Разработка робототехнического комплекса для фрезерования корпусных деталей

Предприятие

5. Стоимость 1 площади служебно-бытовых помещений

7000

7000

Предприятие

6. Количество смен

-

3

3

ТП

7. Категория ремонтной сложности механической/электрической части оборудования

/

-

82/96

99/112

Метод. пособие

8.Среднегодовые затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание на одну единицу ремонтной сложности механической/электрической части

/

125/110

125/110

Предприятие

9. Годовой объем выпуска изделия

5000

5000

Предприятие

10. Норма штучно-калькуляционного времени

0,45

0,4

Предприятие

11. Время проведения процесса

1,5

1

Предприятие

12. Производственная площадь, занимаемая оборудованием

10

17

Предприятие

13. Годовые затраты на содержание производственного помещения

6000

6000

Предприятие

14. Суммарная установленная мощность высоковольтного отсека

5,67

6,45

ТП

15. Цена электроэнергии

2,3

2,3

Предприятие

16. Действительный годовой фонд времени работы оборудования

1820

1820

Метод. пособие

17. Величина оклада оператора

12000

12000

Предприятие

18. Норма народно-хозяйственной эффективности капиталовложений

-

0,2

0,2

Метод. пособие

19. Коэффициент загрузки оборудования во времени

-

0,75

0,86

ТП

20. Коэффициент выполнения норм

-

1,1

1,1

ТП

7.2 Организационный анализ базового варианта

В базовом варианте процесс загрузки выгрузки, а также закрепление детали на станке производился вручную, также ручное включение исполнительных элементов, а, следовательно, влияние человеческого фактора (внимательность оператора, его квалификация).

7.3 Целесообразность применения второго варианта

Применение ПР Циклон 3.02 для загрузки разгрузки станка, загрузочного устройства , полностью автоматического приспособления для фиксации детали в рабочей зоне, и самотечного лотка - ската для отведения готовых деталей. Работа которых объединена программируемым контроллером, управляющей всеми исполнительными элементами, сокращает время загрузки - выгрузки детали, исключает ошибки оператора. Задача оператора сводится к включению установки и системы управления, а также запуску управляющей программы. Контроль процесса осуществляется оператором, сидя на рабочем месте, т. к. вся необходимая информация с датчиков сведена на монитор. В качестве управления всеми исполнительными элементами РТК используем программируемый логический контроллер SIMATIC S7-300 фирмы «SIMENS».

7.4 Расчет количества оборудования

Расчетное количество однотипного оборудования для выполнения годовой программы выпуска деталей рассчитывается по формуле:

(7.1)

Где:

- норма штучно-калькуляционного времени;

- годовой объем выпуска деталей;

- действительный годовой фонд времени работы оборудования;

- коэффициент загрузки оборудования по времени;

- коэффициент выполнения норм.

;

.

Коэффициент использования оборудования определяется по формуле:

(7.2)

Где:

- принятое количество оборудования.

;

.

7.5 Расчет количества работников

Количество основных работников (операторов) рассчитывается по формуле:

(7.3)

Где:

- время проведения процесса;

- действительный годовой фонд времени работника;

- количество единиц оборудования, обслуживаемого в смену одним работником.

;

.

Принятое количество специалистов по первому варианту .

Принятое количество специалистов по второму варианту .

Общая численность вспомогательных рабочих для обслуживания основного технологического оборудования определяется укрупнено (50-60)% от основных производственных рабочих:

;

.

Плановый ремонт оборудования участка осуществляется централизованной ремонтной службой предприятия, поэтому расчет численности вспомогательных рабочих, осуществляющих ремонт оборудования, не проводится.

По тарифно-квалификационному справочнику с учетом сложности операции назначается разряд каждому рабочему.

В таблице 7.2 приведено количество работников.

Таблица 7.2 - Количество работников:

Наименование профессии или специалиста	Количество	Разряд	Месячный оклад или тарифная ставка
1	2	3	4
	I вариант
1. Специалисты-операторы 2. Наладчики	2 2	4	12000 28,80
Всего:	4
	II вариант
1. Специалисты-операторы 2. Наладчики	1 1	4	12000 28,80
Всего:	2

7.7 Расчет цены внедрения РТК

Цена проектируемой конструкции рассчитывается по формуле:

(7.4)

Где:

- затраты на техническую подготовку новой конструкции, ;

- предполагаемый выпуск новой продукции;

- полная себестоимость изготовления новой продукции, ;

- нормативная прибыль предприятия, приходящаяся на одну машину, .

7.8 Расчет затрат на техническую подготовку производства новой конструкции

Затраты на техническую подготовку производства () проектируемого изделия складываются из затрат на конструкторскую () и технологическую () подготовку:

(7.5)

7.9 Трудоемкость разработки изделия

Суммарные затраты времени на конструкторскую подготовку (трудоемкость разработки конструкции) рассчитываются по формуле:

, (7.6)

Где:

- трудоемкость разработки технического задания (группа новизны - В, группа сложности - 4);

- трудоемкость разработки технического предложения (группа новизны - В, группа сложности - 4);

- трудоемкость разработки чертежа общего вида на стадии эскизного проекта (группа новизны - А, группа сложности - 1);

- трудоемкость разработки чертежа общего вида на стадии технического проекта (группа новизны - В, группа сложности - 4)

- трудоемкость разработки электрических схем изделия (группа новизны - В, группа сложности - 4);

- трудоемкость разработки схем изделия.

Затраты времени составляют:

.

7.10 Расчет затрат на конструирование

Затраты на конструирование определяются по формуле:

 (7.7)

Где:

- средняя часовая заработная плата инженеров, занятых конструированием;

- коэффициент, учитывающий величину накладных расходов в отделе главного конструктора, .

Таким образом затраты на конструирование равны:

.

В силу того, что технологическая подготовка определяется компоновкой отдельных систем, в соответствии с рекомендациями затраты на технологическую подготовку принимаются равными 30% от затрат на конструкторскую подготовку:

.

7.11 Расчет себестоимости изготовления новой системы управления установкой

Полная себестоимость изготовления вновь разработанной конструкции определяется по формуле:

, (7.8)

Где:

- затраты на материалы;

- затраты на покупные комплектующие;

- затраты по заработной плате на конструкцию;

- косвенные расходы;

- внепроизводственные расходы.

Затраты на материалы рассчитываются по формуле:

(7.9)

Где:

- количество видов материалов, применяемых в изделии;

- длина используемого материала;

- цена одного метра материала;

- средний коэффициент использования материалов.

В таблице 7.3 приведены вид, количество и цена применяемых материалов.

Таблица 7.3 - Вид, количество и цена применяемых материалов:

Марка материала	Вид материала	Размер, мм	Цена, руб.
Алюминий	заготовка	150Ч50	50
		Итого:	50

В таблице 7.4 приведены затраты на покупные комплектующие.

Таблица 7.4 - Затраты на покупные комплектующие:

Наименование	Количество	Цена, руб.	Стоимость
Промышленный робот Циклон 3.02	1	150000	150000
Бесконтактные датчики BERO DC, IP67, тип М18	9	500	4500
Программируемый логический контроллер SIMATIC	1	10000	10000
Рольганг прямой не приводной	1	6000	6000
Трансформатор 24 В	1	1500	1500
Итого:			172000

Затраты на заработную плату по конструкции укрупнено можно определить из соотношения удельных весов материалов и заработной платы в себестоимости аналогичных видов продукции:

(7.10)

Где:

- затраты на материалы;

- удельный вес затрат на заработную плату в себестоимости аналогичной продукции;

- удельный вес затрат на материалы в себестоимости аналогичной продукции.

.

Косвенные расходы определяются по формуле:

(7.11)

Где:

, - процент цеховых и общезаводских косвенных расходов на предприятии, изготавливающем рассматриваемое изделие.

Принимаем , .

.

Внепроизводственные расходы принимаются в размере 3-6% от производственной себестоимости, :

 (7.12)

Внепроизводственные расходы принимаются равными 5% от производственной себестоимости:

.

Полная себестоимость:

.

7.12 Расчет нормативной прибыли

Нормативную прибыль предприятия, приходящуюся на вновь изготавливаемую часть машины можно определить исходя из норматива рентабельности продукции , :

(7.13)

Где:

- уровень рентабельности продукции;

- полная себестоимость продукции;

- затраты на материалы, покупные комплектующие.

Таким образом, цена объекта конструирования:

7.13 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения определяются по формуле:

 (7.14)

Где:

- капитальные вложения в оборудование;

- капитальные вложения в здания;

- капитальные вложения в служебно-бытовые помещения;

- стоимость пуска системы.

7.14 Капитальные вложения в оборудование

Величина рассчитывается по формуле:

(7.15)

Где:

- капитальные вложения в технологическое оборудование;

- капитальные вложения во вспомогательное оборудование;

- капитальные вложения в устройство управления, которые включают в себя стоимость установки.

(7.16)

Где:

- балансовая стоимость оборудования;

- принятое число оборудования;

- коэффициент использования оборудования.

;

.

Вложения во вспомогательное оборудование:

.

Вложения в устройство управления:

.

Где:

- стоимость автоматизированной системы управления (АСУ).

;

.

Капитальные вложения в оборудование составляют:

;

7.15 Капитальные вложения в здания

(7.17)

Где:

- площадь, занимаемая оборудованием;

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на единицу оборудования;

- цена одного квадратного метра здания, занятого оборудованием;

- принятое количество оборудования.

7.16 Расчет себестоимости процессов

Для анализа экономической целесообразности использования средств автоматизации достаточно ограничится расчетом технологической себестоимости выполнения годового объема деталей.

(7.19)

Где:

- затраты на заработную плату работников;

- затраты на амортизацию активной части основных фондов;

- затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание;

- затраты на содержание здания;

- затраты на электроэнергию;

- прочие цеховые расходы.

7.17 Расчет затрат на заработную плату

Затраты на заработную плату складываются из заработных плат основных и вспомогательных работников:

(7.20)

Где:

- затраты на заработную плату основных работников (операторов);

- затраты на заработную плату вспомогательных работников.

Заработная плата основных работников рассчитывается по формуле:

, (7.21)

Где:

- величина оклада;

- количество месяцев;

- величина премии, примем премию в размере 60%;

- коэффициент, учитывающий величину дополнительной заработной платы;

- коэффициент, учитывающий величину единого социального налога;

- принятое число операторов;

- коэффициент занятости.

.

Заработная плата вспомогательных работников , рассчитывается по формуле:

(7.22)

Где:

- часовая тарифная ставка i-ого рабочего;

- годовой фонд времени работы j-го рабочего;

- количество рабочих j-гo разряда.

;

.

Заключение

В процессе проектирования робототехнического комплекса для фрезерования корпусных деталей был выбран вариант наиболее оптимальный при решении поставленной задачи. В конструкторской части проекта были разработаны самотечный лоток - скат, магазинное загрузочное устройство для подачи заготовок в позицию захвата, приспособление, для надежной фиксации заготовки на столе станка, захватное устройство а также циклограмма работы РТК.

В разделе "Электроавтоматика" сделан выбор системы управления РТК на базе программируемого контролера Simatic S7-300 CPU-312, спроектирована структурная схема системы управления, функциональная схема, принципиальная электрическая схема. Произведен расчет и выбор элементов электрической схемы.

В организационно-экономической части проекта было дано технико-экономическое обоснование, рассчитан экономический эффект и другие экономические показатели проекта. Экономический эффект от внедрения РТК составил 1741268 рублей.

В разделе "Экологичность и безопасность проекта" разработаны мероприятия для обеспечения безопасных условий труда.

Список использованных источников

1. Белянин П.Н. Промышленные роботы. М.: Машиностроение, 1975. 400 с.

2. Пособие по применению промышленных роботов. Пер. с яп./ под ред. К. Нода М.: Мир, 1975. 450 с.

3. Гук М. Интерфейсы ПК: Справочник - СПб: ЗАО «Издательство «Питер»», 1999. 416 с.

4. Проблемы создания гибких автоматизированных производств. / М.: Наука, 1987. 252 с. механизация машиностроение фрезерование

5. Гибкие сборочные системы. / под. ред. У.Б. Хегинботама. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1988. 400 с.

6. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы. / под ред. Е.П. Попова. М.: Машиностроение, 1985. 254 с.

7. ГПС для сборочных работ. / под ред. Б.И. Черпакова. / М.: Высшая школа, 1989. 110 с.

8. Промышленные роботы: внедрение и эффективность. Пер с яп./ Асаи К., Кигами С. и др. М.: Мир, 1987. 384 с.

9. Управляющие системы промышленных роботов. Под общ. Ред. И.М. Макарова, В.А. Чиганова. М.:Машиностр.,1984. 288 с.

10. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6.0 PRO / М.: «СК-Пресс», 1997. - 336 с.

11. Серов И.Н. Справочник по AutoCAD 2004 / М.: «СК-Пресс», 1997. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru

...