.6 – 6 Schéma výrobního toku na montážní lince
44
7. Popis pracovišt montáže 7.1 Pracovište montáže predního víka Na tomto pracovišti se provádí predmontáž dílu pneumatického válce ze základních komponentu. Princip rozvržení jednotlivých soucástí potrebných pro montáž predního víka je dán na tomto pracovišti hnízdovým systémem. Rozvržení tohoto pracovište je dáno poctem boxu, prípravkem na rozstrikování oleje a lisem, které jsou rozvrženy na pracovním stole obr.7 – 1.
Obr.7 – 1 Návrh pracovište montáže predního víka Pracovní stul má rozmery 2100x1000x2100 mm. Tento stul je svaren zctvercového profilového materiálu 50x50 mm a ocelového plátu. Materiál, který použijeme pro tento stul je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Stul má pracovní plochu ve výšce 900 mm. Nad pracovní plochou ve výšce 1525 mm je upevnena informacní deska jejíž rozmery jsou 2000x200x10 mm, na kterou se pripevní pracovní instrukce a montážní výkresy. Materiál, který použijeme pro tuto desku je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219 . Nad pracovištem je umístneno svetlo, které osvetluje celé pracovište. Svetlo je upevneno ke konstrukci stolu a jeho vzdálenost od celní steny je 450 mm. [22] Na pracovní ploše stolu se na celním okraji a levém okraji nachází konstrukce pro uchycení boxu pro jednotlivé soucásti. Box (obr.7 – 2) má rozmery 250x200x100 mm. Boxy jsou vyrobeny ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Jsou odolné vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 15 kg. Tento box je urcen pro dávku 15 kusu soucásti. Tyto boxy jsou barevne rozlišeny. Pro soucásti do výroby jsou boxy oznaceny zelenou barvou a smontovaná prední víka se
45
ukládají do boxu oznaceného žlutou barvou. Tyto boxy použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 -2 Úložný box pro soucásti [12] Na levé strane se nachází otvor, do kterého se dávají vadné díly. Úložný box je uchycen pod tímto otvorem pomocí ocelových úchytu. Box (obr.7 – 3) má rozmery 300x400x170 mm. Box je vyroben ze 100% polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Je odolný vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 25 kg. Tento box je oznacen cervenou barvou. Tento box použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 – 3 Úložný box pro vadné díly [12] Na pravém okraji je umísten prípravek pro rozstrikování oleje do díry predního víka. (obr.7 – 4 )
Obr.7 – 4 Prípravek pro rozstrikování oleje do díry predního víka Prípravek je ke stolu prišroubován šroubem ISO 4762 M10x70 z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219 . [22]
46
Prípravek se skládá se základních trí cástí (obr.7 – 5). Základní desky, nadstavbového dílu a nadstavbového dílu s tryskami. Tyto tri základní soucásti jsou složeny k sobe sešroubováním. Všechny tri díly jsou vyrobeny zoceli 12 050 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10083. Základní deska poz.1, která je prišroubovaná k pracovnímu stolu a je sešroubovaná s nadstavbovým dílem poz.2 ctyrmi šrouby ISO 4762 M10x20 poz.5. Tyto šrouby jsou z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Nadstavbový díl s tryskami poz.3 je sešroubován k nadstavbovému dílu tremi šrouby ISO 4762 M8x25 poz.4. Tyto šrouby jsou z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Do základní desky je uchycen bezdotykový indukcní snímac typu MDS – 45 M20 poz.6, který je zajišten maticí ISO 4034 – M20. [15,22] Prípravek pracuje na tomto principu: Vezmu prední víko, které uložím na válcovou cást nadstavbového dílu poz.3. Po dosažení koncové polohy predního víka na nadstavbovém dílu dá bezdotykový indukcní snímac poz.6 impuls a tryskami poz.8 dojde k rozstriku oleje po celém obvodu díry predního víka. Olej je dodáván do prípravku otvorem poz.7, který je priváden potrubím pod tlakem zolejového hospodárství. Na schématu 7 – 1 je naznacen prívod oleje do prípravku a elektrické energie pro indukcní snímac.
Obr. 7 – 5 Rez prípravkem:1 – základní deska, 2 – nadstavbový díl I, 3 – nadstavbový díl II, 4 – šroub M8x25, 5 – šroub M10x20, 6 – bezdotykový indukcní snímac, 7 – díra pro olej, 8 – trysky Vedle prípravku vlevo je umístnen lis. Na tomto lisu se provádí nalisování základních prvku (do predního víka nalisujeme postupne vodící pouzdro, tesnící a sterací kroužek). Dle výpoctu tlakové síly je pro toto pracovište navržen lis prímopusobící s konstantním prubehem síly po celý zdvih. (obr.7 – 6) Výpocet tlakové síly pro lis Ft = S l ⋅ pl = 0,0009 ⋅ 6 ⋅ 105 = 540 ( N ) Sl – plocha na níž pusobí lis [m²] pl – pusobící tlak v soustave [Pa] [14] Pro danou tlakovou sílu navrhuji lis Schmidt 20, který pri tlaku v rozvodné vzduchové síti 6 bar pusobí silou do 1,6 kN.
47
Obr.7 – 6 Lis prímopusobící s konstantním prubehem síly po celý zdvih; 1 – pneumatická jednotka, 2 – lisovací hlava, 3 – pneumatický rídící blok, 4 – regulacní ventil s manometrem, 5 – beran, 6 – stojan, 7 – deska stolu [14] Princip tohoto lisu je založen na pusobení trí pístu spojených pístnicí prostrednictvím vzduchové prípojky, které tvorí pneumatickou jednotku poz.1. Stlacený vzduch a písty se pohybují smerem dolu. Vzduch pod písty uniká zkomor válce otevrenou prípojkou. Beran poz.5 vyjíždí z válce až po maximální pracovní zdvih. Pri zpetném zdvihu se horní komory válce odvzdušní a stlacený vzduch pusobí na nejnižší píst. Beran se pohybuje nahoru. Lis je opatren pneumatickým rídícím blokem poz.3, který je konstruován jako dvoukanálová konstrukce s modulárním ventilovým blokem. Volba lisovací síly lze predvolit tlakovým regulacním ventilem s manometrem poz.4. Dosažená lisovací síla je v prímém pomeru s nastaveným tlakem. Tento lis je vhodný pro toto pracovište z duvodu velké variability nastavení tlakové síly, vysoké úcinnosti pri lisování, rychlosti nástroje a požadovaných rozmeru pro dané pracovište.[14] Prívod vzduchu do lisu z rozvodné vzduchové síte je regulován vzduchovým ventilem 3/2. Pro tento lis jsem volil vzduchový ventil Parker rady B43/53 obr.7 - 7. Je jednoduchý a robustní, také vysoce výkonný pro dlouhodobý a nárocný provoz. Ovládání je rucní. Je urcen pro pracovní tlak do 10 baru a teploty -10°C až + 55°C . Teleso ventilu je pozinkované, cívka je vyrobena z nerez oceli, tesnení utesnující hrídel na výstupu z ventilu je vyrobeno z plastu a základní podložka pripevnující se k povrchu je z nylonu, tímto materiálem se snižuje vibrace okolí. Tento ventil je vhodný pro toto pracovište z duvodu jednoduchosti použití, výkonnosti, jednoduchosti konstrukce a nenárocno sti na údržbu. Na schématu 7 – 1 je naznacen prívod vzduchu pro tento ventil. [16]
48
Obr.7 – 7 Vzduchový ventil Parker B43/53 – 3/2 [16] Prední víko válce upneme do prizmatické kostky pomocí rucních rychloupínacu. Tato prizmatická kostka je upnuta k desce stolu lisu pomocí upínek. Prizmatická kostka má osazení do nehož se uchytí prední víko a následne se upne pomocí rucních rychloupínacu, které jsou prišroubovány k prizmatické desce. Pro toto upnutí je použito rychloupínace s patkou a nastavitelným prítlacným šroubem obr.7 – 8. Celé teleso rychloupínace je chromováno, prítlacný šroub a matice jsou fosfátovány. Princip tohoto upínace je dán pomocí prídržného ramene a držadla. Držadlo je spojeno se základním telesem kolíkem a stejne je spojeno i prídržné rameno s nastavitelným šroubem a patkou se základním telesem a i držadlem. Pritlacením držadla do svislé polohy pritlacíme prídržné rameno s nastavitelným prítlacným šroubem a s patkou a tím i zajistíme upínanou soucást. Povolíme – li držadlo do vodorovné polohy uvolníme tlak na upínanou soucást a upínané teleso vyjmeme. Otevírací úhel prídržného ramene a držadla lze premístením nebo odstranením dorazového pružného kolíku zmenšit nebo zvetšit. Tento rucní rychloupínac je vhodný pro toto pracovište zduvodu snadného a kvalitního upnutí, jednoduché údržby a snadné vymenitelnosti rychloupínace. [17]
Obr.7 – 8 Rychloupínac s patkou [17] Na schématu 7 – 1 je znázorneno zapojení olejového potrubí a elektriny do prípravku a zapojení vzduchu pres ventil 3/2 do lisu.
49
Sch.7-1 Rozvržení prívodu jednotlivých zdroju pro stroj a prípravek na pracovišti montáže predního víka
7.2 Pracovište montáže zadního víka Na tomto pracovišti se provádí predmontáž dílu pneumatického válce ze základních komponentu. Princip rozvržení jednotlivých soucástí potrebných pro montáž zadního víka je dán na tomto pracovišti hnízdovým systémem. Rozvržení tohoto pracovište je dáno poctem boxu a prípravkem na rozstrikování oleje, které jsou rozvrženy na pracovním stole obr.7 – 9
Obr. 7 – 9 Návrh pracovište montáže zadního víka
50
Pracovní stul má rozmery 1100x1000x2100 mm. Tento stul je svaren z ctvercového profilového materiálu 50x50 mm a ocelového plátu. Materiál, který použijeme pro tento stul je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Stul má pracovní plochu ve výšce 900 mm. Nad pracovní plochou ve výšce 1525 mm je upevnena informacní deska jejíž rozmery jsou 1000x200x10 mm, na kterou se pripevní pracovní instrukce a montážní výkresy. Materiál, který použijeme pro tuto desku je ocel 11110 jejíž znacení dle evropské normy je EN 10219. Nad pracovištem je umístneno svetlo, které osvetluje celé pracovište. Svetlo je upevneno ke konstrukci stolu a jeho vzdálenost od celní steny je 450 mm. [22] Na pracovní ploše stolu se na celním okraji a levém okraji nachází konstrukce pro uchycení boxu pro jednotlivé soucásti. Box (obr.7 – 10) má rozmery 250x200x100 mm. Boxy jsou vyrobeny ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Jsou odolné vuci olejum, emulzím, a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 15 kg. Tento box je urcen pro dávku 15 kusu soucásti. Tyto boxy jsou barevne rozlišeny. Pro soucásti do výroby jsou boxy oznaceny zelenou barvou a smontovaná zadní víka se ukládají do boxu oznaceného žlutou barvou. Tyto boxy použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 -10 Úložný box pro soucásti [12] Na levé strane se nachází otvor, do kterého se dávají vadné díly. Úložný box je uchycen pod tímto otvorem pomocí ocelových úchytu. Box (obr.7 – 11) má rozmery 300x400x170 mm. Box je vyroben ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Je odolný vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 25 kg. Tento box je oznacen cervenou barvou. Tento box použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 – 11 Úložný box pro vadné díly [12]
51
Ve stredu je umístnen prípravek pro rozstrikování oleje do díry zadního víka. (obr.7 – 12 )
Obr.7 – 12 Prípravek pro rozstrikování oleje do díry zadního víka Prípravek je ke stolu prišroubován šroubem ISO 4762 M10x70 z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219 .[22] Prípravek se skládá se základních trí cástí (obr.7 – 13). Základní desky, nadstavbového dílu a nadstavbového dílu s tryskami. Tyto tri základní soucásti jsou složeny k sobe sešroubováním. Všechny tri díly jsou vyrobeny zoceli 12 050 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10083. Základní deska poz.1, která je prišroubovaná k pracovnímu stolu a je sešroubovaná s nadstavbovým dílem poz.2 ctyrmi šrouby ISO 4762 M10x20 poz.5. Tyto šrouby jsou z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Nadstavbový díl s tryskami poz.3 je sešroubován k nadstavbovému dílu tremi šrouby ISO 4762 M8x25 poz.4. Tyto šrouby jsou z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Do základní desky je uchycen bezdotykový indukcní snímac typu MDS – 45 M20 poz.6, který je zajišten maticí ISO 4034 – M20. [15,22] Prípravek pracuje na tomto principu: Vezmu zadní víko, které uložím na válcovou cást nadstavbového dílu poz.3. Po dosažení koncové polohy zadního víka na nadstavbovém dílu dá bezdotykový indukcní snímac poz.6 impuls a tryskami poz.8 dojde k rozstriku oleje po celém obvodu díry zadního víka. Olej je dodáván do prípravku otvorem poz.7, který je priváden potrubím pod tlakem zolejového hospodárství. Na schématu 7 – 2 je naznacen prívod oleje do prípravku a elektrické energie pro indukcní snímac.
52
Obr. 7 – 13 Rez prípravkem;1 – základní deska, 2 – nadstavbový díl I, 3 – nadstavbový díl II, 4 – šroub M8x25, 5 – šroub M10x20, 6 – bezdotykový indukcní snímac, 7 – díra pro olej, 8 - trysky Na schématu 7 – 2 je znázornena zapojení olejového potrubí a elektriny do prípravku.
Sch.7 – 2 Rozvržení prívodu jednotlivých zdroju pro prípravek na pracovišti montáže zadního víka
7.3 Pracovište montáže pístu Na tomto pracovišti se provádí predmontáž dílu pneumatického válce ze základních komponentu. Princip rozvržení jednotlivých soucástí potrebných pro montáž pístu je dán na tomto pracovišti hnízdovým systémem. Rozvržení tohoto pracovište je dáno poctem boxu a sverákem pro upínání pístních tycí, které jsou rozvrženy na pracovním stole obr.7 – 14. Pracovní stul má rozmery 1300x1000x2100 mm. Tento stul je svaren z ctvercového profilového materiálu 50x50 mm a ocelového plátu. Materiál, který použijeme pro tento stul je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Stul má pracovní plochu ve
53
výšce 900 mm. Nad pracovní plochou ve výšce 1525 mm je upevnena informacní deska jejíž rozmery jsou 1200x200x10 mm, na kterou se pripevní pracovní instrukce a montážní výkresy. Materiál, který použijeme pro tuto desku je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN10219. Nad pracovištem je umístneno svetlo, které osvetluje celé pracovište. Svetlo je upevneno ke konstrukci stolu a jeho vzdálenost od celní steny je 450 mm. [22]
Obr.7 – 14 Návrh pracovište montáže pístu Na pracovní ploše stolu se na celním okraji a levém okraji nachází konstrukce pro uchycení boxu pro jednotlivé soucásti. Box (obr.7 – 15) má rozmery 250x200x100 mm. Boxy jsou vyrobeny ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Jsou odolné vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 15 kg. Tento box je urcen pro dávku 15 kusu soucásti. Tyto boxy jsou barevne rozlišeny. Pro soucásti do výroby jsou boxy oznaceny zelenou barvou a smontované písty se ukládají do boxu oznaceného žlutou barvou. Tyto boxy použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 -15 Úložný box pro soucásti [12]
54
Na levé strane se nachází otvor, do kterého se dávají vadné díly. Úložný box je uchycen pod tímto otvorem pomocí ocelových úchytu. Box (obr.7 – 16) má rozmery 300x400x170 mm. Box je vyroben ze 100% polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Je odolný vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 25 kg. Tento box je oznacen cervenou barvou. Tento box použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 – 16 Úložný box pro vadné díly [12] Na pravé strane je umístnen sverák pro upínaní pístních tycí. Sverák slouží k upnutí pístní tyce a montáže jednotlivých komponentu na pístní tyc. Dle výpoctu upínací síly je pro toto pracovište navržen vzduchový sverák. (obr.7 – 17)
Obr. 7 – 17 Sverák pro upínání pístních tycí [18] Výpocet upínací síly FU = S s ⋅ p s ⋅η = 1,256 ⋅ 10 −3 ⋅ 6 ⋅ 105 ⋅ 0,9 = 678,24 (N ) ≈ 168,16 ( silových ki log ramu ) S s – plocha prurezu upínané soucásti [m²] p s – pusobící tlak v soustave [Pa] ? – úcinnost sveráku [3,23] Pro danou upínací sílu navrhuji vzduchový sverák Evard precision E 70, který pri tlaku v rozvodné síti 6 bar pusobí upínací silou 700 kg. Rez sveráku je na obr.7 – 18. Sverák pracuje na tomto principu: Prívodem vzduchu poz.24 a následnými kanálky se dostává vzd uch do komory, kde je píst. Pri tlaku vzduchu do sveráku píst poz.8 stlací pružinu poz.3 a i druhý píst poz.6, který je spojený s pístem šroubem poz.5. Ochranný rukáv poz.7 snižuje únik vzduchu. Po zatlacení na píst dojde k stlacení páky poz.4., která je uchycena k telesu sveráku poz.2 cepem poz.10. V páce je osazena podložka poz.17, která pri stlacení páky se pohybuje smerem vpred a tlací na nastavitelnou matici poz.16. Tato matice je osazena v podložce. Nastavitelná matice je spojena celem s maticí poz. 13 a dojde 55
k posunu po závitech. Tyto dve matice jsou spojeny pružným kolíkem poz.15. Matice je osazena v telese pohyblivé celisti. Pri posunu matice dochází kposuvu pohyblivé celisti k pevné celisti poz.22, která je pevne uchycena k telesu sveráku. Sverák sevre soucást a vzniká upnutí. Celist je spojena s hlavním šroubem poz.11 pružným kolíkem poz.12. Hlavní šroub se vysouvá s celistí. Pri ukoncení pusobení tlaku vzduchu, hlavní šroub koná vratný pohyb, tím i pusobí na pohyblivou celist, která zpetne pusobí na soustavu matice – pohyblivá matice – podložka – páka – píst a uvede je do puvodní polohy. Píst zároven zvedá i pružina. Vzduch opouští sverák vzduchovými kanálky poz.9. Takto provedená operace je pro soucásti stejných rozmeru, kde upínací prostor mimo soucásti je malý. Jestliže dojde ke vetší zmene rozmeru soucástky, dochází k približnému nastavení, které se provede takto: Povolíme nastavitelný límec poz.19 vyjmutím pružného kolíku poz.20 a tím uvolníme podložku poz.18. Nastavitelná matice je zakoncena ctyrhranem a pomocí klíce a pootocením ctyrhranu nastavíme vzdálenost celistí. K pevnému približnému nastavení pohyblivou matici ustavíme nastavitelným límcem, podložkou a pružným kolíkem. Promazávání vnitrní cástí sveráku se provede maznicí poz.23. [18] Sverák použiji pro toto pracovište pro jeho rychlé upnutí a následná výmena upínaných soucástí je rychlá vzhledem k malému pohybu celisti pri upínání a povolení soucásti. Sverák je vhodný i z duvodu kvalitního upnutí a jednoduché údržby.
Obr.7 – 18 Rez sverákem; 1 – základní deska, 2 – teleso sveráku, 3 – pružina, 4 – páka, 5 – šroub, 6 – píst, 7 – ochranný rukáv, 8 – píst, 9 – kanálky odvzdušnení, 10 – cep, 11- hlavní šroub, 12 – pružný kolík, 13 – matice, 14 – pohyblivá celist, 15 – pružný kolík, 16 – nastavitelná matice, 17 – podložka, 18 – podložka, 19 – nastavitelný límec, 20 – pružný kolík, 21 – tvarovky, 22 – pevná celist, 23 – maznice, 24 – prívod vzduchu. Prívod vzduchu do sveráku z rozvodné vzduchové síte je regulován vzduchovým ventilem 3/2. Pro tento lis jsem volil vzduchový ventil Parker rady B43/53 obr.7 - 19. Je jednoduchý a robustní, také vysoce výkonný pro dlouhodobý a nárocný provoz. Ovládání je rucní. Je urcen pro pracovní tlak do 10 baru a teploty -10°C až + 55°C . Teleso ventilu je pozinkované, cívka 56
je vyrobena z nerez oceli, tesnení utesnující hrídel na výstupu z ventilu je vyrobena z plastu a základní podložka pripevnující se k povrchu je z nylonu, tímto materiálem se snižuje vibrace okolí. Tento ventil je vhodný pro toto pracovište z duvodu jednoduchosti použití, výkonnosti, jednoduchosti konstrukce a nenárocnosti na údržbu. Na schématu 7 – 3 je naznacen prívod vzduchu pro tento ventil. [16]
Obr.7 – 19 Vzduchový ventil Parker B43/53 – 3/2 [16] Na schématu 7 – 3 je znázorneno zapojení vzduchového potrubí pres ventil 3/2 do sveráku.
Sch.7 – 3 Rozvržení prívodu zdroje pro sverák na pracovišti montáže pístu
7.4 Pracovište konecné montáže Na tomto pracovišti se provádí konecná montáž celého pneumatického válce ze základních komponentu a predmontovaných dílu. Princip rozvržení jednotlivých soucástí a predmontovaných dílu potrebných pro montáž je dán na tomto pracovišti hnízdovým systémem. Rozvržení tohoto pracovište je dáno poctem boxu a prípravkem pro upínání teles pneumatického válce, které jsou rozvrženy na pracovním stole obr.7 – 20.
57
Pracovní stul má rozmery 1800x1000x2100 mm. Tento stul je svaren z ctvercového profilového materiálu 50x50 mm a ocelového plátu. Materiál, který použijeme pro tento stul je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Stul má pracovní plochu ve výšce 900 mm. Nad pracovní plochou ve výšce 1525 mm je upevnena informacní deska jejíž rozmery jsou 1700x200x10 mm, na kterou se pripevní pracovní instrukce a montážní výkresy. Materiál, který použijeme pro tuto desku je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Nad pracovištem je umístneno svetlo, které osvetluje celé pracovište. Svetlo je upevneno ke konstrukci stolu a jeho vzdálenost od celní steny je 450 mm. [22]
Obr.7 – 20 Návrh pracovište konecné montáže Na pracovní ploše stolu se na pravém, celním a levém okraji nachází konstrukce pro uchycení boxu pro jednotlivé soucásti a predmontované díly. Box (obr.7 – 21) má rozmery 250x200x100 mm. Boxy jsou vyrobeny ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Jsou odolné vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 15 kg. Tento box je urcen pro dávku 15 kusu soucásti nebo predmontovaných dílu. Tyto boxy jsou barevne rozlišeny. Pro soucásti do výroby jsou boxy oznaceny zelenou barvou a v boxech oznacených žlutou barvou jsou uloženy predmontované díly a i hotové pneumatické válce. Tyto boxy použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 -21 Úložný box pro soucásti [12]
58
Na levé strane se nachází otvor, do kterého se dávají vadné díly. Úložný box je uchycen pod tímto otvorem pomocí ocelových úchytu. Box (obr.7 – 22) má rozmery 300x400x170 mm. Box je vyroben ze 100% polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Je odolný vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 25 kg. Tento box je oznacen cervenou barvou. Tento box použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 – 22 Úložný box pro vadné díly [12] Na pracovním stole vpravo je umístnen prípravek pro upínání teles pneumatického válce obr.7 – 23.
Obr. 7 – 23 Prípravek pro upínání teles pneumatického válce Na obr.7 – 24 je rez prípravku. Prípravek je složen ze dvou základních celistí do nichž se upíná teleso pneumatického válce. Obe tyto celisti s krycími deskami jsou usazeny na základové desce poz.1. Základová deska je uchycena k pracovnímu stolu šrouby M20x100 z oceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Šrouby volím dle výpoctu. Obe tyto celisti jsou uchyceny šrouby poz.21 M6x30 zoceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219 a válcovými kolíky poz.20 ke krycím deskám poz.2 a 3. Krycí deska krajní celisti je upnuta do pevné (nehybné) pozice úpinkami poz.13 k základové desce. Druhá celist je pohyblivá. Krycí deska pohyblivé celisti se pohybuje po drážkách a upíná se
59
úpinkami k základové desce. Obe tyto celisti mají stejnou konstrukci a pracují na stejném principu. Prípravek pracuje tak, že do pneumatického vzduchového válce poz.26 je priváden ventilem 5/2 vzduch. Pneumatický válec je uchycen do svorníku poz.14,15 a sešroubován šrouby poz.16 M8x45 zoceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Tento svorník je prišroubován k celu základní desky šrouby poz.17 M10x30 zoceli 11500 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Pro svorník pohyblivé celisti je vcele základní desky více závitových der v závislosti na nastavení typu – délky telesa pneumatického válce, osazujeme celist na požadovanou závitovou roztec. Pneumatický válec pusobí silou na tlacný píst poz.7. Tento válec volím dle výpoctu. Tlacný píst je ve styku s pístnicí pneumatického válce a je osazen v telese sveráku poz.4 a v telese pohyblivého ramena, aby nedošlo ke zkrížení páky tlacného pístu. Tlacný píst prenáší upínací sílu na píst pro nastavení poz.8. Píst pro nastavení je osazen v tlacném pístu. Tento píst pusobí na nastavitelnou matici poz.10, která posune pohyblivé rameno poz.6 a pohyblivý píst poz.9. Rameno provede upnutí soucásti. Píst pro nastavení je spojen s nastavitelnou maticí pružným kolíkem poz.24 a nastavitelná matice je spojena s pohyblivým pístem taktéž pružným kolíkem poz.25. Pri upnutí pohyblivého ramena k pevnému ramenu poz.5 dojde k pohybu pohyblivého pístu a tím i ke stlacení pružiny poz.11. Tuto pružinu jsem volil dle výpoctu. Po ukoncení tlaku pružina vrací pohyblivý píst do puvodní polohy a zároven dochází k vratnému pohyb u celou soustavou (pohyblivé rameno – nastavitelná matice – píst pro nastavení – tlacný píst). Tento princip je použit pro kratší upínací vzdálenosti, pro hrubé nastavení mužeme nastavit vzdálenost pomocí pístu pro nastavení, který je opatren ctyrhranem a klícem nastavíme vzdálenost. Pevné rameno je uchyceno k telesu sveráku šrouby poz.22 M6x25 z oceli 11500 dle oznacení EN 10219 a pery poz.23 4x10 z materiálu 11600 dle oznacení EN 10219. Promazání sverákové celisti provádíme pomocí mazacího otvoru, který je uschován pod krytkou poz.12. [22]
60
Obr.7 – 24 Rez prípravkem; 1 – základní deska, 2 – krycí deska pevné celisti, 3 – krycí deska pohyblivé celisti, 4 – teleso sveráku, 5 – pevné rameno sveráku, 6 – pohyblivé rameno sveráku, 7 – tlacný píst , 8 – píst pro nastavení, 9 – pohyblivý píst, 10 – nastavitelná matice, 11 – pružina sveráku, 12 – krytka, 13 – úpinka, 14 – upínac válce I, 15 – upínac válce II, 16 – šroub, 17 – šroub, 18 – podložka, 19 – matice, 20 – válcový kolík, 21 – šroub, 22 – šroub, 23 – pero, 24 – pružný kolík, 25 – pružný kolík, 26 – pneumatický válec
Výpocet pneumatického válce D p 2 ⋅π Fvys = ⋅ pp 4
Dp =
Dp =
4 ⋅ Fvys π ⋅ pp 4 ⋅ 1000 = 0,04607 (m ) = 46,07 (mm) 3,14 ⋅ 6 ⋅ 10 5
D p – prumer pístu válce [mm] p p – provozní tlak [Pa] Fvys - vyvinutá síla pusobící na prípravek [N] [3]
61
Pro hodnotu 46,07 mm navrhuji dvojcinný pneumatický válec AMA podle ISO 6431 obr. 7 – 25 s prumerem pístu 50. Tlacná síla pri 6 bar je 1060 N. Teleso válce má lisovaný profil s drážkami pro snímace koncových poloh. Válec je vybaven nastavitelným tlumením v koncových polohách. Válec použiji pro prípravek pro jeho jednoduchost, nenárocnost a nízkou cenu. [10]
Obr.7 – 25 Pneumatický dvojcinný válec Výpocet upínací síly FU = S r ⋅ ps ⋅η = 1,9625 ⋅ 10 −3 ⋅ 6 ⋅ 10 5 ⋅ 0,9 = 1059,75 ( N ) S r – plocha prurezu upínané soucásti [m²] p s – pusobící tlak [Pa] ? – úcinnost sveráku [3] Výpocet pružiny M F⋅D τ K = K max ≤ τ DK kde M K max = Wk 2 Výpocet pro potrebný prumer drátu pružiny D Fz ⋅ s 2 ≤τ τK = DK π ⋅d 3 16 8 ⋅ Fz ⋅ Ds 8 ⋅ 30 ⋅ 8,8 d =3 =3 = 2,12 ≈ 2,2 (mm) π ⋅ τ DK 3,14 ⋅ 300
WK =
π ⋅ d3 16
Fz – zatežující síla [N] Ds – strední prumer pružiny [mm] τ DK - napetí dovolené v krutu [MPa] [19] Výpocet pro pocet závitu pružiny 4 G ⋅ dd h= 3 8 Fz ⋅ Ds
80000 ⋅ 2,2 4 = 5,2 ≈ 5 [závitu] 8 ⋅ 30 ⋅ 8,8 3 G – modul pružnosti v krutu [MPa] d d – prumer drátu [mm] h=
n = n z + n 2 = 5 + 2 = 7 [závitu] Pro pružinu stanovuji 7 závitu.
n z – pocet závitu n 2 - pridání po jednom závitu na každý jeho konec
62
Fz – zatežující síla [N] Ds – strední prumer pružiny [mm] [19] Výpocet délky drátu pro pružinu L = π ⋅ Ds ⋅ n z = 3,14 ⋅ 8,8 ⋅ 7 = 193,42 [mm] n z – pocet závitu Ds – strední prumer pružiny [mm] [19] Výpocet délky pružiny l S = l g + (z − 1) ⋅ v0
l g = z ⋅ d = 7 ⋅ 2,2 = 15,4 [mm]
l S = 15,4 + (7 − 1) ⋅ 1,98 = 27,28 ≈ 27,4 [mm] l 0 = l S + S l = 27,4 + 9,1 = 36,5 [mm] l S - délka plne zatížené pružiny [mm] l g - délka pružiny pri dosednutí závitu [mm]
v 0 = 0,9 ⋅ d = 0,9 ⋅ 2,2 = 1,98 v 0 - minimální vule mezi závity Sl – stlacení pružiny [mm]
z – pocet závitu l 0 - délka volné pružiny [mm] d d – prumer drátu [mm] [19] Dle vypocítaných hodnot pro prípravek použiji pružinu s prumerem drátu 2,2 mm a stredním prumerem pružiny 8,8 mm a délky v nezatíženém stavu 36,5 mm. Materiál pro tuto navrhuji 14 260 dle EN 10270. [21,22] Výpocet šroubu pro uchycení prípravku ke stolu F σ T = N ≤ σ DT S pp
σ T - napetí v tahu FN - normálová síla pusobící na plochu S pp - plocha prícného prurezu σ DT - napetí dovolené v tahu Plocha prurezu 2 π ⋅dš 4 S pp = ⇒ dš = 4 π Normálová síla pusobící na plochu FN = m ⋅ g FN = 30 ⋅ 9,81 FN = 294,3 ( N ) m – hmotnost [kg] g – tíhové zrychlení [m·s −2 ] Výpocet prumeru šroubu 4 ⋅ FN σT = ≤ σ DT 2 π ⋅ dš
63
dš =
4 ⋅ FN π ⋅ σ DT11500
4 ⋅ 294,3 3,14 ⋅ 110 d š = 18,46 (mm) [20] dš =
Pro σ DT11500 je urcena hodnota dle strojnických tabulek 90 – 135 MPa. Volím hodnotu 110 MPa. Pro prumer díry 18,46 mm volím dle strojnických tabulek M20. [8] Výpocet šroubu pro uchycení pevného ramena k telesu sveráku F σ T = N ≤ σ DT S pp σ T - napetí v tahu FN - normálová síla pusobící na plochu S pp - plocha prícného prurezu
σ DT - napetí dovolené v tahu Plocha prurezu 2 π ⋅dš 4 S pp = ⇒ dš = 4 π Normálová síla pusobící na plochu FN = m ⋅ g FN = 2,12 ⋅ 9,81 FN = 20,79 (N ) m – hmotnost [kg] g – tíhové zrychlení [m·s −2 ] Výpocet prumeru šroubu 4 ⋅ FN σT = ≤ σ DT 2 π ⋅ dš
dš =
4 ⋅ FN π ⋅ σ DT11500
dš =
4 ⋅ 20,79 3,14 ⋅ 110
d š = 4,907 (mm) [20] Pro σ DT11500 je urcena hodnota dle strojnických tabulek 90 – 135 MPa. Volím hodnotu 110 MPa. Pro prumer díry 4,907 mm volím dle strojnických tabulek M6. [8] Prívod vzduchu do prípravku z rozvodné vzduchové síte je regulován vzduchovým ventilem 5/2. Pro tento prípravek jsem volil vzduchový ventil Parker rady S 20 obr.7 – 26. Je jednoduchý a robustní, také vysoce výkonný pro dlouhodobý a nárocný provoz. Ovládání je rucní. Je urcen pro pracovní tlak 2 – 10 baru a teploty -10°C až + 55°C. Teleso ventilu je
64
pozinkované, cívka je vyrobena z nerez oceli, tesnení utesnující hrídel na výstupu z ventilu je vyrobena z plastu. Tento ventil je vhodný pro toto pracovište z duvodu jednoduchosti použití , výkonnosti, jednoduchosti konstrukce a nenárocnosti na údržbu. Na schématu 7 – 4 je naznacen prívod vzduchu pro tento ventil. [16]
Obr.7 – 26 Vzduchový ventil Parker S20 [16] Na schématu 7 – 4 je znázorneno zapojení vzduchového potrubí pres ventil 5/2 do prípravku.
Sch.7 – 4 Rozvržení prívodu zdroje pro prípravek na pracovišti konecné montáže
65
7.5 Pracovište kontroly Na tomto pracovišti se provádí kontrola funkcnosti válce. Rozvržení tohoto pracovište je dáno poctem boxu a zarízením pro pneumatickou zkoušku, které jsou rozvrženy na pracovním stole obr.7 – 27.
Obr.7 – 27 Návrh pracovište kontroly Pracovní stul má rozmery 1300x1000x2100 mm. Tento stul je svaren z ctvercového profilového materiálu 50x50 mm a ocelového plátu. Materiál, který použijeme pro tento stul je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Stul má pracovní plochu ve výšce 900 mm. Nad pracovní plochou ve výšce 1525 mm je upevnena informacní deska jejíž rozmery jsou 1200x200x10 mm, na kterou se pripevní pracovní instrukce a montážní výkresy. Materiál, který použijeme pro tuto desku je ocel 11110 jejíž oznacení dle evropské normy je EN 10219. Nad pracovištem je umístneno svetlo, které osvetluje celé pracovište. Svetlo je upevneno ke konstrukci stolu a jeho vzdálenost od celní steny je 450 mm. [22] Na pracovní ploše stolu se na pravém a levém okraji nachází konstrukce pro uchycení boxu pro zkoušené a odzkoušené funkcní pneumatické válce. Box (obr. 7 – 28) má rozmery 250x200x100 mm. Boxy jsou vyrobeny ze 100% polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Jsou odolné vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 15 kg. Tento box je urcen pro 10 válcu. Tyto boxy jsou barevne rozlišeny. Pro zkoušené vá lce jsou boxy oznaceny žlutou barvou a pro odzkoušené funkcní válce mají boxy barvu modrou. Tyto boxy použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké vá hy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 -28 Úložný box pro soucásti [12] 66
Na levé strane se nachází otvor, do kterého se dávají nefunkcní pneumatické válce. Úložný box je uchycen pod tímto otvorem pomocí ocelových úchytu. Box (obr.7 – 29) má rozmery 300x400x170 mm. Box je vyroben ze 100 % polypropylenu teplotne stálého od - 20°C až do + 90°C. Je odolný vuci olejum, emulzím a slabým kyselinám. Nosnost tohoto boxu je 25 kg. Tento box je oznacen cervenou barvou. Tento box použiji pro toto pracovište z duvodu jednoduché manipulovatelnosti, nízké váhy a dobré skladovatelnosti. [12]
Obr.7 – 29 Úložný box pro vadné díly [12] Na pracovním stole je umístneno pneumatické zkoušecí zarízení. Je složeno z panelu s tlacítky, zkušebního zarízení a monitoru. Panelem s tlacítky ovládáme tlakování pneumatického válce, nastavení tlaku pro jednotlivé typy válcu a zaznamenávání tlakových krivek na monitor. Zkušební zarízení se skládá ze dvou stojanu do nichž je pneumatický válec osazen a následne napojen pomocí vysokotlakých hadic a šroubení k tlakovému vzduchu. Tyto stojany jsou upnuty k základní desce úpinkami a mohou se posouvat dle typu (délky) válce. Po zapnutí tlakového vzduchu se na monitoru zaznamenává krivka ukazující prubeh zkoušky tlakovým vzduchem. Zároven vyhodnocuje zda pneumatický válec odpovídá daným parametrum. Na schématu 7 – 5 je znázorneno zapojení vzduchového potrubí a elektriny pro zkoušecí zarízení.
Sch.7 – 5 Rozvržení prívodu zdroje pro pneumatické zkoušecí zarízení na pracovišti kontroly
67
8. Popis linky Navržená montážní linka se skládá z peti pracovišt. Pracovište jsou rozdelena tak, aby byla pracovište predmontáží a konecná montáž s kontrolou oddelena mezi sebou pracovním prostorem (ulickou). Predmontáže budou umístneny na jedné strane pracovního prostoru a na druhé strane bude umístnena konecná montáž a kontrola. Pracovište predmontáží a konecné montáže budou zásobena z mezioperacních skladu, návozem palet (obr.8 – 1) v nichž budou základní komponenty v množství urceném pro výrobní dávku. Paleta má rozmer 800x600 mm. Tyto palety budou umístneny do prostoru pro ne urcené tj. do prostoru pro palety s komponenty urcenými pro výrobu. Z techto palet si budou pracovníci doplnovat zásoby do boxu na pracovním stole. Boxy budou prenášet rucne nebo prevážet pomocí montážního vozíku. Palety budou oznaceny zelenou barvou. Po montáži na pracovištích predmontáže vzniknou predmontované dílce, které se budou ukládat do boxu na témže pracovišti. Tyto boxy budou barevne odlišeny, mají barvu žlutou. Po naplnení boxu pracovník rucne prenese nebo preveze pomocí montážního vozíku box s predmontovaným dílem na pracovište konecné montáže. Po smontování celého válce následuje kontrola po níž odzkoušené funkcní válce se budou dávat do boxu modré barvy. Po zaplnení boxu pracovník rucne prenese nebo preveze pomocí montážního vozíku hotové válce k palete a vyskládá je do ní. Tato paleta má vyhrazené místo na pracovišti. Neshodné základní komponenty a nefunkcní válce se dávají do otvoru na jednotlivých pracovištích pod nimiž je zavešen box. Box má cervenou barvu. Po naplnení boxu se neshodné díly nebo válce ukládají do oznacené palety. Tato paleta je oznacena cervenou barvou a má vyhrazené místo na pracovišti. Po naplnení se paleta odváží na pracovište kvality. Návoz a odvoz palet se zajištuje pomocí vysokozdvižných vozíku. [12]
Obr.8 – 1 Paleta pro soucásti,vadné díly a hotové pneumatické válce [12]
68
9. Analýza pracovište 9.1 Výpocet výrobního cyklu a) Výpocet výrobního cyklu pro jeden kus I. Pracovište montáže predního víka Vc 1 = n p1 ⋅ r
II. Pracovište montáže zadního víka Vc 2 = n p 2 ⋅ r
Vc1 = 9 ⋅ 50 = 450 (s ) Vc 1 – celkový cas n p – pocet operací r – prumerný cas pro 1. operaci
Vc 2 = 4 ⋅ 25 = 100 ( s ) Vc 2 – celkový cas
III. Pracovište montáže pístu Vc 3 = n p 3 ⋅ r
IV. Pracovište konecná montáž Vc 4 = n p 4 ⋅ r
Vc 3 = 5 ⋅ 70 = 350 (s ) Vc 3 – celkový cas
Vc 4 = 10 ⋅ 70 = 700 (s ) Vc 4 – celkový cas
V. Pracovište kontroly Vc 5 = n p5 ⋅ r
Vc 5 = 3 ⋅ 70 = 210 ( s ) Vc 5 – celkový cas Celková doba výroby jednoho kusu pneumatického válce: Vc = Vc1 + Vc 2 + Vc 3 + Vc 4 + Vc 5 = 450 + 100 + 350 + 700 + 210 = 1810 (s ) ≅ 30 (min )
9.2 Pocet pracovníku pro montáž Fond pracovní doby pro jednu smenu za rok. DF = DR − DS − DN − DSV − DD DF = 365 − 52 − 52 − 8 − 25 = 215 (dnu ) DF – skutecný fond pracovní doby DR - pocet dnu v roce DS - pocet sobot v roce
DN - pocet nedelí v roce DSV - pocet svátku v roce DD - pocet dnu dovolené v roce
DF ⋅ Tτ 215 ⋅ 37,5 = = 1612,5 hodin / pro 1 smenu / za 1 rok DT 5 DF – skutecný fond pracovní doby DT - pocet dnu v týdnu Tτ - pocet hodin v týdnu Na jednoho pracovníka je casový fond 1612,5 hodin. FD =
69
Kapacitní propocet linky Pocet kusu za rok 1800 1900 1700 1400 1500
Hmotnost 1 kusu [kg] 1,5 2 2,5 3 3,5
Hmotnost celé rocního množství[kg] 2700 3800 4250 4200 5250
Celkové množství kusu za rok je 8300 kusu a jejich celková hmotnost je 20200 kg. Výber reprezentanta podle hmotnosti Zvolím reprezentanta s hmotností 2,5 kg. Q 2,5 Qmin ≥ 0 1,5 ≥ 1,5 ≥ 1,25 Vyhovuje 2 2 Qmax ≤ 2 ⋅ Q0 3,5 ≤ 2 ⋅ 2,5 3,5 ≤ 5 Vyhovuje Qmin - výrobek s nejnižší váhou [kg] Q0 - zvolený výrobek jako reprezentant Qmax - výrobek s nejvyšší váhou [kg] Výpocet prevodního soucinitele hmotnosti Q km = x Q0 k m - prevodní soucinitel hmotnosti, definuje pomer hmotnosti predvádeného výrobku k hmotnosti predstavitele Qx - predvádený výrobek Q0 - predstavitel hmotnosti Jednotlivé typy výrobku si oznacíme Q1 , Q2 , Q3 , Q4 . Výrobek
Plánovaný pocet[ks]
Prevod na pocet kusu
1800 1900 1700 1400
km 1,5 / 2,5 = 0,6 2 / 2,5 = 0,8 2,5 / 2,5 = 1 3 / 2,5 = 1,2
Q1 Q2 Q0 Q3 Q4
1500
3,5 / 2,5 = 1,4
1500 ⋅ 1,4 = 2100
1800 ⋅ 0,6 = 1080 1900 ⋅ 0,8 = 1520
1700 ⋅ 1 = 1700 1400 ⋅ 1,2 = 1680
Pri rocním poctu kusu 8300 je po výpoctu pomocí prevodního soucinitele hmotnosti celková norma plánovaných kusu N pm = 8080 kusu. Výpocet pracnosti: 2
Q 2 k P = 3 x = 3 km Q 0 k p - pracnost
Q0 - predstavitel hmotnosti
Qx - predvádený výrobek
k m - prevodní soucinitel hmotnosti
70
Výpocet k p Q1 = 3 k m = 3 0,6 2 = 0,711
Q4 = 3 k m = 3 1,2 2 = 1,12
Q2 = 3 k m = 3 0,8 2 = 0,861
Q5 = 3 k m = 3 1,4 2 = 1,251
2
2
2
2
Q3 = 3 k m = 3 12 = 1 2
Výrobek
Plánovaný pocet [ks]
kp
prevedený pocet [ks]
Q1 Q2 Q0
1080 1520 1700
0,711 0,861 1
768 1309 1700
Q3 Q4
1680 2100
1,12 1,251
1881 2621
Celkový prevedený pocet pro normu reprezentanta N PP = 8279 kusu. Výpocet pracovníku N ⋅t 8279 ⋅ 30 DS = PP r = = 2,5 ≈ 3 pracovníci Fd 96750 N PP - norma reprezentanta [ks] t r - casová norma pro jeden kus [min] Fd - fond pracovní doby delníka na jeden rok [min] [9]
9.3Vytíženost pracovníku V úseckovém grafu 9 – 1 porovnávám vytíženost pracovníku v 5 variantách.
9 – 1 Úseckový graf závislosti vytíženosti pracovníku
71
Výsledkem úseckového grafu je porovnání montáže pneumatických válcu od 1 do 5 pracovníku. Varianta s 1 nebo 2 pracovníky je neefektivní. Casová nárocnost, rozpracovanost výroby i fyzická nárocnost je pro tyto varianty vysoká. Nejvhodnejší varianta je s 3 pracovníky. Jejich vytížení je úmerné casovému rozpetí jednotlivých operací, velmi dobrá návaznost jednotlivých operací v závislosti na dobré koordinaci prechodu pracovníku na pracovište kontroly a i fyzická zatíženost je nízká. Varianta se 4 pracovníky: Casové vytížení pracovníku je méne efektivní než u predchozí varianty, nízká návaznost jednotlivých operací, ale kladem u této varianty je nízká fyzická nárocnost. Varianta s5 pracovníky: Casové vytížení je neefektivní, velmi nízká návaznost na jednotlivé operace, ale velmi nízká fyzická nárocnost.
9.3 Výpocet plochy montáže a) Výpocet plochy montáže pro prední víko S v = a ⋅ b = 115 ⋅115 = 13225 (mm 2 ) = 0,013225 (m 2 ) a, b – rozmery víka; S M = 8 ⋅ ( a ⋅ b ) + ( c ⋅ d ) + (e ⋅ f ) = 8 ⋅ ( 250 ⋅ 200 ) + ( 200 ⋅ 260 ) + (200 ⋅ 200 ) =
(
)
( )
492000 mm2 = 0, 492 m 2 a, b – rozmery zásobníku; c,d – rozmery lisu; e,f – rozmery prípravku; S p = ( 1250 ⋅ 1250 ) = 1562500 mm 2 = 1,562 m 2
(
)
( )
( )
mp
S m1 = ∑ S v + S M + S p = 0,013225 + 0,492 + 1,562 = 2,06722 ≅ 2,1 m 2 i =1
SV ………velikost plochy výrobku [m²] SM ………manipulacní plocha okolo montážního pracovište [m²] S p ………prípravná a odkládací plocha [m²] S m ………plocha montáže [m²] b) Výpocet plochy montáže pro zadní víko S v = a ⋅ b = 115 ⋅115 = 13225 (mm 2 ) = 0,013225 (m 2 ) a, b – rozmery víka;
(
)
( )
S M = 4 ⋅ ( a ⋅ b ) + (c ⋅ d ) = 4 ⋅ ( 250 ⋅ 200 ) + (200 ⋅ 200) = 240000 mm2 = 0, 24 m 2 a, b – rozmery zásobníku; c,d – rozmery prípravku; S p = ( 900 ⋅ 900 ) = 810000 mm2 = 0,81 m 2
(
)
( )
( )
mp
S m 2 = ∑ S v + S M + S p = 0,013225 + 0,24 + 0,81 = 1,0632 ≅ 1,1 m 2 i =1
c) Výpocet plochy montáže pístu S v = π ⋅ r 2 = 3,14 ⋅ 50 2 = 7850 (mm 2 ) = 0,00785 (m 2 ) r – prumer víka;
(
)
( )
S M = 5 ⋅ ( a ⋅ b ) + ( c ⋅ d ) = 5 ⋅ ( 250 ⋅ 200 ) + ( 90 ⋅ 220 ) = 269000 mm2 = 0,269 m 2 a, b – rozmery zásobníku; c, d – rozmery sveráku; S p = ( 1000 ⋅ 1000 ) = 1000000 mm 2 = 1,00 m 2
(
)
( )
( )
mp
S m3 = ∑ S v + S M + S p = 0,00785 + 0,269 + 1,00 = 1,27685 ≅ 1,3 m 2 i =1
d) Výpocet plochy konecné montáže S v = a ⋅ b = 223 ⋅ 115 = 26795 (mm 2 ) = 0,026795 (m 2 ) a, b – rozmery pneumatického válce; 72
(
)
( )
S M = 9 ⋅ ( a ⋅ b ) + (c ⋅ d ) = 9 ⋅ ( 250 ⋅ 200 ) + (410 ⋅ 270 ) = 560700 mm 2 = 0,5607 m 2 a, b – rozmery zásobníku; S p = ( 1100 ⋅ 1100 ) = 1210000 mm 2 = 1,21 m2
(
)
( )
( )
mp
S m4 = ∑ S v + S M + S p = 0,026795 + 0,5607 + 1,21 = 1,797495 ≅ 1,8 m 2 i =1
e) Výpocet plochy kontroly S v = a ⋅ b = 223 ⋅ 115 = 26795 (mm 2 ) = 0,026795 (m 2 ) a, b – rozmery pneumatického válce;
(
)
( )
S M = 2 ⋅ ( a ⋅ b ) + (c ⋅ d ) = 2 ⋅ (250 ⋅ 200 ) + ( 400 ⋅ 400 ) = 260000 mm2 = 0, 26 m 2 a,b – rozmery zásobníku; c,d – rozmery zarízení na pneumatické zkoušení; S p = ( 1000 × 1000 ) = 1000000 mm 2 = 1,00 m 2
(
)
( )
( )
mp
S m5 = ∑ S v + S M + S p = 0,026795 + 0,26 + 1,00 = 1,286795 ≅ 1,3 m 2 i =1
f) Výpocet plochy mezi montážemi pro pohyb montážního pracovníka: S m6 = 1,5 × 4,5 = 6,75 (m 2 ) Celková plocha montáže pro montáž pneumatického válce: S m.CELK . = S m1 + S m 2 + Sm 3 + S m 4 + S m5 + S m6 = 2,1 + 1,1 + 1,3 + 1,8 + 1,3 + 6,75 = 14,35 (m 2 ) Montážní plocha je zvolena pro pneumatické válce s prumerem válce od 40 – 100 mm. Hodnoty, které byly použity pro stanovení montážní plochy vychází z hodnot válce s prumerem 100 mm.
73
10. Záver Rozdelení linky je provedeno pro možnost, že na této montážní lince bude pracovat 1 - 5 pracovníku. Rozdelení linky závisí na poctu pracovníku na tomto pracovišti. Nejefektivnejší varianta pro tuto linku jsou 3 pracovníci v závislosti na casových údajích jednotlivých operací a kapacitním propoctu. Tento zpusob rozvržení vede ke zjednodušení a zefektivnení výroby. Snížíme rizikovost zámeny jednotlivých nebo predmontovaných dílu s díly z jiných typu válcu ci hotových válcu s hotovými válci jiných typu. Pro tuto linku vyhovuje metoda montáže s absolutní vymenitelností. Tento typ montáže umožnuje montáž všech soucástí, které tvorí jednotlivé cleny rozmerového retezce, zhotovených v predepsaných rozmerech a tolerancích bez predchozího výberu ci prizpusobení a plne zabezpecuje presnost záverného clenu. Vzhledem k vetší rozmanitosti typu válcu je vhodný typ montáže one piece flow. Tento typ montáže umožnuje flexibilitu zmeny montáže, snížení zásob rychlejší, prehlednejší doplnení materiálu a jednoduší zmenu výroby a následné doplnení. Zvyšuje se i rychlost kontroly vzhledem k zjištení vad hned v dalším procesu, protože na vs tupu do další pracovní operace je jako povinnost kontrola kvality. Tato linka bude pracovat s vysokou efektivitou, velmi jednoduchou obsluhovatelností, snadnou zamenitelností typu válce v závislosti na požadavcích zákazníka a kvalitní výrobou.
74
11. Seznam použitých zdroju Použitá literatura [1] Doc. Ing. HUMÁR, A. Technologie montáže – Sylabus predmetu. Vysoké ucení technické v Brne, fakulta strojního inženýrství, ústav strojírenské technologie [2] Dillinger, J. a kolektiv – Moderní strojírenství pro školu a praxi. Nakl. Europa – Sobotáles cz.s.r.o., Praha, 2007, 1. vydání [3] Pneumatické mechanismy: Skripta pro kurs konstruktéru pneumatických mechanismu Nakl. Praha 1965 [4] Prof. Ing. Mádl, J. CSc, Prof. Ing. Zelenka, A. CSc, Doc. Ing. Vrabec, M. CSc., Technologicnost konstrukce Vydavatelství CVUT Praha, 2005, 1. vydání [5] Janoušek, J. a kol. Metodika zavádení systému prípravy projektování a rízení montážního provozu VUMA Nové Mesto n. V.,pracovište Praha 1980 [6] Zelenka, A., Preclík, V., Kunešová, L., Systém typového rešení v technické príprave montáží, Acta Polytechnica, CVUT , SPN Praha 1975 [7] Doc. Ing. Draský, J. Technologické projektování výroby strojíren SNTL Praha, 1963, 1. vydání [8] Leinveber, J. – Rasa,J. – Vávra,P., Strojnické tabulky. Upravené vydání. Praha: Scientia, 1999. ISBN 80 – 7183 – 164 – 6 [9] Doc. Ing. Rumíšek, P. Technologické projektování – Sylabus predmetu. Vysoké ucení technické v Brne, fakulta strojního inženýrství, ústav strojírenské technologie
Elektronické zdroje [10] Norgren, spol. s.r.o – katalog Pneumatické pohony < http://www. norgren.com> [11] Akademie produktivity a inovací
[12] Logiman, spol. s.r.o. – katalog Vybavení skladu a výroby [13] Festo, spol. s.r.o. – katalog Snímacu a pneumatických válcu < http://www.festo.com> [14] Schmidt press – katalog Lisy < http://www.schmidt press.com> [15] Micro – epsilon spol.s.r.o – katalog Senzory, snímace [16] Parker – katalog Pneumatické systémy a pohony [17] Kipp – katalog Upínací systémy [18] Evard precision – katalog Sveráky [19] Stavba a provoz stroju. Pružiny. Distancní text. [20] Cvicení stavba a provoz stroju. Výpocet stanovení šroubu. [21] Alcomex, spol. s.r.o. – katalog Pružiny [22] [23]
75
12. Seznam použitých znacek Znacka A Ai Ai max Ai min Az Az max Az min d dd dš D Di Dp
Velicina - plocha pístu - jmenovitý rozmer príslušného clenu - horní mezní rozmer príslušného clenu - dolní mezní rozmer príslušného clenu - jmenovitý rozmer príslušného clenu - horní mezní rozmer príslušného clenu - dolní mezní rozmer príslušného clenu - prumer pístnice - prumer drátu - prumer šroubu - prumer pístu - dolní úchylka príslušného clenu - prumer pístu válce
Jednotka [m²] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [mm] [mm] [mm] [mm] [-] [mm]
Ds Dz DD DF DN DR DS DSV DT ? f F Fd Ft Fu Fvys
- strední prumer pružiny - dolní úchylka príslušného clenu - pocet dnu dovolené - skutecný fond pracovní doby - pocet nedelí v roce - pocet dnu v roce - pocet sobot v roce - pocet svátku v roce - pocet dnu v týdnu - úcinnost sveráku - doba technologických a organizacních prestávek - síla pneumatického válce - fond pracovní doby - síla tlaková - upínací síla - síla vysouvající pístnici dvojcinného válce
[mm] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [min] [N] [min] [N] [N] [N]
Fz Fzas FE FN FS
- zatežující síla - síla zasouvající pístnici dvojcinného válce - síla pro vysunutí a zasunutí pístnice jednoc. válce - normálová síla - síla stlacené pružiny na konci zdvihu
[N] [N] [N] [N] [N]
g G H Hi Hz
- tíhové zrychlení - modul pružnosti - zdvih pístu - horní úchylka príslušného clenu - horní úchylka príslušného clenu
76
[m ⋅ s ] −2
[MPa] [mm] [-] [-]
k km kp
- koeficient zatížení pístnice - soucinitel hmotnosti - pracnost
[-] [-] [-]
kq
- koeficient merné spotreby montážní plochy
[m²]
kx kv l0 lg
- pocet zvetšujících clenu - koeficient využití pracovní doby - délka volné pružiny - délka pružiny pri dosednutí závitu
[-] [-] [mm] [mm]
ls m mp n n+1 n2 np
- délka plne zatížené pružiny - hmotnost - pocet montážních pracovišt - pocet zmenšujících clenu - celkový pocet clenu ? záverných clenu - pridání závitu - pocet operací montáži
[mm] [kg] [-] [-] [-] [-] [-]
nz N Ni N pm
- pocet závitu - císlo jevu - pocet stanovišt normovaných pro provádení i – té op. - norma plánovaných kusu
[-] [-] [-] [ks]
N pp p pi
- norma reprezentanta - tlak vzduchu ve válci - pocet paralelních stanovišt - pusobící tlak v soustave - provozní tlak v soustave
[ks] [MPa] [-] [Pa] [Pa]
ps Q Q0 Qmax Qmin Qmr Qv r R Rd Sl Sm S pp
- pusobící tlak v soustave - spotreba vzduchu - reprezentant kapacitního propoctu - výrobek s nejvyšší váhou - výrobek s nejnižší váhou - rocní objem výroby - množství výrobku smontovány v plánované dobe - rytmus odvodu - rozdíl mezi t1 − t 2 - pocet delníku - ploch na níž pusobí lis - plocha montáže - plocha prícného prurezu
[Pa] [l/min] [-] [kg] [kg] [ks] [ks] [-] [-] [-] [m²] [m²] [mm²]
Sr Ss SM
- stlacení pružiny - plocha prurezu upínané soucásti - manipulacní plocha okolo montážního pracovište
[mm] [mm²] [m²]
pl pp
77
SP SV σT σ DT t1 t2 ti tv Tv Tx τ DK τK v v0 Vc z
- prípravná a odkládací plocha - velikost plochy výrobku - napetí v tahu - napetí dovolené v tahu - cas možného nedrívejšího startu další cinnosti - cas možného nejpozdejšího startu další cinnosti - technologický cas i – té operace - casová norma pro jeden kus - výrobní takt - pocet hodin v týdnu - dovolené napetí v krutu - napetí v krutu - rychlost pístu - minimální vule mezi závity - výrobní cyklus - pocet závitu
78
[m²] [m²] [MPa] [MPa] [-] [-] [-] [min] [ks] [-] [MPa] [MPa] [mm/s] [-] [-] [-]
13. Seznam príloh Príloha c.1 3D model – sestava montážní linky
Seznam výkresové dokumentace Pracovište 1 Pracovište 1 Pracovište 2 Pracovište 2 Pracovište 3 Pracovište 3 Pracovište 4 Pracovište 4 Pracovište 5 Pracovište 5 Lay –out Prípravek 1 Prípravek 1 Prípravek 2 Základová deska Krycí deska pevné celisti Krycí deska pohyblivé celisti Teleso prípravku Pevné rameno prípravku Pohyblivé rameno prípravku Tlacný píst Píst nastavení Pohyblivý píst Nastavitelná matice Pružina prípravku Krytka Úpinka Upínac válce Upínac válce
13 – D – 01 – 01 13 – D – 01 – 02 13 – D – 02 – 01 13 – D – 02 – 02 13 – D – 03 – 01 13 – D – 03 – 02 13 – D – 04 – 01 13 – D – 04 – 02 13 – D – 05 – 01 13 – D – 05 – 02 13 – D – 06 – 01 13 – D – 07 – 01 13 – D – 07 – 02 13 – D – 08 – 01 13 – D – 08 – 02 13 – D – 08 – 03 13 – D – 08 – 04 13 – D – 08 – 05 13 – D – 08 – 06 13 – D – 08 – 07 13 – D – 08 – 08 13 – D – 08 – 09 13 – D – 08 – 10 13 – D – 08 – 11 13 – D – 08 – 12 13 – D – 08 – 13 13 – D – 08 – 14 13 – D – 08 – 15 13 – D – 08 – 16
79
Prílohy
80
81
