PROIECTAREA FLUXULUI OPTIM DE ASAMBLARE PENTRU UN VEHICUL DE LUPTĂ BLINDAT [304268]

ACADEMIA FORȚELOR TERESTRE ʺNICOLAE BĂLCESCUʺ

LUCRARE DE DISERTAȚIE

TEMA : PROIECTAREA FLUXULUI OPTIM DE ASAMBLARE PENTRU UN VEHICUL DE LUPTĂ BLINDAT

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC:

Col.conf.univ.

dr.ing. VIRCA Ioan

AUTOR

Student: [anonimizat] 2019 –

REFERAT DE APRECIERE

a disertației

1.Numele și prenumele absolvent: [anonimizat]:

______________________________________________________________

2.Domeniul de studii:

______________________________________________________________

3.Programul de studii universitare de masterat:

______________________________________________________________

4.Tema disertației:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Aprecieri asupra conținutului teoretic al disertației:

6. [anonimizat] a disertației:

7. Aprecieri privind redactarea disertației:

8. Considerații finale:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Apreciez lucrarea de licență cu nota ____________ și o recomand pentru a fi susținută în prezența comisiei examenului de licență.

Data Conducător științific

CUPRINS

INTRODUCERE

CAPITOLUL 1 – PROBLEME GENERALE ALE TEHNOLOGIEI DE ASAMBLARE

1.1 – Definiție și structură

Asamblarea reprezintă partea finală a procesului tehnologic de fabricare a mașinilor și se definește prin operația de unire a [anonimizat]. Funcționarea normală a mecanismelor depinde de calitatea cu care au fost prelucrate piesele componente și de corectitudinea montării lor.

O mașină care nu este asamblată corect necesită la funcționare un consum sporit de energie.Lucrările de asamblare în industria constructoare de mașini au un consum de energie începând de la 25% până la 75% din volumul total de muncă. Astfel , volum de muncă înregistrat în lucrările de asamblare influențează eficiența economică a produsului finit.

1.2 – Structura procesului tehnologic de asamblare

Procesul tehnologic de asamblare al unei mașini presupune o serie de operații care urmăresc așezarea și fixarea pieselor astfel încât mașina să asigure o bună funcționare a lor. [anonimizat] a [anonimizat], reglări sau selectări(sortări).

Operația de asamblare reprezintă acea parte a [anonimizat], de către un muncitpr, o [anonimizat].

Faza reprezintă acea parte a operației de asamblare la care se execută o îmbinare, [anonimizat]-a lungul unei faze de asamblare a unui produs se numește mânuire.

Fig. 1.1 – Montarea unui rulment pe fusul arborelui

De asemena fiecare fază a operației de asamblare este reprezenttă de mai multe mânuiri . [anonimizat].

1.3 – [anonimizat]. Acesta este compus dintr-o serie de piese și unități de asamblare, care sunt dispuse întru-un anumit mod, cu funcții bine determinate și îmbinate prin intermediul unei piese comune, piesă de bază.

Piesa reprezintă elementul primar și cel mai simplu al asamblării. Ea este executată dintr-o singură bucată și din același material.

Piesele se asamblează și se fixează între ele în diferite unități de asamblare. și anume : completul, subansamblul, ansamblul și asamblul general.

Fig. 1.2 – Completul – grup de roți dințate

Completul este organul de mașină de la care începe operația de asamblare a unui produs, cu rolul de a uni toate piesele și subansamblurile între ele și de a fixa poziția lor reciprocă.

Subansamblul – unitatea de asamblare compusă din mai multe piese și una sau mai multe complete, reunite între ele printr-o piesă de bază.

Ansamblul este unitatea de asamblare superioară, cu rol funcțional bine determinat, constituit din mai multe piese, complete și cel puțin un subansamblu, reunite prin intermediul unei piese de bază.

Fig. 1.3 – Schema generală desfășurată a asamblării mașinilor pe unități de montare

Ansamblul general reprezintă produsul realizat din pise, complete , subansambluri și ansambluri, reunite cu ajutorul unei piese de bază sau al unei unități asamblare de bază.

Mecanismul este unitatea de asamblare care intră în componența unei mașinoi(produs), având rolul de a transmite sau de a transforma mișcarea.

1.4 – Documentele utilizate în asamblare

Procesul de asamblare trebuie să se realizeze cu un consum minim de timp, astfel lucrările executate ca să fie realizate de bună calitate este necesar să se elaboreze o serie de documente tehnologice.

Documentele tehnologice utilizate în proiectarea unui proces tehnologic de asamblare sunt:

Schema lanțurilor de dimensiuni;

Schița de asamblare;

Schema de asamblare;

Fișa tehnologică de asamblare;

Planul de operații de asamblare;

Ciclograma asamblării.

Cu cât produsul este mai complex cu atât aceste documente sunt mai importante, iar prescripțiile tehnice impuse produsului sunt mai pretențioase.

1.4.1. – Schema lanțurilor de dimensiuni

Schema lanțurilor de dimensiuni determină succesiunea operațiilor de asamblare. Acestea sunt, de fapt, un șir de dimnesiuni liniare sau unghiulare care formează un contur închis ce leagă reciproc poziția suprafețelor și a axelor geometrice a mai multor piese ale unei mașini.

1.4.2. – Schița de asamblare

Schița de asamblare este un desen în perspectivă sau în proiecție ortogonală, cu elemente componente ale produsului în poziție de asamblare.

Fig. 1.4 – Părțile componente ale reductorului de turație tip BH

1.4.3. – Schema de asamblare

Schema de asamblare este o reprezentare grafică constituită din linia de asamblare și dreptunghiuri, prin care se poate urmări succesiunea în care piesele unui produs trebuie să fie asamblate – exprimarea grafică a succesiunii operațiilor de asamblare. – ANEXA 1

Fig. 1.5 – Schema procesului tehnologic de asamblare a reductorului

1.4.4. – Fișa tehnologică de asamblare

Fișa tehnologică de asamblare este un document tipizat în producția de serie mică și unicate, prin care se stabilește procesul de asamblare a mașinii. În aceasta se indică principalele operații de asamblare. – ANEXA 3

1.4.5. – Planul de operații de asamblare

Planul de operații de asamblare reprezintă un document tipizat folosit în producția de serie și masă și cuprinde un studiu detaliat al procesului tehnologic de asamblare, însoțit de desenele operațiilor. – ANEXA 4

1.4.6. – Ciclograma asamblării

Ciclograma asamblării este o reprezentare grafică a operațiilor de asamblare, în ordinea succesiunii acestora, raportate la timpul necesar executării lor. Ele au o mare importanță la producția de serie mare, dar și în cazul asamblării pe bandă.

1.5 – Metode de asamblare

Procesul de asamblare reprezintă etapa finală a procesului tehnologic și este executat în general de aceeași întreprindere în care au fost executate piesele . În situații speciale, asamblarea (sau asamblarea parțială) se face la locul de utilizare a produsului.Procesul tehnologic de asamblare cuprinde totalitatea operațiilor de îmbinare a pieselor , verificare a poziției lor șși recepția după asamblarea definitivă, având ca scop final obținerea unui produs care să corespundă în totalitate activității pentru care a fost proiectat.

1.5.1 – Asamblarea prin metoda interschimbabilității totale

Metoda interschimbabilității reprezintă un procedeu de asamblare care se realizează prin folosirea folosirea la îmbinare, a oricărei piese din lotul de piese prelucrate, fărăr a avea nevoie de o selectare sau ajustare prealabilă.

Un avantaj al folosirii acestei metode îl reprezintă faptul că asamblarea este simplă și economică, nefiind necesară ajustarea, acest fapt ducând la creșterea productivității muncii, îmbunătățirea calității produselor asamblate și scăderea costurilor.

Această metodă are nevoie de o organizare corespunzătoare a întregului proces de producție.

Interschimbabilitatea totală a pieselor de mașini presupune o creștere însemnată a costului utilajului și al dispozitivelor necesare. Pentru a obține toleranțe strânse este necesar un montaj de precizie, iar aceste dispozitive de lucru și mijloacele de măsurat își găsesc justificarea economică numai în cazul producției în serie și în masă.

1.5.2 – Asamblarea prin metoda interschimbabilității parțiale

Asamblarea după principiul interschimbabilității totale nu este mereu posibilă și nici avantajoasă, de aceea în cazul fabricației de serie se recomandă asamblarea după principiul interschimbabilității parțiale.

Aceasta metodă constă în faptul că piesele se pot prelucra cu toleranțele mai largi decât cele necesare pentru obținerea unei interschimbabilitati totale, asigurându-se totuși, fără o sortare sau o ajustare prealabiă a pieselor, precizia prescrisă la elementul de închidere pentru majoritatea lanțurilor de dimensiuni obținute prin asamblarea acestor piese. Deoarece prelucrarea pieselor se efectuează cu toleranțe mai largi, această metodă este mult mai economică.

1.5.3 – Asamblarea prin metoda sortării(selecționării)

Această metodă permite executarea pieselor în toleranțe largi, astfel precizia necesară este obținută prin sortarea pieselor după dimensiuni efective, în mai multe grupe, cu toleranțe restrânse. Astfel, piesele cuprinse într-o grupă vor avea abateri mai mici decât cele care au fost prescrise.

Factorul principal la această metodă este reprezentat de SORTAREA PIESELOR. Sortarea pieselor se poate realiza și ea prin următoarele metode:

Metoda sortării individuale;

Metoda sortării pe grupe ;

Metoda sortării combinate.

1. Metoda sortării individuale presupune alegerea piesei cuprinse, după alegerea piesei corespunzătoare, astfel dimensiunile piesei alese se vor încadra în dimensiuni limită stabilite.

Exemplu : se alege o piesă și apoi, luându-se ca bază mărimea ajustajului pentru o îmbinare dată, se alege cea de-a doua piesă.

Dezavantaj: stabilirea diminesiunilor pieselor la montaj.

2. Metoda asortării pe grupe se aplică atunci când piesele asamblate sunt prelucrate în toleranțe largi, iar îmbinarea se face cu strangeri limitate sau jocuri. Această metodă este folosită la producția individuală sau de serie mică. Piesele se sortează cu ajutorul dispozitivelor limitative sau a calibrelor. Atunci când această metodă se aplică la serie mare sau de masă, sortarea pieselor se realizează cu ajutorul automatelor de sortare, aceasta fiind indicată datorită productivității crescute, dar și datorită preciziei dimensionale foarte mari, de ordinul micrometrilor.

Avantaje: evitarea jocurilor sau strângerilor la limitele inferioare.

Dezavantaje:majorarea prețului datorită sortării pieselor; limitarea interschimbabilității.

3. Metoda sortării combinate presupune sortarea pe grupe și apoi alegerea pieselor prin metoda sortării individuale .

1.5.4– Asamblarea prin metoda ajustării

Asamblarea prin această metodă se obține prin modificarea dimensiunii unui element component al lanțului de dimensiuni , acesta obținându-se prin aschiere sau diverse procedee de prelucrare, dinainte fixat , astfel încât elementul de închidere rezultat să nu depășeașcă limitele prescrise.

Elementul modificat se numește element de compensare. Acesta trebuie să aparțină mai multor lanțuri de dimensiuni, iar nerespectarea acestei indicații poate introduce erori suplimentare în cadrul lanțurilor de dimensiuni.

Pentru a se realiza compensarea dimensiunilor prin ajustare, elementului de compensare trebuie să i se asigure un ados minim pentru ajustare, necesar pentru compensarea erorii maxime a lanțului de dimensiuni și să nu se admită la asamblare piese care au erori peste limitele de toleranță stabilite.

Avantaje: posibilitatea realizării cu precizie ridicată a dimensiunii elementului de închidere în condițiile executării elementelor componente ale lanțului de dimensiuni cu toleranțe economice.

Dezavantaje: executarea unor operații suplimentare, de înaltă calificare, ceea ce exclude interschimbabilitatea.

Această metodă este recomandată la fabricația în serie mică sau de unicitate.

1.5.5– Asamblarea prin metoda reglării

Asamblarea prin această metodă presupune schimbarea valorii unei anumite dimensiuni prin reglare, adică prin introducerea în ansamblul respectiv a unei piese speciale, suplimentară – compensator.

Reglarea se efectuează fie cu element de compensare mobil , fie cu element de compensare fix.

Reglarea cu element de compensare mobil se realizează prin schimbarea poziției uneia dintre piese, stabilite în prealabil.

Fig. 1.6 – Asamblarea unei roți dințate într-o cutie de viteze folosind un compensator mobil

Pentru ca roata dințată sa funcționeze în cadrul cutiei de viteze, este necesar să se asigure la asamblare un joc minim garantat între suprafețele roții dințate și ale carcasei.

Reglarea cu element de compensare fix presupune confecționarea unr piese de dimensiuni și forme foarte bine determinate.

Spre exemplu , pentru subansamblul reprezentat în figura 1.7 toleranța ajustajului la dimensiunea A, poate fi menținută cu oricare piesă datorită dimensiunii A a inelului 1. Astfel o serie de inele de diferite dimensiuni poate compensa lipsa de precizie rezultată la asamblare, introducandu-se un inel de dimensuni corespunzătoare.

Fig. 1.7 – Schema asamblării cu compensator fix

Avantajele metodei reglării:

Dă posibilitatea de a se realiza precizia dorită pentru elemental de închidere a lanțului de dimensiuni, toleranțele pentru celelalte elemente putându-se obține prin condiții economice.

Elimină lucrările de ajustare la asamblare;

Se asigură ritmicitatea procesului de producție;

Menține precizia lanțului de dimensiuni pe toată durata exploatării.

Dezavantajul metodei reglării constă în faptul că la reglarea cu compensatori ficși este necesar să se efectueze lucrări suplimentare de demontare.

Metoda reglării se poate folosi cu bune rezultate la rezolvarea lanțurilor de dimensiuni, la care trebuie să se obțină o precizie ridicată a elementului de închidere(rezultant), precum și la lanțuri de dimensiuni la care, în timpul exploatării, dimensiunile elementelor componente se modifică, datorită uzurii sau variației temeraturii. Acesta este unul din motive, în construcția mașinilor moderne, pentru care se utilizează din ce în ce mai mult metoda reglării. În special cu compensator mobil.

1.6 – Concluzii și stabilirea direcției de cercetare

CAPITOLUL 2 – STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND FLUXUL DE ASAMBLARE

2.1 – Inovații pe linia asamblării: momente de referință în istorie

Începuturile liniilor de asamblare auto marchează începutul anilor 1900, când mașinile pe benzină încep să depașeașcă în vânzări celelalte autoturisme. Astfel creștea piața pentru automobile și implicit nevoia pentru producția în masă.

Prima țară fabricantă de autotusirme a fost Franța cu Panhard & Levassor în 1889 și Peugeot în 1891. Prin termenul de ”fabricanti de autovehicule” ne referim la constructori ai întregului vehicul pentru vânzare și excludem inventatorii motoarelor ce au experimentat – aici amintim Daimler și Benz – care au devenit adevarați producători de autoturisme abia după ce și-au licentiate patentele și și-au vandut motoarele către fabricanții de autovehicule, făcând astfel primii bani.

Rene Panhard și Emile Levassor

Acești doi producători de autoturisme erau la început parteneri în afacerile utilajelor de prelucrare a lemnului și au construit primu autombil în 1890 folosind un motor Daimler. La acea vreme Edouard Sarazin deținea drepturile de autor pentru patentul Daimler în Franța.

Panhard-Levassor au construit autovehicule cu pedală de ambreiaj, transmisie pe lanț ce ține până la cutia de viteză și un radiator frontal. Levassor a fost primul designer ce a mutat motorul în fața autovehiculului șia folosit șablonul cu roata de rezervă. Designul s-a remarcat și a devenit un model standard pentru toate mașinile datorită manevrabilității îmbunătățite și a echilibrului mai bun .

Charles și Frank Duryea

Cei doi frați, constructori de biciclete inițial, fiind interesați de motoarele pe benzină și automobile, au devenit astfel primii constructori de vehicule propulsate cu ajutorul benzinei ai Americii. În 1893 au construit primul lor vehicul motorizat, iar până în anul 1896, în cadrul Companiei Duryea Motor Wagon, aceștia au vândut 13 modele de Duryea.

Fig. 2.1 – Vehicul propulsat pe benzină – Duryea

Duryea Motor Wagon

În anul 1901, Curved Dash Oldsmobile, a devenit primul automobile produs în masă de către constructorul de automobile American Ransome Eli Olds. Acesta a inventat conceptual de bază al liniei de asamblare și a început industria de automobile din Detroit. Împreună cu tatăl său a început să construiască motoare pe aburi și benzină , schițând prima mașină autopropulsată pea bur în 1887. În 1899, Olds s-a mutat în Detroit pentru a începe Atelierul Olds Motor și producția mașinilor low-cost.

Fig. 2.2 – 425 ”Curved Dash Olds” – 1901

Henry Ford

Henry Ford (1863-1947) – constructor american de automobile , a inventat o linie de asamblare îmbunătățită și a instalat prima linie transportoare pe bază de curele în fabrica sa de automobile din Ford Highland Park, uzina Michigan , în jurul anilor 1913-1914. Linia de asamblare a redus costurile de producție pentru vehicule reducând timpul de asamblare.

Faimosul model T, a lui Ford a fost asamblat în 93 minute. Ford a construit prima masină, numită " Quadricycle ", în Iunie 1896. Totuși, succesul a sosit după ce a înființat Compania Ford Motor, în 1903. Aceasta a fost a treia masină construită de companie folosind schițele sale. Acesta a introdus Modelul T în 1908 și a fost un real succes, Ford devenind cel mai mare constructor de autovehicule din lume. Până în 1927, 15 milioane de autoturisme Model T fuseseră construite.

În fața lui George B. Selden, Ford câștigă o altă bătălie a petentelor. Selden deținea un patent pentru " road engine", deși nu construise până atunci nici un automobile, fiind plătit de către toți fabricanții americani. Ford i-a rasturnat patentul lui Selden și a deschis piața de automobile americana pentru construirea de mașini ieftine.

2.2 – Tehnologii de asamblare a autovehiculelor

Asamblarea reprezintă unul stadiile procesului de fabricare a autovehiculelor , în cadrul căruia se efectuează îmbinarea tuturor pieselor componente într-o succesiune determinată, în vederea obținerii produsului finit ca unitate funcționalăă cu caracteristicile tehnice impuse.

2.2.1 – Condiții tehnice

În cadrul lucrărilor de asamblare se impugn anumite condiții tehnice precum :

– asigurarea poziției relative corecte a unităților de asamblare;

– suprafețele care vin în contact reciproc trebuie să fie curate;

– suprafețele care vin în contact reciproc trebuie să fie gresate acolo unde este cazul;

– respectarea/reglarea jocurilor;

– respectarea cuplurilor de stranger;

– realizarea corectă a etanșărilor;

– respectarea grupelor de sortare;

2.2.2 – Documentația necesară pentru asamblare

Documentația necesară în procesul de asamblare se bazează pe realizarea unor desene precum ansamblu general al vehiculului, realizarea desenelor ansamblurilor și subansamblurilor componente, întocmirea desenelor de execuție, stabilirea condițiilor tehnice, de recepție și de funcționare, relizarea planului de producție și stabilirea utilajelor disponibile. În baza acestora se întocmesc unitățile de asamblare pe grupe, subansambluri si ansambluri, se realizează schemele de montaj și planul de operații.

2.2.3 – Forme organizatorice de asamblare

Asamblarea staționară : procesul de asamblare este efectuat în același loc de muncă de către o persoană sau o echipă, iar ritmul de asamblare poate fi liber sau impus. – Fig. 2.3

Fig. 2.3 – Schemele asamblării staționare

Asamblarea mobilă: unitatea de asamblare se deplasează la posturile de lucru care sunt amplasate într-o succesiune determinată de-a lungul liniei de montaj. La fiecare post de lucru se execută una sau mai multe operații de către un lucrător sau o echipă, iar ritmul poate fi liber sau impus. La montajul mobil cu ritm impus durata de executare a operațiilor la un post de lucru este sincronizată cu ritmul de deplasare al unităilor de lucru. La serie mare se realizează un montaj în flux continuu pe bandă.

Ca mijloace de deplasare amintim următoarele : transportoare cu bandă , transportoare suspendate , cărucioare antrenate cu lanț, cărucioare cu pernă magnetică,pernă de aer.

Fig. 2.4 – Schema liniei de asamblare în flux continuu

La asamblarea autovehiculelor se utilizează asamblarea în flux continuu pe bandă care constă în asamblarea mobilă cu ritm impus combinată cu asamblarea staționară a subansamblelor. Banda de montaj se deplasează continuu împreunaă cu ansamblul. Ca avantaje ale asamblării în flux continuu regăsim următoarele :

– suprafață mica de asamblare pe unitatea de produs;

– ciclu scurt de asamblare ;

– productivitate ridicată ;

– posibilitatea automatizării operațiilor.

Pentru a allege cea mai potrivită formă de asamblare trebuie să ținem cont de mai multe criteria precum timpul de asamblare, ritmul de asamblare, numărul posturilor de lucru , condițiile de sincronizare și modul de deplasare.

2.2.4 – Mecanizarea și automatizarea asamblării

Implementarea mecanizării și automatizării în asamblarea autovehiculelor duce la creșterea preciziei, economicității și productivității.

În vederea automatizării asamblării s-au impus modifciări constructive ale pieselor pentru manipulare și orientare automata și respective realizarea îmbinărilor. Se determină astfel 3 operații care se execută la montaj : realizarea și consolidarea asamblării , control și manipulare.

1. Realizarea și consolidarea asamblării presupune utilizarea unor dispozitive de asamblare acționate pneumatic sau hidraulic.

Fig. 2.5 – Schema de suspendare a sculelor

Fig. 2.6 – Dispozitiv de susținere

2. Operațiile de control: acestea controlează jocurile, strângerile, poziția relative a elementelor. În aces process se utilizează instrumente de măsură și control universal sau dispozitive de control. În figura 2.7 sunt prezentate câteva scheme de control ale asamblării.

Fig. 2.7 – Scheme de control

3. Operațiile de manipulare presupun asamblul mișcărilor de lucru care asigură depozitarea, alimentarea, orientarea și transportul pieselor și a unităților de asamblare.

Fig. – 2.8 Procedee de asamblare

2.3 – Utilizarea roboților industriali în procesul de asamblare

Asamblarea reprezintă singurul proces tehnologic care nu lipseste din orice tip de producție, de aceea automatizarea procesului de asamblare sau montare are un rol foarte important în dezvoltarea industriei unei țări.

În domeniul construcției de autovehicule, la efectuarea lucrărilor de asamblare este antrenat fiecare al treilea muncitor, iar volumul lucrărilor de asamblare rămâne redus, însă în cazul producției de aparate este antrenat fiecare al doilea muncitor. Acest aspect, în procesul de asamblare, conduce la reducerea numărului de muncitori față de cei necesari în procesul de confecționare a pieselor, mai ales la cele care se produc în masă precum lămpile electrice, rulmenții, bateriile, aparatajul radio, ansamblurile automobilelor și tractoarelor, lanțurile etc.

Pentru o asamblare eficientă și de precizie este necesar ca productivitatea utilajelor automatizate să fie mai avansate decât cea a muncitorului, iar consumurile să ramână minime.În urma cercetărilor efectuate s-a demonstrat că pentru asamblarea fabricatelor în serie este necesară instalarea piesei de bază foarte precis, aceasta necesitând o ajustare perfectă înainte de a îmbina celelalte piese componente, apoi urmează să fie organizată încărcarea, orientarea și transportarea acestora spre zona de lucru. În vederea realizării acestor operații sunt necesari roboți industriali foarte performanți cu un grad mare de mobilitate.

Necesitatea unei productivități avansate a condus de-a lungul timpului la înlocuirea unor piese și ansambluri în producția de serie a diverselor produse, astfel s-a considerat necesar inventarea unor sisteme care instalează, asamblează și fixează automat cu șuruburi, vălțuire, nituire circa 20 de piese.

Eficiența realizării asamblării, calitatea produsului și prețul acestuia depind de construcție, astfel că unii producători au început cu modificarea construcției produselor, fiecare produs să corespundă anumitor cerințe cum ar fi sa fie construit pe unități de montaj, fapt ce conduce la micșorarea timpului de montare al produsului. Astfel s-a ajuns și la micșorarea numărului de piese dintr-un bloc (unitate de montaj) utilizând inele,coliere,bolțuri, căpăcele și alte piese elastice, simplificând astfel instalarea.

Exemplul 1. Arcurile lamelor anterioare ale camioanelor conțin 34…51 de piese. Practic este imposibil de a asambla automat aceste arcuri. De aceea, s-a propus o construcție nouă a arcurilor de suspensie cu brățări elastice, fapt ce a permis să fie micșorat aproape de două ori numărul pieselor componente și să fie automatizat procesul de montare a acestora.

Exemplul 2. Capacele, de regulă, se fixează pe carcasa reductorului cu șuruburi. Această construcție necesită burghierea găurilor în carcasă și în capac, filetarea găurilor din carcasă, prelucrarea suprafețelor de contact ale carcasei și capacului. Capacul elastic, instalat în canalul carcasei, permite reducerea considerabilă a timpului de confecționare a pieselor și de asamblare automată a reductoarelor. Afară de aceasta, lipsa găurilor pentru șuruburi în pereții reductorului a permis să fie redusă grosimea acestora, ceea ce a condus la economisirea metalului.

2.3.1 – Tipuri de roboți industriali pentru asamblare în industria constructoare de mașini

În urma studiilor de piață realizate exista peste 1,6 milioane de roboți industriali cu o valoare de aproximativ 9,5 milioane de dolari.

Din toate domeniile roboticii, rata de creștere anuală a vânzărilor de roboți industriali este estimată a fi a doua ce-a mai bună .

În trecut roboții erau folosiți, sub îndrumarea omului, să execute activități repetitive, acum acestia sunt cooptați în activități mult mai complexe și mai puțin structurate. Introducerea roboților în procesul de asamblare a fost o decizie economică, decizie luată prin raportare la costurile forței de muncă. Spre exemplu o linie de asamblare pentru un atuomobil se poate realiza și cu ajutorul omlui, însă în cazul unei producții de serie mare, a abordarea automatizată este mult mai satisfăcătoare din punct de vedere al bugetului.

Tipurile de roboți folosiți în asamblare în industria constructoare de mașini sunt următorii:

roboți de asamblare (în linii de producție);

roboți de sudare (sudură cu arc electric, sudură cu flux de electroni, sudură cu laser, sudură în gaz inert, sudură în puncte, sudură cu tungsten);

roboți de lipire / etanșare;

roboți de vopsire / tratare suprafețe;

roboți de spălare cu jet de lichid;

roboți de tăiere/debitare prefabricate;

roboți de găurire / frezare;

roboți de debavurare / curățire;

roboți de turnări de metale (statică, sub presiune);

roboți de polizare / șlefuire;

roboți de inspecție vizuală;

roboți de control de calitate;

roboți de mentenanță de mașini-unelte;

roboți de manipulări de semifabricate;

roboți de manipulări de produse secundare;

roboți de manipulări de piese;

roboți de manipulări de produse pentru ambalare, depozitare, paletizare, livrare.

2.3.2 – Clasificări ale roboților industriali

Roboții industriali se clasifică astfel:

după forma mișcării;

după numărul gradelor de libertate ale mișcării brațului de lucru;

după informația de comandă/intrare/instruire;

după nivelul/performanța inteligenței artificiale (IA);

Roboții industriali folosiți în procesul de asamblare clasificați după forma mișcării sunt următorii :

– Robot cartezian – brațul operează într-un spațiu definit de coordonate carteziene;

– Robot cilindric – spațiul de manevre este definit în coordonate cilindrice;

– Robot sferic (polar) – spațiul de lucru este definit în coordonate sferice (polare);

– Robot prosthetic – manipulator cu braț articulat (bionic);

– Roboți în sisteme de coordonate particulare.

Roboții industriali după numărul gradelor de libertate ale mișcării brațului de lucru:

– Roboți cu un număr mic de grade de libertate (2-3);

– Roboți cu un număr mediu de grade de libertate (4-5);

– Roboți cu un număr mare de grade de libertate (6-7).

Roboți industriali după informația de comandă/intrare/instruire:

– Manipulator manual – robot acționat direct de om;

– Robot secvențial – lucrează după o procedură predeterminată de instrucțiuni seriale;

– Robot repetitor – robotul memorează procedura de lucru înregistrând secvențele de la manipularea sa de către om/programator;

– Robot cu control numeric – robotul primește comenzile de lucru de la o unitate de control (care îi transmite informații digitale referitoare la poziții, deplasări, manevre, succesiuni de operații, însă fără considerarea dinamică a condițiilor din spațiul de lucru);

– Robot inteligent – sistemul urmărește obiective lucrative și le îndeplinește algoritmic dar cu considerarea de condiții/stări/reacții din spațiul de lucru (informații sosite de la subsisteme de senzori, de recunoaștere a realității).

Roboți industriali după nivelul/performanța inteligenței artificiale (IA):

Generația 1 – robotul acționează pe baza unui program care nu se poate schimba în timpul lucrului.

Generația 2 – programul de control al robotului poate fi modificat în mică măsură pe baza unor reacții punctuale din mediul de lucru.

Generația 3 – robotul își poate adapta/ajusta singur programul de lucru pe baza unor logici (software/hardware) ce iau în calcul condițiile concrete ale mediului de lucru. (Notăm că s-au aproape definit și generații intermediare, gen ‘1.5’ sau ‘2.5’!)

CAPITOLUL 3 – PROIECTAREA FLUXULUI OPTIM DE ASAMBLARE PENTRU UN VEHICUL DE LUPTĂ BLINDAT

Montarea sau asamblarea reprezintă starea finală a unui proces de fabricație din care rezultă produsul finit sau un asamblu. Aceasta se realizează prin îmbinare, într-o ordine bine stabilită a pieselor și subansamblurilor. Montarea, spre deosebire de asamblare, se referă la imbinarea sau legarea între ele a unor sisteme de elemente asamblate. Element de bază, spre exemplu, este considerat motorul. Acesta reprezintă o unitate funcțională de piese asamblate care se montează ulterior pe șasiul unui vehicul.

Realizarea unor elemente separate impuse de concepția, execuția și funcționarea umui sistem tehnic, determină necesitatea unui sistem de asamblare.

În procesul de fabricație a unui sistem, asamblarea este realizată sub trei aspecte și anume: sub aspect economic, sub aspectul calității producției și sub aspectul organizării la nivel general de organizare a producției.

Din punct de vedere economic, studiile au aratat că în cazul întreprinderilor productoare de mașini, ponderea valorică a operațiilor de asamblare și montaj reprezintă aproximativ 60 % din costurile totale ale producției. Astfel, în cazul fabricației de de serii mici, montajul reprezintă intre 40 și 70 % din manopera totală a produsului, deoarece, datorită complexității și diversității produselor care trebuie montate, aceasta conduce la o mare varietate de procedee de asmblarare și nu se justifică mecanizarea și automatizarea procesului de asmblare.

În ceea ce privește calitatea, trebuie remarcată strânsa legătură între montaj și calitatea producției, determinată de operațiile de control concomitent cu verificarea calitativă pas cu pas a ansamblului realizat. Fiecare operație de montaj include veriificarea modului în care s-a asigurat calitatea funcțională a ansamblului realizat, execuția diferitelor operații de ajustare, necesară fncționării corecte a ansamblului, impunând o succesiune de manipulări, asamblări, verificări și reglaje.

Nivelul general de organizare a producției este determinat de de organizarea montajului. Stagnările la montaj sunt strâns influențat de etapele tehnologice anterioare și de aprovizionare, aceste deficiențe fiind ascunse de lipsa de organizare. Un proces tehnologic de montaj bine organizat, pune în evidență funcționarea întregului proces e producție și arată prompt orice lipsă de continuitate.

3.1 –Analizarea și identificarea fluxului optim de asamblare pentru un vehicul de luptă blindat

În vederea analizării fluxului optim de asamblare pentru un vehicul de luptă blindat, am identificat ca vehicul de luptă autovehiculul blindat modular denumit WOLF M.P. Conceptul a fost gândit și materializat în cadrul lucrării de licență pe care am întocmit-o la finalizarea studiilor în cadrul Academiei Forțelor Terestre ʺNicolae Bălcescuʺ. Autovehiculul a fost făcut astfel încât să țină cont de noile tendințe ale câmpului de luptă modern.

Fig. 3.1 – Autovehiculului modular WOLF M.P. cu cele două module

Analizând proiectele de cercetare și dezvoltare a marilor producători de renume din domeniul construcției autovehiculelor, în realizarea autovehiculului s-a ținut cont de avantajele oferite de platforma modulară, avantaje prezentate deja în cadrul lucrării de licență.

În vederea analizării fluxului optim de asamblare v-om avea în vedere două tipuri de forme organizatorice de asamblare și anume asamblarea staționară și asamblarea mobilă identificate in capitolul 2. De asemenea ca și metode asamblare, am identificat în capitolul 1 al lucrării 5 metode de asamblare precum: asamblarea prin metoda interschimbabilității totale, asamblarea prin metoda interschimbabilității parțiale, asamblarea prin metoda sortării(selecționării), asamblarea prin metoda ajustării și asamblarea prin metoda reglării.

3.1.1. – Alegerea formei organizatorice de asamblare a autovehiculul blindat modular WOLF M.P.

Pentru îndeplinirea misiunilor ce îi revin, autovehiculul blindat de luptă va asigura și satisface o serie de cerințe ce țin de mobilitatea autovehiculului, protecția sa prin blindaj, puterea de foc și capacitatea de transport a personalului.

Noul concept de autovehicul blindat va fi destinat pentru deservirea subunităților de cercetare din cadrul forțelor armate, ce vor executa în continuare misiuni independente de sprijin al acțiunilor de luptă atât pe timp de pace cât și pe timp de criză și război.

Considerăm oportun ca formă de organizare a asamblării – asamblarea staționară cu ritm liber, deoarece aceasta presupune ca montarea vehiculuilui să se realizeze în același loc de muncă, într-o singură operație, cu o singură echipă de muncitori, aceștia folosind doar setul de dispozitive cu care a fost dotat locul de muncă, produsul finit parasind locul de muncă doar în faza de produs finit.

În condițiile câmpului de luptă modern, sub presiunea îndeplinirii imediate a misiunilor încredințate, asamblarea staționară autovehiculului se poate realiza inclusiv în teatrele de operații.

Ca avantaje enumerăm următoarele:

Precizia de montare este mai bine asigurată datorită imobilității produslui;

Este simplă din punct de vedere al organizării lucrarilor – în orice teatru de operații exita parcul cu tehnică militară unde maiștri și subofițerii execută lucrări de mentenață a tehnicii folosită în misiuni. În interiorul parcului se pot crea zone speciale unde se pot depozita subansamblurile autovehiculului ce urmează a fi montat cu spații de lucru aferente montării;

Sunt evitate investițiile pentru instalații speciale de transport, acestea fiind universale – întrucât e suficientă o singură echipă de lucru, parcurile cu tehnică militară pot fi dotate în acest sens.

Se poate folosi orice metodă de montaj – metoda interschimbabilității totale, metoda interschimbabilității parțiale, metoda sortării(selecționării), metoda ajustării sau metoda reglării ;

Chiar dacă piesa de bază nu are rigiditate foarte bună se poate asigura o precizie bună a poziției reciprocă a pieselor;

Productivitate a muncii îmbunătățită prin diviziunea asamblării, crescând astfel calitatea asamblării datorită faptului că subansamblurile se pot realiza în puncte diferite de lucru, acestea fiind aduse la locul asamblării generale.

Timp de lucru variabil.

Asamblarea staționară se foloseste în procesul de producție de unicate – amintim faptul că autovehiculul a fost proiectat și creat pentru dotarea subunităților de cercetare – de serie mică și în cazul montării pieselor de gabarit mare. Necesită spațiu de lucru mare – parcurile cu tehnică militară oferind această posibilitate înclusiv o bună organizare a aprovizionării cu piese și subansambluri.

Ca un dezavantaj ce poate fi remediat prin organizarea de cursuri suplimentare de cunoaștere a autvehiculului și a părtilor lui componente, amintim faptul că muncitorii trebuie să aibă o calificare profesională ridicată pentru eliminarea oricăror riscuri în timpul asamblării și oferirea siguranței pe timpul transportului cu militari în cadrul misiunilor.

3.1.2. – Alegerea roboților industriali pentru montarea subansamblurilor autovehiculului

Autovehiculul modular WOLF M.P. va fi format din subansamble gata montate de la diverse puncte de lucru din țară, acestea urmând a fi aduse și asamblate la locul de asamblare general care va fi dispus în interiorul parcului cu tehnică militară.

Astfel, în urma clasificării pe care am facut-o în capitolul 2, ca roboți folosiți în procesul de asamblare, identificăm ca fiind necesari următorii:

roboți de manipulări de semifabricate – echipat cu o dornă de extindere proiectată pentru a permite prinderea; este proiectat să aleagă piesele poziționate orizontal și apoi să le așeze. Este dotat cu un dispozitiv pneumatic ce permite o rotație continuă. Poate fi echipat cu diferite tipuri de dispozitive de prindere, care sunt capabile să ridice, să rotească, să înclineze piese de toate dimensiunile și materialele cu o greutate de la 5 Kg la 900 Kg.

roboți de manipulări de produse secundare – este un robot multifuncțional standard, pentru sarcini utile de 50 kg; cu o greutate redusă prezintă o articulație compactă, un braț rigid și suprafață mică de instalare. Vitezele ridicate ale axelor, alături de versatilitatea enormă fac să fie alegerea perfectă pentru manipularea de sarcini utile atipice și un robot popular pentru aplicații de supraveghere a utilajelor, rectificare, lustruire, debavurare, tăiere cu jet de apă și spălare.

Fig. 3.2 – Robot multifuncțional standard, pentru sarcini utile de 50 kg

roboți de manipulări de piese – soluțiile inteligente simplifică transferul pieselor; transferul în incinta de lucru a robotului se realizează prin intermediul unui palet și nu necesită dispozitive de fixare suplimentare.

Fig. 3.3 – Robot manipulator de piese

roboți de inspecție vizuală – aplicația de control video reprezintă procedeul prin care se realizează inspecția vizuală a piesei. Prin această inspecție video se pot depista defecte pe suprafață a pieselor

Fig. 3.4 – Imagini preluate de un robot ce a verificat asamblarea corecta a sigurantelor fuzibile si a pieselor din plastic pentru industria auto

3.2 – Proiectarea fluxului optim de asamblare pentru un vehicul de luptă blindat

Proiectarea fluxului optim de asamblare pentru un vehicul de luptă blindat a început de la ideea creării unui autovehicul care să corespundă din punct de vedere al cerințelor NATO și a Comunității Europene și care să fie capabil să participe la toate misiunile grupei de cercetare din dotarea careia va face parte, idee materializată în lucrarea de licență și aprofundată mai departe în această lucrare.

Orice idee prinde mai întâi contur prin crearea designului, idee materializată printr-o machetă.

3.2.1 – Crearea designului

Fig. 3.5 – Autovehiculului modular WOLF M.P. – machetă

Fig. 3.6 – Autovehiculului modular WOLF M.P. – machetă

Fig. 3.7 – Modul de evacuare și transport răniți

Fig. 3.8 – Modul de intervenții rapide echipat cu ADS

Prin intermediul machetei am reprezentat trăsăturile care vor defini viitorul model de autovehicul de luptă blindat, îmbinând astfel plăcutul cu utilul și calitatea cu un nivel de cost cât se poate de redus, oferind posiblitatea înzestrării parcurilor cu tehnică militară cu un nou tip de autovehicul înzestrat cu diferite echipamente pentru diferite misiuni, care își adaptează caroseria în funcție de tipul de teren, misiunea încredințată, numarul de echipamente și persoane necesar, pentru ducerea la bun sfârșit a acțiunilor militare.

3.2.2 – Proiectarea grafică a autovehiculului

După stabilirea design-lui am trecut la etapa de proiectare a autovehiculului utilizând programul Corel Draw 18 (un program de design grafic) pentru a materializa părțile componente, astfel luând naștere prima formă fizică a mașinii.

Fig. 3.9 – Desen în perspectivă a auvehiculului modular WOLF M.P.

Am redat astfel în plan bidimensional, un obiect tridimensional.

Fig. 3.10 – Desen în perspectivă a auvehiculului modular WOLF M.P. dotat cu modulul de intervenții rapide echipat cu ADS

Fig. 3.11 – Desen în perspectivă a auvehiculului modular WOLF M.P. dotat cu modulul de evacuare și transport răniți

Fig. 3.12 – Etapă din realizarea schiței

Fig. 3.13 – Etapă din realizarea schiței

3.2.3 – Etape în construcția unui autovehicul – de la design la ultimul finisaj – Studiu realizat în cadrul fabricii de la Mioveni

După design si etapa de proiectare grafică, autovehiculul trece la etapa în care se proiectează pățile mecanice ale mașinii și trece la faza de testare, unde inginerii probează toate componentele mecanice pe zeci de bancuri și kilometri de pistă de încercare. În România acest lucru se întamplă la Centrul Tehnic Titu, unde într-un an se face înconjurul lumii de peste 200 de ori, acest lucru însumând 8 milioane de kilometri de rulaj, pe bancurile de lucru realizându-se echivalentul a 52 de ani de teste, adică 450.000 de ore de încercări.

Fig. 3.14 – Imagine din timpul ajustărilor

Fig. 3.15 – Imagini de pe pista de încercare

Fig. 3.16 – Imagine de pe bancurile de lucru

În astfel de centre se simulează toate condițiile în care o mașină este utilizată de client în toate regiunile globului, facându-se toate ajustările necesare pentru ca mașina să se înscrie în parametri, până să ajungă la etapa de industrializare.

Fig. 3.17 – Imagini din timpul testării în diverse condiții

Etape ale procesului de fabricație:

Prima etapă – Departamentul de Presaj: se transformă piesele de caroserie cu ajutorul a 114 prese manuale și a unei linii complet robotizate.

Fig. 3.18 – Crearea pieselor de caroserie

În incinta fabricii de la Mioveni, unde se află cea mai mare uzină de vehicule a gurpului Renault, se construiesc aproximativ 350.000 de piese pe zi, consumandu-se astfel 1000 de tone de tablă.

Fig. 3.19 – Fabrica Mioveni

A doua etapă – Departamentul Caroserie: piesele din tablă obținute la departamentul de Presaj ajung aici unde aproximativ 2.500 de angajați au grijă ca mașina să capete formă. Spre finalul liniei de asamblare se corectează eventuale probleme de sudură. caroseria intrând apoi în vopsitorie unde i se aplică un tratament special cu rolul de proteja tabla de rugină. La acest departament mașinile sunt vopsite în alb sau gri.

Fig. 3.20 – Departamentul Croserie – ultimele retușuri

Fig. 3.21 – Departamentul Croserie – Vopsit

Fabrica de la Mioveni oferă 3 fluxuri de asamblare: primul pentru Duster, al doilea pentru berlina Logan și al treilea pentru Sandero, Sandero Stepway și logan MCV. Avantajul pentru producătorii grupului Dacia-Renault constă în faptul că partea din față a autovehiculelor este comună pentru toate cele 3 fluxuri de asamblare, lucru care oferă flexibilitate, personalizarea începând din partea de spate a mașinii.

A treia etapă – Departamentul Montaj – reprezintă ultima etapă a procesului de fabricație unde pe linia aeriană sunt montate componetele de mecanică ce intră sub caroserie.iar pe linia de la sol sunt montate toate elementele de interior și exterior: tapițerie, scaune, planșa de bord, parbrizul, centurile de siguranță, diverse ornamente sau farurile.

Acest proces presupune crearea lagăturilor dintre grupul motopropulsor și caroserie, montându-se astfel ansamblul motor, cutie, linie de eșapamen, făcându-se apoi legaturile : punte față, punte spate, simultan.

Fig. 3.22 – Departamentul Montaj

Fig. 3.23 – Linia aeriană sunt montate componetele de mecanică

Fig. 3.24 – Banc de lucru unde sunt dispuse motoarele înainte de montare

La Mioveni se produc în fiecare zi aproximativ 1.400 de mașini, studiul aratând că la fiecare 55 de secunde iese o mașină. După ce mașina iese din departamentul Montaj, aceasta intră în parcurile centrului de expediții, unde livrarea către beneficiarul final se face după o planificare strictă, în fiecare zi plecând aproximativ trei trenuri și 100 de camioane.

Fig. 3.25 – Parcul centrului de expediții

3.2.4 – Elaborarea documentelor tehnologice utilizate în proiectarea procesului tehnologic de asamblare a auvehiculului modular WOLF M.P.

Schema lanțurilor de dimensiuni;

Schița de asamblare;

Schema de asamblare;

Fișa tehnologică de asamblare;

Planul de operații de asamblare;

Ciclograma asamblării.

CONCLUZII ȘI PROPUNERI

BIBLIOGRAFIE

ANEXE

ANEXA 1

SCHEMA DE ASAMBLARE

ANEXA 2

LISTA PIESELOR COMPONENTE

ANEXA 3

FIȘA TEHNOLOGICĂ DE ASAMBLARE A REDUCTORULUI MELCAT

ANEXA 4

REDUCTOR DE TURAȚIE TIP BH