Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 42(212)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6, скачать журнал часть 7

Библиографическое описание:
Девятов Д.А., Яковлев В.О. ЗАМЕНА РАБОЧЕГО СБОРЩИКА ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНОГО УЧАСТКА // Студенческий: электрон. научн. журн. 2022. № 42(212). URL: https://sibac.info/journal/student/212/275836 (дата обращения: 19.04.2024).

ЗАМЕНА РАБОЧЕГО СБОРЩИКА ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНОГО УЧАСТКА

Девятов Даниил Андреевич

бакалавр, кафедра Конструкторско-технологическая подготовка машиностроительных производств, Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова,

РФ, г. Ижевск

Яковлев Владимир Олегович

бакалавр, кафедра Конструкторско-технологическая подготовка машиностроительных производств, Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова,

РФ, г. Ижевск

АННОТАЦИЯ

Проектирование рабочего места, призванного заменить рабочего сборщика промышленным роботом. Разработка сборочной схемы изделия, расчёт времени, заключение об экономической целесообразности замены человека роботом.

 

Ключевые слова: Сети Петри, промышленный робот, сборочный участок, производство, маршрут сборки, циклограммы.

 

Компоновка сборочного участка отталкивается от технических возможностей выбранного сборочного робота, а именно его максимального расстояния вытягивания «руки». В данном случае робот дотягивается на дистанции до 1500 мм, из чего следует что ширина сборочного участка не должна превышать 3 м.

В выбранном радиусе располагаем необходимые элементы сборочного места необходимые для полноценного функционирования участка (рисунок 1):

1 – Электрический шкаф участка;

2 – ЧПУ стойка промышленного робота TR1010B-150;

3 – Сборочный стол;

4 – Промышленный робот TR1010B-150;

5 – Стол с твердотельной тарой со сборочными единицами;

6 – Стол смены насадок автоматический;

7 – Запрессованный полуавтомат;

8 – Тара под готовое изделие.

Для перемещения сборочных единиц по цеху предполагается использовать твердотельную пластиковую тару, отштампованную под все детали одновременно, и размещаемую на столе сборочных единиц.

На сборочном столе в качестве оснастки для базирования деталей ячейки 1 и 2 оснащены автоматическими самозахватывающими тисками, а ячейки 3 и 4 плитами с базирующими уголками.

 

Рисунок 1. Сборочный участок

 

Таблица 1

Распределение позиций сборки по участку.

Предпозиция

Позиция

Название дет.

Номер дет.

Кол-во

1

1

Корпус

1

1

2

Крышка

2

1

3

Крышка

5

1

4

Гильза

6

1

5

Кольцо

7

2

6

Стопорная шайба

8

1

7

Шток

9

1

8

Поршень

10

1

9

Крышка

13

1

10

Прокладка

16

2

11

Винт

17

8

12

Гайка

19

1

13

Манжета

21

1

14

Манжета

22

2

15

Сальник

23

1

2

1

Сборка штока

2

Сборка поршня

3

Сборка нижней крышки

4

Полная сборка

3

Тара под готовое изделие

N

Опрессовочное оборудование

L

Стол смены насадки

 

 

Изображение на компоновке РТК опорных точек движений манипулятора (табл. 2), т.е. маршрут сборки строится относительно схемы сборки и ее опорных точек.

Таблица 2

Маршрут сборки изделия.

Операция

Позиции

Время работы робота, с

Время работы человека, с

1. Собрать (поршень)

 

t1-t3

0 - 1.8

0,8

12,500

1.8 – 2.2

1,4

10,000

2.2 – 1.14

1,7

-

1.14 – 2.2 (+перевернуть)

1,7

-

2.2 – 1.14

5,3

-

1.14 – 2.2

1,7

-

2. Собрать (шток)

 

t4

2.2 – 1.7

1,4

14,000

1.7 – 2.1

1,5

12,500

2.1 – 1.5

1,4

-

1.5 – 2.1

1,4

-

2.1 – 2.2

0,7

-

2.2 – 2.1

0,7

-

2.1 – 1.5

1,4

-

1.5 – 2.1

1,4

-

2.1 – 1.6

1,4

-

1.6 – 2.1

1,4

-

3. Закрутить (гайку)

 

t5

2.1 – 1.12

1,7

-

1.12 – 2.1

1,7

16,500

2.1 – L

1,3

-

L – 2.1

1,3

-

2.1 – L

1,3

-

4. Собрать (нижняя крышка + корпус)

 

t6

L – 1.1

2,0

4,500

1.1 – 2.3

1,1

10,000

2.3 – 1.10

1,4

4,500

1.10 – 2.3

1,4

12,000

2.3 – 1.3

1,2

-

1.3 – 2.3

1,2

-

5. Закрутить (винты)

 

t7

2.3 – 1.11

1,4

-

1.11 – 2.3

1,4

20,500

Повторить еще три раза

8,6

-

2.3 – L

1,5

-

L – 2.3

1,5

-

2.3 – L

1,5

-

6. Запрессовать (сальник в крышку)

t8

L  – 1.2

2,1

4,500

1.2 – N

1,7

8,500

N – 1.15

2,2

4,000

1.15 – N

2,2

12,500

7. Собрать (цилиндр)

 

t9

N – 2.3

1,2

2,500

2.3 – 2.4

0,7

5,000

2.4 – 1.4

1,1

4,500

1.4 – 2.4

1,1

6,500

2.4 – 1.10

1,3

4,500

1.10 – 2.4

1,3

6,500

2.4 – 1.9

1,2

4,500

1.9 – 2.4

1,2

16,500

2.4 – 1.13

1,4

-

1.13 – 2.4

1,4

-

2.4 – N

1,3

-

N – 2.4

1,3

24,500

8. Закрутить (винты)

 

t10

2.4 – 1.11

1,3

4,500

1.11 – 2.4

1,3

28,500

Повторить еще три раза

7,7

-

2.4 – L

1,7

-

L – 2.4

1,7

-

2.4 – L

1,7

-

9. Перемещение готового изделия в погрузочную тару.

L – 2.4

2,2

-

2.4 - 3

1,5

5,5

3-0

1,7

-

Итого

100

260

 

По данным таблицы 2 строим циклограмму сборки изделия гидроцилиндр для рабочего и робота сборщика (рисунок 2 и 3).

 

Рисунок 2. Циклограммы робота

 

Рисунок3. Циклограммы рабочего сборщика

 

Условие применения промышленного робота определяют неравенством с учетом стоимости оборудования и расхода зарплаты на единицу времени (1):

А – стоимость робота, делённая на срок окупаемости в 3 года, с учетом амортизации, затрат различного рода (энергия, расходники, программы, доп. оснастка) в 20%;

З – заработная плата рабочего за год;

F – годовой фонд времени за 1 смену;

 

h – коэффициент загрузки;

Решая неравенство, получаем результат:

Условие выполняется. Применение промышленного робота выгодно. Однако, чтобы узнать с какого значение промышленный робот становится не целесообразным необходимо подставить значение неравенства человека в часть для робота. В таком случае мы узнаем максимальное время сборки при котором робот все еще будет выгоднее рабочего.

Также подставляя значение левой части неравенства в правую можно сказать, что приобретение робота в конкретной ситуации будет не целесообразно если рабочий будет собирать изделие быстрее 23 с или получать зарплату в 31 руб./ч.

Заключение:

При разработке сборочного участка, построения сборочного маршрута и расчета экономической целесообразности приобретения промышленного робота, получен результат, при котором в данной конкретной модели сборочного участка приобретение робота считается нецелесообразным при следующих условиях:

- Сборка роботом длится более 1098 с;

- Сборка человеком длится менее 23с;

- Заработная плата рабочего сборщика менее 31 руб.

 

Список литературы:

  1. Х.Таха. Введение в исследование операций, 6 издание М., Вильямс, 2001.
  2. Г.Вагнер. Основы исследования операций. Москва, Мир, 1972, тт.1-3.
  3. Котов В. Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984. 160 с.
  4. Питерсон Д. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984. 264 с.
  5. Сочнев А.Н. Оптимизация функционирования представленных сетями Петри систем с помощью искусственных нейронных сетей. Сборник «Управление большими системами», М., 2011. №33. С.198-217.
  6. Булгаков, А.Г. Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление [Текст] / А. Г. Булгаков, В. А. Воробьев. - М. : СОЛОН-ПРЕСС, 2007. - 488с. : ил. ; 21см. - (Монография). - Библиогр.:с.473-481. - ISBN 978-5-91359-013-8 : 271,73.
  7. Покровский Б. С. Основы слесарных и сборочных работ : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Б. С. Покровский. — 9-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2017. — 208 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.