Автоматизация фрезерования корпусных деталей

Источник информации

I (базовый)

II

1. Тип или модель оборудования

?

?

Обрабаты-вающий центр

РТК на базе обрабатывающего центра

ТП

2. Балансовая стоимость единицы оборудования

3000000

?

Предприятие

3. Нормативный срок службы оборудования

10

10

Предприятие

4. Стоимость 1 здания, занятого оборудованием

6000

6000

Предприятие

5. Стоимость 1 площади служебно-бытовых помещений

7000

7000

Предприятие

6. Количество смен

?

3

3

ТП

7. Категория ремонтной сложности механической/электрической части оборудования

/

?

82/96

99/112

Метод. пособие

8.Среднегодовые затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание на одну единицу ремонтной сложности механической/электрической части

/

125/110

125/110

Предприятие

9. Годовой объем выпуска изделия

5000

5000

Предприятие

10. Норма штучно-калькуляционного времени

0,45

0,4

Предприятие

11. Время проведения процесса

1,5

1

Предприятие

12. Производственная площадь, занимаемая оборудованием

10

17

Предприятие

13. Годовые затраты на содержание производственного помещения

6000

6000

Предприятие

14. Суммарная установленная мощность высоковольтного отсека

5,67

6,45

ТП

15. Цена электроэнергии

2,3

2,3

Предприятие

16. Действительный годовой фонд времени работы оборудования

1820

1820

Метод. пособие

17. Величина оклада оператора

12000

12000

Предприятие

18. Норма народно-хозяйственной эффективности капиталовложений

?

0,2

0,2

Метод. пособие

19. Коэффициент загрузки оборудования во времени

?

0,75

0,86

ТП

20. Коэффициент выполнения норм

?

1,1

1,1

ТП

7.2 Организационный анализ базового варианта

В базовом варианте процесс загрузки выгрузки, а также закрепление детали на станке производился вручную, также ручное включение исполнительных элементов, а, следовательно, влияние человеческого фактора (внимательность оператора, его квалификация).

7.3 Целесообразность применения второго варианта

Применение ПР Циклон 3.02 для загрузки разгрузки станка, магазинно - загрузочного устройства , полностью автоматического приспособления для фиксации детали в рабочей зоне, и самотечного лотка - ската для отведения готовых деталей. Работа которых объединена программируемым контроллером, управляющей всеми исполнительными элементами, сокращает время загрузки - выгрузки детали, исключает ошибки оператора. Задача оператора сводится к включению установки и системы управления, а также запуску управляющей программы. Контроль процесса осуществляется оператором, сидя на рабочем месте, т. к. вся необходимая информация с датчиков сведена на монитор.

В качестве управления всеми исполнительными элементами РТК используем программируемый логический контроллер SIMATIC S7-300 фирмы «SIMENS».

7.4 Экономический анализ вариантов объекта конструирования, расчет количества оборудования

Расчетное количество однотипного оборудования для выполнения годовой программы выпуска деталей рассчитывается по формуле:

, (7.1)

где ? норма штучно-калькуляционного времени;

? годовой объем выпуска деталей;

? действительный годовой фонд времени работы оборудования;

? коэффициент загрузки оборудования по времени;

? коэффициент выполнения норм.

;

Коэффициент использования оборудования при изготовлении деталей определяется по формуле:

, (7.2)

где ? принятое количество оборудования.

;

.

7.5 Расчет количества работников

Количество основных работников (операторов) рассчитывается по формуле:

, (7.3)

где ? время проведения процесса;

? действительный годовой фонд времени работника;

? количество единиц оборудования, обслуживаемого в смену одним работником.

;

.

Принятое количество специалистов по первому варианту .

Принятое количество специалистов по второму варианту .

Общая численность вспомогательных рабочих для обслуживания основного технологического оборудования определяется укрупнено (50-60)% от основных производственных рабочих:

;

.

Плановый ремонт оборудования участка осуществляется централизованной ремонтной службой предприятия, поэтому расчет численности вспомогательных рабочих, осуществляющих ремонт оборудования, не проводится. По тарифно-квалификационному справочнику с учетом сложности операции назначается разряд каждому рабочему.

Таблица 7.2 - Количество работников

Наименование профессии или специалиста	Количество	Разряд	Месячный оклад или тарифная ставка
1	2	3	4
	I вариант
1. Специалисты-операторы 2. Наладчики	2 2	4	12000 28,80
Всего:	4
	II вариант
1. Специалисты-операторы 2. Наладчики	1 1	4	12000 28,80
Всего:	2

7.6 Расчет цены внедрения РТК

Цена проектируемой конструкции рассчитывается по формуле:

, (7.4)

где ? затраты на техническую подготовку новой конструкции, ;

? предполагаемый выпуск новой продукции;

? полная себестоимость изготовления новой продукции, ;

? нормативная прибыль предприятия, приходящаяся на одну машину, .

7.7 Расчет затрат на техническую подготовку производства новой конструкции

Затраты на техническую подготовку производства () проектируемого изделия складываются из затрат на конструкторскую () и технологическую () подготовку:

(7.5)

7.8 Трудоемкость разработки изделия

Суммарные затраты времени на конструкторскую подготовку (трудоемкость разработки конструкции) рассчитываются по формуле:

, (7.6)

где ? трудоемкость разработки технического задания (группа новизны - В, группа сложности - 4);

? трудоемкость разработки технического предложения (группа новизны - В, группа сложности - 4);

? трудоемкость разработки чертежа общего вида на стадии эскизного проекта (группа новизны - А, группа сложности - 1);

? трудоемкость разработки чертежа общего вида на стадии технического проекта (группа новизны - В, группа сложности - 4)

? трудоемкость разработки электрических схем изделия (группа новизны - В, группа сложности - 4);

? трудоемкость разработки пневматических схем изделия (группа новизны - Б, группа сложности - 2).

Затраты времени составляют:

.

7.9 Расчет затрат на конструирование

Затраты на конструирование определяются по формуле:

, (7.7)

где ? средняя часовая заработная плата инженеров, занятых конструированием;

? коэффициент, учитывающий величину накладных расходов в отделе главного конструктора, .

Таким образом затраты на конструирование равны:

.

В силу того, что технологическая подготовка определяется компоновкой отдельных систем, в соответствии с рекомендациями затраты на технологическую подготовку принимаются равными 30% от затрат на конструкторскую подготовку:

;

.

7.10 Расчет себестоимости изготовления новой системы управления установкой

Полная себестоимость изготовления вновь разработанной конструкции определяется по формуле:

, (7.8)

где ? затраты на материалы;

? затраты на покупные комплектующие;

? затраты по заработной плате на конструкцию;

? косвенные расходы;

? внепроизводственные расходы.

Затраты на материалы рассчитываются по формуле:

, (7.9)

где ? количество видов материалов, применяемых в изделии;

? длина используемого материала;

? цена одного метра материала;

? средний коэффициент использования материалов.

В таблице 7.3 приведены вид, количество и цена применяемых материалов.

Таблица 7.3 - Вид, количество и цена применяемых материалов

Марка материала	Вид материала	Размер, мм	Цена, руб.
Алюминий	заготовка	150?50	50
		Итого:	50

В таблице 7.4 приведены затраты на покупные комплектующие.

Таблица 7.4 - Затраты на покупные комплектующие

Наименование	Количество, шт.	Цена, руб./шт.	Стоимость, руб.
Промышленный робот Циклон 3.02	1	150000	150000
Бесконтактные датчики BERO DC, IP67, тип М18	9	500	4500
Программируемый логический контроллер SIMATIC S7-300	1	10000	10000
Рольганг прямой неприводной	1	6000	6000
Трансформатор 24 В	1	1500	1500
Итого:			172000

Затраты на заработную плату по конструкции укрупнено можно определить из соотношения удельных весов материалов и заработной платы в себестоимости аналогичных видов продукции:

, (7.10)

где ? затраты на материалы; ? удельный вес затрат на заработную плату в себестоимости аналогичной продукции; ? удельный вес затрат на материалы в себестоимости аналогичной продукции.

Косвенные расходы определяются по формуле:

, (7.11)

где , ? процент цеховых и общезаводских косвенных расходов на предприятии, изготавливающем рассматриваемое изделие.

Принимаем , .

Внепроизводственные расходы принимаются в размере 3-6% от производственной себестоимости, :

(7.12)

Внепроизводственные расходы принимаются равными 5% от производственной себестоимости:

Полная себестоимость:

7.11 Расчет нормативной прибыли

Нормативную прибыль предприятия, приходящуюся на вновь изготавливаемую часть машины можно определить исходя из норматива рентабельности продукции , :

, (7.13)

где ? уровень рентабельности продукции;

? полная себестоимость продукции;

? затраты на материалы, покупные комплектующие.

Таким образом, цена объекта конструирования:

7.12 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения определяются по формуле:

, (7.14)

где ? капитальные вложения в оборудование;

? капитальные вложения в здания;

? капитальные вложения в служебно-бытовые помещения;

? стоимость пуска системы.

7.13 Капитальные вложения в оборудование

Величина рассчитывается по формуле:

, (7.15)

где ? капитальные вложения в технологическое оборудование;

? капитальные вложения во вспомогательное оборудование;

? капитальные вложения в устройство управления, которые включают в себя стоимость установки.

, (7.16)

где ? балансовая стоимость оборудования;

? принятое число оборудования;

? коэффициент использования оборудования.

;

.

Вложения во вспомогательное оборудование:

.

Вложения в устройство управления:

,

где ? стоимость автоматизированной системы управления (АСУ).

;

.

Капитальные вложения в оборудование составляют:

;

7.13 Капитальные вложения в здания

, (7.17)

где ? площадь, занимаемая оборудованием;

? коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на единицу оборудования;

? цена одного квадратного метра здания, занятого оборудованием;

? принятое количество оборудования.

7.14 Капитальные вложения в служебно-бытовые помещения

, (7.18)

где ? цена одного квадратного метра служебно-бытовых помещений;

? площадь служебно-бытовых помещений, приходящаяся на одного работника;

? принятое общее число работников.

Стоимость пуска системы:

Таким образом, капитальные вложения равны:

;

7.15 Расчет себестоимости процессов

Для анализа экономической целесообразности использования средств автоматизации достаточно ограничится расчетом технологической себестоимости выполнения годового объема деталей.

, (7.19)

где ? затраты на заработную плату работников;

? затраты на амортизацию активной части основных фондов;

? затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание;

? затраты на содержание здания;

? затраты на электроэнергию;

? прочие цеховые расходы.

7.16 Расчет затрат на заработную плату

Затраты на заработную плату складываются из заработных плат основных и вспомогательных работников:

, (7.20)

где ? затраты на заработную плату основных работников (операторов);

? затраты на заработную плату вспомогательных работников (наладчиков).

Заработная плата основных работников рассчитывается по формуле:

, (7.21)

где ? величина оклада;

? количество месяцев;

? величина премии, примем премию в размере 60%;

? коэффициент, учитывающий величину дополнительной заработной платы;

? коэффициент, учитывающий величину единого социального налога;

? принятое число операторов;

? коэффициент занятости.

Заработная плата вспомогательных работников , рассчитывается по формуле:

, (7.22)

где ? часовая тарифная ставка i-ого рабочего;

? годовой фонд времени работы j-го рабочего;

? количество рабочих j-гo разряда.

;

.

Затраты на заработную плату по вариантам:

;

.

7.17 Расчет затрат на амортизацию оборудования

, (7.23)

где ? капитальные вложения в оборудование;

? принятое количество оборудования;

? коэффициент использования оборудования;

? норма годовых амортизационных отчислений, %.

,

где ? нормативный срок службы оборудования.

Норма годовых амортизационных отчислений:

Таким образом, затраты на амортизацию оборудования равны:

;

.

7.18 Расчет затрат на ремонт и техническое обслуживание оборудования

Годовые затраты на ремонт и техническое обслуживание активной части основных фондов составляют сумму затрат на все виды ремонтов и межремонтное обслуживание технологического оборудования:

, (7.24)

где ? затраты на капитальный ремонт, %;

? среднегодовые затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание на одну единицу ремонтной сложности механической части, ;

? среднегодовые затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание на одну единицу ремонтной сложности электрической части, .

;

.

7.19 Расчет затрат на силовую энергию

, (7.25)

где ? цена электроэнергии;

? суммарная установленная мощность оборудования;

? коэффициент, учитывающий загрузку установки по мощности;

? коэффициент, учитывающий величину потерь в электросети завода;

? коэффициент загрузки установки по времени;

? коэффициент полезного действия.

;

.

7.20 Расчет затрат на содержание помещений

Годовые затраты на содержание помещений складываются из затрат на амортизацию, ремонт, отопление, освещение, уборку, вентиляцию помещений, занятых оборудованием () и служебно-бытовых помещений ():

(7.26)

Затраты на содержание помещений, занятых оборудованием:

, (7.27)

где ? производственная площадь, занимаемая оборудованием;

? стоимость содержания производственной площади.

Затраты на содержание служебно-бытовых помещений:

, (7.28)

где ? норматив служебно-бытовых помещений на одного рабочего;

? стоимость содержания служебно-бытовых помещений;

? численность рабочих всех профессий.

Тогда затраты на содержание помещений равны:

7.21 Прочие цеховые расходы

К прочим цеховым расходам относятся расходы на заработную плату РСС, расходы на охрану труда, рационализацию и так далее. При значительной степени автоматизации производства прочие цеховые расходы определяются пропорционально сумме затрат по заработной плате рабочих и эксплуатации оборудования:

, (7.29)

где ? коэффициент, учитывающий величину прочих цеховых расходов.

;

.

Таким образом, технологическая себестоимость равна:

На основе полученных данных приведённые затраты составят:

, (7.30)

;

.

Годовой экономический эффект от внедрения данного варианта составил:

, (7.31)

.

7.22 Структура себестоимости изготовления деталей

Структура себестоимости изготовления пластин приведена в таблице 8.5.

Таблица 8.5 - Структура себестоимости изготовления пластин

Расходы	Базовый вариант	Модернизированный вариант
1. Зарплата	416396,58	21,3	380891,24	25,3
2. Амортизация	749949,7	38,2	463122,5	30,7
3. Энергия	16789,12	1	19098,73	1,2
4. Ремонт	230220	11,3	188985,7	12,8
5. Здания	137000	6,9	137000	9,1
6. Прочие	424006,62	21,3	315629,57	20,9
Итого	1974362,02	100	1504728,13	100

Диаграммы себестоимости изготовления деталей для базового и модернизированного вариантов приведены на рисунке 7.1 и 7.2.



Рисунок 7.1 - Диаграмма себестоимости изготовления деталей для базового варианта

Рисунок 7.2 - Диаграмма себестоимости изготовления деталей для модернизированного варианта

В результате произведенных расчетов технологической себестоимости выполнения годового объема выпуска корпусов базвого варианта обрабатывающего центра и варианта РТК обрабатывающего центра, а так же их сравнения, выяснилось, что структура себестоимости изготовления корпусов для базового и модернизированного вариантов различные. Доли затрат, входящих в состав технологической себестоимости, определялись, приняв величину технологической себестоимости за .

В результате произведенных расчетов затрат на заработную плату работников, их доля в общей структуре себестоимости изготовления деталей для базового варианта составила - 21,3 %, для модернизированного варианта составила - 25,3%, тем самым увеличившись на 4%.

В результате произведенных расчетов затрат на амортизацию активной части основных фондов, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 38,2%, для модернизированного варианта - 30,7%, тем самым снизившись на 7,5%.

В результате произведенных расчетов затрат на электроэнергию, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 1%, для модернизированного варианта - 1,2% , тем самым увеличившись на 0,2%.

В результате произведенных расчетов затрат на текущий ремонт и техническое обслуживание, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 11,3%, для модернизированного варианта - 12,8%, тем самым увеличившись на 1,5%.

В результате произведенных расчетов затрат на содержание зданий, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 6,9%, для модернизированного варианта - 9,1%, тем самым увеличившись на 2,2%.

В результате произведенных расчетов прочих цеховых расходов, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 21,3%, для модернизированного варианта - 20,9%, тем самым снизившись на 0,4%.

7.23 Расчет себестоимости единицы продукции

Себестоимость единицы продукции рассчитывается по формуле:

, (7.32)

где ? себестоимость продукции;

? годовой объем выпуска детали.

;

.

7.24 Удельные капитальные вложения на единицу продукции

Удельные капитальные вложения на единицу продукции определяются по формуле:

, (7.33)

где ? величина капитальных вложений;

? годовой объем выпуска деталей.

;

.

7.25 Приведенные затраты на единицу продукции

Приведенные затраты на единицу продукции определяются по формуле:

, (7.34)

где ? приведенные затраты;

? годовой объем выпуска деталей.

;

.

7.26 Расчет экономии за счет снижения себестоимости продукции

Экономия за счет снижения себестоимости продукции рассчитывается по формуле:

, (7.35)

.

7.27 Расчет окупаемости проекта

Окупаемость базового проекта рассчитывается по формуле:

, (7.36)

где ? нормативная окупаемость проекта;

? норматив народно-хозяйственной эффективности дополнительных капитальных вложений.

Окупаемость дополнительных капитальных вложений рассчитывается по формуле:

, (7.37)

где и ? капитальные вложения по вариантам;

и ? технологическая себестоимость по вариантам.

7.28 Таблица технико-экономических показателей

Технико-экономические показатели приведены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 - Технико-экономические показатели проекта

Наименование показателей	Единицы измерения	Величина по вариантам	Показатели: + увеличение - уменьшение
		базовый	новый
1	2	3	4	5
1. Годовой объем выпуска пластин		5000	5000	?
2. Балансовая стоимость единицы оборудования		3000000	3186900	+186900
3. Трудоемкость технической подготовки		?	373,8	+373,8
4. Затраты на техническую подготовку		?	54186,21	+54186,21
5. Количество рабочих		4	2	?2
6. Себестоимость единицы продукции		394,87	300,94	-93,93
7. Удельные капитальные вложения		1000,6	797,8	-202,8
8. Экономический эффект		?	672433,89	672433,89
9. Снижение себестоимости	%	100	76	-24
10. Затраты на энергоносители		16789,12	19098,73	2309,61
11. Затраты на ремонт		230220	188985,7	-41234,3
12. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений		?	2,2	?

В соответствии с проведенным организационно-экономическим анализом базового варианта обрабатывающего центра и модернизированного варианта, при неизменном количестве годового объема выпуска пластин (5000 шт.), одни и те же показатели, характеризующие обрабатывающий центр, оказались различными для базового и модернизированного вариантов.

В результате произведенных расчетов цены проектируемой конструкции, балансовая стоимость единицы оборудования для модернизированного варианта составила 3076186,21руб., тем самым увеличившись на 76186,21 руб.

В результате произведенных расчетов трудоемкости технической подготовки, ее величина для модернизированного варианта составила 373,8 нормо - ч/проект.

В результате произведенных расчетов затрат на техническую подготовку, их величина для модернизированного варианта составила 54186,21 руб/проект.

В результате произведенных расчетов количества рабочих, их величина для базового варианта 2 чел. и модернизированного вариантов составила 1 чел.

В результате произведенных расчетов себестоимости единицы продукции, ее величина составила: для базового варианта - 394,87руб., для модернизированного варианта - 300,94 руб., тем самым снизившись на 93,93руб..

В результате произведенных расчетов удельных капитальных вложений, их величина составила: для базового варианта - 1000,6 руб/ед/год, для модернизированного варианта - 797,8руб/ед/год , тем самым снизившись на 202,8руб/ед/год.

В результате произведенных расчетов экономического эффекта, его величина для модернизированного варианта составила 672433,89 руб/год.

В результате произведенных расчетов снижения себестоимости, их величина составила: для базового варианта - 100%, для модернизированного варианта - 76%, тем самым снизившись на 24%.

В результате произведенных расчетов затрат на текущий ремонт и техническое обслуживание, их доля в общей структуре себестоимости изготовления корпусов составила: для базового варианта - 230220 руб., для модернизированного варианта - 188985,7руб., тем самым снизившись на 41234,3руб..

В результате произведенных расчетов затрат на электроносители, их величина составила: для базового варианта - 16789,12 руб./год, для модернизированного варианта - 19098,73руб./год, тем самым увеличившись на 2309,61руб./год.

8. Безопасность и экологичность проекта

В ходе разработки дипломного проекта был спроектирован робототехнический комплекс (РТК) для фрезерования корпусных деталей. Использование данного проекта позволяет высвободить от тяжелого монотонного труда рабочих и уменьшение численности основного и вспомогательного персонала.

В данном разделе дипломного проекта рассматриваются мероприятия по обеспечению требований по технике безопасности и производственной санитарии для РТК, разработанные на основе системы стандартов безопасности труда (ССБТ).

Деталь обрабатывается на вертикальном центре Shaublin 100 CNC. Загрузка станка осуществляется промышленным роботам Циклон-3.02 из магазинного загрузочного устройства.

8.1 Опасные и вредные факторы

Согласно ГОСТ 12.0.003-74 «Опасные и вредные производственные факторы» при эксплуатации РТК имеют место следующие опасные факторы:

подвижные части оборудования;

повышенная или пониженная относительная влажность воздуха;

повышенная или пониженная температура воздуха в рабочей зоне;

повышенный уровень шума на рабочем месте;

повышенный уровень вибрации;

недостаточное освещение на рабочем месте;

опасность разгерметизации пневматического оборудования и трубопроводов;

пожароопасность;

повышенное значение напряжения в электрической сети.

8.2 Безопасность производственного оборудования

РТК спроектирован в соответствии требований ССБТ ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.2.072-82 «Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки».

В целях защиты оператора от возвратно-поступательных движений робота предусмотрено:

- окраска движущихся частей выполнена согласно ГОСТ 12.4.026-01«Цвета сигнальные и знаки безопасности»; предусмотрены жесткиеупоры;

обеспечена механизация и автоматизация процесса;

имеются блокировки выключения комплекса при аварии;

исключено управление РТК с нескольких пультов одновременно;

обеспечен свободный доступ к оборудованию;

рабочее пространство ПР ограждено экраном;

подвижные части ПР выкрашены в красный цвет;

установлены знаки «Посторонним вход воспрещен».

Требования к организации рабочих мест:

пульт управления за пределами зоны ограждения, обеспечен хороший обзор ПР;

освещенность на пульте управления не менее 400лк;

органы аварийного отключения на расстоянии 4м друг от друга;

микроклимат на рабочем месте по СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

8.3 Средства защиты

Согласно требованиям ГОСТ 12.2.062-81 «Оборудование производственное. Ограждения защитные» участок РТК имеет сетчатое разборное ограждение, исключающее возможность проникновения посторонних лиц на территорию участка РТК. Установлен микропереключатель, блокирующий работу участка РТК при открывании двери сетчатого ограждения. Проходы на РТК обозначаются разграничительными линиями белого цвета. На видных местах наносятся предупреждающие знаки и надписи безопасности согласно ГОСТ 12.4.026-01 «Цвета сигнальные и знаки безопасности». Подвижные части, представляющие опасность травматизма, имеют съемные защитные ограждения (кожухи, крышки), на которых с наружной стороны наносится предупреждающий знак опасности по ГОСТ 12.4.026-01.

Под знаками установлены таблички «При включенном оборудовании не открывать». Обслуживающий персонал обеспечивается спецодеждой, спецобувью и другими средствами, в соответствии с действующими типовыми нормами. Работа РТК предусматривает два режима: автоматический и наладочный (скорость исполнительных элементов в наладке, не должна превышать 0,3м/с). Применяемые пневмоприводы соответствуют ССБТ ГОСТ 12.2.101-84 «Пневмопривод. Общие требования безопасности». Безопасность работы при падении давления в пневмоприводе контролируется с помощью реле давления.

Перемещения ПР осуществляются со средней скоростью и ограничиваются упорами и электромагнитными контактами.

Резервуары, предназначенные для смазочных систем, выполнены отдельно от станины и имеют высоту не менее 100мм (для удобства слива и фильтрации отработанного масла).

Электрооборудование оснащено пусковой аппаратурой, исключающей повторное включение оборудования при внезапном исчезновении напряжения и надежно заземлено.

Предусмотрены блокировки включения и световая индикация при нерабочем и аварийном состоянии оборудования.

8.4 Органы управления и средства отображения информации.

Компоновка пультов управления удовлетворяет требованиям ССБТ ГОСТ 12.2.049-80 «Оборудование производственное. Общие эргономические требования».

Пульт управления РТК находится вне рабочей зоны, а пульт управления роботом и технологическим оборудованием - за пределами их рабочего пространства. На пульте управления ПР имеется светодиодная индикация о состоянии всех входов и выходов системы управления.

Рабочее место оператора имеет хороший обзор и удовлетворяет требованиям ССБТ ГОСТ 12.2.032-78 «Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования». На пульте управления и наладки установлена кнопка «Аварийный останов» с грибовидным толкателем красного цвета, которая обеспечивает отключения электрооборудования РТК независимо от режима работы.

8.5 Микроклимат

С целью создания оптимальных условий труда, благоприятствующих повышению производительности труда и безопасности работы, в проекте предусмотрено поддержание микроклимата, удовлетворяющего условиям СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственного помещения».

Основными показателями микроклимата являются:

скорость движения воздуха в рабочей зоне;

относительная влажность воздуха в рабочей зоне;

температура воздуха в рабочей зоне;

интенсивность теплового излучения в рабочей зоне.

В таблице 8.1 сведены параметры показателей, согласно СаНПиН2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Работы на данном РТК относятся к категории средней тяжести ПБ.

Таблица 8.1 Допустимые параметры микроклимата

Период года	Категория работ	Температура Воздуха, ° С	Относительная Влажность, %	Скорость движения воздуха, м /с
Холодный	Средней тяжести IIб	15-22	15-75	0.2-0.4
Теплый	Средней тяжести IIб	16-27	15-75	0.2-0.5

Эти показатели обеспечиваются за счет:

системы отопления;

системы тепловых завес в зонах въездных и выездных ворот и при входах в бытовые помещения (системы тепловых завес работают в холодный период года);

- установка вентиляции (общеобменная с приточно-вытяжнымпринципом работы).

Все производственные помещения оборудованы вентиляцией и отоплением. Вентиляция обеспечивает удаление загрязненного воздуха или нагретого воздуха из помещения и подачу в него свежего воздуха. Для цеха, где располагается РТК, разработана система общеобменной вентиляции, выполненная согласно СниП 41.01-03 «Вентиляция. Отопление и кондиционирование воздуха». Действие вентиляции основано на разбавлении выделяющихся вредных веществ свежим воздухом до предельно допустимых концентраций и температур. Рабочие места оснащены местной вентиляцией, естественная вентиляция реализуется за счёт аэрационных фонарей и створок.

Использование данной системы вентиляции приводит к экономии по расходуемому теплу на нагрев воздуха в холодное время года и на его очистку.

Осмотр, проверка и ремонт системы вентиляции производится по графику, утвержденному главным энергетиком завода.

8.6 Электробезопасность

Согласно «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) участок относится к классу помещений особой опасности. Опасность представляют:

- токопроводящие полы;

- возможность одновременного прикосновения к корпусам технологического оборудования и электрооборудования с одной стороны и кметаллическим частям, имеющим связь с землей с другой стороны.

Электрооборудование работает от трех фазной сети переменного тока напряжением 380В, частотой 50Гц с глухозаземлённой нейтралью. Использованы следующие напряжения:

- 380В, 50Гц - для питания станка;

- 220В, 50Гц - для управления электромагнитами, питания системыуправления;

- 24В постоянного тока для питания катушек реле.

В соответствии с требованиями ССБТ ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования»», предусмотрены:

- устройство для запирания вводного выключателя в отключенном состоянии;

защита от повторного включения механизмов при восстановлении напряжения после его отключения;

рабочая изоляция токоведущих частей (не менее 0,5 МОм);

- оградительные устройства;

защита открытых токоведущих частей оболочками, крышками;

предупредительная сигнализация;

защитные блокировки;

-малое напряжение для электрических связей между электроустановками, имеющими независимое подключение к питающей сети;

- защитное заземление сопротивлением не более 4 Ом согласнотребованиям ССБТ ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитноезаземление, зануление»;

на корпусах ПР, СУ, станка, гидростанции и т.д. указываются места и способ крепления заземляющего проводника и знак заземления;

предупредительные знаки электрического напряжения на дверках и крышках оболочек, защищающих электрооборудование с напряжением выше 42В.

К работам на электроустановках допускаются лица, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда. При проведении ремонтных работ, на обесточенных электроустановках, вывешиваются таблички «Не включать! Работают люди».

8.7 Расчет защитного заземления

Расчет защитного заземления выполняется по допустимому сопротивлению заземляющего устройства R₃. Допустимые значения сопротивления заземляющих устройств согласно«Правилам устройства электроустановок» для установок до 1000 В R_З.доп.= 4 Ом, если суммарная мощность источников тока, питающих сеть, более 100 кВт. Принимаем тип заземлителя, выполненный из стальных стержней диаметром d = 15 мм и длиной I = 8 м. Расстояние между одиночными вертикальными заземлителями принимается а = 2 м, глубина заложения заземлителей Н₀ = 0,7 м (рисунок 8.1).

Грунт - суглинок. Удельное сопротивление грунта с_гр = 100 Ом * м. Общее сопротивления одиночных вертикальных заземлителей, заглубленных в грунте, определяется по формуле:



где l, d и Н - длина, диаметр и глубина заложения середины электрода от поверхности грунта, м.

Глубина заложения середины электрода от поверхности грунта определяется по формуле

Н = 0,7+ 0,5 -8 = 4,7 м

Рисунок 8.1- Схема расположения электродов защитного заземления в грунте.

Rоб > Rз.доп =4 Ом , поэтому выбираем несколько заземлителей.

Число вертикальных заземлителей определяется по формуле:

з_в - коэффициент использования вертикальных заземлителей. з|_в = 0,7 при размещении заземлителей в ряд.

Сопротивление соединительной полосы определяется по формуле:

Здесь l_пол, b=d и Н₀ - длина, ширина и глубина заложения соединительной полосы;

а - расстояние между заземлителями;

п - количество заземлителей, принимаемое из расчета.

l _пол = 1,05 * а * (п -1) при расположении заземлителей в ряд.

Общее сопротивление заземляющего устройства (заземлителей и соединительных полос) определяется по формуле:

где з|_пол - коэффициент использования соединительной полосы;

з|_в - коэффициент использования заземлителей.

Rобщее < Rз.доп =4 Ом, следовательно защитное заземление удовлетворяет требованиям ПУЭ.

8.8 Защита от шума

Источником шума являются металлорежущие станки, подъемно-транспортные механизмы, аэродинамические шумы вентиляционных установок, пневмоприводы. Допустимый уровень шума в производственных помещениях определяется по ССБТ ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности».

Таблица 8.2 Допустимые уровни шума

Вид трудовой деятельности	Уровни звукового давления дБ в Гц	октавных полосах частот,
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Постоянные рабочие места в производственных помещениях	107	95	87	82	78	75	73	71	69
	Предельный спектр ПС-75

Для снижения уровня шума предусмотрены следующие мероприятия:

движущиеся и трущиеся части заключены в корпуса;

смазывание трущихся частей механизмов;

согласно графику ППР производить своевременный ремонт оборудования и оснастки;

при покрытии внутренних поверхностей шкафов электрооборудования и кожухов используются звукопоглощающие материалы;

применение глушителей для пневмоприводов;

проверка надежности крепления и правильности регулировки соединений при техническом осмотре;

вентиляционные установки размещены в изолированных помещениях;

- контроль шумовых характеристик производится согласно ССБТГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования к безопасности», не режеодного раза в год. Допустимый уровень шума -80 дБА.

Шумовые характеристики станков отвечают ГОСТ 12.2.107-85.

8.9 Освещенность на рабочем месте

Необходимая величина освещенности рабочей зоны в

производственных помещениях устанавливается согласно требований СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» с учетом следующих характеристик зрительной работы:

- точность работы: III разряд - высокая точность, минимальный размер

объекта различения 0,3 - 0,5 мм

- контраст объекта различения с фоном -- средний (коэффициентконтрастности 0,2 - 0,4)

- фон - темный (коэффициент отражения < 0,2)

Таблица 8.4 Величина необходимой освещенности рабочей зоны в зависимости от характеристик зрительной работы согласно СНиП 23-05-95

Точность работы, разряд	Под-разряд	Контраст	Фон	Искусственное освещение, лк	Естественное освещение, %
				Комби	Общее	Комби	Общее
III	а	малый	Темный	2000	500	4	1,5
	б	средний	Темный	1000	300
	в	средний	Средний	750	300
	г	большой	Светлый	400	200

По таблице определяем, норму общего освещения - Е_н = 300 лк. Коэффициент естественного освещения - 4 %. Общее освещение осуществляется дуговыми ртутными лампами ДРЛ, устанавливаемыми в светильники РСП-0.5.

Для организации естественного освещения в крыше цеховых помещений предусмотрены световые фонари. На рабочем месте оператора и в рабочей зоне РТК организовано местное освещение (лампы накаливания МО-24-60 ТУ 16.535.937-74 или их аналоги), а также дежурное освещение, имеющее самостоятельный источник питания и обеспечивающий освещённость не менее 0.5 лк. Минимальная освещённость пола прохода не менее 0.5 лк при эвакуационном освещении. Лампы эвакуационного освещения устанавливаются над проходами и в местах выхода. Система эвакуационного освещения питается от независимой разводки.

8.10 Защита от вибрации

Источниками вибрации являются металлорежущее оборудование и транспортные механизмы. Вибрация классифицируется: по воздействию на человека - общая, по источнику возникновения - технологическая, тип За.

Таблица 8.5 Допустимые значения вибрации по ССБТ ГОСТ 12.1.012-90

Вид вибрации	Направление нормирования вибрации	Среднеквадратичное значение виброскорости, м/cxl0-2 О"2
		Логарифмические уровни виброскорости в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
		2	4	8	16	31.5	63
Технологическая, Тип За	Вертикальная по Z	1.3 108	0.45 99	0.22 93	0.20 92	0.20 92	0.20 92

В проекте предусмотрены следующие мероприятия по снижению вибрации:

- все станки и загрузочные устройства устанавливаются на вибро-

гасящих фундаментах, масса которых подобрана таким образом, что колебания подошвы фундамента не превышают 0.1-1.2 мм;

- вибрационные характеристики станков соответствуютГОСТ 12.2.009-80;

устранение неуравновешенности вращающихся масс достигается балансировкой в соответствии с ГОСТ 22061-76;

наличие резиновых ковриков под ногами работающих;

в установленные сроки производится проверка вибрации.

8.11 Пожарная безопасность

Источником пожара на участке РТК могут быть:

минеральные масла;

титановая стружка;

промаслянная ветошь;

Причины возникновения пожара на участке являются:

короткое замыкание в электропроводке;

самовозгорание;

нарушение рабочими правил пожарной безопасности.

В соответствии с НПБ 105-03 «Определений категории помещений и зданий по взрывопожарной безопасности», помещение, в котором располагается РТК, относится к категории «Д».

Пожарная безопасность обеспечивается ограничениями количества горючих веществ и изоляцией горючей среды, а также предотвращением распространения пожара, применением эффективных средств пожаротушения, организацией беспрепятственной эвакуации людей, использованием средств коллективной и индивидуальной защиты, противодымной защиты, применением средств сигнализации и связи, организацией пожарной охраны объекта.

Предусмотрены следующие мероприятия:

установка сигнализации оповещения о пожаре;

отведение специальных мест для курения;

пожарные водопроводы с распределительными кранами в доступных местах;

свободные проходы и проезды;

- для предотвращения воспламенения в электросетях при короткомзамыкании применяются плавкие предохранители;

с территории участка удалены ЛВЖ;

ветошь и протирочный материал хранятся в отдельных специально отведенных местах;

- установка в доступных местах первичных средств пожаротушения(ящики с песком, огнетушители и щиты с противопожарныминвентарем).

8.12 Охрана окружающей среды

При работе комплекса отходы и брак собираются в отдельную тару и поступают на переплавку. Переплавленный материал снова используется в производстве.

Воздух для всех пневмоприводов отбирается из цеховой пневмосети и смешивается с масляным туманом для смазки цилиндров. Поэтому прежде чем воздух выбрасывается в атмосферу он проходит через фильтр.

Рисунок 8.2 - Ограждение РТК

Заключение

робототехнический фрезерование корпусный деталь

В процессе проектирования робототехнического комплекса для фрезерования корпусных деталей был выбран вариант наиболее оптимальный при решении поставленной задачи. В конструкторской части проекта были разработаны самотечный лоток-скат, магазинное загрузочное устройство для подачи заготовок в позицию захвата, приспособление для надежной фиксации заготовки на столе станка, захватное устройство, а также циклограмма работы РТК.

В разделе "Электроавтоматика" сделан выбор системы управления РТК на базе программируемого контролера Simatic S7-300 CPU-312, спроектирована структурная схема системы управления, функциональная схема, принципиальная электрическая схема. Произведен расчет и выбор элементов электрической схемы.

В организационно-экономической части проекта было дано технико-экономическое обоснование, рассчитан экономический эффект и другие экономические показатели проекта. Экономический эффект от внедрения РТК составил 1741268 рублей.

В разделе "Экологичность и безопасность проекта" разработаны мероприятия для обеспечения безопасных условий труда.

Список использованных источников

1 . Белянин П.Н. Промышленные роботы. М.:Машиностроение, 1975. 400с.

2. Пособие по применению промышленных роботов. Пер. с яп./ под ред. К.Нода М.:Мир, 1975. 450с.

3. Гук М. Интерфейсы ПК: Справочник - СПб: ЗАО «Издательство «Питер»», 1999. 416с.

4 . Проблемы создания гибких автоматизированных производств. / М.: Наука, 1987. 252 с.

Гибкие сборочные системы. / под. ред. У.Б. Хегинботама. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1988. 400 с.

Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы. / под ред. Е.П. Попова. М.: Машиностроение, 1985. 254 с.

7 . ГПС для сборочных работ. / под ред. Б. И. Черпакова. /М.: Высшая школа, 1989. 110 с.

8 . Промышленные роботы: внедрение и эффективность. Перс яп./ Асаи К., Кигами С. и др. М.:Мир, 1987. 384с.

Управляющие системы промышленных роботов. Под общ. Ред. И.М. Макарова, В.А. Чиганова. М.:Машиностр.,1984. 288с.

Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6.0 PRO / М.: «СК-Пресс», 1997. - 336с.

Серов И.Н. Справочник по AutoCAD 2004 / М.: «СК-Пресс», 1997. - 336с.

Приложение

Формат	Зона	Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
				Документация
А1			ДП-НГТУ-220301.65ф2-АМ)-01-08 ВО	Вид общий
		1		Магазинное загрузочное	1
				устройство
		2		Вертикально-	1
				фрезерный станок
				Haas
		3		Ограждение станка	1
		4		УЧПУ станка	1
		5		"Зонтик"	1
		6		Стол станка	1
		7		Промышленный	1
				робот "Циклон-3.02"
		8		Передающее	1
				устройство
				Документация
А1			ДП-НГТУ-220301.65-02-АМ)- 04-0% СБ	Сборочный чертёж
				Сборочные единицы
		11		Пневмоцилиндр	1
		12		Корпус	1
				Детали
		1		Губка подвижная	1
		3		Губка неподвижная	1
		4		Винт	1
				регулировочный
		5		Плита	1
		8		Основание	1
				Стандартные изделия
		2		Рычаг	1
				ГОСТ 12473-67
		7		Распределитель	1
				Документация
А1			ДП-НГТУ-220301.65-(02-АМ)- 01-08 СБ	Сборочный чертёж
				Сборочные единицы
		7		Пневмоцилиндр	1
				ГОСТ 15608-81
		3		Накопитель	1
		4		Шибер	1
		5		Лоток	1
		7		Планка	1
31	Вентиль 15i в Р А У--15 гост /3 722- 73	4
п	Гпыьигпель П-Г11
&Р1„.АРЧ	Пнсьмодроссель с оъритным каопсцч&м	7
	П'ЛК-С
КР1	Редукционный клоп он f22r 12	1
	ГОСГ 12768-75
М1	Но	4
NP1	Мое А ор ас пылит ель	1
ПЦ1...ПЦ5	Пне выоц илин Эр	3
И. .. РЦ	Пнев>мораспрсс&\цтель ПВ6А	Ц
YA1.-r.YA?	За ектрома гн ит	7
cpj	Я^и а ьтр - /Ъ/) агеюгпд&л urnej) ь	<f
РА1 .	Ре а с ЪаьлениЗ РА-4/?77	1
м	МоЭуль Центрального профессора (CPU .3-12)	3
kl	Модуль &воЯа 5М 321	1
А3>-	Модель Зы&ода SM 322	1
АЧ	Влок питания PS Зо?	1
AS	МодУАЬ Баз ое, hi и	3
PU3... FU4	Предохранитель ПК' Н6~ -S	3
HLU HLZ	Лампы liQKQyiu&QHuS ГОСТ 4,945%. 1С -76	Z
ki , к г	Ре,Л^ РМ-Ч ТУ 36,52Ъ,1СЗ-6<3	2
ККА „KKZ	Тепло&ое реле РТТ ТЧ 36 ~6НЭ, 024' ~8b	Z
MUMZ	Д&игатель	2
QHi; QP$	Автоматический Ьы^ЛП^от^рь /3 39761-9^	3
М 1 ЯП	Сопротивление ГоСТ 73Ч Ь -7 7	Z
Т2	Тр онс рорм о map -iSo /2 3 го СГ 223 8 -75	1
тъ	TpQ/tcpqoмотор Ъ8а/33с ГОСТ 238 -73	1
УМ- V&35	А/о9 гост Z9Zo9-94	35
KM-fn, КМЪ	МяГНиТИЬШ юс* отеЛЬ PMJ-J'fOWty	7 ' э
	ГОСТ 5>Ъ1€-99
S&3S&3	кнопка Гост 2яз83 - &?	1
SQj „, StyfS	ВЫ 1СА^Ч о теЗ ь ЈЈR0 MfE	в
SQ<fЈ-	fbinkAio^a-meJib б??0 M1g	1
УМ - YAZ3	-Электромагнит ЭЗ/6301	25

Размещено на Allbest.ru