Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу "Технология автоматизированного производства"

Рис. 1.17. Схема к определению траектории, проходимой инструментом на рабочей подаче

Выражение (1.12) является общей формулой, которая с небольшими изменениями может быть использована для расчёта машинного времени при выполнении обработки на различных станках.

Машинное время при обработке на станках-автоматах и полуавтоматах определяется как сумма времени на все не совмещённые основные технологические и вспомогательные переходы, выполняемые в цикле работы станка:
, (1.14)
где – время на основные технологические переходы, мин; Т_в – время на вспомогательные переходы, мин.
Так, при обработке на одношпиндельных автоматах Т_в включает время на подачу и зажим прутка, на не совмещённые повороты револьверной головки и другие вспомогательные переходы. На многошпиндельных автоматах Т_в включает также время на поворот шпиндельного блока (барабана) и на подвод и отвод суппортов. Численные значения этих составляющих определяют на основании схемы обработки заготовки и паспортных данных станка.
На многошпиндельных и многопозиционных станках-автоматах, когда выполняется параллельно-последовательная обработка заготовок в 4, 6 или 8-и позициях, время цикла обработки Т_ц определяется по наиболее продолжительному технологическому переходу Т_ц = Т_маш. При этом, если за время цикла происходит изготовление 2, 3 или более деталей, то штучное время изготовления одной составляет
,
где п — количество изготовляемых деталей за цикл.
При изготовлении деталей на станках с ЧПУ, на многооперационных станках типа «обрабатывающий центр» и на робототехнических модулях машинное время определяется как сумма затрат времени на все не совмещённые во времени основные технологические и вспомогательные переходы, выполняемые в цикле работы технологического модуля. В состав таких переходов входят:

• 
  замена заготовки и спутника t_cп, мин;
  
• 
  автоматическая замена инструмента t_ин, мин;
  
• 
  холостые перемещения, связанные с поворотом стола t_{п. x}, мин,
  
• 
  с подводом и отводом рабочих узлов t_x.x, мин;
  
• 
  выполнение обработки t_о.т, мин;
  
• 
  автоматический контроль в цикле работы станка t_к, мин.
  

С учётом этого затраты вспомогательного времени составляют
(1.15)
Таким образом, с учётом формулы (1.14) машинное время обработки на многооперационном станке можно рассчитать по формуле


(1.16)

где k – число не совмещённых основных технологических переходов; l, m, n, q – числа, определяющие количество не совмещённых вспомогательных переходов, связанных с заменой инструмента, поворотом стола, подводом и отводом рабочих узлов, выполнением автоматического контроля в цикле работы станка.

Задачей технического нормирования является установление технически обоснованных норм времени на выполне­ние технологических операций и норм выработки, что является основой для правильной организации труда и внутризаводского планирования. Под технической нормой времени понимают время, установленное на выполнение данной операции при определённых организационных и технических условиях и наиболее эффективном использовании всех средств производства с учётом передового производственного опыта.
Норма времени представляет собой регламентируемые затраты времени на выполнение определённой технологической операции. Она состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени. Согласно формулам (1.5) - (1.7) для установления норм времени необходимо знать значения составляющих этих формул.
Рассмотрим кратко основные методы нормирования [25].
Аналитически-расчётный метод. Продолжительность машинного времени рассчитывают по формулам, аналогичным (1.10), (1.12), с учётом применяемого станка и способа обработки. Исходные данные для подсчёта Т_маш – в рабочих чертежах деталей и технологических процессах их изготовления. Анализируя чертёж детали и технологию её изготовления, определяют длину обрабатываемой поверхности, число проходов и расстояния на врезание и выход инструмента. Режимы обработки находят из нормативов по режимам резания и паспортным данным на оборудование и инструмент [20].
Нормирование основного технологического времени следует выполнять с учётом разновидностей выполняемой операции:

• 
  автоматизированной, когда основное время является машинным;
  
• 
  механизированной, когда основное время является машинно-ручным;
  
• 
  ручной, когда основное время является ручным.
  

Затраты вспомогательного времени на выполнение ручных приёмов (установку и снятие заготовки, включение и выключение оборудования и т. д.), а также подготовительно-заключительного обслуживания рабочего места и времени на личные потребности определяют по нормативам из соответствующих справочников по нормированию [12].
В результате возможно отдельно рассчитать машинное время и время, затрачиваемое на вспомогательные и ручные приёмы, а затем путём суммирования не совмещённых во времени переходов подсчитать оперативное время.
Аналитически-расчётный метод нормирования является наиболее точным, его применяют в крупносерийном и массовом производствах, для которых правильное установление норм времени особенно важно.
Аналитически-исследовательский метод предусматривает использование данных, полученных в результате измерения и изучения затрат рабочего времени непосредственно на рабочих местах путём проведения фотографии рабочего времени, хронометража или фотохронометража. При этом операции структурно делят на отдельные приёмы, элементы приёмов, границами между которыми являются фиксажные точки. Обработанные данные систематизируют и используют для определения продолжительности машинно-ручных и ручных приёмов основного и вспомогательного времени, а также подготовительно-заключительного времени и времени, затрачиваемого на обслуживание рабочего места. Машинное время определяют так же, как и при аналитически-расчётном методе – с учётом режимов работы оборудования и необходимой длины обработанной поверхности.
С помощью хронометража изучают затраты времени на выполнение циклически повторяющихся ручных и машинно-ручных приёмов и элементов операций. Его применяют также для проектирования рациональных по составу и структуре операций, для разработки на этой основе нормативов, которые используют при назначении технически обоснованных норм времени. Хронометраж также необходим при изу­чении передовых методов работы с целью их последующего распространения.
В условиях крупносерийного и массового производства в начале освоения технологического процесса нормы времени устанавливают с использованием аналитически-расчётного метода. А затем при необходимости их уточняют и коррек­тируют на основе аналитически-исследовательского метода, трудоёмкость которого значительно выше.
Нормирование с использованием укрупнённых нормативов применяют в серийном и мелкосерийном производствах при сравнительно малых партиях изготавливаемых деталей, когда затраты на нормирование не должны быть большими. С помощью предварительно составленных таблиц или графиков определяют суммарные затраты штучного времени на выполнение определённой операции.
Наибольшее распространение получили следующие разновидности укрупнённого метода:
нормирование, основанное на разделении операции на укрупнённые части, для чего разрабатывают укрупнённые нормативы времени на комплексы приёмов;
нормирование по нормативам времени на выполнение отдельных технологических переходов, обработку поверхностей или комплексов поверхностей;
нормирование по типовым нормам времени, для чего разрабатывают типовой технологический процесс, общий для группы сходных по конструкции деталей, а затем на операции типового технологического процесса аналитически-расчётным методом устанавливают типовые нормы времени.
Статистический метод предусматривает установление нормы штучного времени на выполнение всей операции. Она основывается на сборе и обработке статистических данных о времени, фактически затраченном на выполнение аналогичных операций при изготовлении подобных деталей на станках одинакового типоразмера. С этой целью на предприятии составляют и поддерживают базу данных по затратам штучного времени на выполнение определённых операций, которая выполняет роль заводских нормативов, используемых при планировании и организации данного производства.
В основу опытного метода положен производственно-технический опыт работника, устанавливающего нормы времени на отдельные операции. При использовании данного метода норма штучного времени устанавливается на выполнение всей операции на основе личного опыта нормировщика или инженера-технолога.
Статистический и опытный методы нормирования ещё называют «методы суммарного нормирования», так как нормы времени в них устанавливаются сразу на всю операцию без анализа технологического процесса и выявления возможностей технологической системы, без учёта передового опыта. Они, по существу, фиксируют достигнутый в прошлом уровень производительности труда и не отражают новых возможностей более производительного и экономичного использования средств производства и внедрения новой техники.
Подробнее: раздел «Затраты времени на осуществление технологического процесса» [3], раздел «Нормирование технологических операций [7], раздел «Временные связи в про­изводственном процессе» [25].