Sisteme Flexibile de Fabricatie [621013]

Sisteme Flexibile de Fabricatie
Laborator 5

In laboratorul anterior am stabilit masinile unelte necesare pentru prelucrarea si
verificarea diemnsionala a piesei.
In aceasta etapa trebuie stabilit:
1. Tipul fluxului de fabricatie: serial, paralel sau mixt
2. Modalitati de transport in cadrul SFF 3. Realizarea schemei SFF si intregirea lucrarii

1. Tipul fluxului de fabricatie: serial, paralel sau mixt

In cazul nostru se poate utiliza flux serial, adica semifabricatul trece de la un post
de lucru la altul, piesa este prelucrata si verificata si in final este depozitata. Daca
avem mai multe dimensiuni de piese (spre ex. arbori pentru mai multe tipuri de
masini electrice), care utilizeaza aceleasi operatii tehnologice, masinile cu comanda numerica vor executa programe de prelucrare diferite in functie de tipul de arbore
(de ex. dimensiuni diferite). La final in functie de tipul de piesa, aceasta va fi
depozitata corespunzator.
Fluxurile paralele se utilizeaza in principal pentru marirea numarului de piese
realizate (in cazul aceluiasi tip de piesa).
Fluxurile mixte se utilizeaza in cazul cand se produc piese care nu au acelasi flux
tehnologic, adica o parte din piese urmeaza un alt traseu pentru executia unei
operatii tehnologice. Mai este cazul cand se produc in paralel mai multe tipuri de
piese, dupa care urmeaza montajul acestora (sau o etapa de montaj intermediar) dupa care pot urma alte etape tehnologice. Spre exemplu un contactor: avem o linie de prelucrat piesele pe care se nituiesc contactele, avem in paralel o linie de produs
pastilele de contact, acestea se aduna pentru operatia de fixare (nituire) si vor merge
mai departe pentru alte operatii de montaj sau prelucrare. Alt exemplu poate fi un
motor electric (Fig. 1) pentru care produc in paralel arborele, tolele, realizarea
pachetului de tole. Acum acestea se strang pentru montajul pe arbore. Bobinajul poate fi de tipuri diferite si iar se intra intr-un flux paralel, dupa care se revine la operatiile seriale de montaj.

Figura 1 – Subansamblele unui motor electric

2. Modalitati de transport in cadrul SFF

In cadrul unui SFF, in afara de tehnologia de realizare (diverse utilaje care
realizeaza diverse operatii tehnologice), sunt necesare sisteme de transport si/sau
de realizare a altor operatii (orientarea pieselor, sortare, etc.).
In acest laborator, trebuie stabilite sistemele de transport al semifabricatului
(intrarea in SFF, deplasarea intre masinile unelte, depozitarea produselor finite).
Toate activitatile relizate pana acum sunt executate cu ajutorul echipamentelor cu
comanda numerica si fac parte din CIM (sistem integrat condus de catre calculator).
Asta nu inseamna ca activitatea umana este complet eliminata. Aceasta poate fi
prezenta intr-o masura mai mare sau mai mica, adica doar de la supervizarea activitatii pana la efectuarea unor operatii. Cu cat automatizarea SFF este mai complexa, cu atat echipamentele si realizarea software-lui implica costuri mai mari. Daca este necesara executarea unui numar mare de produse, costurile se
repartizeaza pe un numar mare de produse care sunt realizate intr-un timp mai scurt,
per ansamblu costurile pe produs fiind mai scazute.
Daca este necesar un numar mic de produse realizate, nu este justificata o
automatizare totala a SFF, existand anumite zone unde este necesara prezenta
umana. In cazul seriilor mici sau a unicatelor, prelucrarile vor fi executate pe masini
CNC sau conventionale, restul operatilor fi ind realizate de catre operatori umani.
In functie de dimensiune pieselor, greutate, frecventa de manipulare, operatorii
umani vor fi asistati de mijloace automatizate (macarale, carucioare manuale,
carucioare cu actionare electrica, coboti, etc.).

Cobotii sunt roboti industriali colaborativi, adica efectueaza operatii in colaborare
cu operatorul uman (de exemplu: sudura caroseriilor auto, operatii de asamblare,
etc.).
In orice fel de situatie trebuie sa tinem cont de factorul uman (HFE – Human
Factors Engineering sau Ergonomie), adica se tine cont de caracteristicile factorului
uman (resurse fizice, stres, oboseala, neatentie, etc.). Spre exemplu este necesar
transportul unei sticle PET de 2L timp de doua ore. Va fi destul de dificil, dar daca
sticla are un maner aceasta poate fi transportata mai usor, daca avem o sacosa va fi
si mai usor, daca avem un dispozitiv de pus pe umar va fi si mai usor, in plus vom
avea mainile libere. Dupa cum se vede in exemplu, timpul de activitate creste gradual, scade gradul de oboseala, scade nivelul de stres, etc.
Referitor la echipamentele de transport sa luam un exemplu foarte simplu si
comun: marfa dintr-un hipermarket. Cand soseste in depozit este descarcata si
asezata cu ajutorul unor electrocare cu operator uman. Cantitati mai mici sunt
scoase din depozit cu ajutorul unor carucioare electrohidraulice. Clientul ia din raft o
cantitate si mai mica pe care o transporta cu cosul (carutul cu roti) de cumparaturi, la casa cumparaturile deplasandu-se pe un conveior cu role (fara actionare electrica) sau cu ajutorul unei benzi actionate electric.
In cazul operatiilor industriale, unele operatii pot fi executate cu ajutorul robotiilor
(acestia imitand operatorul uman).
Trebuie sa specific ca robotii (brate robotizate, carucioare robotizate, etc.) au o
precizie ridicata, viteza de executie ridicata, dar nu au o rigiditate si putere la fel de mare ca a masinilor unelte, din acest motiv ei nu pot inlocui masinile unelte.
Robotii pot inlocui operatorii umani in activitati de montaj, de vopsitorie, de
transport, de sortare, etc.
Revenind la exemplul nostru, dupa stabilirea operatiilor tehnologice trebuie sa
stabiliti mijloacele de sortare, ordonare (daca este cazul) si modalitati de transport.
De exemplu prima masina unealta (de ex. strungul) poate fi prevazut cu o
magazie de semifabricate (cum ar fi bare de otel) care alimenteaza strungul. Dupa
prelucrare si verificare piesa este preluata de un brat robotizat care o muta la
urmatoarea masina unealta (ex. o freza) etc. In acest caz timpii de executie sunt redusi si precizie ridicata. Daca aceste operatii le executa operatorul uman, timpii de executie se maresc considerabil, sunt necesare pauze, etc.
Pot fi inclusi si operatori umani care sa alimenteze cu semifabricate masinile
unelte CNC, care sa puna pe un conveior cu role, cu banda, etc. semifabricatele
spre a fi trimise urmatorului punct de lucru.

3. Realizarea schemei SFF si intregirea lucrarii

Pentru conceperea schemei SFF se vor utiliza simbolurile convenite in cadrul
cursului.
Pentru simbolizarea punctului de lucru se va utiliza simbolul din fig. 2. In partea din stanga se va specifica daca utilajul va functiona in regim automat
sau manual (manual nu inseamna ca nu exista CNC, prin intermediul CNC
prelucrarea poate fi facuta manual, la comanda operatorului sau in mod automat de catre programul piesa), in general functionarea este in mod automat.
La echipament se va trece tipul de utilaj: strung CNC, freza CNC, strung cu
magazie de scule, etc.
La cap de procesare se trece tipul capului de prelucrare. In cazul nostru se trece
scula (ex. freza disc, freza deget, etc.) In cazul in care se utilizeaza o masina CNC cu magazie de scule se trec in ordinea utilizarii capetele de procesare utilizate.
In partea dreapta se trece specificul echipa mentului (strung, freza, etc. – statii de
prelucrare, daca este o faza de montaj atunci este Statie de asamblare, etc.).

Figura 2 – Simbolizare punct de lucru

Pentru simbolizarea starii piesei care trebuie realizate se utilizeaza simbolurile
din fig. 3.
Material brut – cand materialul este introdus in SFF (in cazul unui arbore de
masina electrica, materialul brut este bara)
Procesare intermediara – cand materialul a trecut de o operatie, dar urmeaza
alte operatii (de exemplu: este terminata strunjirea, dar mai urmeaza opertaii de frezare)
Produs finit – cand produsul este finalizat si trimis catre montaj sau
depozitare.

Figura 3 – Simbolizare stare piesa

Pentru simbolizarea transportului piesei si folosirea diferitelor echipamnete pe
parcurs se utilizeaza simbolurile din fig. 4.
In exemplul de mai jos, magazia de stocare (buffere) se utilizeaza in cazul in care
timpii de realizare a diverselor operatii sunt diferiti si nu poate fi realizata o linie
continua de deplasare.
Sensul transferului in timpul procesarii se va numerota si in text se va detalia,
adica se va explica ce modalitate de transport reprezinta. De asemenea, se va face o scurta analiza a variantei de transport aleasa si ce avantaje reprezinta fata de alte
modalitati avute la dispozitie.

Figura 4 – Simboluri pentru transportul piesei

In figura 5 este reprezentata o schematizare a unei linii SFF.

Figura 5 – Linie SFF schematizata

Din toate etapele realizate pana acum va trebui sa rezulte o linie SFF ca in figura
5.
La intregirea lucrarii (la introducerea rezultatelor partiale obtinute pana acum)
aceasta va avea urmatoarea forma:
 Scopul lucrarii (prezentarea piesei pentru care se face SFF)
 Continutul lucrarii
 Concluzii
 Bibliografie