42990

Этапы разработки автоматизированного технологического комплекса для сборки подпятника с шарошкой долота

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Стандартизация и менеджмент качества продукции. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕНЕДЖМЕНТ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ Выбор системы менеджмента качества и ее описание. Первой задачей построения той или иной структуры системы менеджмента качества является разработка согласование и публикация соответствующих рабочих процедур координирующих различные виды деятельности влияющие на качество в том числе: проектирование материальнотехническое обеспечение производство продукции и ее сбыт. Для того чтобы система МК выполняла свои функции в отношении...

Русский

2013-11-03

501.5 KB

4 чел.

56

  1.  

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 70 страниц, 10 рисунков, 2 таблицы, 15 источников и 5 листов графического материала формата А1.

МОДУЛЬ, ДОЛОТО, ШАРОШКА, ПОДПЯТНИК, ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО, КОМПЬЮТЕР IBM PC, ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПОРТ, МИКРОСХЕМА, БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

В пояснительной записке изложены этапы разработки автоматизированного технологического комплекса для сборки подпятника с шарошкой долота.

В экономической части приведен расчет экономической эффективности проведенных работ по автоматизации технологического процесса сборки.

Рассмотрены вопросы охраны труда окружающей среды, противопожарные мероприятия и гражданская оборона.


СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение…………………………………………………………………………....

1. Разработка технологического процесса ……………………………….…

1.1. Анализ базового технологического процесса,

служебного назначения и технических характеристик детали ……………

1.2. Постановка задачи на проектирование ………………………….……..

1.4. Определение уровня автоматизации технологического

процесса ……………………………………………………………………..…

1.5. Выбор и обоснование типа производства …………………………….

3. Разработка схемы автоматизации технологического

процесса и расчет исполнительных механизмов …..………………….……....

3.1. Разработка схемы автоматизации………………………………………

3.2. Технологическая головка………………………………………………..

4. Управление технологическим комплексом ……………………………..

4.1. Разработка алгоритма работы комплекса………………………………

4.2. Аппаратное обеспечение……………………………………………..…

4.3. Программное обеспечение……………………………………….……..

4.4. Реализация СУ………………………………………………….………..

5. Проектирование технологической компоновки комплекса………………

5.1. Выбор дополнительного оборудования и транспорта………………...

5.2. Выбор варианта компоновки комплекса..……………………………...

6. Организация производства, экономическое обоснование проекта……..

7. Стандартизация и менеджмент качества продукции…………………….

8. Охрана труда окружающей среды, противопожарные

мероприятия и гражданская оборона…………………………………………..

8.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов…………….

8.2. Электробезопасность…………………………………………………….

8.3. Пожарная безопасность………………………………………………….

Заключение………………………………………………………………………….

Список использованных источников……………………….……………………..


ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация сборочных работ является одним из основных направлений автоматизации производственных процессов в машиностроении, в тоже время она является и наиболее труднореализуемым процессом. Это объясняется рядом причин и в первую очередь экономической целесообразностью, зависящей от серийности производства, степени сложности формы собираемости деталей, точности их изготовления, требуемой точности их сопряжения и других факторов, определяющих сложность технологического оборудования для осуществления автоматизированного сборочного процесса. Конструкция собираемых объектов, как правило, проходит дополнительную доработку с целью упрощения технологии сборки. При этом учитывается: возможность расчленения на сборочные единицы; допустимость крепежных работ; необходимость дополнительной обработки деталей, взаимозаменяемость деталей; устранение регулировок, доделок, и пригонок; наличие в конструкции более простых и симметричных форм деталей, имеющих направляющие элементы, фаски и другие особенности, обеспечивающие быструю ориентацию, подачу и установку деталей на место.

Автоматизированная сборка изделий выполняется на сборочных автоматах и автоматических линиях. Важным условием разработки рационального технологического процесса автоматизированной сборки является унификация и нормализация соединений, т.е. приведение их к определённой номенклатуре видов и точностей.

Главным отличием роботизированного производства является замена сборщиков сборочными роботами и выполнение контроля контрольными роботами или автоматическими контрольными устройствами.

Выполнение операций сборки должно проходить от простого к сложному: детали – в подузлы, подузлы – в узлы, узлы – в агрегаты, узлы и агрегаты – в изделие. В зависимости от сложности и габаритов изделий выбирают форму организации сборки: стационарную или конвейерную. Стационарная сборка возможна без перемещения изделия, с подводом сборочных узлов и деталей к базовой сборочной единице (детали, узлу и т.д.). Конвейерная сборка возможна, когда роботы обслуживают рабочие места с различной ориентировкой и погрешностью позиционирования деталей и узлов.

Структура роботизированных технологических комплексов (РТК) должна включать сборочное оборудование и приспособления, объединённые с транспортно-загрузочной системой и системами управления различных уровней, расположенные в технологической последовательности. Поэтому для определения структуры и состава РТК необходима разработка и оптимизация технологии общей и узловой сборки. Состав РТК – это сборочное оборудование и приспособления, транспортная система, операционные сборочные роботы, контрольные роботы, система управления.

Перспективным направлением роботизации сборки является использование промышленных роботов (ПР), которые заменяют человека на участках с опасными, вредными для здоровья, тяжелыми или монотонными условиями труда. Одно из основных преимуществ ПР – возможность быстрой переналадки для выполнения задач, различающихся последовательностью и характером манипуляционных действий. Поэтому применение ПР наиболее эффективно в условиях частой смены объектов производства, а также для автоматизации ручного низкоквалифицированного труда.


1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ДЕТАЛИ И БАЗОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1. Анализ служебного назначения детали, норм точности и технических условий

Трехшарошечное долото 311,1 МЗ-ПГВ-R425 предназначено для бурения сплошным забоем мягких абразивных пород с боковой продувкой забоя воздухом.

Техническая характеристика

Вид долота – трехшарошечное, самоочищающееся.

Диаметр долота, мм – 311,1

Высота долота, мм – 450

Тип шарошек – многоконусные, со вставным твердосплавным вооружением.

Тип опоры: ролик – шарик – торцовый подшипник скольжения (упорный бурт) – ролик – торцовый подшипник скольжения (упорная пята) – подпятник.

Угол наклона оси цапфы к оси долота, град.     – 54

Смещение осей шарошек в плане, мм       – 0,5

Присоединительная резьба – ниппель 3-152 (6 5/8 REG).

Продувка – боковая.

Масса долота, кг, не более         – 100

Описание конструкции

Долото 311,1 МЗ-ПГВ-R425 ГОСТ 20692-75 разработано с учетом современных требований, предъявляемых к долотам с продувкой воздухом.

Вооружение долота 311,1 МЗ-ПГВ-R425 ГОСТ 20692-75 представлено твердосплавными зубками конической формы с вылетом над телом шарошки 10,0…13,5 мм. Обратные конуса шарошек также оснащены твердосплавными вставными зубками с плоской торцевой поверхностью на обратном конусе шарошки. Это предохраняет долото от потери диаметра во время бурения.

Опора долота содержит 17 роликов 17,46×30,1 мм, 16 шариков 17,462 мм и 14 роликов 10,31×20,52 мм на секцию.

Для охлаждения опоры долота в лапах предусмотрены продувочные каналы. В боковых продувочных узлах смонтированы сменные насадки. В ниппеле долота установлен обратный клапан.

С целью уменьшения абразивного износа корпуса шарошек межвенцовые канавки цементируются.

Опора шарошек заполняется смазкой «Долотол Н» по А.С.1111488.

1.2. Литературный обзор уровня технологического оборудования

Технологические процессы сборки являются многовариантными. Они могут иметь различные содержание и последовательность выполнения операций, а также различный состав оборудования, инструментов и приспособлений.

Устройства и механизмы автоматического сборочного оборудования обеспечивают выполнение основных операций сопряжения и закрепления, а также вспомогательных сборочных операций (питания оборудования, ориентации деталей, контроля, сортировки, поштучного отделения, подачи в зону сборки, переориентации, установки, транспортирования, снятия, управления и т. п.). На выбор устройств и механизмов влияют содержание технологического процесса сборки, качество, точность, конфигурация, масса и габариты собираемых деталей, силы, необходимые для сборки, заданная производительность сборки и другие факторы. При этом следует выбирать устройства и механизмы наиболее эффективные, надежные и простые по конструкции и в эксплуатации.

Состав устройств и механизмов автоматического сборочного оборудования определяется разработанным технологическим процессом автоматической сборки, который можно разбить на взаимосвязанные технологические элементы, выполняемые в строгой последовательности. К таким элементам относятся загрузка собираемых деталей в загрузочные устройства и предварительная их ориентация, подача деталей в зону сборки в предварительно или окончательно ориентированном положении; базирование и относительная ориентация деталей на сборочной позиции с требуемой точностью; сопряжение и закрепление собираемых деталей с требуемой точностью; механическая обработка, штамповка, сварка и т. п., которые в отдельных случаях можно производить в процессе сборки или непосредственно перед сборкой; контроль комплектности и качества собираемых деталей или сборочной единицы; транспортирование сборочной единицы на следующую сборочную позицию или удаление ее в тару.

Из бункерных загрузочных устройств детали простой формы обычно подаются в зону сборки в окончательно ориентированном положении, что не всегда достигается для деталей сложной формы. В таком случае окончательная ориентация деталей обеспечивается специальными устройствами-ориентаторами, устанавливаемыми после бункера. В магазинные загрузочные устройства детали, как правило, укладываются в окончательно ориентированном  положении.

Поштучное отделение деталей от общего потока осуществляется отсекателями, которые выдают деталь в питатель, осуществляющий захват и установку ее в требуемом положении на базирующее устройство.

Относительная ориентация сборочных элементов на позиции сборки обеспечивается конструктивными элементами базирующих устройств или специальными устройствами относительной ориентации. При этом должна быть достигнута такая точность относительной ориентации, при которой при любых отклонениях размеров собираемых деталей в пределах допусков на их изготовление произойдет их беспрепятственная сборка.

Сопряжение и закрепление собираемых деталей с требуемой точностью осуществляются рабочими органами сборочных головок. В зависимости от вида соединения движение рабочего органа бывает прямолинейным, вращательным или винтовым (по спирали). При выполнении соединений с натягом детали сопрягаются и закрепляются, как правило, одновременно. В этом случае детали удерживаются силами трения, возникающими из-за упругих деформаций в соединении. Нередко механизмы закрепления выполняют в виде сложных самостоятельных агрегатов или блоков в сборочном оборудовании, которые определяют его конструкцию и компоновку.

Комплектность и качество сопряженных деталей или сборочной единицы контролируют по окончании сборки изделия или между сборочными операциями (межоперационный контроль). Межоперационный контроль применяют после выполнения некоторых ответственных операций, обеспечивающих точное выдерживание необходимых параметров. Контроль в процессе сборки также применяют для предотвращения поломок механизмов сборочного оборудования и образования брака сборочной единицы. Контрольные устройства являются необходимыми элементами многопозиционного автоматического сборочного оборудования, от которых зависит качество сборки, надежность и рентабельность применяемых средств автоматизации.

При многооперационной сборке собираемые узлы перемещаются с позиции на позицию транспортной системой механизмов, которые по непрерывности процесса могут быть дискретного, непрерывного или комбинированного действия.

Съем собранного изделия является завершаемым элементом процесса автоматической сборки. Собранные простые изделия могут удаляться с последней позиции сборочного оборудования путем механического выталкивания или выдувания сжатым воздухом в наклонные лотки, по которым они под действием силы тяжести перемещаются в тару.

1.3. Постановка задачи на проектирование

Целью проекта является приобретение навыков расчета и конструирования многофункциональных технологических комплексов для систем автоматизированного оборудования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– анализ технических требований к детали и базового технологического процесса;

– технологические основы автоматизации;

– разработка схемы автоматизации технологического процесса;

– расчет и проектирование исполнительных механизмов;

– разработка системы управления РТК;

– проектирование технологической компоновки РТК;

– организация производства и экономическое обоснование проекта;

охрана труда окружающей среды, противопожарные мероприятия и гражданская оборона.


2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

2.1. Определение уровня автоматизации комплекса

Рассчитаем уровень автоматизации на всём пути модуля. Для этого рассмотрим все операции, то есть весь технологический процесс.

Уровень автоматизации можно определить по формуле (2.1):

,                                         (2.1)

где  – сумма операций выполняемых автоматически;

 – сумма операций выполняемых механически;

 – сумма операций выполняемых вручную.

Рассчитаем уровень автоматизации базового технологического процесса.

Операции, выполненные вручную: загрузка подпятника и шарошкик на приспособление, выгрузка собранного изделия, управление процессом запрессовки, наладка оснастки, контроль процесса:

.

Операции, выполненные механически: транспортировка шарошек:

;

.

.

Рассчитаем уровень автоматизации проектного варианта технологического процесса.

Операции, выполненные вручную: загрузка подпятников в ВБОУ, наладка оснастки:

;

.

Операции, выполненные автоматически: транспортировка шарошек, загрузка подпятника и шарошки на приспособление, выгрузка собранного изделия, управление процессом запрессовки, контроль процесса:

.

.

2.2. Выбор типа производства и его параметров

Определим тип производства по коэффициенту закрепления операций, который может быть рассчитан по формуле

, где                                                            (2.2)

где  – средний производственный такт;

– среднее штучное время изготовления детали по всем

операциям.

= , где                                                        (2.2)

– действительный годовой фонд времени работы оборудования, при 2-х сменной работе [час];

– коэффициент, учитывающий потери по организационно-техническим причинам ( от переналадки и др.), =0,75…0,8;

N – годовая программа выпуска деталей N = 2000 шт.

, где                                                       (2.3)

tшт.i – штучное время i-ой операции, мин;

n – число операций.

мин.

, где                                                           (2.4)

q – продолжительность смены q = 8 час;

S – количество смен S = 2;

Др – число рабочих дней в году Др = 255 дней;

k – коэффициент загрузки оборудования k = 0,97.

= 822550,97 = 3957,6 час.

 =  = 94,98 мин.

kз.о. =  = 15,5.

По расчетам получаем среднесерийное производство.

2.4. Технологические режимы сборки

Машинный цикл операции запрессовки охватывает три различных скорости пресса:

а) Скорость холостого хода (вниз) – 9271 мм/мин

б) Скорость запрессовки (вниз) – 4216,4 мм/мин

в) Скорость обратного хода (вверх) – 9398 мм/мин.


3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ

3.1. Разработка схемы автоматизации

Объектом автоматизации является технологический процесс сборки подпятника с шарошкой долота, выполняемый в условиях крупносерийного производства.

Состав технологического процесса позволяет выявить структуру технических средств, реализующих основные и вспомогательные переходы операций в автоматическом режиме.

Содержание переходов:

– транспортирование и накопление в предварительно ориентированном положении шарошек в рабочем пространстве модуля;

– перенос шарошек с позиции накопления на позицию сборки;

– накопление в предварительно ориентированном положении подпятников;

– перенос подпятников с позиции накопления на позицию сборки;

– выполнение рабочего перехода по формированию сборочной единицы.

Для реализации заданных переходов необходимы:

1). Транспортно-накопительный модуль шарошек с приводом.

2). Вибрационное бункерно – ориентирующее устройство подпятников с приводом.

3). Манипулятор для загрузки подпятников с приводом вертикальных подач, приводом поворота и приводом захватного устройства.

4). Манипулятор для транспортировки шарошек с приводом вертикальных подач, приводом поворота и приводом захватного устройства.

5). Технологическая головка с механизмом запрессовки и его приводом.

6). Модуль контроля с приводом.

Всем оборудованием необходимо управлять системой автоматического управления с обратной связью.

Скомпонованную схему автоматизации технологического процесса см. на листе СамГТУ 2102.059.015.05.

3.1. Описание приспособления

3.2. Технологическая головка

Описание работы схемы гидравлической принципиальной

Гидравлическая схема гидроагрегата (см. лист СамГТУ 2102.059.015.11) вместе с системой управления модуля полностью обеспечивает выполнение всех позиций рабочего цикла технологической головки, возможность регулирования скоростей холостого, возвратного и рабочего ходов, четкий останов ползуна пресса в любом положении на ходу, плавный набор и безударный сброс давления.

Нажатием кнопки «Пуск» на панели управления включается электродвигатель насосной установки. В исходном положении ползун находится в крайнем верхнем положении. Рабочая жидкость из маслобака насосом 12 (рис. 3.4), в комбинацию которого входит радиально – плунжерный насос высокого давления переменной производительности, регулятор и шестеренный насос низкого давления постоянной производительности, подается в распределитель 2, соединяющий в нейтральном положении штоковую и бесштоковую полости рабочего цилиндра и насосного магистраль через фильтр 11 со сливом. Одновременно насосная магистраль соединена со сливом через разгруженный дросселем 3 предохранительный клапан 4.

Рис. 3.4

При этом опускание ползуна предотвращается клапаном 9, установленным в линии штоковой полости, настроенным на давление, несколько превышающее давление от веса подвижных частей рабочего гидроцилиндра.

Быстрый ход ползуна вниз осуществляется по команде системы управления. При этом золотник распределителя 2 и плунжер дросселя 3 под действием электромагнитов Эм 3 и Эм 4 соответственно перемещаются вниз. Рабочая жидкость от радиально-плунжерного насоса через распределитель 2 от шестеренного насоса через обратный клапан 8 и распределитель 2 поступает в бесштоковую полость рабочего гидроцилиндра. Штоковая полость гидроцилиндра при этом распределителем 2 через фильтр 11 соединена со сливом. Ползун пресса быстро перемещается вниз. Регулировка скорости перемещения ползуна осуществляется системой управления и определяется степенью перемещения золотника распределителя 2. В зависимости от положения золотника распределитель 2 может перепускать часть потока насосов на слив, изменяя тем самым скорость движения ползуна.

При соприкосновении ползуна с обрабатываемой деталью появляется и возрастает технологическая нагрузка. Соответственно растет давление в бесштоковой полости и насосной магистрали. Плавность набора и сброса давления регулируется дросселем 3, установленным в линии управления предохранительного клапана 4. Плунжер дросселя 3 связан с системой управления модулем посредством электромагнитов Эм 4 и Эм 6. При достижении давления в насосной магистрали величины настройки обратного управляемого клапана 7, последний открывается и перепускает поток рабочей жидкости от шестерного насоса на слив в маслобак. Обратный клапан не закрывается. Движение ползуна осуществляется за счет потока радиально-плунжерного насоса. Скорость движения ползуна замедляется.

При дальнейшем возрастании давления автоматически уменьшается производительность радиально-плунжерного насоса, и скорость движения ползуна уменьшается до минимальной. Рост давления в насосной магистрали, а следовательно, и величина усилия ограничивается и регулируется настройкой предохранительного клапана 5.

Возвратный ход осуществляется при срабатывании конечного выключателя Q6 электромагнитов Эм 5, Эм 6 распределителя 2 и дросселя 3 соответственно.

При этом плунжер дросселя 3 и золотник распределителя 2 перемещаются через нейтральное положение вверх. Причем плунжер дросселя 3 открывает линию управления предохранительного клапан 4 на слив раньше, чем золотник распределителя 2 соединит бесштоковую полость рабочего гидроцилиндра со сливом. Для предотвращения перемещения золотника распределителя 2 под действием гидродинамических сил потока, золотник фиксируется гидравлическим блокировочным устройством, предусмотренным конструкцией распределителя. Таким образом, разгрузка бесштоковой полости рабочего гидроцилиндра и гидросистемы от давления осуществляется предохранительным клапаном 4, с помощью дросселя 3, установленного в линии управления этого клапана. После снижения давления гидравлическое блокировочное устройство распределителя 2 расфиксирует золотник распределителя, обеспечивая возможность переключения золотника в верхнее положение. При этом рабочая жидкость от обоих насосов через распределитель 2 и клапан 9 поступает в штоковую полость рабочего гидроцилиндра. Бесштоковая полость распределителя 2 через фильтр 11 соединена со сливом. Давлением в линии штоковой полости открывается обратный управляемый клапан 10, дополнительно соединяющий бесштоковую полость рабочего гидроцилиндра со сливом. Ползун пресса быстро движется вверх. Скорость возвратного хода ползуна регулируется аналогично тому, как при холостом ходе вниз величина давления в штоковой полости ограничивается предохранительным клапаном 6.

В крайнем верхнем положении ползуна при срабатывании конечного выключателя Q7 система управления модуля отключает электромагниты Эм 5, Эм 6 пружины которых выводят золотник распределителя 2 и плунжер дросселя 3 в нейтральное положение. Штоковая и бесштоковая полости рабочего гидроцилиндра, насосная магистраль распределителем 2 через фильтр 11 соединены со сливом. Клапан 10 закрывается. Клапан 9 удерживает ползун от произвольного опускания.


4. УПРАВЛЕНИЕ МОДУЛЕМ СБОРКИ

4.1. Разработка алгоритма работы модуля сборки

  1.  Включение вибрационного бункерно-ориентирующего устройства подпятников.
  2.  Движение подпятников по лотку ВБОУП.
  3.  Включение электромагнита Эм 1 механизма загрузки подпятников.
  4.  Подъем с лотка и фиксирование подпятника на электромагните под действием электромагнитных сил.
  5.  Поворот электродвигателем Эд консольной части механизма загрузки подпятников до срабатывания конечного выключателя Q 1.
  6.  Отключение электромагнита Эм 1 механизма загрузки подпятников.
  7.  Загрузка подпятника в приспособление 192-02-059.
  8.  Поворот электродвигателем Эд консольной части механизма загрузки подпятников до срабатывания конечного выключателя Q 2.
  9.  Транспортировка шарошки на приспособлении-спутнике ТНМШ с предыдущей операции на линию подхода захватного устройства манипулятора.
  10.   Остановка привода ТНМШ.
  11.   Включение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от ТНМШ.
  12.   Раскрытие захватного устройства (рабочий ход штока гидроцилиндра    Ц 1).
  13.   Движение вниз кисти манипулятора по команде от ЗУ до срабатывания конечного выключателя Q 3.
  14.   Отключение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от Q 3 .
  15.   Смыкание ЗУ на шарошке под действием пружины (обратный ход штока гидроцилиндра Ц 1).
  16.   Движение вверх кисти манипулятора по команде от ЗУ до срабатывания конечного выключателя Q 4.
  17.   Поворот кисти манипулятора по команде от Q 4 до срабатывания конечного выключателя Q 5.
  18.   Движение вниз кисти манипулятора по команде от Q 5 до срабатывания конечного выключателя Q 3 (установка шарошки на приспособление 192-02-059).
  19.   Включение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от Q 3.
  20.   Раскрытие захватного устройства (рабочий ход штока гидроцилиндра    Ц 1).
  21.   Включение электромагнита Эм 3 гидрораспределителя Р 2 пресса П6326 по команде от ЗУ.
  22.   Рабочий ход штока гидроцилиндра Ц 2 пресса П6326 до срабатывания конечного выключателя Q 6.
  23.   Включение электромагнитов Эм 5, Эм 6 гидрораспределителя Р 2 и дросселя 3 пресса П6326 по команде от Q 6.
  24.   Обратный ход штока гидроцилиндра Ц 2 пресса П6326 до срабатывания конечного выключателя Q 7.
  25.   Отключение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от Q 7.
  26.   Смыкание ЗУ на шарошке под действием пружины (обратный ход штока гидроцилиндра Ц 1).
  27.   Движение вверх кисти манипулятора по команде от ЗУ до срабатывания конечного выключателя Q 4.
  28.   Поворот кисти манипулятора по команде от Q 4 до срабатывания конечного выключателя Q 8.
  29.   Движение вниз кисти манипулятора по команде от Q 8 до срабатывания конечного выключателя Q 3 (установка шарошки на приспособление-спутник).
  30.   Включение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от Q 3.
  31.   Раскрытие захватного устройства (рабочий ход штока гидроцилиндра    Ц 1).
  32.   Движение вверх кисти манипулятора по команде от ЗУ до срабатывания конечного выключателя Q 4.
  33.   Отключение электромагнита Эм 2 гидрораспределителя Р 1 захватного устройства по команде от Q 4.
  34.   Закрытие ЗУ под действием пружины (обратный ход штока гидроцилиндра Ц 1).
  35.   Включение привода ТНМШ.
  36.   Транспортировка шарошки на приспособлении-спутнике ТНМШ на следующую операцию.

4.2. Аппаратное обеспечение

Одним из способов сопряжения компьютера и периферии является использование параллельного порта.

Работа параллельного порта в компьютерах IBM PC обеспечивается контроллером параллельного ввода-вывода. Типичным представителем такого контроллера может служить микросхема Intel 8255.

Микросхема 8255 фирмы Intel представляет собой однокристальный программируемый интерфейс периферийных устройств (PPI), в котором реализовано три программируемых порта ввода-вывода.

Рис. 4.1

На рис. 4.1 показана структурная схема ИС Intel 8255. Она содержит управляющий регистр и три 8-ми разрядных порта ввода-вывода, получивших обозначения А, В и С.

Порт С по существу представляет собой два отдельных программируемых порта: С–верхний (РС4 – РС7) и С–нижний (РС0 – РС3). Следует помнить, что у пользователей есть возможность осуществлять в управляющий регистр, однако они не могут считывать его содержимое.

Особенности работы микросхемы 8255                                            Таблица 1

А1

А0

Операция ввода (чтение)

0

0

0

1

0

Из порта А на шину данных

0

1

0

1

0

Из порта В на шину данных

1

0

0

1

0

Из порта С на шину данных

Операция вывода (запись)

0

0

1

0

0

С шины данных в порт А

0

1

1

0

0

С шины данных в порт В

1

0

1

0

0

С шины данных в порт С

1

1

1

0

0

С шины данных на линию управления

Функция блокировки

Х

Х

Х

Х

1

С шины данных на буфер

с тремя состояниями

1

1

0

1

0

Запрещенная комбинация

Х

Х

1

1

0

С шины данных на буфер

с тремя состояниями

В таблице 1 приведена информация, характеризующая особенности работы микросхемы 8255. Эта ИС переводится в активное состояние, когда логика декодирования активизирует линию соответствующего сигнала выбора ИС (). Кроме того, по А0 и А1 выбираются управляющий регистр и один из трех портов для организации передачи данных.

Когда включается питание системы, поданный на ИС 8255 сигнал сброса переводит все 24 вывода, связанных с тремя портами ВВ, в третье состояние (с высоким импедансом). Микросхема остается в этом состоянии до тех пор, пока прикладная программа не запишет в управляющий регистр слово, определяющее режим работы. Имеются три возможных режима работы:

  1.  Режим 0: ввод–вывод общего типа;
  2.  Режим 1: стробируемый ввод–вывод;
  3.  Режим 2: двусторонняя шина данных.

Выбор режима 0 предоставляет в распоряжение системы два 8-разрядных порта (А и В) и два 4-разрядных порта (С–верхний и С–нижний). Каждый порт можно запрограммировать на работу в качестве входного или выходного порта. Выходы портов буферизуются, тогда как на входах, буферные регистры не устанавливаются. В этом режиме возможно задание 16 различных конфигураций ввода–вывода.

Режим 1 представляет системе два 8-разрядных порта: А и В. Однако, в этом случае и входы, и выходы буферизуются. Два 4-разрядных порта (С–верхний и С–нижний) используются как линии квитирования установления связи для портов А и В, и они уже не могут служить в качестве портов для обмена данными.

Выбор режима 2 представляет в распоряжение системы одну 8-разрядную шину для двусторонней передачи через порт А. Пять одноразрядных линий порта С становятся для порта А линиями состояния и управления, т. е. порт А приобретает средства квитирования установления связи, аналогичные тем, которые предусмотрены в режиме 1.

Существует возможность различным образом комбинировать режимы выполнения операций. Так, например, можно использовать порты А и С–верхний в режиме 1 и одновременно порты В и С–нижний – в режиме 0.

Рис. 4.2

На рис. 4.2 приведена схема подключения к IBM PC устройств, входящих в состав модуля.

4.3. Программное обеспечение

Программа должна выполнять следующие действия:

  1.  Опрос состояния параллельного порта;
  2.  Обработка полученной информации;
  3.  Подача управляющих сигналов на порт;
  4.  Циклическое повторение всей последовательности (например, в течение заданного времени или до нажатия клавиши на клавиатуре).

Программа может быть реализована в машинных кодах (на ассемблере) или на языке высокого уровня (например, С++). Надо заметить, что ассемблер, с ростом производительности процессов утративший свое основное преимущество (по крайней мере, для большинства задач) – быстродействие, стал экзотикой. Стандартом де-факто в стане разработчиков является С++, сочетающий мощность и гибкость.

Особых требований к такой небольшой (вполне достаточно ста строчек кода) программе нет.

4.4. Реализация СУ

В интерфейсе системы управления для портов А, В и С, а также управляющего регистра микросхемы 8255 выделено адресное пространство 300Н–303Н. Поскольку ИС 8255 должна быть переведена в активное состояние, если любой из четырех сигналов (и ) с логики декодирования переключается в нижний уровень, логические элементы И (74LS08) должны подавать сигнал выбора ИС () на схему 8255. Выбор любого из трех портов или управляющего регистра производится линиями двух младших разрядов адреса ВА0 и ВА1, идущими от схемы буферизации.

В схеме СУ порт А подсоединен к 4-разрядному переключателю в двухрядном корпусе, тогда как порт С–нижний через формирователь (74LS04) – к 4-разрядному светодиодному индикатору, а порт С–верхний – к оборудованию. Формирователь необходим для подачи на светодиоды тока достаточной величины. Кроме того, в схему включен источник питания, необходимый для подачи опорного напряжения +5В.

После подачи питания на компоненты СУ и оборудование модуля и загрузки программы, микросхема 8255 по команде переходит в режим 0 (все порты доступны для ввода-вывода). Далее все происходит по алгоритму, заложенному в программу.

Блок управления модулем представляет собой, по сути, набор переключателей и индикаторов. Все это с помощью кабелей соединяется с оборудованием и компьютером, и после подачи питания положение переключателей определяет состояние оборудования и светодиодов.


5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ МОДУЛЯ

5.1. Выбор дополнительного оборудования и транспорта

Выбор загрузочного устройства подпятников

В качестве загрузочного устройства для подачи подпятников в ориентированном виде в зону захвата манипулятора применяем вибрационное бункерно – ориентирующее устройство с трехвибраторным приводом.

В процессе работы вибробункера возникают и взаимодействуют силы тяжести, инерции и трения, в результате действия которых подпятники перемещаются вверх по спиральному лотку непрерывным потоком. Для работы вибропривода выбран режим с проскальзыванием, как обеспечивающий плавное перемещение подпятников по лотку, что особо важно для их ориентации.

Преимуществом вибробункера прежде всего является то, что скорость движения подпятников не зависит от их массы, т. е. крупные, мелкие, в том числе и легкие подпятники перемещаются с одинаковой скоростью, задаваемой приводом. Кроме того, в таких бункерах отсутствуют движущиеся относительно друг друга части. Здесь подпятники перемещаются только под действием сил инерции. Перемешивание в вибробункерах происходит не так интенсивно, как в других устройствах, и поэтому подпятники меньше подвергаются повреждениям. Вибробункеры могут применяться для широкой номенклатуры подпятников, в том числе для мелких, которые плохо перемещаются под действием собственного веса. Наличие вибраций уменьшает возможность заклинивания подпятников. Вибробункеры просты по конструкции, долговечны и универсальны: чаши и лотки представляют собой узлы и могут быть легко заменены при неизменном приводе для ориентации различных по типоразмеру подпятников. Электромагнитный привод, смонтированный в самом загрузочном устройстве, превращает его в самостоятельно действующий агрегат.

Производительность вибрационных загрузочных устройств (шт/мин) определяется по формуле:

,                                                    (5.1)

где  – средняя скорость движения заготовок по лотку м/с,;

– размер заготовки, которым она располагается вдоль лотка, мм;

– коэффициент вероятности правильного заполнения, учитывающий разрывы в потоке заготовок, движущихся по лотку.

шт/мин.

Скорость движения заготовок по лоткам, а следовательно, и производительность вибробункера регулируется за счет изменения величины подводимого напряжения, а также путем изменения воздушного зазора  между якорем и сердечником электромагнита. С увеличением напряжения и уменьшением зазора  увеличивается скорость перемещения подпятников.

Выбор манипулятора для транспортировки шарошек

В серийном производстве основным средством подачи и загрузки технологического оборудования является промышленный робот.

Учитывая назначение робота – перенос шарошки массой 15,2 кг с позиции накопления на позицию сборки, размеры рабочей зоны, число степеней подвижности, точность позиционирования, требуемую производительность, выбираем робот RBH – 50 (Vasui Sangyo Co, Ltd).

Техническая характеристика:

Грузоподъемность суммарная/ на одну руку, кг 50 (60)

Число степеней подвижности 5

Число рук/захватов на руку 1/1

Тип привода гидравлический

Управление позиционное

Число программируемых координат 5

Способ программирования перемещений обучение

Погрешность позиционирования, мм 0,1

Наибольший вылет руки, мм 1600

Линейные перемещения, мм:

r (при скорости 0,5 м/с) 1100

z (при скорости 0,4 м/с) 1200

Угловые перемещения руки, :

(при угловой скорости 90 /с) 220

(при угловой скорости 90 /с) 90

Масса, кг 750

Выбор манипулятора для загрузки подпятников

Учитывая назначение робота – для загрузки – выгрузки подпятника массой 0,035 кг, размеры рабочей зоны, число степеней подвижности, точность позиционирования, требуемую производительность, выбираем робот FE 20.

Техническая характеристика:

Грузоподъемность суммарная/ на одну руку, кг 0,4

Число степеней подвижности 1

Число рук/захватов на руку 1/1

Тип привода пневматический

Управление цикловое

Число программируемых координат 2

Способ программирования перемещений по упорам

Погрешность позиционирования, мм 0,05

Линейные перемещения, мм z = 25

Угловые перемещения руки,   = 300

Масса, кг 12

Выбор транспортно – накопительного модуля шарошек

Для транспортирования шарошек на позицию захвата манипулятора выбираем транспортно – накопительный модуль конвейерного типа. Модуль имеет станину, на концах которой установлены два барабана: передний-приводной и задний – натяжной. Вертикально замкнутая прорезиненная лента огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, укрепленными на станине. Станина выполнена из прокатных профилей металла в виде продольных балок. Продольные балки прикреплены к расставленным поперечным стойкам, изготовленным из прокатных профилей. Стойки прикрепляются к фундаменту.

Приводной барабан получает вращение от привода и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера. Шарошка на приспособлении – спутнике перемещается на верхней (грузонесущей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Движущая сила передается на ленту трением при огибании ею приводного барабана.

Барабанный привод состоит из асинхронного электродвигателя типа 11М, передаточного механизма (двух муфт и двухступенчатого редуктора) и барабана. Выходной вал редуктора соединяется с валом электродвигателя при помощи упругой муфты. Входной вал редуктора соединяется с валом  электродвигателя также при помощи упругой муфты.

Для предотвращения перемещения на ленте приспособления – спутника с шарошкой в процессе транспортировки имеется фиксирующий механизм.

5.2. Выбор варианта компоновки модуля

Учитывая количество и взаимосвязь основного и вспомогательного оборудования разрабатываем компоновку однопозиционного РТК, состоящего из гидравлического пресса П6326, обслуживаемого промышленным роботом RBH – 50, гидроагрегата П63В2, транспортно – накопительного модуля, вибрационного бункерного ЗУ, промышленного робота FE 20, систем управления ПР (см. лист СамГТУ 2102.059.015.06).


5. Организация производства, экономическое обоснование проекта

Экономическую целесообразность‚ средств автоматизации определяют путем сравнения проектируемого варианта с существующими или сопоставления между собой нескольких проектируемых вариантов в несколько этапов. Первый этап расчета выполняют на стадии составления технического задания. В результате этого расчета решают вопрос о дальнейших проектных разработках. Второй этап расчета производят на стадии технического проекта с внесением (если необходимо) соответствующих коррективов.

При усовершенствовании действующего технологического процесса в качестве базы для сравнения принимают существующий на данном заводе технологический процесс.

Годовой экономический эффект от внедрения автоматической сборки

,

где  и  — себестоимости годового выпуска (сборки) изделий соответственно по базовой и новой технологии; и  — капитальные вложения по базовой и новой технологии;  и  — годовой выпуск по базовой и новой (более производительной) технологии;  — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений ( = 0,15). При постоянной программе выпуска (задан )

где  и  — себестоимости сборки одного изделия (узла) соответственно по базовой и новой технологии;  и  — удельные капитальные вложения по базовой и новой технологии, приходящиеся на одно изделие. Если новый технологический процесс обеспечивает повышение качества изделий по сравнению с базовым (например, увеличение их срока службы), то годовой экономический эффект определяется с учетом экономического эффекта, получаемого в сфере эксплуатации данных изделий,

где  и  — сроки службы изделий, обеспечиваемые по базовой и новой технологии соответственно.

Если новая технология не вызывает изменения капитальных вложений по сравнению с базовой, то экономичность варианта оценивается годовой экономией на снижения себестоимости изделий, производимых по новой технологии,

.

Окупаемость дополнительных капитальных затрат в годах

.

7. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕНЕДЖМЕНТ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Выбор системы менеджмента качества и ее описание.

Первой задачей построения той или иной структуры системы менеджмента качества является разработка, согласование и публикация соответствующих рабочих процедур, координирующих различные виды деятельности, влияющие на качество, в том числе: проектирование, материально-техническое обеспечение, производство продукции и ее сбыт.

Вторая задача, как правило более трудная, состоит в поддержании в рабочем состоянии рабочих процедур, то есть продекларированные процедуры должны выполняться систематически и в полном объеме. Для этого необходимо, чтобы рабочие процедуры были хорошо поняты исполнителями. Текстовые документы, определяющие процедуры, должны быть изложены простым, четким и понятным языком с указанием использованных методов и критериев, которым они должны отвечать.

Для того, чтобы система МК выполняла свои функции в отношении производимой продукции, она должна соответствовать определенным требованиям. Эти требования, построенные на многолетнем опыте ведущих мировых производителей, и легли в основу международных стандартов ИСО 9001-01, 9002-94 и ИСО 9003-94. Они необходимы для демонстрации способности предприятия к производству и поставке соответствующей продукции.

Требования установлены и сформулированы таким образом, чтобы была достигнута удовлетворенность потребителя на основе предупреждения несоответствий продукции на всех стадиях от производства до обслуживания.

Кроме перечисленных требований, производитель может устанавливать и дополнительные требования, учитывающие специфику предприятия, условия его работы, кадровое обеспечение и другие факторы. Каждое требование обеспечивается документально оформленными методиками, процедурами, средствами реализации процедур и действий.

Процедуры управления должны поддерживаться в рабочем состоянии, то есть фактически совершаться и при этом оказывать эффективное управляющее воздействие на процессы с целью предупреждения дефектов продукции.

Введение системы менеджмента качества – стратегическое решение организации. Разработка и внедрение системы менеджмента качества организации зависит от различных потребностей, особых целей, предоставляемой продукции, используемых процессов, размеров и структуры организации.

Необходимо создать систему менеджмента качества, соответствующую требованиям международного стандарта ИСО 9001 – 2001, которая в общем виде представлена на рис. 1.

рис. 1

Международный стандарт ИСО 9001 – 2001 поощряет принятие процессного подхода к менеджменту качества. Любая деятельность, связанная с принятием входящих потоков и преобразованием их в выходящие, может рассматриваться как процесс. Для эффективного функционирования организации должны определять и управлять различными взаимосвязанными процессами. Часто выход одного процесса прямо является входом другого. Систематическую идентификацию и управление различными используемыми процессами и взаимосвязи между этими процессами, можно относить к «процессному подходу».

Эта модель признает, что потребители играют значительную роль в определении входных требований. Чтобы определять и проверять, выполняются ли потребительские требования, необходим мониторинг удовлетворенности покупателей.

Настоящий международный стандарт устанавливает требования к системе менеджмента качества, когда организации необходимо:

– продемонстрировать свои возможности по систематическому обеспечению соответствия продукции требованиям потребителя и применимым обязательным требованиям;

– обратиться к удовлетворенности потребителей за счет действенного применения системы, включая процессы ее непрерывного улучшения и предотвращения несоответствий.

Система менеджмента качества согласно ИСО 9001 – 2001 должна содержать следующие элементы:

4. Система менеджмента качества (только наименование)

4.1. Требования к документации (только наименование)

4.1 .1. Общие положения

4.1.2. Руководство по качеству

4.1.3. Управление документацией и записями

5. Ответственность руководства (только наименование)

5.1. Обязательства руководства

5.2. Политика в области качества

5.3. Цели в области качества

5.4. Планирование создания и развития системы МК

5.5. Ответственность, полномочия и обмен информацией

5.6. Представитель руководства

5.7. Анализ со стороны руководства (только наименование)

5.8. Входные и выходные данные анализа

6. Менеджмент ресурсов (наименование)

6.1. Обеспечение ресурсами

6.2. Человеческие ресурсы (наименование)

6.3. Инфраструктура

6.4. Производственная среда

7. Процессы жизненного цикла (наименование)

7.1. Планирование процессов жизненного цикла

7.2. Процессы, связанные с потребителями (только наименование)

7.3. Планирование проектирования и разработки

7.3.1. Выходные и входные данные для проектирования и разработки

7.3.2. Верификация проекта и разработки

7.3.3. Валидация проекта и разработки

7.3.4. Управление изменениями проекта и разработки

7.4. Закупки

7.4.1. Процесс закупки

7.4.2. Информация по закупкам

7.4.3. Верификация закупленной продукции

7.5. Производство и обслуживание

7.5.1. Управление производством и обслуживанием

7.5.2. Валидация процессов производства

7.5.3. Идентификация и прослеживаемость

7.5.4. Собственность потребителей

7.6. Управление устройствами для мониторинга и измерений

8. Измерение, анализ и улучшение

8.1. Общие положения

8.2. Мониторинг и измерения

8.2.1. Удовлетворенность потребителей

8.2.2. Внутренние аудиты (проверки)

8.2.3. Мониторинг и измерение процессов

8.2.4. Мониторинг и измерение продукции

8.3. Управление несоответствующей продукцией

8.4. Анализ данных

8.5. Улучшение (только наименование)

8.5.1. Постоянное улучшение

8.5.2. Корректирующие действия

8.5.3. Предупреждающие действия

Примечание: Нумерация элементов выполнена в соответствии со стандартом ИСО 9001 – 2001.

Корректирующие и предупреждающие действия.

Корректирующие и предупреждающие действия предназначены для непрерывного улучшения системы качества.

Корректирующее – действие, принятое для устранения причин выявленного несоответствия, дефекта или другой нежелательной ситуации с тем, чтобы предотвратить их повторное возникновение.

Организация должна предпринимать корректирующие действия для устранения причин несоответствий с предотвращением их повторения.

Несоответствие – невыполнение установленного требования.

Документированная процедура корректирующего действия должна включить требования к:

1) идентификации несоответствий;

2) определению причин несоответствия;

З) определению необходимости действий для устранения повторения несоответствий;

4) определению и внедрению корректирующих действий;

5) регистрации результатов предпринимаемых действий;

6) анализу предпринятых корректирующих действий.

Корректирующее действие должно соответствовать возникшей проблеме.

Предупреждающее действие – действие, предпринятое для устранения причин потенциальных несоответствий, дефектов и других нежелательных ситуаций с тем, чтобы предотвратить их возникновение.

Продукция – результат деятельности или процесса.

Потребитель – получатель продукции, поставляемой поставщиком.

Организация должна определять предупреждающие действия для устранения причин потенциальных несоответствий и предупреждения их возникновения. Предпринятые предупреждающие действия должны соответствовать потенциальным проблемам.

Документированная процедура для предупреждающего действия должна включать требования к:

1) идентификации потенциальных несоответствий и их причин;

2) определению и обеспечению необходимых предупреждающих действий;

З) записи результатов предпринятых действий;

4) анализу предпринятых предупреждающих действий.

Поставщик – организация, поставляющая продукцию потребителю.

Устранение несоответствия – действие, предпринимаемое в отношении имеющегося несоответствующего объекта с целью приведения его в соответствие с установленными требованиями.

В данном разделе необходимо указать следующие сведения:

4.1 Ответственность за разработку, выполнение и оценку эффективности корректирующих и предупреждающих мероприятий. Как правило, ответственность несут руководители подразделений – исполнителей осуществляющих эти действия.

4.2 Порядок разработки и проведения корректирующих и предупреждающих действий.

В порядок разработки входит: анализ причин появления несоответствий продукции, обнаруженных несоответствий выпускаемой продукции (НП), несоответствий техпроцессов (ПТ), несоответствующего функционирования системы менеджмента качества (СМК).

В качестве примера рассмотрим порядок разработки корректирующих предупреждающих действий на одном из предприятий г. Самара.

Анализ причин несоответствий проводит комиссия. Ответственным за анализ:

– причин внутрицехового характера являются мастера отдела технического контроля (ОТК) или внутрицеховые комиссии;

– причин межцеховых – начальник ОТК или общезаводская комиссия.

Информацию для анализа причин НП и НТ в общезаводскую комиссию предоставляет отдел менеджмента качества продукции (ОМКП) и другие подразделения по поручениям председателя комиссии.

Результаты анализа причин НП: характер причин, подразделения, исполнители, ответственные за НП фиксируются в актах на НП с обязательной подписью мастеров ОТК - внутрицеховые причины, или начальником ОТК - общезаводские причины.

Анализ причин несоответствий требованиям СМК, выявленным при аудиторских проверках и авторском контроле разработчиков документов СМК, проводится руководителями проверяемых подразделений.

Результаты анализа заносятся в отчеты аудиторских проверок СМК или отчеты авторских проверок.

Причины выявленных несоответствий устраняются через разработку и выполнение конструкторских документов (КД). Объем и характер разрабатываемых КД должны соответствовать значению и актуальности проблем НП.

Для обеспечения разработки, выполнения КД, определения их эффективности в службах предприятия ответственными за работу с КД назначаются заместители директора.

Заместитель директора привлекает к работе руководителей и специалистов своей службы или смежных служб. Он также осуществляет: утверждение разработанных КД, контроль за выполнением КД, контроль за передачей информации о КД в установленные сроки и несет ответственность за своевременную разработку и выполнение КД и их эффективность по службе в пределах своей компетенции.

Основаниями для разработки КД служат:

– служебные записки директора по управлению качеством продукции (УКП) о разработке КД по актам на НП и предупреждениям ОТК на отступление техпроцесса;

– отчеты о несоответствии требований СМК с указанием характера несоответствия с рекомендациями аудиторов по устранению несоответствия;

– отчеты о несоответствиях по результатам проверок авторского контроля;

– предложения смежных служб и подразделений, ответственных за разработку КД для совместной работы;

– наличие претензий, возникших при поставке продукции подразделений по межцеховой кооперации;

– для отдела внешней кооперации и оборудования и отдела материально- технического снабжения – увеличение допустимого процента брака.

Ответственные за выполнение КД определяются при их разработке. Они должны организовать работу по выполнению КД в установленные сроки и отчитываться о результатах соответствующему заместителю директора.

Ежемесячно он проводит анализ эффективности КД, обеспечивается учет результатов анализа и оценивается работа службы с КД, планируются меры по ее улучшению.

Оценку эффективности КД дает бюро анализа качества продукции (БАК) на основании данных дефектности, отраженной в актах на НП. Критерием эффективности КД является отсутствие повторяемости НП по причинам, для устранения которых были разработаны и внедрены КД. Если КД неэффективны, то БАК учитывает это при подсчете коэффициента качества по итогам работы подразделения предприятия. КД, разработанные и внедренные по результатам аудиторских проверок функционирования или процессов СМК, а также методологических инструкций (МИ), признаются неэффективными, если при последующих аудитах и проверках выявляются те же несоответствия, по которым разрабатывались КД.

Мониторинг и контроль продукции.

Согласно ИСО 9001 – 2001, организация должна проводить измерения и мониторинг характеристик продукции для проверки удовлетворения установленных требований к продукции. Это должно делаться на подходящих стадиях процесса реализации продукции. Результаты проверки соответствия критериям приемки должны записываться, записи должны включать лицо, ответственное за реализацию продукции.

Реализация продукции и предоставление услуги не должны производиться до удовлетворительного завершения всех установленных действий, если иное не разрешено потребителем.

В этом разделе необходимо определить порядок проведения контроля и испытаний на всех стадиях производстве продукции:

– входного контроля материалов и комплектующих, поступающих на предприятие;

– контроля в процессе производства;

– окончательного контроля и испытаний готовой продукции, выпускаемой предприятием.

Контроль – деятельность, включающая проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки одной или нескольких характеристик (с целью калибровки) объекта и сравнение полученных результатов с установленными требованиями для определения, достигнуто ли соответствие по каждой из этих характеристик.

Продукция – результат деятельности или процессов.

Поставщик – организация, предоставляющая продукцию потребителю.

Проверка – подтверждение путем экспертизы и представление объективного доказательства того, что установленные требования были выполнены.

Технические условия (ТУ) – документ, устанавливающий требования.

Входной контроль – продукции поставщика поступившей к потребителю или заказчику и предназначенной для использования при изготовлении, ремонте или эксплуатации продукции.

Программа испытаний – организационно – методический документ, обязательный к выполнению, устанавливающий объект и цели испытаний, виды, последовательность и объем проводимых экспериментов, порядок, условия, место и сроки проведения испытаний, обеспечение и отчетность по ним, а также ответственность за обеспечение и проведение испытаний.

Методика испытаний – организационно – методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод испытаний, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы взаимосвязанных характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды.

Ответственность за разработку руководящих документов по мониторингу и контролю продукции несет начальник отдела технического контроля (ОТК).

Ответственность за выполнение требований руководящих документов несут руководители подразделений, включенные в процесс изготовления товарной продукции.

Вся продукция, изготавливаемая на предприятии, подвергается контролю и испытаниям на соответствие требованиям ГОСТ, ОСТ, ТУ и контрактам на конкретный вид продукции.

Порядок, объем и методы контроля и испытаний, критерии оценки продукции определяются в стандартах предприятия (СТП), рабочих инструкциях (РИ), программах и методиках приемо – сдаточных испытаний (ПМ), технологических процессах, чертежах и программах качества.

Основными видами контроля и испытаний являются:

– входной контроль и испытания;

– контроль и испытания в процессе производства;

– контроль и испытания готовой продукции.

для освоения новых видов продукции, новых материалов, комплектующих, оборудования, техпроцессов, опытно-экспериментальных работ, а также работ по устранению причин дефектов и рисков их возникновения на всех этапах изготовления продукции по решению директоров служб разрабатываются Программы качества. Программа качества – документ, регламентирующий конкретные меры в области качества, ресурсы и последовательность деятельности, относящихся к продукции, процессам и системам.

Необходимость разработки рабочих инструкций, выполнения операций контроля и испытаний определяют технологические отделы службы технического директора при разработке и внедрении техпроцессов, а так же ОТК по результатам анализа причин.

Результаты контроля и испытаний обязательно регистрируются в таких документах, как:

– сопроводительные карты;

– протоколы приемо – сдаточных испытаний;

– журналы ОТК входного контроля для регистрации поступившего комплектующего оборудования и материалов;

– журналы ОТК цехов изготовителей для регистрации принятой продукции;

– журналы контроля параметров непрерывных техпроцессов.

По результатам контроля ОТК делает отметку в сопроводительных документах (в накладной, в приемо – сдаточной накладной и заказ – наряде).

Приемка готовой продукции на складе готовых изделий (СГИ) без отметки ОТК в сопроводительных документах запрещается.

Применяемые при контроле и испытаниях средства измерения и испытательное оборудование проходят проверку и аттестацию.

Организация рабочих мест контролеров производится в соответствии с требованиями техпроцессов и планировок производственных подразделений. Ответственность за оборудование мест для контроля, испытаний и изолятора продукции несет руководитель производственного подразделения. Соответствие параметров окружающей среды установленным требованиям определяется при аттестации рабочих мест контролеров ОТК по графику отдела техники безопасности.

Входной контроль и испытания

Номенклатура покупной продукции, контролируемые параметры, вид контроля и испытаний, объем выборки или проб устанавливается в перечне продукции, подлежащей входному контролю.

Перечень продукции, подлежащей входному контролю, разрабатывается конструкторскими отделами службы технического директора (СТД), согласно ГОСТ 24297-87.

Разработку техпроцессов и соответствующее технологическое оснащение для выполнения входного контроля и испытаний обеспечивает технологический отдел службы технического директора.

Общий порядок проведения входного контроля и испытаний приведен в ГОСТ 24297-87.

Контроль испытания в процессе производства

При изготовлении товарной продукции с новыми элементами по конструкторско-технологической документации (КТД) контроль изготовления новых элементов (деталей и узлов) проводит ОТК на соответствие требований КТД. Все виды сборки в процессе изготовления, где используются новые элементы, осуществляются при обязательном контроле разработчика, до оформления акта внедрения технической документации.

Контроль сборки на соответствие осуществляет ОТК в установленном порядке. При изготовлении новой товарной продукции составляется комиссионный акт о приеме новой продукции.

Контроль и испытания готовой продукции

Контроль и испытания готовой продукции проводятся, когда все предусмотренные виды контроля и испытаний, включая специальные, полностью проводились либо при входном контроле, либо в процессе производства с удовлетворительными результатами.

Дополнительные проверки и испытания, если они оговариваются в контракте, проводятся на основании дополнительной КТД СТД, согласованной с ОТК.

Список НД не вошедших в библиографический список

1 . ИСО 900 1 – Система качества. Модель для обеспечения качества при проектировании и / или разработке, производстве, монтаже и обслуживании.

2. ИСО 9002 – 94 – Система качества. Модель для обеспечения качества при производстве и монтаже.

3. ИСО 9003 – 94 – Система качества. Модель для обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях.

4. ГОСТ 24297 – 87 – Входной контроль продукции. Основные положения.

5. Костин В. И. Основы надежности авиационных ГТД и управление качеством продукции.

6. ГОСТ 8.001 – 80 ГСИ. Организация и порядок проведения государственных испытаний средств измерения.

7. ГОСТ 8.001 – 89 ГСИ. Метрологическая аттестация средств измерения.


8. ОХРАНА ТРУДА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

8.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов

Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Реальные производственные условия характеризуются наличием опасных и вредных факторов, поэтому возникла необходимость проведения анализа этих факторов для того, чтобы перечисленные факторы были предсказуемыми и, следовательно, их можно предотвратить соответствующими мерами.

Основными причинами возникновения аварийных ситуаций автоматизированных модулей могут явиться неправильные (непредусмотренные) движения ПР во время обучения и автоматической работы, в том числе погрешность позиционирования рабочих органов; авария технологического оборудования на участке; ошибочные действия оператора во время наладки и ремонта; доступ постороннего человека в рабочее пространство ПР при его работе в автоматическом режиме; нарушение номинальной грузоподъемности ПР; неудобное и тесное размещение технологического оборудования, пультов управления, накопителей и транспортных средств на участке; размещение пультов управления внутри рабочего пространства ПР и отсутствие специального ограждения его; отключение при аварийной остановке ПР устройств, перерыв в работе которых связан с возможностью травмирования персонала; отсутствие четкой информации оператору о ситуациях на участке и причинах возникновения неполадок.

Безопасность при эксплуатации автоматизированных модулей достигается за счет их рациональной планировки, безопасности и безаварийной работы оборудования, а также с помощью специальных устройств, обеспечивающих безопасность обслуживающего персонала. Главная цель этих мероприятий и устройств состоит прежде всего в исключении возможности одновременного нахождения человека и механизмов робота в одном месте рабочего пространства.

Для предотвращения опасных и вредных факторов планировка проектируемого модуля обеспечивает свободный, удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к ПР, основному и вспомогательному технологическому оборудованию, к органам управления и аварийного отключения всех видов оборудования и механизмов, входящих в состав.

Модуль исключает возможность появления оператора и постороннего человека в пределах рабочих зон ПР при их автоматической работе. Модуль оснащен круговым ограждением, при раскрытии створки которого посылается командный сигнал на останов ПР. Все узлы механизма подачи деталей с перемещением по координате «Z» и поворотом вокруг нее расположены внутри автоматизированного модуля и прямой доступ к ним невозможен. Расстояние ограждения модуля от границ рабочих зон ПР 0,8 м. Требуемые переналадки и коррекция работы модуля осуществляются на пульте оператора вне рабочих зон ПР.

Рабочее пространство ПР обозначено сплошной линией шириной 80 мм, нанесённой на плоскость пола жёлтой краской, стойкой к истиранию. Устройства защиты модуля формируют командный сигнал на останов движений ПР в опасной для человека зоне его рабочего пространства.

Внезапное отключение питания не должно приводить к повреждению ПР или травмированию обслуживающего персонала. Сигнально – предупредительная окраска и знаки безопасности, нанесенные на ПР, соответствуют требованиям ГОСТ 12.4.027-76. Все движущиеся части механизмов окрашены в виде нескольких чередующихся полос черного и желтого цветов, расположенных под углом 60º (ширина полос составляет 150 мм.).

Пульт управления расположен вне рабочего пространства автоматизированного модуля, вокруг него предусмотрено достаточно места, чтобы оператору иметь беспрепятственный доступ к кнопке аварийного отключения. Пульт управления сделан так, чтобы пользоваться им было удобно и не было случаев зацепления одеждой за выступающие приборы (манометры, измеряющие низкое и высокое давление) и другие органы управления. Кнопки включения и выключения автоматизированного модуля разнесены в разные стороны, что практически исключает возможность нажатия оператором кнопки «Пуск» вместо кнопки «Стоп» при наладке и регулировке модуля. Кнопка «Стоп» выполнена выпуклой в виде гриба, что облегчает ее нажатие, а кнопка «Пуск» утоплена в корпус, что затрудняет ее нажатие. На переключатели режимов работы и регуляторы скорости нанесены четкие и ясные символы.

Для предотвращения несчастных случаев при выходе из строя различных систем автоматизированного модуля (гидравлической, пневматических) предусмотрены разгрузочные каналы, управляемые от электромагнитов при помощи реле давления. Отдельно на щит вынесено устройство световой сигнализации, которое служит для удобства обслуживания модуля и сообщает оператору о выходе из строя, какой – либо системы.

Кроме технологического оборудования, которое является источником возникновения опасных и вредных производственных факторов, причиной появления аварийной ситуации является сам оператор, обслуживающий автоматизированный модуль. Для предотвращения аварийных ситуаций по вине оператора, к обслуживающему персоналу предъявляются следующие требования:

  1.  Квалификация оператора не ниже 4 – го разряда.
  2.  Знание техники безопасности при работе с данным оборудованием (регулярное проведение инструктажа на рабочем месте – 1 раз в три месяца).

Контроль за мероприятиями и средствами обеспечения безопасности и соблюдением персоналом требований техники безопасности должен осуществляться службой безопасности предприятия. Рациональные режимы труда и отдыха персонала, обслуживающего модуль, регламентируются на основе межотраслевых и ведомственных нормативов.

8.2. Электробезопасность

Основными причинами воздействия тока на человека являются:

– случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям;

– появление напряжения на металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;

– шаговое напряжение в результате замыкания провода на землю.

Питание электрооборудования осуществляется от сети переменного 3 – х фазного тока напряжением 380 В, 50 Гц.

Участок, где происходит сборка сопрягаемых деталей, относится к числу помещений без повышенной опасности поражения электрическим током, т.к. относительная влажность составляет не более 70 %, а температура воздуха – в среднем 20 ºС, что не превышает требований санитарных норм.

Причиной электрических ударов при эксплуатации модуля может быть халатность оператора и несоблюдение им правил техники безопасности. В связи с этим, к обслуживанию электрооборудования допускается персонал, хорошо знакомый с электрооборудованием модуля, УЧПУ и аттестованный по технике безопасности при работе с электроустановками с напряжением до 1000 В.

Во избежание поражения человека электрическим током при случайном соприкосновении с токопроводником, силовое оборудование находится в специальном шкафе. Дверь электрического шкафа заперта специальным кодовым замком и снабжена табличкой «ОСТОРОЖНО! ОПАСНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ». Так же на дверь установлен конечный выключатель, обеспечивающий автоматическое снятие напряжения с электрошкафа (если это не было сделано заранее по какой – либо причине) при открытии дверцы шкафа.

Для того, чтобы не произошло несчастного случая, при коротком замыкании, предусмотрены плавкие предохранители, которые сразу размыкают питающую цепь модуля. Также предусмотрено заземление. Оно выполнено проводом (шиной) от электрошкафа к пожарному блоку оборудования модуля. Не допускается последовательное заземление оборудования. К заземляющим аппаратам подводится провод зелено – желтого цвета.

Причиной электрического удара может быть неисправная изоляция. На модуле должно быть проведено измерение сопротивления изоляции электрооборудования, которое в любой заземленной точке должно быть менее 1 МОм, а у изоляции обмоток проводов электродвигателей (без присоединительных проводов) – не менее 0,5 МОм. Измерения проводятся в производственном помещении. Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром при напряжении 500 – 1000 В.

В результате пробоя изоляции, электрическое сопротивление, измеряемое между устройством заземления, находящимся на вводе к блоку электрошкафа и любой металлической частью, на которой установлены элементы электрооборудования и которая может оказаться под напряжением свыше 42 В, не должно превышать 0,1 Ом.

В случае нарушения автоматического процесса, отказа оборудования, выхода параметров энергоносителей за допустимые пределы (резкое увеличение напряжения и силы тока), что может привести к электрическому удару, предусмотрено защитное устройство аварийного останова.

Электродвигатели, трансформаторы, цепи управления и сигнализации защищены от токов короткого замыкания автоматическими выключателями, лампа освещения электрошкафа – предохранителями.

Защита электродвигателей от перегрева осуществляется тепловыми реле.

8.3. Пожарная безопасность

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. К основным причинам возникновения пожаров можно отнести: нарушение технологического режима, неисправность электрооборудования (короткое замыкание, перегрузки), самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, несоблюдение графика планового ремонта, реконструкции установок с отклонением от технологических схем. На проектируемом участке возможны такие причины пожара: перегрузка проводов, короткое замыкание, возникновение больших переходных сопротивлений, самовозгорание различных материалов и масел.

Опасность возникновения пожаров при эксплуатации модуля увеличивается из-за применения масла (в гидросистеме модуля используется около 100 л. масла, находящегося под давлением от 3 до 20 МПа, также используется технологическое масло, обеспечивающее нормальную работу автоматизированного модуля). Все это может привести к возникновению пожара из-за:

– неправильным хранения масел;

– неосторожного обращения с источниками открытого огня;

– неисправной проводки, пробоя изоляции.

Во избежание распространения огня при пожаре, возле гидроагрегата устанавливаются средства пожаротушения (пеногенераторы и огнетушители).

Для предотвращения пожара из-за неосторожного обращения с огнем вблизи модуля категорически запрещено курить, зажигать спички.

Для предотвращения неисправности в электропроводке применяется полихлорвиниловая изоляция проводов ПВВ – 1,5, разъемы покрыты лаком, что предохраняет от прогорания и искрения. Также, перед началом эксплуатации модуля, оператор, его обслуживающий, визуально убеждается в исправности электропроводки. Контроль изоляции проводится и во время технического обслуживания модуля.

При возгорании масла его тушат механической или химической пеной, на небольшой площади используют песок, углекислотные огнетушители типа ОУ-5. Огнетушитель эффективно работает в течение 40 – 60 секунд, поэтому действовать необходимо быстро. Весовая проверка огнетушителей проводится не реже 1 раза в 3 месяца. Для ликвидации пожара имеются 2 пожарных щита, ящик с песком вместимостью 0,53,0 м3, лопата, войлок, кошма (11 22 м3), по участку проходят пожарные гидрошины с рукавами. Пожарные краны расположены в двух концах участка в специальных ящиках красного цвета. Пользоваться пожарным краном при включенном электричестве категорически запрещается. При возгорании необходимо отключить питание модуля и вызывать пожарную охрану.

В цехе обязательно наличие датчиков сигнализирующих о пожаре, соединенных с общим пультом пожарной охраны. На случай пожара в цехе предусмотрены средства коллективной защиты, которые обеспечивают безопасность людей в момент воздействия опасных факторов. Коллективная защита обеспечивается с помощью пожаробезопасных убежищ.

В соответствии с требованиями пожарной безопасности в цехе предусмотрены пожарные проезды, а также пожарные аварийные выходы из производственных помещений.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе разработки было подобрано необходимое оборудование для модуля с учётом его дальнейшей модернизации.

Комплекс построен на принципе ГПС, заложенном в роботах с ЧПУ, микропроцессорных системах, т.е. на гибкости. Использование ПР с управлением от микропроцессоров позволяет не только перестраивать процессы в соответствии с конкретными требованиями и эффективно решать производственные задачи, но и влиять на дальнейшее развитие производства. Точность и быстродействие роботов повышаются из года в год. Современные роботы успешно выполняют операции сборки, требующие высокой точности.

Технической основой высоконадёжных ГПС является дальнейшее развитие таких путей повышения надёжности, как модульно – блочная конструкция оборудования, модульный принцип построения манипуляторов ПР, РТК в целом, автоматическая самодиагностика состояния оборудования, внедрение АСУ обслуживания и содержания оборудования с индивидуальным контролем состояния каждой единицы оборудования, анализ причин отказов с автоматической заменой теряющих надёжность блоков.

Переход к гибкому производству ведёт к созданию высокоавтоматизированного производства с минимальным участием людей, постоянным совершенствованием его по мере развития научно – технического прогресса.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т.  Т. 2. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 584 с.
  2.  Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/ С. В. Белов, А. В. Ильницкая, А. Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С. В. Белова. 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2001. – 485 с.
  3.  Веретенников Е. А. Автоматические загрузочно–ориентирующие устройства и механизмы дискретного питания станков. Учебное пособие. Куйбышев, 1976.
  4.  Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. – 376 с.  
  5.  Профилактика травматизма при проектировании и эксплуатации робототехнических систем: Метод. указ. к дипломному проектированию / Самар. политехн. ин-т: Сост.: Ю. Л. Берестнев, В. А. Костин, Г. Н. Яговкин. Самара, 1991. 16 с.
  6.  Чекмарев А.А., Осипов В. К. Справочник по машиностроительному черчению. – 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк.; Изд. центр «Академия», 2001. – 493 с.
  7.  Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC: Пер. с англ. / Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. М.: Мир, 1992
  8.  Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами: Уроки реализации: Пер. с англ. М.: Мир, 2000.
  9.  Современные промышленные роботы: С 56 Каталог/Под ред. Ю. Г. Козырева, Я. А. Шифрина. – М.: Машиностроение, 1984. – 152 с., ил. (Автоматические манипуляторы и робототехнические системы).
  10.  Фесик С. П. Справочник по сопротивлению материалов. Киев «Будiвельник», 1970 г, стр. 308.
  11.  Конвейеры: Справочник / Р. Л. Зенков и др.: Л.: Машиностроение, 1984 г.
  12.  Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебн. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». – М.: Машиностроение, 1985.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6839. Налаштування початкової конфігурації комутатора 226 KB
  Налаштуванняпочаткової конфігурації комутатора Мета Налаштування початкової конфігурації комутатора CiscoCatalyst 2960. Загальні відомості/підготовка В даній лабораторній роботі PacketTracer описується налаштування клієнтсько...
6840. Служба каталогов Active Directory и использование групповых политик 239 KB
  Служба каталогов ActiveDirectory и использование групповых политик СЛУЖБА КАТАЛОГОВ Общие сведения о службе каталогов На заре компьютеризации все управление пользователями сводилось к администрированию одного единственного сервера. Со...
6841. Конфігурація RIP і її перевірка 148.5 KB
  Конфігурація RIP і її перевірка Завдання Реалізувати маршрутизацію RIP і переконатися, що виконується динамічна заміна мережевих маршрутів. Позначення маршрутизатора Назва маршрутів-тізатора Адреса інтерфейсу Fast Ethernet 0 Адреса послідовног...
6842. Налаштування стандартних ACL 486.5 KB
  Налаштування стандартних ACL. Мета навчання Після завершення цієї лабораторної роботи ви зможете: Розробляти стандарти імен і розширені списки управління доступом ACLs. Застосовувати стандарти імен і розширені списки управління доступом...
6843. Усунення несправностей корпоративних мереж 386 KB
  Усунення несправностей корпоративних мереж Мета навчання Після завершення цієї лабораторної роботи ви зможете: З'єднайти мережу відповідно до топологічної діаграми Стертипоточну конфігурацію і перезавантажит...
6844. Основы настройки сетевых устройств CISCO 145.5 KB
  Основы настройки сетевых устройств CISCO Цель работы: познакомиться с устройством маршрутизаторов, основами операционной системы IOS, протоколами маршрутизации и списками контроля доступа. План работы: Настройте адреса всех сетевых интерфейсов...
6845. Налаштування IPSec VPN засобами IOS 416 KB
  Налаштування IPSecVPN засобами IOS Завдання роботи: Налаштування EIGRP на маршрутизаторах Створення IPSecVPN між двома маршрутизаторами Перевірка функціонування IPSec Топологія Сценарій У даній роботі ви налаштуєте VPN ...
6846. Захист GRE-тунеля 365 KB
  Захист GRE-тунеля Завдання роботи: Створення GRE тунеля між двома маршрутизаторами Використання IPSec для захисту тунеля Топологія Сценарій У даній роботі ви налаштуєте GRE - тунель (GenericRoutingEncapsulation), захище...
6847. Налаштування контекстного контролю доступу 173 KB
  Налаштування контекстного контролю доступу Завдання роботи: Навчитися налаштовувати правила контекстного контролю доступу на маршрутизаторах Топологія Сценарій Контекстний контроль доступу (CBAC - Context Based Access Control) є...