Zespół Szkół Samochodowych

Im. St. Roweckiego Grota

Technikum Samochodowe

Praca Dyplomowa

Temat: Modernizacja i aktualizacja pracowni technologicznej

Promotor : Wykonawcy :

Mgr. Barbara Puciłowska Tomasz Prokwite

Mariusz Siemaszko

Gliwice Rok Szkolny 2002\2003

Wstęp

Zastosowanie na szeroką skalę automatyzacji produkcji spowodowało, że znacznie wzrosła pracochłonność technicznego przygotowania produkcji w stosunku do pracochłonności wytwarzania. Spowodowało to szersze zastosowanie komputeryzacji prac projektowych i to zarówno w fazie konstruowania, opracowywania technologii, jak i w fazie sterowania procesami wytwarzania. W wyniku takich potrzeb powstało kilka systemów:

-CAD - ( komputerowe wspomaganie projektowania konstrukcji)

-CAM - ( komputerowe wspomaganie wytwarzania)

-CAPP - ( komputerowe projektowanie procesów technologicznych)

-CAP - ( komputerowe wspomagane projektowanie systemów produkcyjnych)

-PPC - ( system planowania i sterowania produkcją)

-CAQ - ( komputerowe wspomaganie kontroli jakości)

-CIM - (zintegrowany system wytwarzania)

- CIE - ( komputerowo zintegrowane eksploatowanie)

-CAE - ( komputerowe projektowanie produkcji)

Zakres pracy dyplomowej:

1. Część praktyczna

- demontaż starej instalacji elektrycznej

- modernizacja pulpitu

- renowacja tablicy i ściany głównej

- przygotowanie i wykończenie pisemnego opracowania

- wykonanie i zawieszenie dwóch plansz dydaktycznych

- prace porządkowe

2) Część teoretyczna:

- automatyzacja projektowania procesów technologicznych

- proces produkcyjny

- proces technologiczny

- operacja i jej elementy składowe

Automatyzacja projektowania procesów technologicznych

W systemie wytwarzania szczególną rolę odgrywa projektowanie procesów technologicznych poszczególnych części. W schemacie projektowania procesu technologicznego ze wspomaganiem komputerowym można wyróżnić dwa typy zadań:

-opracowanie sformalizowanego języka technologicznego,za pomocą, którego można zapisać wszystkie informacje wprowadzone do komputera

- opracowanie metody umożliwiającej proste modelowanie i algorytmizację procesów

Automatyzację projektowania procesów technologicznych można wykonywać wg następujących metod:

- projektowanie na podstawie typowych procesów technologicznych

- projektowanie na podstawie powtórnego zastosowania indywidualnych procesów technologicznych

- projektowanie iteracyjne

- projektowanie oparte na syntezie procesu technologicznego

Metoda projektowania na podstawie typowych procesów technologicznych polega na przyporządkowaniu przez komputer procesu typowego dla danej części. Prace wg tej metody rozpoczyna się od klasyfikacji części na odpowiednie klasy, grupy, podgrupy i typy.

Metoda projektowania na podstawie powtórnego zastosowania indywidualnych procesów technologicznych jest modyfikacją poprzedniej metody. Polega ona na wyszukaniu przez system informatyczny w bazie danych odpowiedniej najbardziej podobnej części wraz z opracowanym wcześniej procesem technologicznym.

CAD - Computer Aided Design

Projektowanie wspomagane przez komputer, konstruowanie komputerowe; szczególnie przy wykonywaniu szkiców elementów składowych, ponieważ umożliwia ono przedstawianie części w układzie trójwymiarowym i dokonywanie obliczeń na monitorze.
Przez komputeryzację konstruowania rozumie się na ogół wykonywanie obliczeń konstrukcyjnych, kreślenie rysunków i opracowywanie specyfikacji części. Na końcu procesu konstrukcyjnego wszystkie dane dotyczące wyrobu są tak przygotowanie i zmagazynowane w pamięci, że można je bezpośrednio wykorzystać w procesie produkcyjnym.
Dzięki CAD powstają programy dla obrabiarek ze sterowaniem komputerowym. Jeżeli jakaś część zostanie zmieniona informacje o tym są przekazywane wszędzie, gdzie ta nowa część będzie miała zastosowanie. Sterowanie CAD przynosi szczególnie dużo korzyści, jeśli dane opracowane w toku konstruowania można bezpośrednio (automatycznie) wykorzystać w sterowaniu produkcją i obróbką.

Główne funkcje systemów CAD w ramach wspomagania komputerowego:

- geometryczne modelowanie obiektów

- obliczenia inżynierskie

- wspomaganie prac koncepcyjnych i procesów podejmowania decyzji

- tworzenie i edycja dokumentacji konstrukcyjnej i ewentualnie technolog, ale konwencjonalnej

- zapisywanie i przechowywanie dokumentacji w postaci elektronicznej (pliki i bazy danych)

- generowanie list zestawieniowych składników (specyfikacji) na podstawie rysunków złożeniowych (zestawieniowych)

- wymian danych z innymi systemami

Model CAD obrabiarki typu hexapod B. Model funkcjonalny członu napędowego

CAM - Computer Aided Manufacturing

Wytwarzanie wspomagane przez komputer, komputerowe sterowanie i nadzorowanie produkcji, sterowanie obrabiarkami i maszynami: ruchy każdej maszyny są zaprogramowane, produkcja całkowicie zautomatyzowana. Centralny komputer przejmuje dyspozycję narzędziami, jak dobór, wymiana, magazynowanie, sprawdzenie ich jakości i utrzymywanie w sprawności (np. ostrzenie).
Komputeryzacja sterowania produkcją to między innymi opracowanie planów operacyjnych, planowanie materiałów, narzędzi i przyrządów oraz programowanie numerycznie sterowanych obrabiarek i robotów.

Główne funkcje CAM:

- pobieranie programów z bazy danych oraz wczytywanie do urządzeń sterowanych numerycznie i ich uruchomienie

- przesyłanie programów i ich archiwizowanie w powiązaniu z danymi w nagłówku zlecenia

- zbieranie danych ze stanowisk wytwórczych i ich przesyłanie do systemu nadrzędnego (SEC)

- generowanie programów w trybie bezpośredniej pracy na konsoli urządzenia sterowanego numerycznie

- jest to tzw. programowanie warsztatowo zorientowane

- dozorowanie przebiegu produkcji na poziomie sterowania gniazdem, pojedynczą maszyną, stanowiskiem montażowym

CAPP- Computer Aided Process Planing

Komputerowe wspomaganie, planowanie procesów. Są to systemy wspomagające rozwiązywanie problemów projektowania technolog i przygotowania procesów wytwarzania oraz wykorzystanie metod i technik TPP realizowanej w konwencjonalnych technologiach wspomaganych technikami komputerowymi i systemami ekspertowymi

Zadania CAPP koncentrują się na procesie wytwarzania a to obejmuje:

- generowanie planów technolog, obróbki, pomiarów i montażu

- generowanie programów do sterowania numerycznego obróbki, pomiarów montażu w postaci neutralnych kodów sterowania NC dla obrabiarek, pomiarowych maszyn współrzędnościowych i robotów przemysłowych

- generowanie postprocesów (programów przygotowujących dane do przyjęcia przez inny program wg określonego formatu ich wytwarzania)

- archiwizowanie programów do sterowania numerycznego w bazach danych i ich powiązanie ze strukturą wyrobu oraz zleceniem produkcyjnym

wymiana danych z systemem CAD, CAM, CAP, PPC

CAP- Computer Aided Planing

Komputerowo wspomagane projektowanie systemów produkcyjnych. Systemy te są narzędziami wspomagającymi pracę menedżera. Obejmują projektowanie i optymalizację systemów produkcyjnych i systemów diagnozowania procesu produkcyjnego

PPC- system planowania i sterowania produkcją

Wspomagają planowanie i sterowanie procesami produkcyjnymi od przyjęcia zamówienia do wysyłki gotowego wyrobu

Główne funkcje PPC:

- tworzenie programów produkcyjnych średnio i krótkoterminowych

- gospodarka materiałowa i narzędziowa

- planowanie cykli produkcyjnych, (co do wielkości serii i terminów realizacji poszczególnych zleceń produkcyjnych)

- planowanie zdolności produkcyjnych poszczególnych jednostek (obciążenie maszyn i urządzeń oraz kadry)

CAQ - Computer Aided Qualitycontrol

Komputerowe wspomaganie zarządzania jakością - system przetwarzania danych, który stosowany jest do wspomagania działań, techniki i metod zarządzania jakością. Systemy te służą do ciągłej oceny wyrobów i procesów ich wytwarzania od początkowych faz powstawania aż do końcowej kontroli funkcjonalności wyrobów

W systemie CAQ wyróżnia się metody diagnostyczne:

- kontrola elementów i materiałów

- ocena diagnozowania produkcji

- geneza niezdatności wyrobów

- zarządzanie systemem diagnozującym proces produkcyjny

- analiza uszkodzeń i ich skutków

CIM - Computer Integrated Manufacturing

Komputerowo zintegrowany system wytwarzania. Celem CIM jest integracja wszystkich funkcji przedsiębiorstwa za pomocą przetwarzania informacji. System ten włącza do swych rozwiązań całą załogę począwszy od kierownictwa najwyższego szczebla do najniższych stanowisk pracy. Wymaga on od pracowników odpowiednich kwalifikacji. Nie chodzi przy tym tylko o kwalifikacje wymagane przez wprowadzenie CIM, ale o kwalifikacje pozwalające wywierać wpływ na technikę informacji i komunikowania się, wpływ na pracę, a więc o kwalifikacje będące wyrazem opanowania różnorodnych zmieniających się zadań i myślenia kategoriami całości.
Bez troski o dostosowanie kwalifikacji do wymagań zintegrowanej komputerowo produkcji nie można liczyć na sukces. CIM nie jest gotowym produktem, który można kupić, nie chodzi więc o pracowników zintegrowanych wokół komputera, lecz pracowników działających konstruktywnie zintegrowanych komputeryzacją.

CIE- komputerowo zintegrowane eksploatowanie obejmuje;

- CDS

- CAS komputerowo wspomagane obsługiwanie

- CAR naprawy wspomagane komputerowo

- CAU kom. wspomagane użytkowanie

CDS- komputerowe systemy diagnozujące realizowane są na 2 poziomach:

1.Dotyczy sterowania czujnikami sygnałów, wykonywania obliczeń, selekcji i redukcji inf. diagnostycznej oraz wnioskowania i wizualizacji diagnoz

2. Jest zbiorem relacyjnych baz danych i centralnych służących wspomaganiu wypracowania diagnozy i wymiany inf. z innymi elementami CIE, CIM, CIV

CAS - komputerowo wspomagane obsługiwanie

Jest niezbędnym elementem warunkującym istnienie i efektywne funkcjonowanie dużych sieci obsługi, gdyż zapewnia ono szybszą wymianę inf.

CAR- naprawy wspomagane komputerowo

System napraw jest integralną częścią systemu obsługi. Na podstawie diagnozy o stanie niezdatności wyrobu jest on kierowany do systemu naprawczego. Najczęściej jest on powtórnie diagnozowany w celu uściślenia diagnozy, która stanowi podstawę wypracowania algorytmu naprawy, złożenia zamówienia na części zamienne, narzędzia i personel o odpowiednich kwalifikacjach. Wszystkie te czynności może wykonywać system wspomagający. W systemach wspomagających bez operatora komputer wypracowuje instrukcję dla odpowiedniego robota naprawczego i wydaje dyspozycje o dostarczeniu niezbędnych elementów z magazynu.

Głównie funkcje wspomagania komputerowego to:

- transmisja danych

- zarządzania materiałami

- szeregowanie zadań i transport bliski

- analiza danych i sprzężenie zwrotne.

CAU - komputerowo wspomagane użytkowanie -

Najbardziej rozwinięty rodzaj komputerowego wspomagania. Powinien on umożliwiać, co najmniej:

- połączenie baz danych z rysunkami eksploatacyjnymi

- wymianę informacji z innymi systemami

- zarządzanie użytkowaniem

- predykcję działań obsługowych.

Podstawowe zadania stawiane układom sterowania to:

- pełna automatyzacja, pozwalająca na uniknięcie ciągłej Obecności człowieka i jego nadzoru nad przebiegiem obróbki,

- łatwa i szybka zmiana cykli pracy,

- powiązania sterowania z systemami komputerowymi wspomagającymi prace przygotowawcze i organizację wytwarzania.

Analizy związane z automatyzacją powinny obejmować proces wytwarzania jako zintegrowany system wytwarzania wyrobów, jednak możliwości realizacji tak szerokiej idei automatyzacji są na ogół ograniczane względami ekonomicznymi. Jak wykazują do­świadczenia krajów wysoko, rozwiniętych, najlepszą optymalizowaną wydajność, a także wymaganą jakość wyrobów (zgodnie z kryteriami oceny nowoczesności przemysłowych form wytwarzania), uzyskuje się w zintegrowanych zautomatyzowanych systemach:

- technicznego przygotowania produkcji,

- zarządzania procesami wytwarzania,

- zarządzania przedsiębiorstwem.

Z punktu widzenia elastycznej automatyzacji zagadnienia automatyzacji procesów

wytwarzania dzielone są na dwie grupy:

1. Automatyzację technicznego przygotowania produkcji obejmującą przygotowa­nie dokumentacji konstrukcyjnej, technologicznej (wraz z programami dla obrabiarek sterowanych numerycznie) oraz organizacji (planowanie i zarządzanie) wytwarzania.

2. Automatyzację wytwarzania, obejmującą automatyzację procesów realizowanych w różnych systemach wytwarzania.

Automatyzacja wytwarzania - wprowadzenie środków technicznych w celu samoczynnego sterowania i kontrolowania procesów wytwarzania. W odróżnieniu od me­chanizacji, która zastępuje tylko pracę fizyczną człowieka, automatyzacja ma na celu wyeliminowanie bezpośredniego udziału człowieka z procesów wytwarzania i sprowa­dzenie jego roli do działań programujących i ogólnego nadzoru. Automatyzacja może obejmować środki wytwarzania (zautomatyzowane środki wytwarzania), poszczególne składniki procesu wytwarzania (np. składowanie, transport, proces technologiczny, kon­trolę i in.) lub cały proces wytwarzania (automatyzacja kompleksowa).

Elastyczna automatyzacja wytwarzania - oznacza automatyzację wytwarzania, umożliwiającą łatwe i szybkie przezbrojenie oraz łatwą i szybką zmianę programów pra­cy środków wytwarzania, w dostosowaniu do zmieniających się zadań produkcyjnych. Jej przeciwieństwem jest automatyzacja sztywna (mechaniczna, sprzętowa).

Przykładem elastycznej automatyzacji jest automatyzacja z wykorzystaniem sys­temów sterowania komputerowego, a automatyzacji sztywnej - automatyzacja cykli pracy za pomocą urządzeń mechanicznych (krzywek, zderzaków, wzorników). W praktyce występuj ą często rozwiązania pośrednie o różnym stopniu elastyczności i automatyzacji.

Jednostka wytwórcza - ogólne określenie maszyny, urządzenia lub zbioru maszyn i urządzeń przeznaczonych do realizacji wyodrębnionych zadań technologicznych. Jed­nostką wytwórczą może być pojedyncza obrabiarka lub system złożony z wielu obrabiarek

CAE - Computer Aided Engineering

Inżynieria (konstruowanie), działalność inżynierska z zastosowaniem komputera, przede wszystkim przy projektowaniu produkcji zwłaszcza dóbr inwestycyjnych. CAE stanowi podstawę strategii zintegrowanego wytwarzania i jest trudne do opracowania, gdyż żaden sprzedawca nie oferuje kompletnego systemu CAE.
Wprowadzanie tego systemu musi wynikać z potrzeb całego przedsiębiorstwa a nie tylko jednego z wydziałów. Warto go zbudować, jeśli konieczny jest wzrost sprawności projektowania, konstrukcji lub wytwarzania i dziedziny te są organizacyjnie zdolne do wchłonięcia nowej technologii. Wprowadzenie tego systemu zmusza do gruntownego przebadania dotychczasowego procesu projektowania i wytwarzania. Zmieniają się, bowiem funkcje jednostek organizacyjnych i konieczna staje się ścisła koordynacja ich działalności.

Proces produkcyjny

Procesem produkcyjnym nazywa się część procesu produkcji obejmującą działania wykonywane dla wytwarzania wyrobów w danym zakładzie z materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów. Proces produkcyjny obejmuje procesy:

- technologiczny

- kontroli jakości

- transportu

- magazynowania

- konserwacji

- regeneracji

- napraw

Proces technologiczny

Proces technologiczny jest to podstawowa część procesu produkcyjnego,obejmująca działania mające na celu uzyskanie żądanych kształtów, wymiarów wymiarów właściwości przedmiotu pracy lub ustalenie wzajemnych położeń części lub, zespołów w wyrobie.

Zabieg - podstawa operacji, jest to taka czynność, która jest realizowana za pomocą tych samych środków technologicznych i przy niezmienionych parametrach obróbki: zamocowania i pozycji

Zamocowanie - przez zamocowanie należy rozumieć przyłożenie sił i moment sił do przedmiotu obrabianego dla zapewnienia stałości jego położenie podczas wykonywania operacji technologicznej

Czynnościami mogą być:

• zamocowanie przedmiotu

• uruchomienie tokarki

• dosunięcie noża

• włączenie posuwu

Operacja i jej elementy składowe

Operacją technologiczną nazywa się część procesu technologicznego wykonywaną na określonej części

(lub zespole), przez jednego pracownika (lub grupę pracowników), na jednym stanowisku roboczym i bez przerw na wykonywanie innej pracy.

W zależności od złożoności kształtu części, wielkości produkcji, warunków technicznych podanych na rysunku konstrukcyjnym obrabianej części oraz posiadanych środków produkcji zmienia się liczba operacji w procesie technologicznym danej części.

Literatura:

- Stefan Okoniewski - Technologia Maszyn

- Mechanik pojazdów samochodowych - Technologiczne podstawy zawodu Część 1 wydawnictwo VOGEL.

- Internet

18

Czynności

Przejście 1

Przejście 2

Przejście n

Ruchy elementarne

Zabieg 1

Zabieg n

Zabieg 2

Zabieg 3

Zabiegi

Zamocowanie n

Pozycja n

Zamocowanie 2

Pozycja 2

Zamocowanie 1

Pozycja 1

Operacja 1

Operacja 2

Operacja 3

Operacja n

Operacje

Proces technologiczny

---