Реализация творческого этапа при формировании автоматизированных сборочных операций

УДК 621.91

РЕАЛИЗАЦИЯ ТВОРЧЕСКОГО ЭТАПА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ

А. А. Черепанов ( г. Барнаул )

Сборка изделий по-прежнему остается наиболее трудоемким этапом производственного процесса. Настоящая статья посвящена описанию одного из возможных подходов к решению задач, связанных с автоматизацией сборочных операций. В качестве примера рассмотрим автоматизацию операции формовки пазовой изоляции якоря электродвигателя ДК 85-125-08, изготавливаемого в АО Алтайский приборостроительный завод ⌠ Ротор ■. Необходимость автоматизации отдельных, наиболее трудоемких и дорогостоящих операций сборки связана с намечающимся увеличением годового объема выпускаемых электродвигателей. Переход на массовый тип производства обусловил требования перестройки производства с упором на автоматизацию.

Анализ технических требований на электродвигатель, технологичности конструкции с точки зрения автоматизации сборки показал его достаточную продуманность и возможность к адаптации в изменяющихся условиях производства.

Перед рассмотрением вопросов, связанных с автоматизацией какой-либо сборочной операции, целесообразно проанализировать действующий технологический процесс сборки с позиций трудоемкости и себестоимости его операций. Это позволяет уже на данном этапе определить перечень операций, которым требуется уделить особое внимание в процессе дальнейшей работы. Наиболее просто и наглядно такую оценку дают диаграммы Парето [1]. Данная диаграмма получается путем постепенного наращивания пооперационных затрат, начиная с самых высоких их значений и кончая минимальными. Наиболее трудоемкие операции составляют зону A диаграммы, около 20 процентов затрат приходится на менее трудоемкие операции, составляющие зону B и, наконец, в зону C входят операции, характеризующиеся самыми незначительными затратами. Естественно, в первую очередь следует заниматься автоматизацией операций, входящих в зону A. Кроме этого, подобный анализ дает возможность на рассматриваемом этапе выявить операции, которые можно совместить в процессе реализации задач, связанных с автоматизацией. Исходные данные для построения диаграмм Парето берутся непосредственно на предприятии.

Пример составленной диаграммы по трудоемкости операций сборки электродвигателя приведен на рис.1.

Рис.1. Диаграмма Парето по трудоемкости операций сборки электродвигателя

Из рис.1. видно, что в зону A вошли шесть операций сборки, в число которых входит и операция формовки пазовой изоляции якоря электродвигателя. Данная операция на заводе выполняется вручную. Подход к вопросам автоматизации операции сборки следует начинать с подробного разбора ее содержания, вплоть до выявления всех действий рабочего внутри операции. Выявление на ранних стадиях этих действий позволяет подойти к выбору средств автоматизации, участвующих в организации автоматического цикла.

Известно, что в основе достижения заданной цели автоматизации могут лежать различные физические принципы действия, которые, в конечном итоге, обуславливают инвариантность в получении конечного результата. Следовательно, на этапе проектирования сборочного автомата мы должны учитывать различные возможные варианты его реализации. Выявление этих вариантов для проектанта, как правило, является наиболее сложной задачей. Одним из методов поискового конструирования, позволяющим облегчить данную стадию проектирования, выступает метод морфологического анализа и синтеза проектных решений [2]. Рассматриваемый метод основан на комбинаторике. Суть его состоит в том, что в рассматриваемом объекте (в данном случае это сборочная операция) выделяют группу основных конструктивных или иных признаков. Для каждого признака выбирают альтернативные варианты их исполнения или реализации. Комбинируя между собой, можно получить множество различных решений. Все возможные признаки и их варианты оформляются в виде морфологической таблицы. Для выбора из множества вариантов, представляющих практический интерес, целесообразно установить критерии качества ( например, критерий развития ), с помощью которых удается значительно уменьшить область поисковых решений. Морфологическая таблица, позволяющая выявить варианты построения сборочного автомата для реализации операции формовки пазовой изоляции якоря электродвигателя, приведена в таблице 1.

Признаки и альтернативные варианты, лежащие в основе морфологической таблицы, были выявлены посредством: анализа содержания операции в действующем производстве; патентного поиска; анализа литературных источников, отражающих последние достижения науки и техники.

Таблица 1

Морфологическая таблица

Альтернативные варианты (1,2,3,4,5)

Патентный поиск проведен на глубину 20 лет. В результате комбинаторики было получено 1620 вариантов технических решений, однако количество заслуживающих внимания вариантов значительно меньше - 14. Дальнейший анализ оставшихся вариантов по критериям развития, легкой реализации, стоимости, трудоемкости позволяет выявить наиболее приемлемый вариант в условиях конкретного производства.

Описанный выше подход дает возможность в значительной мере сократить во времени стадию эскизной проработки и, следовательно, этап проектирования сборочного автомата в целом.

Литература

1.  Моисеева Н.К., Карпунин М.Г. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа: Учеб. пособие для техн. спец. вузов.-М.: Высш. шк., 1988.-192 с.

2.  Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов. - М.: Машиностроение, 1988.- 368 с.