Sveuilite u ZagrebuFakultet strojarstva i brodogradnje TEHNOLOGIJA IIPROIZVODNE TEHNOLOGIJE IIMONTAA

Predavanja: Dr.sc. BOO VRANJE, redovni profesorFAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJESveuilita u ZagrebuIvana Luia 1/III kat, soba A503HR 10000 Zagrebtelefon: 01/6168-380 ILI 6168-423email: bozo.vranjes@fsb.hr

Vjebe: Dr.sc. ZORAN KUNICA, docent , Petar urkovi, dipl. ing.Ivana Luia 1/III kat, soba A507telefon: 01/6168-324 ILI 6168-423email: zoran.kunica@fsb.hr

LiteraturaB. Vranje, B. Jerbi, Z. Kunica, 2.14 Montaa, Inenjerski prirunik, kolska knjiga, Zagreb. (u tisku)

G. Boothroyd; P. Dewhurst; W. Knight, Product Design for Manufacture and Assembly, Marcel Dekker, Inc., New York, 2001.

J. A. Speck, Mechanical Fastening, Joining, and Assembly, Marcel Dekker, Inc., New York, 1997.

G. Boothroyd, Assembly Automation and Product Design, Marcel Dekker, Inc., New York, 1991.

H. K. Rampersad, Integral and Simultaneous Design for Robotic Assembly, 1994.

internet (proizvoai opreme i softvera, katalozi i cad modeli)

Slika 1-1 Montaa u proizvodnom sustavu Proizvodni sustav dade se podijeliti u razliite sustave nieg reda. Sustav montae je sa ostalim sustavima u proizvodnom sustavu povezan tokom materijala i tokom informacija (Slika 1-1).

OSNOVNI POJMOVI

Industrijski nainjeni tehniki proizvodi sastoje se esto iz vie ugradbenih elemenata, koji se izrauju u razliitim vremenima i na razliitim mjestima.

Zadatak montae je, da se sustav ugradbenih elemenata nekog proizvoda sklopi u sustav vee kompleksnosti odreene namjene u odreenom broju komada u jedinici vremena.

Sustav ugradbenih elemenata nekog proizvoda sastoji se od:

(POJEDINANIH) DIJELOVA I/ILI SKLOPOVA I/ILI BEZOBLINIH TVARI

Dijelovi su geometrijski odreene tvorevine nastale obradom nekog materijala, iz jednoga komada.

Sklopovi su geometrijski odreene tvorevine sastavljene od najmanje dva ugradbena elementa. Odnosi izmeu ugradbenih elemenata neke tvorevine ostvaruju se spojevima. Zavrni sklop jest proizvod.

Bezobline tvari su plinovi, tekuine, prakovi i granulat.

DijeloviBezobline tvariSklopoviStrojeviPostrojenjesloenost montanog objektaMMM

Montaa je neizbjena u sluajevima: a) ako se funkcija proizvoda ne moe ostvariti jednim ugradbenim elementom; b) da treba osigurati meusobnu pokretljivost ugradbenih elemenata; c) potrebe za ugradbenim elementima od razliitih materijala; d) jeftinije izradbe dva ugradbena elementa umjesto jednoga; e) osiguranja zamjenjivosti, transporta i demontae ugradbenih elemenata radi smanjivanja trokova ili odravanja proizvoda; f) posebnih zahtjeva na proizvod (naprimjer estetskih).

Budui da je montaa zavrna aktivnost u proizvodnji, svi propusti, greke i nedostaci prethodnih faza proizvodnje kumuliraju se u njoj.

Stoga se automatizacija montae namee kao tehnoloki imperativ, i danas predstavlja podruje stratekih rezervi profita proizvoaa.Nesklad izmeu stupnjeva automatizacije u izradbi dijelova i montai, uzrokovao je znaajno poveanje vremenskog i trokovnog udjela montae u realizaciji proizvoda.Prosjean vremenski udio montae u ciklusu proizvodnje iznosi od 40 do 60 %, a trokovni i do 50 %.Trokovni i vremenski udio montae u ukupnim trokovima proizvodnjeUdio montae:

ZATO JE MONTAA DUGO BILA ZAPOSTAVLJENA?

Izradba dijelova obavlja se ekonomino opremom koja nadmauje ljudske sposobnosti, dok je u montai situacija obrnuta.

Sve dok je postojao problem izrade dijelova, problem montae nije postojao.

Ljudi su efikasni u montai, jer raspolau osjetilnim, motorikim i mentalnim sposobnostima, superiornijim od onih u strojeva.

Ljudi instinktivno imaju sposobnost da stvari spajaju meusobno, pa se montaa esto nije smatrala "ozbiljnom" tehnologijom, te nije bilo potrebe da se definiraju "pravila" za montau, ijom bi se uporabom unaprijedila i poveala njezina efikasnost.

Montaa je djelatnost koja ljudima predstavlja zadovoljstvo. Ljudi se prilagouju na montau od najranije dobi. Najuspjenije djeje igrake se temelje na prirodnoj sklonosti ljudi ka montai (lego, puzzle,...). A prisnost uzrokuje potcjenjivanje.

Montaa nije skupa. Potrebne investicije za runu montau su minimalne, a glavni trokovi su trokovi ljudskog rada. Dok su oni mali, nema motivacije za unapreenjem efikasnosti montae.

OSOBITOSTI MONTAEUsporedba znaajki montae i izradbe dijelova

MONTAAIZRADBA DIJELOVAVie ugradbenih elemenata u procesuJedan izradak u procesuUgradbeni elementi sloene geometrijePripremci jednostavne geometrijeRazliite montane operacije na vie ugradbenih elemenataRazliite izradbene operacije na jednom izratkuMasa i obujam objekta montae rastuMasa i obujam izratka se smanjujuNa istom se objektu izvodi vie puta (popravci)Obrada se na izratku izvodi samo jednomMnogo rukovanja ugradbenim elementomMalo rukovanja izratkom

STRUKTURA SUSTAVA MONTAE

Jezgra montae sastoji se od montanih operacija. Kao i kod izradbe dijelova i kod montae su potrebne dodatne vanjske funkcije, koje tek u njihovoj cjelovitosti tvore montani sustav.

Montana radna mjesta moraju se snabdjeti s informacijama, materijalom, alatom i napravama.

Opskrbu s hardverom preuzima sustav logistike pri emu se ovdje u pravilu ne pravi razlika izmeu materijala, alata i naprava.

Potrebne informacije (montani radni nalozi, sastavnice, upute za montau, ...) se izrauju u odjelu planiranja i voenja montae i preko informacijskog sustava raspodjeljuju na pojedine montane stanice. Tijek montae odgovara onome u izradbi dijelova.

Preko povratnih podataka s montanih stanica mogu se prikupiti pogonski podaci i podesiti uinak u montai to daje podlogu za daljnje planiranje kapaciteta.

Planiranje montaeUpravljanje montaomPodeavanje uinka u montaiInformacijski sustav montaeUlaz robeSkladitePripremanjeTransportIzlaz robeMontana operacija 1Montana operacija 2.....Montana operacija nKontrola i ispitivanjePovratni podaciSabirnicaStruktura sustava montae

Sustav voenja montae

Sustav logistike

Planiranje i upravljanje proizvodnjomSustav voenja montaeKontrolaSklopljeni proizvodAlatiPomona sredstva

Popuna

Priprema

Skladite staniceTransportObiljeja:

univerzalna fleksibilna montana mjesta

cjelovita montaa i kontrola

on-line upravljanje i povratne informacije o radnom nalogu

integrirano upravljanje stanice sa odgovornou za rokove, trokove i kvalitetu

dispozitivna sloboda unutar definiranog planskog horizonta (za naloge, kadrove, materijal, pomona sredstva)

Autonomna montana skupinaSkladite za dijelove/sklopoveMontano mjesto AMontano mjesto BNovi organizacijski koncepti naputaju ovako centraliziranu strukturu i prelaze na autonomne montane skupine prikazane na sljedeoj slici.

Posebno obiljeje ove skupine je da posjeduje dva nezavisna montana mjesta. Tako se moe jedno montano mjesto pripremati dok se na drugome proizvodi. S time se postie optimum fleksibilnosti unutar skupine.

Osim toga se alati i esto koriteni pojedinani dijelovi i sklopovi nalaze u jednom decentraliziranom skladitu tako da je skupina nezavisna u odnosu na odstupanje zaliha u centralnom skladitu.

IzvedbaZa analizu montanog problema potrebne su informacije o proizvodu i planiranoj koliini montiranih proizvoda. Podaci o proizvodu

CrteiStrukturne sastavniceVarijantePodloge za sastavljanjeNormePodaci o proizvodnji

Planirani brojevi komada

Graf prethodnosti montaeFino projektiranjeGrubo projektiranjeMontani problembroj komadavrijemePODACI O PROIZVODU I PROIZVODNJI

Rezultat rada konstrukcije proizvoda jest geometrijsko-funkcionalni model proizvoda koji u simbolikom prikazu opisuje princip rada koji se reprezentira geometrijskim opisom pojedinanih dijelova kao njihovim meusobnim relacijama.

Ovo se prikazuje raunalnim prikazom 3D modela proizvoda, odnosno tehnikim crteom u mjerilu i sastavnicama proizvoda.

Crtei dijelova koji se esto nazivaju i radioniki crtei, predoavaju dijelove s ciljem da se daju potrebni podaci za izradu i kontrolu dijelova.

Sklopni crtei, odnosno sklopno eksplodirani crtei sadre potrebne informacije za montau nekog sklopa. Oni prikazuju sklop u stupnju detaljnosti koji je potreban za ispunjenje zadae sklapanja proizvoda. Uz sklopne crtee uvijek se nalaze i sastavnice kojima su opisani svi ugradbeni elementi koji su prikazani na crteu.

Bitni se initelji kod oblikovanja montanog procesa i sustava izvode izravno iz proizvoda.

Najvei utjecaj imaju:

veliina, oblik, teina;

kompleksnost (broj spojeva odnosno broj ugradbenih elemenata);

struktura;

kvalitativni zahtjevi, te

broj komada i broj varijanti proizvoda.

Veliina, oblik i teina proizvoda utjeu na tehnoloke parametre sredstava za montau.

Kompleksnost proizvoda izraava se brojem spojeva, odnosno brojem ugradbenih elemenata. Broj, vrsta i parametri spojeva odreuju broj i izvedbu sredstava za montau, a time i kompleksnost montanog sustava.

Struktura proizvoda ima znaajan utjecaj na strukturu i stupanj automatizacije sustava. Sklopno (modularno) orijentirani proizvodi, sa sklopovima koji se nezavisno sklapaju i ispituju, montiraju se u pravilu u modularno strukturiranim sustavima. U takvim sustavima dijelovi se montanog procesa odvijaju prostorno i vremenski usporedno - nezavisno, pozitivno utjeui na duinu ciklusa i preglednost (upravljivost) procesa.

Takve strukture sustava su automatinije jer se cjelokupni obujam montae dijeli na vei broj manjih cjelina koje se u pravilu lake automatiziraju.

Zahtjevi kakvoe proizvoda postavljaju i kvalitativne zahtjeve na montani sustav: visokokvalitetni dijelovi proizvoda uvjet su za primjenu automatskih sustava, a primjenom se automatskih sustava osigurava ujednaena i visoka kakvoa proizvoda.

Broj komada i broj varijanti proizvoda, utjeu na stupanj automatizacije i stupanj fleksibilnosti sustava. Kapitalom intenzivna fleksibilna automatska montana sredstva ekonomino se iskoritavaju samo ako se sklapa dovoljno veliki broj komada, uz male trokove prelaska s jedne na drugu varijantu proizvoda. U cilju sklapanja proizvoda uz minimalne trokove, proizvod treba detaljno razmotriti s gledita strukture i oblikovanja za montau.

Strukturiranje proizvoda odnosno dodjeljivanje dijelova, sklopova i bezoblinih tvari odreenim strukturnim razinama, mogue je izvriti prema razliitim kriterijima.Kriteriji mogu biti funkcija, proces montae ili dispozicija...

Ako je kriterij funkcija, proizvod se strukturira tako da se tvore sklopovi koji ispunjavaju odreenu funkciju, navodei samo potrebne ugradbene elemente bez njihove meusobne hijerarhijske zavisnosti. To vrlo esto rezultira manjim brojem razina podjele proizvoda pa se tako smanjuje broj potrebnih crtea. Praksa pokazuje, da funkciju esto nije mogue ostvariti jednim predmontiranim sklopom, te da je zbog podjele rada poeljno podijeliti proizvod na vie razina. Funkcionalna struktura proizvoda nije pogodna za oblikovanje montanog procesa i sustava. Stoga je strukturiranje proizvoda koje odgovara procesu montae prvi korak u projektiranju montanog procesa i sustava.

S gledita montae, proizvodi se dijele na:

Jednostupnjevani proizvodi sastavljaju se u jednom koraku, a viestupnjevani u vie koraka.STRUKTURA PROIZVODAPROIZVODIJEDNODIJELNISKLOPLJENIJEDNOSTUPNJEVANIVIESTUPNJEVANIPODJELA PREMA:

BROJU UGRADBENIH ELEMENATA

BROJU STUPNJEVA UGRADNJE

Iz slike oigledno je da jednostupnjevani proizvodi nemaju vlastitih sklopova.Jednostupnjevani proizvodi

Viestupnjevani proizvodi

Struktura proizvoda opisuje raspored ugradbenih elemenata i njihove meusobne odnose u proizvodu.Njome se definira dubina podjele proizvoda, mogui broj sklopova i njihova meusobna hijerarhijska zavisnost.Struktura se proizvoda prikazuje: grafiki, matrino, i tablino.

Prikaz strukture proizvoda (DIN 6789): a) stablo izgradnje, b) pregled ustroja proizvodaPrema DIN 6789, grafiki se prikazuje struktura sklopljenih proizvoda kao stablo izgradnje ili pregled ustroja proizvoda.

Oba prikaza su vrlo slina i daju iskaze o sastavljanju dijelova, sklopova i bezoblinih tvari, dodjeljujui ih odreenim strukturnim razinama, odnosno stupnjevima ugradnje.

Stupnjevi ugradnje broje se suprotno od tijeka montae. Proizvodu se dodjeljuje stupanj ugradnje 0, dok su ugradbeni elementi stupnja ugradnje 1 dijelovi, sklopovi i bezobline tvari za zavrnu montau proizvoda.

Openito, sklapanjem ugradbenih elemenata i-tog stupnja ugradnje, dobiva se sklop (i-1) stupnja ugradnje.

esto koritene termine glavni sklopovi (sklopovi za zavrnu montau) i podsklopovi (sklopovi niih stupnjeva ugradnje), treba izbjegavati zbog mogunosti zabune.

Struktura proizvoda se najee prikazuje tablino.

Tablica moe biti napravljena analitikim ili sintetikim pristupom.

Analitiki pristup rezultira sastavnicama, a sintetiki listom zastupljenosti ugradbenih elemenata.

Sastavnice nastaju tako da se utvruje od ega se sastoji proizvod prolazom kroz strukturu od sklopljenog proizvoda do dijelova i njihovih sirovaca (top-down). Ako se postavi obrnuto pitanje, u kojim se sve proizvodima nalazi odreeni ugradbeni element, dobiva se lista zastupljenosti ugradbenih elemenata.

Pojavni oblici sastavnica i lista zastupljenosti ugradbenih elemenata

Sastavnica je formalizirani popis jednoznano oznaenih sastavnih dijelova jedne jedinice proizvoda, odnosno jednoga sklopa, s podacima o potrebnim koliinama za njihovu izradbu.Sastavnica se izravno upisuje na crte ili se izrauje kao poseban dokument (najee u formatu A4). Potonji oblik ima niz prednosti u pogledu izrade, pohrane, upravljanja i umnoavanja.Oblici sastavnica su razliiti, ali sve sastavnice sadre dvije skupine podataka: glavu i retke sastavnice.Glava sastavnice sadri podatke o proizvodu odnosno sklopu (identifikacijski broj, naziv, klasifikacijski broj, stanje izmjene...) i podatke za identifikaciju i upravljanje sastavnicom (naziv tvrtke, broj sastavnice, datum izrade sastavnice...).Retcima sastavnice opisuju se ugradbeni elementi. Svaki ugradbeni element proizvoda ima u sastavnici redak s njegovim podacima (identifikacijski broj, naziv, broj crtea, format crtea, naziv materijala, oznaku materijala, jedinicu koliine...). Oblik sastavnice ovisi o njezinoj strukturi. Prema ovom kriteriju sastavnice se dijele na: koliinske, strukturne i modularne. SASTAVNICE

Koliinska sastavnica jest popis dijelova sklopa (proizvoda) sortiranih po rastuim identifikacijskim brojevima.

Dio se unosi u sastavnicu samo jednom bez obzira na broj njegovih pojavljivanja u proizvodu, uz navoenje ukupnog broja komada potrebnih za montau proizvoda.

U industriji se ponekad koristi koliinska sastavnica koja uz dijelove sadri i sklopove.

Podaci o koliinama su i u ovoj sastavnici zbirni, te je broj komada nekog dijela u sklopu, navedenom u sastavnici, ve uzet u obzir.

Koliinska sastavnica je najjednostavniji oblik sastavnice. Iz nje nije vidljiva struktura proizvoda, te se ne moe raspoznati koliko proizvod ima stupnjeva ugradnje i koji dijelovi tvore neki sklop, pa je nepogodna za prikaz viestupnjevanih proizvoda.

Shema koliinske sastavnice: a) bez sklopova, b) sa sklopovima

Strukturna sastavnica je viestupnjevana sastavnica u kojoj se strukturirano unose sklopovi i dijelovi proizvoda.Vidljivost strukture proizvoda postie se unoenjem svih ugradbenih elemenata nadreenog sklopa (nieg stupnja ugradnje), u sastavnicu, neposredno nakon njegovog navoenja, uz grafiko ili brojano oznaavanje stupnjeva ugradnje. Podaci o koliini uvijek se odnose na nadreeni sklop/proizvod.Sastavnica ukljuuje sirovce (poluproizvode), to omoguava odreivanje potrebnih koliina sirovaca.Iz strukturne sastavnice jasno proizlazi podjela proizvoda, no kod proizvoda s velikim brojem pozicija, strukturna sastavnica brzo postaje nepregledna.Identini ugradbeni elementi viestruko primijenjeni u proizvodu, moraju se vie puta unijeti u sastavnicu, to poveava prostor za pohranu i vrijeme obrade sastavnice.Izmjene sastavnica su dugotrajnije nego kod drugih oblika sastavnica, jer se jednaki dijelovi i sklopovi moraju traiti na razliitim razinama proizvoda. Rastrona je i izrada novih sastavnica, koje sadre ve primijenjene sklopove u drugim proizvodima.

Shema strukturne sastavnice, s razliitim oznaavanjem stupnjeva ugradnje

Modularna sastavnica je jednostupnjevana sastavnica proizvoda, odnosno sklopa, koja sadri samo dijelove i sklopove narednog stupnja ugradnje. Za prikaz viestupnjevanog proizvoda (sklopa) potreban je skup modularnih sastavnica.

Sheme modularnih sastavnica

Sklopovi koji se viestruko koriste u proizvodu ili u drugim proizvodima, prikazuju se samo jednom vlastitim sastavnicama, dok se u drugim sastavnicama pojavljuju samo kao pozicije.Time se smanjuje vrijeme izrade i potreban prostor pohrane.Izvoenje je izmjena jednostavno, jer se sastavnica sklopa nalazi pohranjena samo na jednom mjestu.Podaci o koliinama ugradbenih elemenata uvijek se odnose na montau jednog komada proizvoda (sklopa), navedenog u zaglavlju sastavnice.Zbog mogunosti viestruke primjene sklopova u proizvodu, koliine ugradbenih elemenata proizvoda treba posebno izraunati uzevi u obzir sve modularne sastavnice proizvoda.Modularna sastavnica je zbog svoje preglednosti, najprikladniji oblik sastavnice za koritenje u pogonu, jer uvijek sadri samo one podatke koji su potrebni za dotinu montau.Prikladno ju je upotrijebiti za prikaz sklopno orijentiranih proizvoda i u sluaju pojavljivanja jednakih sklopova u vie razliitih proizvoda (montae sklopova u veim serijama i u sluaju nude stvaranja zaliha).Glavni nedostatak kod runo izvedenih modularnih sastavnica jest nemogunost predoavanja cjelovite slike proizvoda: da bi se dobila, potrebno je nizati i spajati pripadajue modularne sastavnice proizvoda.

Na osnovi pohranjenih modularnih sastavnica strojno se odgovarajuim programima (procesor sastavnice) mogu tiskati strukturne i koliinske sastavnice.Kombinirani se oblici prikaza sastavnica koriste kada se eli umanjiti ili otkloniti odreene nedostatke osnovnih vrsta sastavnica.

Razmatranje izradbe i montae ve tijekom oblikovanja proizvoda predstavlja najvei potencijal za znaajno snienje trokova proizvodnje i povienje proizvodnosti.

OBLIKOVANJE PROIZVODA ZA SKLAPANJE

U konstrukciji prouzroeni trokovi i odgovornost odjela konstrukcije za trokove proizvodnje

Odluke o konstrukciji utjeu Trokove izradbeVrsta i koliinamaterijala, razliitostdijelovaTrokovi materijalaTrokovi osobljaTrokovi strojevai ureajaTrokovi dorade,karta i osiguranjakvaliteteTrokovi vezanihobrtnih sredstavaTrokovi prilagodbiVrijeme izvoenja uizradbi i montaiStupanjautomatizacijePotrebnainvesticijska sredstvaPrimjenjiveproizvodnetehnikeStupanj razvojaproizvodnetehnikeTekoe kodizvoenjaizradbenih imontanihpostupakaMogunost ispitivanjasklopovaCiklus izradbe i montaeFleksibilnost proizvodaBroj U. E.GeometrijaU. E.Funkcionalnizahtjevi natolerancijePrincip realizacijefunkcijePostupci i uvjetispajanjaStruktura proizvoda(podjela u sklopove)Suelja izmeusklopova

Tehnologinost proizvoda za sklapanje se oituje u:

POSTOJANJU OSNOVNOGA (BAZNOGA) UGRADBENOG ELEMENTA

Postojanje osnovnoga (baznoga) ugradbenog elementa olakava osmiljavanje i izvoenje montanoga procesa - transport narastajuega proizvoda tijekom sklapanja. Tako je osnovni ugradbeni element nosa svih ostalih dijelova u proizvodu, koji pojednostavnjuje naprave za transport i stezanje. Osnovni ugradbeni element u odnosu na ostale istie se veliinom, krutou i stabilnou. Obino ostvaruje vei broj veza od ostalih ugradbenih elemenata (zajednike plohe - plohe dodira), i posjeduje plohe pogodne za izvoenje operacija tijekom sklapanja (postavljanje, prihvat, zakretanje).

OSTVARENJU SAMO JEDNE (TO MANJEG BROJA) OSI SKLAPANJA I OSTVARENJU SMJERA SKLAPANJA ODOZGO NADOLJE

Ostvarenje samo jedne (to manjeg broja) osi sklapanja, i ostvarenje smjera sklapanja odozgo nadolje, odnosno pod kutom koji nee biti vei od 90 od okomice prema horizontali, pojednostavnjuje oblikovanje i izvoenje procesa sklapanja, budui da otklanja potrebu za zakretanjem ili preokretanjem sklopa nastalog u nekome trenutku montanoga procesa, odnosno operacije sklapanja dijelova odozdo to je u pravilu oteano. Postojanje vie osi sklapanja, u sluaju tehnika spajanja koje zahtijevaju primjenu sile, uobiajeno iziskuje dodatne operacije rukovanja, to ishodi sloenijim ureajima za rukovanje i posebnim napravama za oslanjanje i stezanje sklopa.

Sastavljanje dva dijela sa razliitim smjerom sastavljanja

Sastavljanje dva dijela sa jednim smjerom sastavljanja

POSTIZANJU JEDNOSTAVNIH LINEARNIH PUTANJA SKLAPANJA

Postizanje jednostavnih linearnih putanja sklapanja, gdje god je to mogue, znaajno e pojednostavniti izvoenje sklapanja, olakati automatizaciju i dopustiti razmatranje jeftinije opreme za automatsku montau. Istodobno se treba teiti to kraim putanjama sklapanja.

STRUKTURIRANOSTI PROIZVODA U SKLOPOVE

Strukturiranost proizvoda u sklopove doputa oblikovanje nezavisnih i usporednih montanih procesa (predmontaa). Proistekli sklopovi trebaju se ispitati prije zavrne montae, ime se izbjegava ugradnja neispravnih sklopova u zavrnoj montai, i njihova demontaa po utvrenoj neispravnosti proizvoda. Funkcijski, postojanje sklopova olakava stvaranje varijanti proizvoda. Varijantno zavisne sklopove treba nastojati montirati u to kasnijim fazama montanoga procesa.

PRIMJENI POGODNIH TEHNIKA SPAJANJA

Primjenom pogodnih tehnika spajanja utjee se na pouzdanost rada montanoga sustava (zastoji), i kakvou proizvoda. Tehnika spajanja ovisi o materijalu dijelova, i eljenom stupnju rastavljivosti odnosno nerastavljivosti proizvoda. Rastavljivost proizvoda, pored funkcijskih i inih zahtjeva, uvjetovana je potrebama odravanja ili reciklae proizvoda. Treba nastojati koristiti tehnike spajanja koje nisu intenzivne dijelovima (izbjegavati vijanje) i koje ne zahtijevaju dodatni materijal. Tako su kod dijelova od polimernih i tankostijenih metalnih materijala uvrijeeni uskoni spojevi (spoj oblikom).

PRIMJENI STANDARDNIH UGRADBENIH ELEMENATA

Primjena standardnih ugradbenih elemenata pojednostavnjuje proces izradbe i osigurava visoku ponovljivost montanoga procesa i opetovano koritenje opreme. Vei obujam proizvodnje u pravilu ishodi sniavanjem trokova proizvodnje.

POGODNOM OBLIKU UGRADBENIH ELEMENATA

Pogodnim oblikom ugradbenih elemenata eli se olakati izvoenje operacija sklapanja (slaganje, orijentiranje, hvatanje, spajanje) ili potpuno ukloniti potreba za njihovim izvoenjem. U tome smislu, esto se, bez obzira na eventualni rast trokova izradbe, dijelovi nastoje izvesti to simetrinijima. Meutim, ako visok stupanj simetrinosti nije postiziv, da bi se olakalo orijentiranje dijela, treba ga oblikovati izrazito nesimetrinim.

Simetrinost, odnosno nesimetrinost nekoga dijela definira se faktorima simetrinosti i . Faktor jest kut za koji se dio mora okrenuti oko osi okomite osi umetanja da bi postigao prvotnu orijentaciju. Faktor jest kut za koji se dio mora okrenuti oko osi umetanja da bi postigao prvotnu orijentaciju.

Ostali, ne manje vani initelji koji utjeu na izvedivost operacija sklapanja, jesu: ljepljivost, osjetljivost (krhkost), savitljivost, premalenost, prevelikost, zapletljivost, sklizljivost i opasnost po radnika (naprimjer otri dijelovi).

Za olakanje izvoenja operacija sklapanja dijelovima se pridaju odreene geometrijske znaajke, poput skoenja (olakavanje umetanja i naslagivanja), ljebova i utora (olakavanje pozicioniranja, odnosno otklanjanje potrebe za stalnim odravanjem pozicije dijela).

Oblikovanjem geometrijskih znaajki dijelova svakako treba izbjei neodreene poloaje dijelova. Sklop treba biti oblikovan tako da se njime dade rukovati kao pojedinanim dijelom.

DEFINIRANJU ODGOVARAJUIH DOSJEDA UGRADBENIH ELEMENATA

Dosjedima dijelova treba se pokloniti iznimna pozornost. Uske tolerancije poskupljuju izradbu dijelova. Meutim, za automatsku montau tolerancije mogu biti i ue nego to se to zahtijeva namjenom proizvoda. Odabir odgovarajuih dosjeda olakat e oblikovanje i osigurati pouzdan rad montanoga sustava, te smanjiti koliinu defektnih proizvoda i potrebu za doradom dijelova.

UINKOVITOJ PRIMJENI NAELA ELIMINACIJE I INTEGRACIJE UGRADBENIH ELEMENATA, TE MINIMIRANJA BROJA VEZA (SPOJEVA) IZMEU DIJELOVA I SKLOPOVA

Uinkovita primjena naela eliminacije i integracije ugradbenih elemenata, te minimiranja broja veza (spojeva) izmeu dijelova i sklopova, uoava se kao rezultat konstruktorovoga napora da se pojedine funkcije proizvoda ostvaruju integriranim dijelovima. Konstruktor mora imati dobre razloge za upotrebu neintegriranih dijelova (naprimjer zbog trokova izradbe), jer se integralnom izvedbom eliminiraju montane operacije, potreba za ljudskim radom (u runoj montai) i automatski montani ureaji.

METODE OBLIKOVANJA PROIZVODA ZA SKLAPANJE

THE HITACHI ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD (METODA PROCJENE SKLOPIVOSTI)

THE LUCAS DESIGN FOR ASSEMBLY EVALUATION (METODA PROCJENE OBLIKOVANJA ZA MONTAU)

THE BOOTHROYD & DEWHURST: DESIGN FOR ASSEMBLY (OBLIKOVANJE PROIZVODA ZA SKLAPANJE)

DFA METODADFA DESIGN FOR ASSEMBLY(OBLIKOVANJE PROIZVODA ZA SKLAPANJE)www.dfma.com

Autori: G. BOOTHROYD & P. DEWHURST, 1980., USA.

Svrha: Snienje trokova sklapanja, uz povienje kvalitete i skraenje vremena realizacije proizvoda na tritu.

Ciljevi: 1. minimirati broj ugradbenih elemenata2. ostvariti uvjete za olakano spajanje preostalih ugradbenih elemenata

Rezultati metode: 1. Procjena vremena i trokova sklapanja2. Kvantifikacija efikasnosti oblikovanja-konstrukcije proizvoda se mogu usporeivati

Odabir metode sklapanjaAnaliza za runo sklapanjeAnaliza za automatsko sklapanjePreoblikovanje proizvoda i ponovna analiza1. Stupanj3. Stupanj2. StupanjPrikaz odvijanja DFA

transportni ureaj

indeksni transportni ureajnosa sklopa

dodava dijelova (jednonamjenski)radnikjednonamjenska radna glava(jedinka)ureaj za slobodantransportprogramabilnaradna glavaspremnik (magazin)dijelovastega skloparoboti

RUNI SUSTAVIJEDNONAMJENSKI AUTOMATSKI SUSTAVIPROGRAMABILNI AUTOMATSKI SUSTAVI

vibracijskidodavakonvejer za montirane sklopovekonvejer za bazne dijelovedijelovi u sreenomstanju u magazinimadijelovi u sreenomstanju na paletistega baznogadijela i sklopasenzor za orijentiranjerobotom oko Z-osiremenski dodavaivienamjenska hvataljkarobot sa 4 stupnja slobode gibanjaStanica s jednim robotom

remenski dodavaisenzor za orijentiranjerobotom oko Z-osirobot sa etiri stupnja slobode gibanjakonvejer baznihdijelovadijelovi u magazinimastega baznogadijela i sklopavibracijski dodavakonvejer za montiranesklopovedijelovi u sreenomstanju na paletivienamjenska hvataljkaStanica s dva robota

Viestanini robotski sustav magaziniruna radnastanicanesinkroni trasportni (transfer) ureaj (sustav)paletanosa baznoga dijela i sklopa

ODABIR METODE SKLAPANJANapomene

Defektni dijelovi mogu uzrokovati razne potekoe u radu automatskih montanih strojeva, blokirajui ureaje za dodavanje, ime se spreavaju operacije radne glave. Defektni dijelovi mogu biti naprimjer vijci bez glave, otkrhnuti dijelovi, strugotina itd. Smatra se da se automatizacija ne moe uspjeno provesti ako je udio defektnih dijelova vei od 2 %.

(2) U razmatranju mogunosti automatske montae nekoga proizvoda treba pretpostaviti da e montani sustav realizirati jednolike koliine proizvoda. Stoga znaajne poremeaje u zahtijevanim koliinama treba kompenzirati stvaranjem zaliha. Meutim, kako stvaranje zaliha moe biti vrlo skupo, to se razmatranje automatske montae takvih proizvoda mora obaviti iznimno pozorno.

(3) U automatskim montanim sustavima, koristei alternativne dijelove na radnim stanicama, mogu se dobiti varijante nekog proizvoda. Tada se moraju dati "upute" montanome ureaju (stroju) koji se dio, izmeu alternativnih, treba umetati. Naprimjer, kod montae triju dijelova s dvije alternative za svaki dio, moe se dobiti osam varijanti proizvoda.

(4) U kodnome sustavu, jedna promjena proizvoda znai da e trebati novi ureaj za dodavanje dijelova i nova radna glava na automatskom montanom stroju.

(5) Vaan inilac u razmatranju investicija za automatsku opremu je investicijska sposobnost poduzea RI. to je vei broj smjena, i to je vii iznos investicija za zamjenu jednog radnika u montai, to je vea mogunost automatizacije.

(6) Sustavi oznaeni zagradama su ne vie od 10 % manje ekonomini od optimalnog montanog sustava u istome polju.

Oznaavanje u karti

niski trokovi umjereni trokovi visoki trokovi

Unutar karti, brojevi u zagradama pisani italikom oznaavaju broj napomene (vrijedi u svim kartama).

NP - broj razliitih proizvoda koje e se sklapati prve tri godine u osnovi istim montanim sustavomNT - ukupan broj dijelova proizvoda ukljuujui i one za tvorbu varijantiNA - broj dijelova u proizvoduND - broj dijelova u proizvodu kojima e se promijeniti dizajn u prve tri godineRI - investicijska sposobnost tvrtke, RI = SH x QE/WA (5)SH - broj radnih smjenaQE - investicijska sredstva tvrtke, za zamjenu jednog radnika u montai, u jednoj smjeni, USDWA - godinja cijena jednog radnika u montai ukljuujui i reijske trokove, USDVS - godinja proizvodna koliina po smjeni, u milijunimaMA - runi sustavMM - mehanizirani runi sustavAI - jednonamjenski automatski sustav, sinkroniAF - jednonamjenski automatski sustav, nesinkroniAP - programabilni automatski sustavAR - programabilni automatski sustav, robotski (Nije naveden u karti.)

RUNO RUKOVANJE - PROCIJENJENA VREMENA, sDefinicije

Runo rukovanje ukljuuje hvatanje, pomicanje (transportiranje) i orijentiranje dijelova ili (pod)sklopova prije no to se umetnu ili dodaju u nosa (stegu) ili narastajui proizvod.

simetrija jest rotacijska simetrija dijela oko osi okomite osi umetanja. Za dijelove s jednom osi umetanja, orijentacija s kraja na kraj potrebna je za = 360; inae = 180.

simetrija je rotacijska simetrija dijela oko osi umetanja, ili ekvivalentno, oko osi koja je okomita na plohu na koju je dio poloen (postavljen) tijekom sklapanja (Slika 5.6). Vrijednost rotacijske simetrije je najmanji kut za koji dio moe biti rotiran da ponovi svoju (prvotnu) orijentaciju. Za valjak umetnut u kruni provrt, = 0; za dio kvadratnoga presjeka umetnutog u kvadratni provrt = 90.

Debljina je duljina najkrae stranice najmanje pravokutne prizme koja ovija dio. Ako je dio valjkast, ili posjeduje pravilni poligonalni presjek s pet ili vie stranica, i ako je promjer valjka manji od duljine, tada se debljina definira kao polumjer najmanjeg valjka koji moe oviti dio.

Veliina je duljina najdue stranice najmanje pravokutne prizme koja moe oviti dio. U karti je termin veliina zamijenjen terminom duljina.

Definiranje ovojnice, duljine i debljine

Napomene

Prilikom rukovanja dijelovima moe doi do potekoa ako se dijelovi ugnjeuju, zapliu, ili nalijeu jedan na drugi, djelovanjem magnetinosti ili maziva, ako su vrlo glatki ili zahtijevaju brino rukovanje. Dijelovi koji se ugnijezde ili zapliu su oni dijelovi koji se zapliu kada su u nesreenoj gomili, ali se mogu odvojiti jednostavnim rukovanjem pojedinanim dijelom (naprimjer spiralne opruge). Dijelovi koji su skliski (glatki) su oni koji lako iskliznu iz prstiju ili standardnog alata za hvatanje. Dijelovi kojima treba paljivo rukovati su oni koji su lomljivi (krhki) ili mekani, imaju otre bridove ili predstavljaju drugu opasnost za radnika.

(2) Dijelovi koji se vrsto ugnijezde ili zapletu su oni dijelovi koji se u gomili tako zapletu da je potrebno upotrijebiti obje ruke za razdvajanje. Savitljivi dijelovi su takvi da se tijekom rukovanja jako deformiraju zahtijevajui koritenje dviju ruku (na-primjer gumene ploe i remenje).

RUNO UMETANJE - PROCIJENJENA VREMENA, sNapomene

Dio je vrsti ili nevrsti element u nekom montanom procesu. Podsklop se smatra dijelom ukoliko se dodaje tijekom montae. Ljepila, tekuine, punjenja i slino, koji se koriste za spajanje dijelova, ne smatraju se dijelovima.

(2) Otean pristup znai da prostor raspoloiv za montanu operaciju uzrokuje znatno poveanje vremena montae. Ogranien pogled znai da se radnik tijekom montanog procesa mora osloniti uglavnom na osjetilo dodira.

(3) Potreba za pridravanjem dijela znai da je dio nestabilan nakon postavljanja ili umetanja, ili tijekom sljedeih operacija, te da dio treba hvatati, nanovo prikloniti ili pridravati prije no to je konano osiguran. Pridravanje se odnosi na takvu operaciju, kojom se, ako je potrebno, odrava poloaj ili orijentacija ve postavljenog dijela, prije, ili tijekom idue operacije sklapanja. Dio je smjeten ako ne zahtijeva pridravanje ili ponovno poravnavanje za sljedee operacije, i ako je samo djelomice osiguran.

(4) Dio je lako poravnati i smjestiti (pozicionirati), ako je poloaj dijela osiguran odreenim smjetajuim znaajkama dijela, ili znaajkama onoga dijela s kojime se dio spaja, a samo je umetanje olakano dobro oblikovanim skoenjima ili slinim znaajkama.

(5) Otpor koji nastaje za vrijeme umetanja dijela moe biti uslijed: malenih zranosti, zaglavljivanja ili ukljetenja dijelova, nepravilnog poloaja dijela ili umetanja dijela uz veliku silu otpora. Naprimjer, preani spoj jest interferencijski spoj gdje se zahtijeva velika sila za sklapanje.

(6) Standardno vrijeme za pritezanje vijaka ukljuuje dodatno vrijeme za uzimanje alata (vijala), vijanje vijka ili matice i otputanje (isputanje) alata. Ako treba nekoliko vijaka umetnuti i/ili pritegnuti slijedno, toniji raun za stupac 7 obrasca za runo sklapanje jest: (2) x (4)+(6)-3+3, gdje su (2), (4) i (6) iznosi u stupcima 2., 4. i 6.

Stupci:1 identifikacijski broj dijela 6 vrijeme runog umetanja, s/dio2 broj uzastopnih izvoenja operacije 7 vrijeme operacije, s, (2)x[(4)+(6)]3 2-znamenkasta oznaka runog rukovanja 8 cijena operacije, cent, 0,4x(7)4 vrijeme runog rukovanja, s/dio 9 veliina za odreivanje teoretski 5 2-znamenkasta oznaka runog umetanja minimalnog broja dijelova

Analiza proizvoda za runu montau obuhvaa:

donoenje odluke o tome da li se neki dio moe eliminirati ili integrirati s nekim drugim dijelom u proizvodu

procjenu vremena rukovanja i sklapanja svakog dijela

identifikaciju dijelova koji uzrokuju visoke trokove

izraunavanje efikasnosti oblikovanja za montau:

NM teoretski minimalni broj dijelova u proizvoduTM ukupno vrijeme montae [s]

PITANJA ZA ODREIVANJE MINIMALNOG BROJA DIJELOVA

Da li se dio pomie u odnosu na ve sklopljene dijelove?

Da li dio treba biti od drugaijega materijala, ili izoliran od ve sklopljenih dijelova?

Treba li dio biti odvojen od ve sklopljenih dijelova budui da bi u suprotnome sklapanje ili rasklapanje tih drugih dijelova bilo nemogue?

Preoblikovanje proizvoda za runu montau i ponovna analiza

Razmotriti:

Mogunost smanjenja broja dijelova

Mogunost poboljanja rukovanja i spajanja uoavanjem dugakih vremena i nalaenjem njihovih uzroka

Naela za oblikovanje proizvoda za runu montau

smanjiti broj i razliitost ugradbenih elemenatanastojati izbjei podeavanjeoblikovati dijelove da se sami pozicioniraju i poravnaju osigurati pristup i neogranien pogled mjestu montaeoblikovati dijelove za lako hvatanje iz hrpeminimirati potrebu za preorijentiranjem dijelova za vrijeme procesa montaeoblikovati ugradbene elemente da se ne mogu pogreno sklopitimaksimirati simetriju dijelova ili ih napraviti izrazito asimetrinim

Skoenje za lako umetanje

stara konstrukcijanova konstrukcija

dio se mora ispustiti prije dio se pozicionira nego je pozicioniran prije isputanja

Oblikovanje da se potpomogne umetanje

Uobiajeni postupci spajanjaUmetanje iz suprotnog smjera zahtijeva zakretanje izratkaporast trokova

Jednostavno sklapanje odozgo - nadolje

samopozicijapridravanje i poravnavanje zahtijeva se za narednu operacijuOsiguranje obiljeja za samopozicioniranje da se izbjegne pridravanje i poravnavanje

dio se zaglavljuje dio se ne moe zaglaviti preko uglova

teko umetanje rupe u tijelu rupa u trnu ravna ploha na trnu

Poboljanje umetanja u slijepe rupe osiguranjem prolaza za zrakNepravilna geometrija moe uzrokovati zaglavljivanje dijela za vrijeme umetanja

teko umetanjelako umetanjeOblikovanje za lako umetanje

asimetrino simetrino neizrazita simetrija izrazita asimetrija zaglavljivo nezaglavljivo zapletljivo nezapletljivoGeometrijska obiljeja koja utjeu na rukovanje dijelovima

vrlo maloklizavootrofleksibilnoNeka druga obiljeja koja utjeu na rukovanje dijelovima

REZULTATI PRIMJENE METODE:

SMANJENJE BROJA DIJELOVA51,4% SNIAVANJE CIJENE IZRADBE DIJELOVA37,0%SKRAENJE VREMENA RAZVOJA I LANSIRANJA PROIZVODA NA TRITE50,0% POBOLJANJE KVALITETE I POUZDANOSTI PROIZVODA68,0% SKRAENJE VREMENA SKLAPANJA62,3% SKRAENJE CIKLUSA PROIZVODNJE57,3%

KONCEPTDFMACADPROTOTIPPROIZVODNJADFMA sastavni dio simultanog inenjerstva

PROCES MONTAEProces montae jest odvijanje djelatnosti potrebnih za sklapanje proizvoda, prema odreenim zakonitostima (tehniko-tehnolokim, ekonomskim, sociolokim, ekolokim...).Temeljni initelji za definiranje procesa montae jesu: geometrijska i fizikalna svojstva ugradbenih elemenata, struktura proizvoda, i redoslijed sklapanja.Montani je proces slijed uzastopnih i/ili usporedno povezanih djelatnosti - operacija, koje izvode ljudi i/ili automati, sa svrhom ostvarenja tvorevine unaprijed definirane strukture.

Tok definira slijed izvoenja montanih operacija. Montani se proces sastoji od tri komponente: montanih operacija, toka, i strukture.Operacije se montae razvrstavaju u pet skupina: spajanja, rukovanja, kontrole, podeavanja (ugaanja), posebne operacije.Stuktura procesa odreena je strukturom proizvoda, a iskazuje se mogunou podjele procesa, tako da se dijelovi procesa mogu izvoditi nezavisno jedan od drugoga i vremenski usporedno. Stoga se neki cjelokupni montani proces dade ralaniti na predmontae i zavrnu montau.

MONTAARUKOVANJE

SPREMANJE sreeno spremanje djelomino sreeno

PROMJENA KOLIINE odjeljivanje dodjeljivanje odvajanje udruivanje sortiranje

GIBANJE zakretanje orijentiranje pozicioniranje sreivanje voenje dodavanje

OSIGURANJE stezanje otputanje

KONTROLA

mjerenje ispitivanje brojenje

PODEAVANJE

namjetanje prilagoavanje ugaanje

POMONE FUNKCIJE

ienje skidanje srha oznaavanje utiskivanje hlaenje zagrijavanje

SPAJANJE

sastavljanjem punjenjem pritiskivanjem i natiskivanjem praoblikovanjem preoblikovanjem zavarivanjem lemljenjem lijepljenjem tekstilom

Prema DIN 8593

MONTAA = SPAJANJE + RUKOVANJE +

KONTROLA + PODEAVANJE + POSEBNE OPERACIJE OPERACIJE MONTAE

SPAJANJE je postupak kojim se ugradbeni elementi dovode u meusobni odnos i osiguravaju od rastavljanja.Odnos - spoj, ostvaruje se preko ploha spajanja.

Spojevi se postiu: silom (naprimjer stezni spoj), oblikom (spajanje zakovicama, uskonicima...), materijalom (zavarivanje, lemljenje, lijepljenje), ili njihovom kombinacijom.Svaki spoj definiran je dvama odnosima: geometrijskim i energetskim.Geometrijski odnos definira prostorni raspored ugradbenih elemenata, a energetski odnos odreuje optereenje pod kojim je osigurana funkcija spoja.

Vana znaajka za opisivanje postupka spajanja jest gibanje pri spajanju. Gibanje se ostvaruje primjenom sile ili momenta, ljudskom rukom ili alatom. Gibanju pri spajanju prethodi postupak rukovanja, kojim se ugradbeni elementi dovode u poloaj za spajanje.

Rukovanje zavrava, a spajanje otpoinje u trenutku kada ugradbeni element izgubi najmanje jedan stupanj slobode gibanja.

Nakon uspostave dodira izmeu ugradbenih elemenata, gibanje je odreeno oblikom i geometrijskim rasporedom ploha spajanja ugradbenih elemenata.

Zajednika povrina svojim oblikom spreava relativno gibanje izmeu ugradbenih elemenata. Stupanj odreenosti spojnog gibanja ovisi o tome u koliko je smjerova onemogueno relativno gibanje izmeu ugradbenih elemenata.

Prema svojstvima, spojevi se dijele na:- neposredne i posredne;- rastavljive, nerastavljive i uvjetno rastavljive;- pokretne i nepokretne.

Za razliku od neposrednih spojeva, posredni spojevi posjeduju pomone spojne elemente.

Nerastavljivi spojevi dadu se rastaviti samo uz oteenja ugradbenih elemenata.

Rastavljivi spojevi dadu se rastaviti bez oteivanja.

Uvjetno rastavljive spojeve mogue je rastaviti bez oteenja samo nekoliko puta.

Pokretni spojevi doputaju relativno gibanje ugradbenih elemenata, a nepokretni ne.