Introducere

IntroducereDin cauza creterii cantitilor i diversitilor produselor, precum i cerinele privind performanele acestora, se produc transformri continue n structura proceselor tehnologice. Pe lng exigenele privind productivitatea, precizia i fiabilitatea mai apar i exigene legate de economisirea energiei. Astfel, se trece la o integrare ntr-o treapt superioar omului i anume apariia sistemelor flexibile de fabricaie. Flexibilitatea sistemelor de producie const n automatizarea proceselor tehnologice care au capacitate rapid de adaptare n modificarea tehnologiei de fabricaie.Automatizarea flexibil a proceselor tehnologice de prelucrare a devenit astzi o necesitate reprezentnd pilonul central la nivel mondial pentru obinerea sistemelor integrate de producie. Acestea se caracterizeaz prin asocierea unor echipamente i utilaje complexe ce sunt comandate de sisteme informatice de nalt performan, asamblnd ntr-o unitate ierarhic funciile de control, prelucrare, manipulare, transport, depozitare .Sistemul de automatizare a proceselor tehnologice este n continu dezvoltare i se caracterizeaz prin creterea substanial a elementelor electronice i software n utilajele industriale moderne. Se preconizeaz c n viitorul apropriat priile mecanice a utilajelor s se reduc cu pn la 25%. Astfel, operatorul uman i va desfura activitile proceselor tehnologice n faa calculatoarelor.

n procesul tehnologic de prelucrare n urma cu 10-15 ani, 60% din rebuturile produciei se datorau personalului de deservire. Sistemele flexibile de prelucrare vin cu o reducere semnificativ a rebuturilor, o cretere a productivitii i a caliti produselor. Prin mrirea flexibilitii se ajunge la diminuarea sau chiar eliminarea operatorului uman din activittile de execuie.n acest sens, utilizarea msurilor de automatizare flexibil a proceselor tehnologice de prelucrare ce vor fi prezentate n aceast lucrare, conduce la obinerea unor performane de excepie n domenii diversificate ale produciei de unicate, serie mic sau mijlocie obinute prin prelucrare prin achiere.Lucrarea de fa instituie criteriul de analiz tipologic i structural pe baza creia se sistematizeaz concepia i proiectarea sistemelor flexibile de prelucrare prin achiere. Se prezint mai nti modaliti de realizare a flexibilitii sistemelor tehnologice i se clarific condiiile de oportunitate pentru introducerea n practic a acesteia prin determinarea flexibilitii optime i a productivitii sistemelor flexibile.Tot n aceast lucrare sunt detaliate structura practic a sistemelor flexibile prin achiere, mpreun cu particularitile constructive i funcionale ale elementelor componente: main-unealt, sistemul de transport-depozitare a pieselor i a sculelor, sistemul de control automat i diagnoz a funcionrii procesului tehnologic. n finalul lucrrii se analizeaz un exemplu practic de sistem flexibil pentru prelucrarea prin achierii a unei secii de prelucrri mecanice din cadrul firmei S.C. MEHID S.A.. Lucrarea evideniaz posibilitatea unei strategii progresive de introducere a automatizrii flexibile n prelungirea structurilor tradiionale, ceea ce are o deosebit semnificaie n condiiile industriei romnesti .CAP. 1 STADIUL ACTUAL

1.1. Generaliti privind conceperea i realizarea produselor

Orice produs complex se compune din mai multe subansambluri (sau module) care la rndul lor sunt alctuite din mai multe piese componente (sau repere), fiecare dintre aceste elemente ndeplinind o funcie bine stabilit i avnd cerine specifice. Conceperea ansamblului ct i a elementelor componente este realizat de inginerul proiectant, n domeniul de specialitate respectiv (autovehicule, maini-agricole, maini-unelte, aviaie, etc.), care elaboreaz un proiect tehnic avnd la baz o documentaie tehnic alctuit din desenul de ansamblu, desenele subansamblurilor componente, desenele de execuie ale reperelor i un memoriu justificativ.Desenele de execuie ale reperelor conin o serie de informaii privind forma i dimensiunile piesei, precizia de execuie, rugozitatea suprafeelor, materialele utilizate, tratamentele termice necesare, etc.,stabilite de proiectant n scopul realizrii cerinelor funcionale impuse piesei respective n cadrul ansamblului. Pentru elaborarea unui proiect realist, (care s poata fi realizat practic) inginerul proiectant trebuie s posede pe lnga cunotinele de specialitate i o serie de cunotine din diferite alte domenii, printre care i cel al tehnologiilor i utilajelor de fabricaie. Realizarea fizic a reperelor i apoi montarea lor n subansambluri i ansambluri cade n sarcina inginerului tehnolog, care, n funcie de dotarea existent n intreprindere i de posibilitile de dezvoltare ale acesteia, din mulimea variantelor tehnologice posibile o stabilete pe cea optim, capabil s asigure ndeplinirea cerielor impuse de proiectant, precum i o serie de alte cerine cum sunt productivitatea, costul prelucrrilor, etc. El elaboreaz n final documentaia tehnologic, materializat prin fia tehnologic sau planul de operaii. De subliniat c, n tehnica modern, att activitatea de proiectare a produselor ct i cea de proiectare tehnologic i de fabricaie se realizeaz n cadrul unor colective multidisciplinare, organizate pe baza principiilor de management i cu implicarea larg a calculatoarelor, sistemele CAD (Computer Aided Design) i CAM (Computer Aided Manufacturing) fiind subsisteme componente ale sistemelor CIM (Computer Integrated Manufacturing) n general, o pies nu poate fi realizat la cerinele impuse de desenul de execuie printr-un singur procedeu tehnologic, fiind necesare o succesiune de prelucrri care presupun procedee tehnologice diferite, precum: laminarea, turnarea, forjarea, prelucrri prin achiere, prelucrri neconvenionale, etc. Pentru realizarea oricrei prelucrri printr-un anumit procedeu tehnologic este necesar existena unui sistem tehnologic specific. 1.2. Noiuni de baz privind prelucrrile prin achiere

Prelucrrile prin achiere sunt cele mai utilizate n vederea realizrii pieselor finite de precizie ridicat, datorit performanelor tehnice i economice superioare pe care le ofer. Pentru realizarea unei prelucrri prin achiere este necesar un sistem tehnologic de prelucrare prin achiere a crui structur general este redat n figura 1.1, n care s-au notat: SF semifabricat, DP dispozitiv de prindere, S scul achietoare, MU mina-unealt.

Fig.1.1. Sistem tehnologic de prelucrare prin achiere

Semifabricatul ( SF ) este elementul de pornire la realizarea unei piese prin achiere. El se obine prin procedeele tehnologice primare de prelucrare la cald i poate fi un semifabricat de uz general sau un semifabricat specific realizat prin turnare sau forjare. Indiferent de modul de obinere, semifabricatul SF prezinta fa de piesa final P un surplus de material, adaosul de prelucrare AP, care trebuie ndeprtat n cadrul prelucrrii prin achiere. Semifabricatele specifice sunt mai scumpe, dar avnd aproximativ forma piesei, prezinta un adaos de prelucrare mai redus, determinat prin calcule specifice, astfel nct costul prelucrarilor prin achiere este mai mic dect n cazul semifabricatelor de uz general. Alegerea tipului de semifabricat se face pe baza unui studiu tehnico-economic, urmrind realizarea unui cost minim de obinere a piesei. Astfel, dac piesa P trebuie realizat ntr-un numar redus de exemplare este avantajos s se utilizeze o bar laminat, iar n cazul produciei de serie se justific utilizarea unor semifabricate specifice.

Dispozitivele de prindere ( DP ) asigur poziionarea i fixarea semifabricatului pe maina-unealt n raport cu scula achietoare i transmite acestuia, de la main, micrile (viteza v sau turaia n) precum i fora F sau momentul M necesare desfurrii prelucrrii. Scula achietoare S fixat pe maina-unealt este elementul activ care prin deplasarea pe anumite traiectorii cu viteza W i fora Fa realizeaz ndeprtarea adaosului de prelucrare. n interaciunea ei cu semifabricatul are loc generarea suprafeei piesei la forma i dimensiunile prescrise, dar apar i reacii negative din partea piesei care afecteaz scula prin fenomenele termice i de uzura ce nsotesc procesul de achiere.

Maina-unealt ( MU ) este elementul cel mai complex i mai important din cadrul sistemului tehnologic de prelucrare prin achiere, pe care se poziioneaz i se fixeaz celelalte elemente. Prin puterea de care dispune ea asigur nvingerea forelor i a momentelor de achiere, iar prin lanuri cinematice specifice asigur cinematica necesar desfurrii prelucrrii i generrii suprafeelor. Coordonarea tuturor aciunilor n cadrul sistemului tehnologic este realizat de un sistem de comand, care poate fi un operator uman, sau un sistem de comand automat. Prelucrarea unei piese se poate realiza integral pe un singur sistem tehnologic sau pe mai multe sisteme. Totalitatea activitilor efectuate asupra unui semifabricat n scopul realizrii formei geometrice, a preciziei dimensionale i a rugozitii suprafeelor unei anumite piese, reprezint procesul tehnologic de prelucrare a piesei respective. Structura sa cuprinde: operaii, faze, treceri, mnuiri i micri.

Operaia reprezint acea parte a procesului tehnologic care cuprinde totalitatea prelucrrilor efectuate asupra piesei pe o maina-unealt.

Faza reprezint acea parte a operaiei care cuprinde totalitatea prelucrrilor efectuate asupra unei piese la o singur prindere a ei pe main i cu un anumit regim de achiere. Trecerea este o subdiviziune a fazei n care se ndeprteaz un strat de material cu o anumit adncime de achiere.

Mnuirea reprezint totalitatea micrilor executate de un operator uman sau de un robot n vederea realizrii unei faze auxiliare, de deservire, cum ar fi: poziionarea i fixarea semifabricatului n dispozitivul de prindere, schimbarea sculei achietoare, schimbarea regimului de achiere, etc.

Micarea reprezint acea parte a mnuirii prin care operatorul sau robotul efectueaz o aciune simpl de deplasare a unui organ de lucru, de comand, de poziionare, etc., care poate fi msurat n timp.

Mnuirile i micarile prezint importana la normarea tehnic, n vederea stabilirii timpilor pariali i a celui total necesar realizrii unei faze, operaii sau a unei piese.

1.3. Procedee de prelucrare prin achiere

Procedeele de prelucrare prin achiere se deosebesc prin scula achietoare i prin cinematica procesului de achiere. Principalele procedee de prelucrare prin achiere sunt: strunjirea, rabotarea, frezarea, burghierea, broarea, rectificarea, etc. Pentru fiecare procedeu de prelucrare prin achiere exist un sistem tehnologic specific.

Strunjirea este prelucrarea prin achiere executat cu cuitul de strunjit, pe maini- unelte denumite strunguri. Cinematica procesului de achiere, pentru cazul strunjirii unei suprafee cilindrice exterioare, este redat n figura 1.1.

Fig.1.2. Cinematica procesului de achiere

Piesa P execut o micare de rotaie n jurul axei proprii cu turaia n, care determin la vrful sculei v, viteza principal de achiere Vz, calculat cu relaia 1.1 :

(1.1.)

n care d [mm] este diametrul prelucrat, iar n [rot/min] turaia piesei. Viteza principal de achiere asigur desprinderea achiei pentru o singur rotaie a piesei; pentru continuitatea prelucrrii este necesar ca scula S s execute o micare secundar sau de avans, avnd viteza Wl.

Prin combinarea celor dou micri rezult o traiectorie spaial n form de elice cilindric avnd pasul Sl [mm/rot] denumit avans longitudinal. ntre viteza de avans Wl i avansul longitudinal Sl exist relatia 1.2.:

(1.2.)

Viteza de deplasare de-a lungul elicei reprezint viteza de achiere Va i se obine prin compunerea vitezelor Vz i Wl. Prin poziionarea radial a sculei, n cadrul trecerii de achiere se nlatur un strat de grosime t [mm] care reprezint adncimea de achiere.

Strunjirea unei suprafee cilindrice de revoluie este cel mai simplu exemplu de prelucrare prin strunjire. n cazul n care scula execut o micare de avans complex, cu componente att pe direcie longitudinal ct i pe cea transversal (perpendicular pe axa piesei) se pot prelucra suprafee mai complicate precum suprafeele conice, profilate sau chiar suprafee poligonale.

Viteza principal de achiere Vz, avansul Sl i adncimea de achiere t, reprezint parametrii regimului de achiere. Ei pot fi evideniai, ntr-o form specific, la orice procedeu de prelucrare prin achiere.

Rabotarea este prelucrarea prin achiere realizat cu cutitul de rabotat, pe mainile de rabotat. Cinematica procesului de achiere, pentru cazul prelucrrii unei suprafee plane se poate observa n figura 1.3.

Fig.1.3. Cinematica procesului de achiere prin rabotare

Scula S execut micarea principal de achiere cu viteza Vz, o micare rectilinie alternativ n plan orizontal realizat n dou etape: o curs de lucru, cnd scula se deplaseaz nainte realiznd achierea i o curs de gol, cnd scula se deplaseaz napoi, n poziia initial. La sfritul cursei de ntoarcere a sculei, piesa P execut micarea de avans transversal Wt, o micare intermitent (pas cu pas) sincronizat cu micarea principal, realizndu-se astfel ndeprtarea succesiv a straturilor de material .

Mortezarea este o prelucrare asemanatoare cu rabotatarea la care scula S, un cuit de mortezat, se deplaseaz n micarea principal Vz dup o direcie vertical sau nclinat fiind orientat pe direcia micrii, scula poate ptrunde n spaii interioare restrnse ale piesei pentru prelucrarea unor suprafee imposibil de realizat prin alte procedee (vezi figura 1.4., prelucrarea unei caneluri interioare ntr-o gaur nfundat).

Fig.1.4. Prelucrarea unei caneluri ntr-o gaur nfundat

Ca observaie datorit cursei de ntoarcere n gol, att rabotarea ct i mortezarea au o productivitate mai sczut dect prelucrrile la care achierea este continu.

Frezarea este prelucrarea prin achiere realizat cu o scul de revoluie cu mai muli dini denumit frez, pe maini de frezat. Cinematica procesului de achiere, pentru cazul prelucrarii unei suprafee plane cu o frez cilindric, se poate observa n figura 1.5.

Fig.1.5. Cinematica procesului de achiere prin frezare

Scula S execut micarea principal de achiere, de rotaie cu turaia n, viteza principal de achiere calculndu-se cu relaia (1.3.):

(1.3.)

Ds [mm] este diametrul exterior al sculei. Piesa P execut micarea de avans longitudinal Wl, dar din punctul de vedere al cinematicii prelucrrii, se poate considera c micarea de avans este executat tot de scul. Prin combinarea micrii principale n cu cea de avans Wl executat de scula, traiectoria descris de vrful V al dintelui 1 este o cicloid generat prin rostogolirea cercului de diametrul Dr pe baza B. Diametrul de rulare Dr se poate calcula cu relaia (1.4):

(1.4.)

Traiectoria generat de dintele 1 este o cicloid alungit, iar dintele 2 va genera la rndul sau tot o cicloid alungit 2, decalat fa de curba 1 cu avansul pe dinte Sd [mm] s.a.m.d. dup o rotaie complet a sculei, vrful V ajunge n V', deplasarea pe direcia de avans fiind egal cu avansul pe rotaie Sr [mm/rot]. Notnd cu zs numrul de dini ai sculei, se poate scrie relaia ( 1.5), iar ntre viteza de avans Wl i cele dou avansuri exist relaia (1.6):

(1.5)

(1.6.)

Avansul pe dinte Sd este parametrul tehnologic care determin uniformitatea suprafeei prelucrate (rugozitatea). Existnd o mare diversitate de scule de frezat, prin frezare se pot prelucra o mulime de tipuri de suprafee simple sau complexe, cu o productivitate ridicat, frezarea fiind unul dintre cele mai raspndite procedee de prelucrare prin achiere.

Burghierea este prelucrarea prin achiere a unei guri cu ajutorul burghiului, executat pe maini-unelte de gurit, dar i pe alte tipuri de maini-unelte cum ar fi strunguri sau freze. Cinematica procesului de achiere prin burghiere este prezentat n figura 1.6 .

Fig.1.6. Cinematica procesului de achiere prin burghiere

Burghiul S execut micarea principal de achiere, de rotaie cu turaia n. Datorit dispunerii la raze diferite a diferitelor puncte de pe taiul principal Va, viteza principal de achiere variaz de la zero (n punctul V) la o valoare maxim (n punctul A) dat de relaia (1.7.)

(1.7)

Simultan cu micarea principal, scula S execut i micarea de avans axial Wa. Deplasarea axial a sculei corespunzatoare unei rotaii reprezint avansul axial Sa [mm/rot]. Scula are doi dini achietori decalai cu 180, care vor descrie o traiectorie avnd acelai pas Sa, deplasandu-se axial cu avansul Pe. ntre mrimile Wa, Sa i Sd se poate scrie relaia (1.8).

(1.8)

n care zs reprezint numrul de dini al sculei. Parametrii regimului de achiere la burghiere sunt aadar: Vz max , Sd i n.

Broarea este prelucrarea prin achiere executat pe mainile de broat cu o scula special denumit bro. Cinematica procesului de achiere este prezentat n figura 1.7., cu referire la cazul prelucrrii unui canal de pan.

Fig.1.7. Cinematica procesului de achiere prin procedeul de broare

Broa S este o scul cu mai muli dini, grupai n dini achietori i dini de calibrare. Dinii achietori, dispui n zona A-B, sunt supranlai succesiv unul fa de celallt cu supranlarea a[mm], care reprezint defapt avansul pe dinte. Dinii de calibrare, dispui n zona B-C, au supranalarea nul, ei avnd doar rolul calibrrii suprafeei prelucrate de dinii achietori i constituind totodat o rezerv pentru dinii achietori, pe msura uzrii i reascuirii acestora. Broa este poziionat i ghidat n timpul lucrului de ctre buca de ghidare Bg, care se introduce n gaura iniiala existent n pies. Prelucrarea prin broare se realizeaz prin simpla tragere a broei cu viteza principal de achiere Vz [m/min]. Productivitatea prelucrrilor prin broare este foarte mare, dar costul ridicat al sculei. Se recomand procedeul doar pentru producia de serie mare. Rectificarea este o prelucrare de finisare prin achiere executat cu corpuri abrazive, pe mainile de rectificat. Cinematica prelucrrii unei suprafee cilindrice exterioare prin rectificare se poate observa n figura 1.8.

Fig.1.8. Cinematica prelucrrii unei suprafee cilindrice prin rectificare

Scula S este un corp abraziv alctuit din granule abrazive legate de un liant, i execut micarea principal de achiere prin rotaie cu turaia ns, viteza principal de achiere Vz calculndu-se cu relaia (1. 9.): (1. 9)Piesa P se rotete cu turaia np, care determin micarea de avans circular Wc, ce asigur prelucrarea materialului pe circumferina piesei. Viteza de avans circular se determin cu relaia (1.10).

(1.10)

Din cele prezentate rezult c pentru fiecare procedeu de prelucrare prin achiere exist maini-unelte i scule specifice, care realizeaz performane maxime privind precizia i productivitatea prelucrrii. Trebuie menionat ns c mainile-unelte moderne, mai ales cele universale, prin echiparea lor cu dispozitive accesorii speciale permit realizarea de prelucrri i prin alte procedee dect cele de baz, reducnd prin aceasta cheltuielile de investiii i costul produselor. CAP. 2 SISTEME FLEXIBILE DE PRELUCRARE PRIN ACHIERE

2.1. Necesitatea sistemelor flexibile n procesele tehnologice de prelucrare prin achiere

Automatizarea procesului de producie se consider c este rentabil numai n producia de serie mare deoarece sistemele tradiionale de organizare prezint unele dezavantaje i anume:

- numrul mare al personalului de deservire;

- timpii pierdui pentru reglarea mainilor unelte;

- stocuri mari de semifabricate i piese pentru diferite operaii de prelucrare;

-dificulti n asigurarea calitii impuse pieselor prelucrate.

Datorit creterii diversitii numrului de produse de acelai tip i micorarea timpilor de prelucrare se impune necesitate utilizrii sistemelor tehnologice mai economice. Pentru eficientizarea proceselor tehnolgice trebuie n primul rnd micorarea timpilor de staionare a mainilor-unelte. S-au realizat studii statistice pentru sistemele tehnologice n care s-au observat c timpul de prelucrare efectiv al mainii-unelte reprezint 5% din timpul execuiei piesei pentru serie mic, 8% pentru producia de serie mijlocie i 22% pentru producia de serie mare.

Crearea sistemului flexibil de prelucrare are scopul de reducere timpilor neproductivi, realizndu-se astfel scurtarea ciclului de fabricaie i scderea cheltuielilor de stocare a semifabricatelor i pieselor.

Eficiena tehnico-economic a sistemelor flexibile de prelucrare crete odat cu automatizarea operaiilor auxiliare i anume :

a) Manipularea piselor ntre operaii;b) Controlul de calitate;

c) Circulaia achiilor i lichidelor de achiere;

n industria construciilor de maini din experiena altor ri mai dezvoltate se recomand ca automatizarea proceselor tehnologice s se fac prin introducerea de module, uniti sau ateliere cu destinaie variat i flexibil automatizate.

n zilelele noastre problema extinderii concepiei modulare la toate genurile de echipamente tehnologice se realizeaz prin crearea unor module cu diferite funcii i anume:

a) Micri de lucru;b) Orientare i prinderea pieselor;

c) Alimentarea semifabricatelor i asamblarea;

d) Controlul de calitate;

e) Vehicularea achiilor i lichidelor de rcire i ungere.

Sistemele automatizate au la baz urmatoarele sisteme:

Maini cu conducere numeric (C.N.) ;

Maini conduse prin calculatoare electronice (C.N.C.) ;

Sisteme universal flexibile de transport; Depozite automatizate;

Sisteme automatizate integrate de conducere;

Crearea i introducerea sistemelor flexibile de prelucrare trebuie privit ca o realizare tehnico-tiintific fundamental cu influen hotrtoare asupra tehnologiei i economiei n viitorul apropiat.

2.2. Evoluluia sistemelor flexibile de prelucare prin achiere

n anii 1960 a aparut pentru prima oar noiunea de flexibilitate n producia de serie mic i unicate. Tot atunci a fost utilizat i ideea sistemelor flexibile de producie. La nceput acestea au avut diverse denumiri i anume: sisteme tehnologice flexibile, sisteme complexe de maini i automatizare, uniti complexe de robotizare, uniti de automatizare. n tabelul 2.1 sunt trecute date referitoarea la evoluia sistemelor flexibile de prelucrare. Tabelul2.1. Evoluia sistemelor flexibile de prelucrare prin achiere

Denumirea sistemului de automatizareAnul primelor apariiiDurata de introducere n practic [ani]Rata de cretere anual n lume

1972-19801980-2000

Maini unelte cu C.N.1955173520-30

Roboi industriali196210425-30

Proiectarea cu ajutorul calculatorului (CAD)196536940-50

Maini-unelte (C.N.C)196935640-45

Proces de producie asistat de calculator (CAM)196754030-35

n momentul actual ne aflm n etapa n care producia automat flexibil este format din mai multe module flexibile avnd sisteme automate de transport. Din punct de vedere al destinaiei sistemele de producie pot fi:

a) Sisteme automate de evacuarea a achiilor;

b) Sisteme automate de msurare i control;

c) Sisteme automate de transport i depozitare;

d) Sisteme automate de proiectare constructiv;e) Sisteme automate de pregtire tehnologic a produciei;f) Sisteme automate de conducere a fabricaiei;

g) Sisteme automate de prelucrare.

2.3. Clasificare sistemelor flexibile de prelucrare dup mrimea acestora

Din punct de vedere al mrimii sistemelor flexibile de producie pot fi :

Modul flexibil de producie; Linie sau secie de producie;

Atelier flexibil automat;

Uzin flexibil automatizat.

n continuare se va descrie pe scurt fiecare sistem flexibil de producie caraterizat din punct de vedere al mrimii sistemului .

Modulul flexibil de producie se mai numete n literatura de specialitate i celul flexibil de producie i este defapt un sistem flexibil ce este alctuit din utilaje tehnologice dotate cu un sistem automat de funcionare dup un program, asigurnd cicluri repetate cu posibilitatea de a se integra ntr-un sistem automat de nivel superior. Aceste module sau celule flexibile sunt foarte eficiente n producia de serie mic i unicate.

Modulul flexibil de fabricaie poate fi de diferite tipuri i anume:

Modul flexibil de prelucrare ( prelucrare mecanic prin achiere , prelucrare mecanic prin presare ,etc.) (vezi figura 2.1) ; Modul flexibil de transport depozitare (vezi figura 2.2) ;

Modul flexibil de control; Modul flexibil de m[surare.

Fig. 2.1. Celul flexibil de prelucrare

Fig.2.2 Celul flexibila de transport

Celule flexibile de producie pot avea nivele diferite de automatizare: de la folosirea unui operator pentru funcionarea modulului (nivel inferior), la funcionarea fr operator la nivel superior.

n prezent sunt module flexibile de producie care funcioneaz n regim 3/2 adic lucreaz n trei schimburi, iar dou din cele trei schimburi sunt supravegheate de operator . Acest sistem este implementat de firma FANUC din Japonia. Nivelul superior n care modulul flexibil de prelucrare funcioneaz doar cu roboi fr intervenia operatorului uman este un caz particular, este compus din cateva maini-unelte, avnd ciclu de prelucrare unic la care operaiile auxiliare ( transfer i fixarea) semifabricatelor pe maina unealt este realizat cu ajutorul roboilor. Aceste module flexibile de prelucrare le ntlnim n procesele de tanare-matriare, prelucrare-mecanic, prelucrare plastic, sudur, vopsitorie etc.

Cel de-al doilea sistem caracterizat din punct de vedere al mrimii acestuia este linia flexibil automat. Aceasta se definete ca sistem flexibil de producie compus din cteva module flexibile de fabricaie. n literatura de specialiate se mai folosete i denumirea de sisteme de maini automatizate complex . O linie flexibil automat este compus din 2-15 maini unelte i poate realiza un numr de 6 -11 piese odat. n figura 2.3 este exemplificat o linie flexibil automat de sortare, iar n figura 2.4 este prezentat o linie automat de asamblare .

Fig. 2.3. Linie flexibil automat de sortareFig 2.4 .Linie de asamblare automat

Atelierul flexibil automat reprezint al treilea nivel de mrime al sistemelor flexibile de prelucrare i se definete ca reuniunea mai multor linii automatizate ce realizez execuia unor produse din aceai familie. Figura 2.5 reprezint atelierul flexibil automat Neptun Cmpina , din judeul Prahova .

Fig.2.5 Atelierul flexibil automat Neptun Cmpina

Uzinele flexibile automatizate reprezint nivelul superior de organizare automat a producie fiind compuse din ateliere flexibile automatizate, dar pot cuprinde i ateliere sau secii neautomatizate. Problemele cele mai importante ntr-o astfel de uzin este reglarea rapid a utilajelor n vederea trecerii de la prelucrarea unor piese cu forme geometrice diferite. De aceea utilajele, SDV-urile i instalaiile de deservire trebuie s posede o larg universalitate cu posibiliti de reglare usoare n orice condiii de lucru.2.4. Funciile principale ale sistemului flexibil de prelucrare prin achiere

Principala funcie a sistemului flexibil de prelucrare prin achiere este prelucrarea automat a pieselor. Sistemul tehnologic este alctuit din una sau mai multe maini unelte cu comand numeric ce constituie i posturile de lucru ale sistemului. Aceste posturi se organizeaz sub forma unor celule de fabricaie. Funciile postului de lucru sunt reprezentate n figura 2.6. Pentru a executa o gam de operaii maina unealt trebuie s realizeze funcia de schimbare automat a sculei, pentru a realiza urmtoarea operaie de prelucrare. Formele i dimensiunile geometrice ale pieselor prelucrate conduc la necesitatea schimbrii i poziionrii automate a dispozitivelor de centrare i fixare a piesei. Cea mai important funcie a sistemelor flexibile de prelucrare prin achiere este comanda numeric realizat prin echipamente NC (numerical control) sau C.N.C.. Funciile pariale ale sistemului flexibil de prelucrare prin achiere sunt: alimentarea i evacuarea materialelor auxiliare (lichid de rcire, lichid de ungere, aer comprimat), colectarea i evacuarea achiilor.

Fig.2.6 Funciile posturilor de lucru

2.5. Organizarea sistemului flexibil de prelucrare prin achiere Organizarea sistemului flexibil de prelucrare este unul din factorii predominai ai eficienei tehnico-economice i se realizeaz n funcie de urmtorii factori:

Relaia ntre mainile unelte i fluxul de materiale;

Tehnologia adoptat pentru prelucrarea pieselor din cadrul sarcinilor de fabricaie; Numrul i tipul de mainii ale subsistemului.

Posibilitile tehnologice ale mainilor unelte componente ale sistemului flexibil de fabricaie reprezint un factor decisiv n structura organizatoric. Importana organizrii sistemului flexibil de prelucrare prin achiere se manifest prin influena asupra indicatorilor funcionrii sistemului i anume flexibilitatea i comanda acestuia. Structura optim de organizare a sistemului flexibil de prelucrare este atunci cand elementele componente se afl la distanele cele mai mici astfel nct timpul de reacie a sistemului s fie ct mai mic.

2.6. Integrarea mainilor unelte n sistemele flexibile de prelucrare prin achiere

2.6.1. Cerina privind disponibilitatea prelucrrii

Disponibilitatea prelucrrii se caracterizeaz prin flexibilitatea realizrii formelor i dimensiunile piesei i a calitii suprafeelor impuse. Geometria piesei determin parametrii geometrici ai mainii-unelte, spaiul de lucru al acesteia, unde are loc micarea relativ dintre scul i pies. Numarul i direcia axelor de coordonate determin spaiul de lucru al mainii unelte. Dimensiuniile spaiului de lucru sunt determinate de cursele elementelor mobile dup axele de coordonate. Executarea unui numr de operaii tehnologice diversificate pe o main unealt conduce la necesitatea lucrului cu un numr mare de scule i realizarea unor posibiliti de reglare a vitezelor de achiere i de avans. Cum majoritatea piselor necesit corecii de conturare a formei geometrice reglarea vitezei de avans trebuie s se fac continuu astfel obtinndu-se o mrire a flexibilitii sistemul de acionare .

2.6.2. Cerine privind productivitatea mainilor unelte

Mainile unelte dintr-un sistem flexibil de prelucrare prin achiere poate obine o productivitate mrit prin urmtoarele metode:

a) Flexibilitatea;

b) Fiabilitatea;

c) Micorarea timpului auxiliar;

d) Micorarea timpului necesar pentru prelucrarea efectiv.

a) Flexibiliatea mainilor-unelte este un factor ce influeneaz productivitate prin timpul de pregtire ce revine a unei piese. Modificarea rapid n programul de lucru, structura modular a mainii-unelte, dispozivele universale pentru alimentarea cu piese i scule sunt factorii care elimin reglajele mecanice;

b) Fiabilitatea mainilor-unelte const n posibilitatea manifestrii mai pronunate a flexibilitii. Fiabilitatea mainilor unelte din faza de proiectare a lor prin prevederea unor sisteme de supraveghere i diagnosticare a defectelor. Astfel maina-unealt este prevazut cu senzori aflai n diferite puncte care furnizeaz date privind starea de funcionare a acesteia;

c) Micorarea timpilor auxiliari se obine prin automatizarea operaiilor de alimentare cu piese i de schimbarea sculei;

d) Timpul de baz poate fi micorat considerabil prin mrirea vitezei de achiere. Astfel, se diminueaz forele de achiere, diminuarea nclzirii sculei, a piesei i a reducerii uzurii sculelor achietoare. Prelucrarea pieselor cu viteze mari impune scule performante cu o durabilitate mare. Crescnd viteza de achiere duce la producerea unor cantiti mari de achii, fiind astfel necesare soluii de colectare i evacuare a acestora. Pe lng acestea mai sunt necesare i lichide de ungere cu caliti superioare .

2.6.3. Calitile mainilor unelte cu comand numeric

Precizia de prelucrare a unei piese pe o main unealt cu comand numeric este determinat de urmatoarele cauze: structura mainii unealt, mecanismele de acionare a organelor de lucru, sistemul de comand i control dimensional, sculele achietoare, i chiar piesa care prin prelucrare apar deformaii termice i elastice .

O main unealt cu comand numeric ca s se integreze ntr-un sistem flexibil de fabricaie trebuie s corespund urmatoarelor cerine:

Precizia geometric i cinematic ridicat;

Rigiditatea suficient a sistemului tehnologic; Caracteristiciile dinamice ridicate;

Deformaiile termice reduse;

Uzura redus a elementelor de ghidare i transmitere a micrii organelor de lucru.

2.6.4. Integrarea mainilor unelte n sistemul flexibil de fabricaie

Pentru a stabili schema de compunere a mainilor unelte tip C.N.C. integrate ntr-un sistem flexibil de fabricaie trebuie s se in cont de urmtoarele considerente :

1. Sunt preferate centrele de prelucrare cu ax orizontal i cu piesa fixat pe masa rotativ caz n care este posibil prelucrarea piesei pe patru fee fr modificarea prinderii n dispozitiv. Centrele de prelucrare cu ax vertical se vor adopta n special la prelucrarea piselor avnd forma de placi cu numr mare de gauri ;

2. n cazul unor piese prelucrate din materiale neferoase, cu viteze mari de achiere, cu volum mare de achii n unitate de timp, se recomand amplasarea mesei port-pies pe ghidajele verticale ale montantului, iar subanasamblu arborelui principal pe batiul orizontal al mainii. Acest mod faciliteaz evacuarea achiilor din zona de lucru i se asociaz pefect cu utilizarea magaziilor verticale pe palete ce ocup puin spaiu dintre suprafeele halei;

3. Deplasrile pe vertical s fie executate de cele mai uoare subansamble, care s nu fie ncrcate de cutii de vitez sau magazie de scule ;

4. Suportul sculei s aib de asemenea deplasri astfel ncat s se reduc la minimum deformaiile elastice ale acesteia;

5. Pentru usurina schimbrii sculei subansamblu axului principal trebuie s aib numai deplasare axial sau eventual s fie fix .

Un exemplu de schem de organizare a mainilor unelte cu comand numeric integrat ntr-un sistem flexibil de fabricaie l putem observa n figura 2.7

Fig.2.7 Schema de compunere a mainilor unelte aflate ntr-un sistem flexibil de fabricaie

2.7. Concluzii

n concluzie sitemele flexibile de prelucrare au o serie de avantaje fa de sistemele rigide convenionale, ce vor fi menionate n cele ce urmeaz:

1. Sistemele flexibile de prelucrare asigur obinera unei eficiene nalte i o cretere a efectelor economice ale produciei ;

2. Sistemele flexibile de fabricaie duc la o cretere a productivitii muncii cu aproximativ 200-400% ;

3. Sistemele flexibile de prelucrare reduc cu 20-40% spaiile necesare produciei;

4. Sistemele flexibile de prelucrare reduc 50-70% durata ciclului de fabricaie;

5. Reduce cu 50% numrul utilajelor tehnologice;

6. Reduce rebuturile i creterea indicelui de utilizare a materialelor;

7. Scurtarea timpilor de prelucrare a pieselor pe mainiile unelte i creterea calitii produciei;

8. Creterea gradului de tipizare a mainiilor unelte i a dispozitivelor rezultnd astfel micorarea termenilor de proiectare i execuie;9. Scderea cu 40-45% a cheltuielilor de producie, iar cheltuielile suplimentare pn la 85%;

10. Reglarea mainiilor se face ntr-un timp cu 80% mai eficient la modificarea pieselor prelucrate .

CAP. 3. STUDIUL DE CAZ

3.1. Prezentarea studiului de caz

Pentru a exemplifica un sistem flexibil de fabricaie s-a ales spre studiu atelierul mecanic de prelucrri prin achiere al firmei S.C.MEHID S.A. din Galai. Aceast firm are deja implentat un sistem flexibil de prelucrare prin achiere, dar de nivel inferior deoarece este nevoie de intervenia operatorului uman n execuia, transportul, ajustarea i ambalarea pieselor. Se va face un studiu tehnico-economic privind sistemul flexibil de prelucrare prin achiere .

3.2. Prezentarea general firmei S.C. MEHID S.A

S.C.MEHID S.A. Galai i-a nceput activitatea n anul 1921 prin organizarea unui grup de ateliere care au funcionat pn n anul 1940, cnd au fost trecute n subordinea Flotei a III a Aviaie, numindu-se Fabrica de Reparat Avioane ASAM Galai. n perioada 1945-1948 intreprinderea trece la un alt domeniu de activitate reparaii tractoare agricole, inclusiv fabricarea pieselor de schimb pentru acestea.

n anul 1977 intreprinderea i schimb din nou denumirea n Intreprinderea Mecanic pentru Echipamente Hidraulice (IMEH), completndu-i domeniul de activitate cu fabricarea primelor tipuri de cilindri hidraulici, ridictoare i distribuitoare hidraulice necesare n echiparea tractoarelor i a altor maini agricole.

n anul 1991 IMEH Galai s-a transformat n societate pe aciuni MEHID S.A. Galai. n anul 2000 MEHID S.A. Galai este preluat de compania METAL S.A. Galai, devenind pentru prima oar o companie 100% privat.

Fig.3.1 Secia de prelucrri mecanice

n prezent MEHID S.A. are peste 30 de ani experien n producerea de cilindri hidraulici cu simplu i dublu efect, cilindri telescopici cu aplicaie n ramuri industriale de genul : tractoare agricole i industriale, autocamioane i echipamentele de autocamioane, maini agricole, remorci, excavatoare, macarale, echipamente siderurgice, nave etc. Secia de prelucrri mecanice (vezi figura 3.1) are n componen maini unelte de prelucrri prin achiere de tip CNC ( maini comand numeric), trei macarele de tip poduri rulante, dou dintre ele sunt comandate prin telecomand, iar una comandat cu ajutorul unui operator .3.3. Stadiul actual al firmei S.C. MEHID S.A.

Secia de prelucrri mecanice din cadru firmei a adoptat un sistem flexibil de prelucrri prin achiere la nceputul anului 2007. Sistemul flexibil este de nivel inferior deoarece necesit intervenia operatorului uman n execuia, transportul, ajustarea i ambalarea pieselor. Acest sistem este compus din urmtoarele celule flexibile: dou centre de prelucrare verticale tip CNC Mazak VC Nexus trei strunguri C.N.C. de la firma Mazak din care dou maini CNC QTN 200 M i una tip CNC QTN 300 N

dou centre de prelucrare n 5 axe i anume : C.N.C. Mazak Integrex 300 IV i C.N.C. Mazak Integrex 410-H

o main de debitat C.N.C: Fierastru C.N.C. A4 cu dubl coroan

un sistem automat de msurare i control i anume: main de msurat 3D

n figura 3.2 este prezentat main unealt Mazak VC Nexus 510, este un centru vertical ce execut operaii de frezare. Aceast main unealt are urmtoarele specificaii tehnice : cursa pe axa X : 1050 [mm]; cursa pe axa Y : 510 [mm] ;cursa pe axa Z : 510 [mm] ; dimensiunea mesei : 1300550 [mm]; diametrul maxim al sculei : 80[mm], lungimea maxim a sculei : 350 [mm] greutatea maxim a sculei : 8 [kg ]

Fig.3.2 Mazak VC Nexus 510

Figura 3.3 reprezint un centru de prelucrare Mazak VTC 3300 ce execut operaii de frezare. Deosebirea fa de prima main este faptul c micarea este executat de scula achietoare care execut micri n planul X0Y. Aceast main are urmtoarele specificaii tehnice: dimensiunea mesei: 2000 x 760 [mm]; cursa pe axa X : 1640 [mm]; cursa pe axa Y : 760 [mm] ; cursa pe axa Z : 660 [mm] ; capacitatea de ncrcare a mesei : 1400 [kg] ; viteza maxim de deplasare : 10000 [rpm] .

Fig.3.3 Mazak VTC 3300

n figura 3.3 este prezentat un strung CNC al firmei MAZAK avnd urmtoarele specificaii tehnice : diametru maxim al piesei de prelucrat : 675 [mm]; diametru maxim de prelucrare : 380 [mm]; lungimea maxim de prelucrare : 538 [mm]

Fig. 3.3 Mazak VC Nexus 510

Figura 3.4 este prezentat un strung C.N.C. la fel ca cel prezentat mai sus dar cu capacitate portant mai mare. Acestea are urmatoarele specificaii tehnice: dimensiunea maxim a piesei : 750 [mm] ; diametrul maxim de prelucrare: 420 mm; cursa pe axa X : 603 [mm]; cursa pe axa Y : 1174 [mm] ;cursa pe axa Z : 1538 [mm].

Fig. 3.4 Mazak VC Nexus 510

n figura 3.5 este prezentat un centru de prelucrare cu ase axe ce poate execut operaii foarte complexe. Acest main unealt este tot de la firma Mazak model tip Integrex 300 IV i are urmtoarele specificaii tehnice : diametrul maxim de prelucrare: 760 [mm, lungimea maxim de prelucrare: 1524[mm], viteza maxim la alezare :12000 [rpm] .

Fig. 3.5. Mazak Integrex 300 IV

n figura 3.6 este prezentat cea mai performant main din cadrul firmei i anume Mazak Integrex 410-H. Aceast main are urmtoarele specificaii tehnice: diametrul maxim al piesei de prelucrare : 610 [mm], Lungimea maxim de prelucrare : 3060 [mm], deplasarea pe axa X : 741 [mm], deplasarea pe axa Y : 410 [mm] , deplasarea pe axa Z : 3113 [mm] , deplasarea pe axa B : 240(-30 +210) , deplasarea pe axa C: 360

Fig. 3.6. Mazak Integrex 410-H

n figura 3.7 este prezentat maina de msurat n coordonate 3D TESA micro-hite cu urmtoarele speficaii tehnice: cursa pe axa X = 900 [mm], Y = 2000 [mm] , Z = 800 [mm], rezoluia = 0.039 [m] , Viteza de poziionare 3D 52[ m/min], acceleraie 3D 4,3 [m/s]

Fig. 3.7. Maina de msurat 3D

3.5. Calculul tehnicoeconomic al sistemului flexibil de prelucrare prin achiere a atelierului de prelucrri mecanice S.C. MEHID S.A.

n cele ce urmeaz se va realiza un studiu tehnico-economic al sistemului flexibil de prelucrare prin achiere al firmei S.C. MEHID S.A.. Pentru nceput se va face un calcul tehnico-economic al procesului de producie pentru un arbore de reductor cilindric n dou trepte. Reperul arbore este prezentat n figura 3.8 i n ANEXELE de la sfritul proiectului.

Fig.3.8 Desen de execuie arbore reductor

Datele iniiale pentru realizarea calculului tehnico-economic sunt:

volumul de producie anual este 700 buc/an

livrarea produsului se face trimestrial n cantiti egale

durata ciclului de asmblare a produsului : 1 sptmn

fondul de timp:

a) Numrul de zile lucrtoare zi=250 [zile/an]

b) Numrul de schimburi dintr-o zi : Ks=3[schimburi/zi]

c) Numrul de ore pe schimb : h=8 [ore/schimb]

d) Timpul de ntreruperi reglementate pe schimb: t r=1[ora/schimb]Datele specifice tehnologiei de execuie a reperului arbore sunt prezentate n tabelul 3.1.: Tabel 3.1 Tehnologia de execuie a reperului arbore

Denumire reperCod reperMaterialMasa

Arbore reductorFC 2509 [kg]

Nr. Crt Denumire operaie de execuieTimpul normatMasina pe care se executa operaia

Tu[min/buc]Tpi[min/buc]Denumire

1Strungire frontal3,43,6Mazak Integrex 300 IV

2Strungire exterioar422Mazak Integrex 300 IV

3Frezare canal de pan13180Mazak Integrex 300 IV

4Finisare544Mazak Integrex 300 IV

5Control tehnic final444Maina de msurat 3D

Semifabricatele se cumpar de la un furnizor cu costurile: Cm1= 4 lei/buc, unde Cm1-reprezint costurile semifabricatului.

Datele specifice cheltuielilor de producie din cadrul atelierului sunt urmtoarele :

- salariul mediu orar al operatorilor de la posturile de lucru: Sk = 5,2 [lei/or];

- salariul orar al operatorilor reglori: Srk = 5,4 [lei/or];

- cota orar de ntreinere i funcionare a resurselor de producie productive: ak = 3,2 [lei/ora];

- regia sistemului de producie n care se execut piesele: Rf = 150%;

- coeficientul pierderilor suportate de intreprindere datorit imobilizrii capitalului circulant n perioada fabricrii pieselor: E=0,3;

- coeficientul de amortizare a resurselor de producie (amortizare liniar n decurs de 10 ani):

a = 0,1;

- coeficientul de transmitere a amortizrii: kam = M; M coeficient de densitate a procesului de producie care se determin prin calcul;

- valoarea medie actual a unei resurse de producie (maina unealt sau instalaie utilizat pentru realizarea produciei): Vm = 25 000 [lei] Durata activittii de mentenan i suprafaa tehnologic unitar a tipurilor de utilaje sunt prezentate n tabelul 3.2:

Tabel 3.2 Durata activitii de mentenan

Tip resursStrungMaina de frezatMaina de mortezatInstalaie tratamentRecepie semifabricateDepozit semifabricatePost control

Durata de mentena [ore/an]10020090100121212

Suprafaa ocupat [m2]6104812122

3.5.1. Determinarea traficului reperelor n cadrul sistemului de producie

Determinarea traficului reperelor executate n cadrul sistemului de producie urmrete stabilirea numrului de loturi din fiecare reper care sunt transportate n vederea execuiei ntre resursele de producie. Pentru stabilirea acestora trebuie stabilite mai nti :

Cantiti anuale de repere;

Formele de organizare a proceselor de producie pentru fiecare reper.

3.5.2. Elaborarea planului cu necesarul reperelor de fabricat

Ipotezele care se au n vedere la elaborarea planului cu necesarul reperelor de fabricate sunt :

Structura de dezagregare a produsului;

Volumul produciei anuale a produsului este de 700 buc/an;

Stocurile iniiale; Durata ciclului de asamblare a produsului este de 1 sptmn.

Pentru a stabili acest plan este necesar, mai nti stabilirea planului de producie director (PPD). Planul de producie director conine ealonarea pe o perioad de producie de un an de zile a cantitilor din produsul P ce trebuie realizat pentru satisfacerea cerinelor de producie .

Calculul cantitii nete : CN = volum contractat stoc iniial. Distribuia cantitii nete pe trimestru: CNt = CN/4.

Cunoscnd planul de producie director i structura de producie director se poate stabili planul cu necesarul de repere pentru fabricaie. Deoarece durata de asamblare a produsului este de 1 sptmn, iar livrarea produsului se face trimestrial, va trebui ca reperul s fie gata cu o sptmn nainte de sfritul fiecarui trimestru :

Calculul necesarului net trimestrial : NN t= NBt - stoc iniial.

Deoarece cantitile trimestriale realizate nu variaz semnificativ, pentru o programare- conducere mai uoar a fabricaiei celor trei repere, se va lua n calcul cantitatea anual a reperului :

Calculul necesarului brut:

CB = 2xVp

unde CB cererea brut; Vp= volumul produsului.

Pentru reperul arbore :

CB = 2 x 700 =1400 CN R6 = NgR5=260+400+400+300=1380 buc/an

CBR5=280 +400 +400 +300=1380 buc/an

Astfel, n tabelul 3.3 sunt trecute valori pentru numrul de buci de arbori livrai trimestrial

Tabel 3.3 Numrul pieselor livrate

Trim. ITrim. IITrim. IIITrim. IV

Reperul arboreNB280400400300

NN260400400300

NN280400400300

3.5.3. Determinarea tipului de producie Tipul de producie este determinat de un ansamblu de factori independeni care prin aciunea lor, determin proporiile obiective ale desfurrii proceselor de producie n timp i spaiu. Tipologia produciei poate fi determinat la nivel de proces tehnologic sau la nivel de verig productiv.

n cazul analizat se impune determinarea tipului de producie la nivel de proces tehnologic (nivel reper operaii), cu scopul de a stabili forma de organizare optim a produciei.

Coeficientul timpului de producie se determin cu relaia (3.1) :

(3.1)

Rg- ritmul mediu al fabricaiei n [min/buc]

Tuk- timpul unitar al operaiei k , n [min/buc]

n funcie de valorile coeficientului TPk operaiile procesului tehnologic se ncadreaz dup cum urmeaz :

TPk 400 [buc].

A treia livrare: 400 buci;

La sfritul sptmnii a 35-a: 35 x 5 = 175 [zile] : 45 [zile] = 4[loturi] x 272 = 1088 [buc].

Cererea este satisfcut; au fost livrate (400 + 260) = 660 [buc] au rmas 428 > 400 [buc].

A patra livrare: 300 buci,

La sfaritul sptmnii a 48-a: 48 x 5 = 240 [zile] : 45 [zile] = 6[loturi] x 272 = 1632 [buc].

Cererea este satisfcut; au fost livrate (400 + 400 + 260) = 1060 [buc] au rmas 572[buc].

3.7. Simularea virtual cu ajutorul programul Plant Simulation 10.1

3.7.1 Generaliti

Producerea i vnzarea unui numr mare de produse nu determin neaprt obinerea unui profit mai mare dac operaiuniile de fabricaie ruleaz ineficient. n acest caz este posibil ca uzinele s cheltuiasc mai muli bani dect ctig. Ineficiena ncepe de obicei din etapele primare de proiectare a sistemului flexibil de prelucrare, n special n cursul planificrii instalaiilor i celulelor flexibile de prelucrare, atunci cnd echipele interfuncionale nu comunic ntre ele eficient. n performanele liniilor individuale sunt foarte importante planificarea i optimizarea.

Procesele de asamblare necesit planificarea exact a conceptelor de livrare a instalaiei, a conceptelor de transport i necesitilor de depozitare. Operaiuniile de fabricaie exploateaz la maximum productivitatea din investiiile n fora de munc direct, n mainiile de pe linie n instrumente i dispozitive. Dar nu este suficient acest lucru din cauza timpilor pierdui auxiliari.

Multe societi consider c este dificil s cuantifice i s analizeze fora de munc indirect sau s adopte iniiative de fabricaie neproductive.

Analiza i optimizarea logisticii unui sistem flexibil de prelucrare ar trebui realizat cu metode i unelte care s permit optimizarea planului de ansamblu al uzinei pe baza distanelor, frecvenei i costul fluxului de material i s fac posibil evaluarea impactului rulrii pieselor, depozitrii materialelor i ambalarea pieselor. n acest fel este posibil a crea o uzin optimizat i productiv cu distane scurte ale curselor reperelor, cu dimensiuni de loturi i stocuri reduse.

Asupra eficienei operaionale i performaei operaiilor fabricaiei contribuie o multitudine de factori. Multe societi precum i societatea analizat n capitolul precedent consider c este dificil s stabileasc niveluri adecvate ale produselor n curs de fabricaie, planuri de producie potrivite i producia cu ajutorul soluiilor software, este posibil luarea deciziilor optime n ceea ce privete proiectarea uzinei, dimensionarea stocului tampon, capacitiilor i strategiilor de producie. Astfel, este posibil dezvoltarea scenariilor rapide multiple de producie, eficiena i performana ntr-un mediu 3D i 2D. Aceste evaluari pot include strategii de transport, dimensionarea pogramului de lucru al muncitorilor, numrul necesar de resurse. Astfel de sisteme de producie permit luarea deciziilor de afaceri verificate ntr-o faz incipient, pe baza unor cifre reale, ceea ce duce la economisirea de milioane de euro n cursul de producie la capacitate maxim.

Etapele parcurse n stadiul de simulare sunt prezentate n figura 3.9, n care se prezint i buclele majore de iterare.

Fig.3.9 Etapele simulrii modelului virtual

a ) n prima etap se vor defini problemele pentru care se caut rspunsurile, variabilele implicate n aceste probleme, precum i msurile performanelor sistemului. Definirea obiectivelor trebuie s se fac cu claritate, ca s se neleag scopul pentru care se studiaz problema respectiv.

b) Cea dea doua etap i anume elaborarea modelului este etap care implic n construirea i testarea modelului (sistemul real), incluznd selectarea limbajului de programare pe calculator, codificarea modelului i corectarea lui.

c) A treia etap este verificarea i validarea modelului care stabilete faptul c modelul este o reprezentare de precizie adecvat a sistemului real. Se confirm faptul c modelul opereaz dup modul n care s-a dorit, iar rezultatele care se obin sunt credibile i reprezentative fa de sistemul real.

d) A patra etap este experimentarea i optimizarea modelului trateaz problema precizat, cum ar fi ct de mare trebuie s fie un eantion pentru a estima o mrime a performanei sistemului cu nivelul de precizie dorit. Apoi urmeaz ca proiectul experimentului efectiv prin care s rspund la problemele puse n prima etap. n fine, are loc experimentarea, adic executarea simulrii pentru a genera datele dorite i pentru a realiza analiza sensibilitii modelului.

e) Ultima etap i anume evaluarea i implementarea rezultatelor simulrii are n vedere asigurarea acceptrii rezultatelor de ctre utilizator i implementarea unei decizii mbuntite luat n urma analizei.

3.7.2. Simularea proceselui de producie cu ajutorul programului Plant Simulation Vs. 10.1

Programul Plant Simulation Vs. 10.1, de la firma Siemens, este un program de simulare orientat pe obiecte utilizat pentru construcia modelelor ce pot ajuta la vizualizarea fluxului proceselor, cu scopul optimizrii ieirilor i minimizrii cheltuielilor de operare. Un proces n flux poate fi definit ca o serie de operaii sau pai de proces care sunt aplicaii asupra unui obiect (pies). Dac un proces poate fi definit sub forma unui grafic sau schie atunci poate fi construit un model de simulare.

Softul Plant Simulation Vs. 10.1, de la firma Siemens Industry Software, face ca simularea produciei s fie foarte simpl. Acesta simuleaz un sistem de producie incluznd dinamica proceselor, cu ajutorul unui model virtual, avnd ca scop obinerea de rezultate care pot fi transferate n realitate. Simularea produciei pentru fabricaia de serie se realizeaz cu ajutorul simulrii evenimentelor discrete, simulare ce urmarete schimbarea strilor componentelor unui model. Simulrile utiliznd evenimentele discrete pot surprinde numai schimbrile de stare a componentelor modelului la anumite momente n timp continuu cnd anumite evenimente se petrec, anumite componente ale modelului i schimb starea i astfel poate fi controlat simularea.

Simularea virtual a sistemului flexibil de prelucrare prin achiere este o tehnic de modelare descriptiv. Prin urmare, nu este necesar o formulare explicit a problemei i a pailor soluiei, ceea ce este o parte integrat a modelelor de optimizare. n consecin este necesar s se specifice cu oarecare detalii o procedur pentru dezvoltarea i utilizarea modelelor de simulare pentru a asigura succesul rezultatelor din aplicarea acestora.

n figura 3.10 se poate observa o imagine 3D a unui exemplu de sistem flexibil de prelucrare prin achiere. Este un sistem flexibil de nivel inferior deoarece este nevoie i de intervenia operatorului uman .

Fig.3.10 Model virtual a unui sistem flexibil de fabricaie

3.7.3. Crearea modelului virtual a sistemului flexibil de fabricaie pentru societatea MEHID S.A.

Cu ajutorul softului Plant Simulation Vs .10.1 am creat sistemul flexibil de prelucrare prin achiere de nivel superior pentru firma S.C. MEHID S.A.. La aceast firm s-a fcut un studiu tehnico-economic pe sistemul actual. Dup cum se observ n figura 3.11 n acest sistem pe care l-am adoptat nu mai este nevoie de intervenia operatorului uman. Totul este automatizat. Manipularea pieselor se face cu ajutorul roboilor .

Fig.3.11 Sistem flexibil de fabricaie de nivel superior al societii MEHID

n figura 3.4.3.2. este prezentat schema de amplasament a celulelor flexibile din cadrul sistemului flexibil de prelucrare prin achiere. Modelul de fa a fost introdus n softul Plant Simulation Vs.10.1 i s-a realizat o simulare a fluxului tehnologic. Schia din figura de mai sus reprezint sistemul flexibil de prelucrare prin achiere a seciei de prelucrri mecanice al firmei S.C. MEHID S.A.

Fig.3.12 Modelul 3D a seciei de prelucrri mecanice a societii MEHID

Figura 3.12 reprezint un model 3D a amplasrii celulelor flexibile asamblndu-se ntr-un sistem flexibil de prelucrare prin achiere. Sistemul este compus din urmatoarele componente:

1) Conveior de achii;2) CNC QTN 300 N;3) CNC QTN 200 M;

4) Conveior de produse finite;5) Robot de asamblare;6) Conveior de produse asamblate;

7) Conveior de produse finite;8) Robot de manipulare;9) Robot de control dimensional;10) Conveior de achii;11) C.N.C. Mazak Integrex 410-H;

12) C.N.C. Mazak Integrex 300 IV;13) CNC Mazak VC Nexus 510;14) CNC Mazak VTC 3300-z.n figura 3.13 este prezentat modelul real al centrului de prelucrare vertical de la Mazak VTC 3300-z, iar n figura 3.14 este reprezentat modelulul virtual a mainii care a fost implentat n sistemul nostrum virtual realizat cu softul Plant Simulation.

Fig.3.13 Centrul de prelucrare Mazak VTC 3300-zFig.3.14. Modelul virtual al centrului de prelucrare Mazak VTC 3300-z

n figura 3.15 este reprezentat schema cinematic a mainii unealt tip CNC Mazak VTC 3300-z. Aceast este detaliat n anexele de desene de execuie de la sfritul proiectului.

Fig.3.15 Schema cinematic a centrului de prelucrare vertical Mazak VTC 3300-z

n figura 3.16 este prezentat schema hidraulic a mainii unelte, descris mai sus Mazak VTC 3300-z. Aceasta este prezentat detaliat n anexele de la sfritul lucrrii.

Fig.3.16 Schema hidraulic a centrului de prelucrare Mazak VTC 3300-z

n figura 3.17 se prezint schema sistemului de ungere pentru maina unealt Mazak VTC 3300-z. Sistemul cuprinde circuitul principal cu: pompa de ulei 1 cu sorbul 2 care aspir uleiul din baia de ulei 13 i l refuleaz prin intermediul conductei 3 ctre filtrul de curire brut 4, dup care este trimis n magistrala de ulei 5.

Din magistrala de ulei, uleiul este distribuit prin conducte la lagarele paliere, iar prin intermediul canalizaiei existente n arbore la lagrele fusurilor manetoane. Oglinda cilindrului, camele i supapele sunt unse prin stropire cu jet i ceaa de ulei.

Fig.3.16 Schema sistemului de ungere centrului de prelucrare vertical Mazak VTC 3300-z

La circuitul principal al sistemului de ungere se poate anexa n paralel un filtru de curare fin 8. Prin acest filtru trece 10-15% din debitul de ulei al instalaiei de ungere, dup care uleiul se ntoarce n baie sau n circuitul principal contribuind la regenerarea uleiului.

Meninerea temperaturii n limite acceptabile se realizeaz prin introducerea n paralel cu circuitul principal a schimbatorul de cldur.

Sistemul de ungere este prevzut cu supape de siguran la pompa de ulei pentru evitarea suprapresiunilor, la filtru pentru a permite trecerea uleiului spre locurile de ungere cnd acesta este mbcsit i la radiatorul de ulei n vederea scurtcircuitrii acestuia cnd uleiul este rece.

Presiunea i temperatura uleiului din magistral sunt controlate pentru a se evidenia funcionarea defectuoas a instalaiei. Nivelul uleiului din baia de ulei se verific cu ajutorul tijei, pe care sunt trasate limita maxim i minim.

Nivelul uleiului n baie se msoar numai dup oprirea motorului astfel nct uleiul pulverizat pe pereii pieselor care comunic cu baia s se poat scurge napoi n carterul inferior. nainte de a se efectua msurarea, tija indicatoare de nivel trebuie tears deoarece n timpul funcionrii motorului a fost mproscat cu ulei. Tija curaat se introduce din nou n baie i se scoate observndu-se pn la ce nivel se afl uleiul.Secia de prelucrri mecanice a firmei S.C. MEHID S.A. a fost optimizat de la sistemul flexibil de prelucrare prin achiere de nivel inferior la sistemul flexibil de prelucrare prin achiere de nivel superior . n acest caz nu mai este nevoie de intervenia operatorului uman . Manipularea pieselor este realizat cu ajutorul roboilor astfel eliminnd timpii pierdui auxiliari. Transportul pieselor se realizeaz cu ajutorul conveioarelor automate la fel i achiile eliminate de mainiile unelte. Programarea mainilor se realizeaz de la un centru de comand cu ajutorul softuri CAM .

n continuare se vor examina rapoartele de analiz elaborate de softul folosit. n figura 3.17 se poate observa graficul n care sistemul este utilizat. Se poate observa n zonele cu culoare verde sistemul lucreaz, deci produce la capacitate maxim. n zonele cu albastru deschis este simbolizat programarea mainiilor i a robotilor manipulatori .n zonele cu rou sunt simbolizate rebuturile, iar n zonele cu gri sunt simbolizate mainile care nu lucreaz .

Fig.3.17 Utilizarea sistemului flexibile de prelucrare prin achiere optimizat

n figura 3.18. este reprezentat repartiia pieselor finite pe conveior. Se poate observa n zona ntre 0 i 1 o cretere a distribuiei pieselor pe conveior. Aceast cretere se datoreaz mainii ce execut controlul dimensional al pieselor. Controlul dimensional este fcut foarte riguros deoarece acest lucru este o cerina important a sistemului flexibil de prelucrare prin achiere .

Fig.3.18 Repartiia pieselor pe conveior

n figura 3.19 este reprezent o eficiena a sistemului flexibil de prelucrare prin achiere. Se poate observa c eficiena sistemului este maxim atunci cnd tot sistemul functioneaz n parametrii normali i toate mainiile i roboii manipulatori sunt n funciune .

Fig.3.19 Eficiena sistemului flexibil de prelucrare prin achiere optimizat

n figura 3.20 sunt prezentai timpii de funcionare a celulelor ce alctuiesc sistemul flexibil de prelucrare prin achiere. Cu linia galben este reprezentat evoluia funcionrii celulei de fabricaie adic mainiile-unelte de CNC, cu linia de culoare roie este reprezentat evoluia funcionrii conveioarelor de transport a pieselor finite, cu linia albastr este reprezentat funcionarea conveioarelor cu achii, iar cu linia verde este reprezentat funcionarea roboilor manipulatori. Se poate observa c acetia au o perioad de staionare deoarece asteapt ciclul de prelucrare a piesei.

Fig.3.20 Timpii de funcionare a celulelor ce compun sistemele de prelucrare prin achiere

CAP. 4 PLANIFICAREA I CONTROLUL PROCESULUI DE PRODUCIE

4.1. Controlul calitii

Controlul calitii cuprinde tehnicile i activitile cu caracter operaional utilizate pentru ndeplinirea cerinelor privind calitatea. Calitatea unui produs este determinat de ansamblul nsuirilor i caracteristicilor acestuia, care se pot observa, ncerca, msura sau compara cu un etalon i care sunt n concordan cu cerinele funcionale impuse de beneficiarul acelui produs. Din numeroasele nsuiri ale unui produs, numai unele pot determina, la un moment dat, calitatea. Caracteristicile de calitate se clasific astfel:

a) Din punct de vedere economic i anume dup natura caracteristicilor tehnice;

b) Sociale,influena asupra mediului, gradul de poluare, proprieti ergonomice, aspect exteriordirect msurabilec) comparabile cu o mostr etalon;d) psihosenzoriale se determin cu ajutorul simurilor.Pentru determinarea calitii efective sunt nevoie de mai muli indicatori i anume:1) Indicatorii funcionali sunt legai direct de procesul de utilizare al produsului.

2) Indicatorii tehnologici sunt legai direct de procesul de fabricaie i de reparaie a produsului i caracterizeaz nivelul tehnico-tiinific al soluiilor adoptate n etapa de execuie a produsului sau n activiti de ntreinere reparaii.

3) Indicatorii ergonomiei sunt legai direct de interaciunea om-produs-mediu i in seama de ansamblul de norme igienice, antropometrice, psihofiziologice.

4) Indicatorii economici sunt legai direct de caracteristicile economice ale concepiei, fabricaiei i utilizrii produsului analizat.

5) Indicatorii estetici sunt legai direct de caracteristicile produsului derivate din cerinele respectrii relaiilor frumos - raional, estetic - funcional, n construcia produselor industriale. Aceti indicatori iau n considerare solicitrile pieelor de desfacere privind echilibrul i armonia construciei produsului, aspectul exterior, finisajul i chromatica.

6) Indicatorii de fiabilitate sunt legai de probabilitatea c produsul fabricat i utilizat n condiii normale s-i menin o perioad de timp stabilit parametrii funcionali, tehnologici i economici iniiali.

4.2. Verificarea calitii

Verificarea calitii reprezint procesul de msurare, examinare, ncercare, etalonare sau orice alt modalitate de comparare a unitii de produs verificate cu specificaiile care i sunt aplicabile. Inspecia calitii este o activitate de evaluare a conformitii, care se desfoar prin observarea i judecarea unitii de produs i este nsoit, dup caz, de msurri, ncercri sau comparri cu un calibru. Unitatea de produs verificat poate fi un produs individual, un lot de produse, un proces de fabricaie. Indiferent de natura produsului finit (materii prime, materiale, semifabricate, repere, subansamble, produse simple sau complexe), controlul calitii produsului vizeaz urmrirea acelorai elemente, iar modalitatea de control urmrete anumite etape ce vor fi exemplificate n subcapitolul 4.3.

4.3. Mijloace de controlul calitii

Mijloacele de control utilizate n sistemele flexibile de fabricaie sunt:

1) standurile de prob, care sunt instalaii complexe ce permit probarea subansamblelor i a produselor n stare de funcionare prin verificarea unuia sau a mai multor parametri;

2) instalaiile de control activ, care sunt montate pe mijloacele de producie i care controleaz caracteristica de calitate prevzut n documentaia tehnic, n timpul procesului de fabricaie;

3) instalaiile de control automat, care controleaz n mod automat caracteristica de calitate prevzut n documentaia tehnic, dup ce reperul, subansamblul sau produsul a fost executat;

4) instalaiile de control multidimensional, care permit verificarea simultan a dou sau mai multe caracteristici dimensionale.

5) Autocontrolul este controlul desfurat n timpul procesului de fabricaie, realizat de muncitorul care execut, la un moment dat, o operaie de prelucrare. Pentru aplicarea autocontrolului, executantul trebuie s cunoasc dou elemente: modul de efectuare a operaiei de prelucrare i modul de control al operaiei efectuate.

6) Controlul n lan se aplic n procesul de fabricaie n flux atunci cnd la un produs lucreaz mai muli executani. n acest caz, nainte de a realiza propria operaie de prelucrare, fiecare executant controleaz operaia anterioar i numai n cazul n care aceasta a fost corect executat, efectueaz propria sa operaie. Dup efectuarea operaiei proprii, muncitorul efectueaz autocontrolul. Executantul trebuie s cunoasc trei elemente: modul de control al operaiei anterior executate, modul de efectuare a operaiei proprii de prelucrare i modul de control al operaiei efectuate.

7) Controlul volant are ca scop urmrirea respectrii tehnologiilor i stabilizarea procesului de fabricaie din punctul de vedere al preciziei i al reglajului. Acest control vizeaz procesul de fabricaie i nu piesele, reperele, subansamblurile. Atunci cnd parametrii mainilor i ai utilajelor nu corespund celor prevzui n documentaia tehnic, acestea sunt oprite pentru efectuarea reglajelor i a coreciilor necesare pentru a mpiedica apariia rebuturilor.

8) Controlul calitii prin eantionare statistico-matematic const n verificarea unui numr restrns de uniti de produse (numit eantion), extrase dintr-un lot sau dintr-un proces de fabricaie, pe baza unor criterii tiinifice, statistico matematice. Verificarea eantionului se face pies cu pies. n funcie de numrul de piese corespunztoare din eantion (numr de piese care este stabilit matematic), se ia decizia de acceptare/ respingere a ntregului lot de produse.

9) Controlul activ este o form de control care const n verificarea unui parametru sau a unei caracteristici, n cursul desfurrii procesului tehnologic, cu ajutorul unor instalaii de control activ, care dau informaii asupra mrimii valorii urmrite i care acioneaz pentru meninerea procesului n limitele prescrise.

10) Controlul automat reprezint verificarea unor caracteristici tehnice a produselor finite i a subansamblelor fr intervenia omului, n decursul desfurrii procesului de fabricaie, folosind dispozitive, aparate i instalaii complexe de control.

11) Controlul multidimensional se execut cu ajutorul unor mijloace i aparate conectate la un sistem de calcul automat care red ncadrarea n limitele de toleran a ntregii fabricaii, prin msurarea simultan a mai multor caracteristici de calitate.

4.4. Norme de protecia muncii n domeniul sistemelor flexibile de prelucrare prin achiere

Concepia organizrii locului de munc are la baz principiile ergonomice n organizarea locului de munc, care sunt specificate n Normele generale" de sntate i securitate n munc elaborate de Ministerul Muncii i Solidaritii Sociale, mpreun cu Ministerul Sntii i Familiei n anul 2002.

Dintre aceste principii obligatoriu de respectat n organizarea oricrui loc de munc, pot fi enumerate urmtoarele:

a) dimensionarea locului de munc n funcie de particularitile anatomice, fiziologice i psihologice ale omului, dar i de caracteristicile echipamentului utilizat;

b) asigurarea posibilitii de micare i de modificare a poziiei n timpul lucrului;

c) amenajarea corespunztoare a spaiului de lucru;

d) utilizarea echipamentelor tehnice care respect reglementrile n vigoare;

e) optimizarea fluxului tehnologic;

f) manipularea corect a materialelor;

e) asigurarea cilor de circulaie ntre posturile de lucru;

g) asigurarea circulaiei uoare i rapide a materiilor prime, a materialelor i a produselor;

h) respectarea nlimii planului de lucru n funcie de poziia angajatului (aezat sau ortostatic) i de tipul de activitate (lucrri manuale, lucrri de precizie, lucrri de birou, lucrri care implic mnuirea pieselor grele etc.)

n aceast lucrare, sunt stabilite principiile ergonomice de proiectare i utilizare a echipamentelor tehnice.

Dintre acestea pot fi enumerate:

- caracteristicile constructive, funcionale i de securitate ale echipamentului tehnic trebuie s corespund particularitilor constitutive, psihofiziologice i mentale ale operatorului, precum i naturii i caracteristicilor sarcinii de munc;

- amplasarea echipamentului tehnic trebuie s asigure realizarea cu uurin a operaiilor pe care le efectueaz operatorul, o poziie de lucru confortabil, micri n conformitate cu ritmurile naturale ale corpului, reducerea spaiului i a timpului de deplasare, cerine de for situate la un nivel acceptabil;

- organele de comand ale echipamentului tehnic trebuie s fie vizibile, identificabile cu uurin i marcate corespunztor;

- amplasarea lor se va face n afara zonei periculoase, astfel nct manevrarea lor s nu genereze riscuri suplimentare;

- pornirea echipamentului tehnic trebuie s fie posibil numai printr-o aciune voluntar a operatorului;

- echipamentele electrice trebuie s fie proiectate, montate, ntreinute, exploatate astfel nct s asigure protecie mpotriva pericolelor generate de sarcina electric.

Proiectarea echipamentelor tehnice trebuie s aib n vedere toate interaciunile acestuia din procesul muncii i anume echipament - sarcin - mediu operator.

Mediul industrial i influena sa asupra omului n derularea procesului de producie constituie, de asemenea o preocupare a ergonomiei. Factorii legai de mediul (ambian) n care se desfoar munca se refer, n principal, la: - microclimat, determinat de temperatura i umiditatea aerului din ncpere, de viteza curenilor de aer i de temperatura suprafeelor din zona de lucru;

- ventilaie, care se realizeaz n ncperile de lucru cu mijloace care s asigure condiiile de calitate a mediului prin eliminarea sau reducerea pn la limita admis a urmtoarelor elemente: fumuri, gaze, vapori toxici; pulberi; substane toxice sau iritante; substane explozive; umiditate; cureni de aer; cldur.

- iluminat, presiune, zgomot, vibraii.

Nerespectarea condiiilor de mediu poate conduce, pe lng alte consecinte, la apariia bolilor profesionale.

Boala profesional reprezint o afeciune cauzat de ageni nocivi fizici, chimici sau biologici caracteristici locului de munc, precum i de suprasolicitarea diferitelor organe sau sisteme n procesul de munc. Cauzele bolilor profesionale sau ale accidentrilor, enumerate n tabelul 4.1 , sunt factori proprii elementelor componente ale sistemului de munc care au provocat accidentul sau boala profesional i care, nainte de producerea acestor evenimente, constituiau factori de risc.

Tabelul 4.1 Boli legate de profesie i principalele lor cauze poteniale

Boli legate de profesieFactori profesionali cauzali

Hipertensiune arterial Zgomot, vibraii, temperatur ridicat, stres

Cardiopatie ischemic Solicitri fizice i psihice crescute

Afeciuni osteo-musculo-articulare Microclimat nefavorabil, vibraii, efort fizic crescut, postur incomod etc.

Afeciuni digestive Noxe chimice, temperatur ridicat etc.

Afeciuni respiratorii Pulberi, gaze iritante etc.

Afeciuni neuropsihice Zgomot, vibraii, stres etc.

4.6. Evaluarea riscului Riscul reprezint posibilitatea (probabilitatea) apariiei unor evenimente nedorite, care s prejudicieze activitatea ntreprinderii. ntr-un sistem de fabricaie pot aprea riscuri care determin: accidente i mbolnviri (risc profesional), deteriorri ale echipamentelor (risc tehnic), pierderi de producie (risc economic).

Evaluarea riscului constituie o cerin a managementului i ndeplinete funcia de monitorizare a factorilor de risc i de aplicare de msuri de prevenire, limitare sau contracarare a consecinelor acestora, obiective care se realizeaz prin:

tehnici de prevenire, supraveghere, acoperire a daunelor;

efectuarea studiilor de fezabilitate; alegerea optim a tehnologiilor i a echipamentelor tehnice;

pregtirea profesional a angajailor;

efectuarea instructajului la locul de munc etc.

Riscul profesional se refer la probabilitatea producerii unei vtmri sau mbolnviri a lucrtorului, ca urmare a expunerii la un pericol la locul de munc. Evaluarea riscului profesional are ca scop meninerea sntii i asigurarea securitii lucrtorilor, contribuind la creterea competitivitii i a productivitii ntreprinderii.

Evaluarea riscurilor profesionale necesit parcurgerea urmatoarelor etape:

1. Colectarea este etapa n care se culeg informaii despre: poziia locului de munc, persoanele angajate (sex, vrst, persoane cu disabiliti etc), echipamentele tehnice utilizate, materialele prelucrate, procedeele tehnologice utilizate, sarcinile de munc executate, pericolele identificate i msurile de protecie aplicate.

2. Pericolele identificate de ctre angajator sunt structurate n fia de expunere la riscuri profesionale, care este specific fiecrui loc de munc. Aceasta cuprinde date despre: tipul activitii, spaiul de lucru, poziia de lucru, factorii de mediu,) echipamentele de lucru i mijloacele de protecie utilizate.

3. Evaluarea riscurilor const n estimarea probabilitii i a gravitii consecinelor i ncadrarea riscului ca fiind acceptabil sau inacceptabil. n funcie de gravitatea consecinelor, se stabilete dac riscul este mic, mediu sau mare (tabelul 2.6). Dac riscul este mare, se impun msuri imediate de reducere a acestuia. n aciunea de evaluare a riscurilor, implicarea lucrtorilor este obligatorie. Se va ine cont i de sexul, de vrsta i de starea general de sntate a acestora.

4. Pentru fiecare risc identificat, se planific aciuni specifice de reducere a efectelor pe care acesta le poate genera.

5. Elaborarea documentaiei este etapa care const n completarea Fiei de evaluare a riscurilor. 4.7. Atribuiile locului de munc

Locul de munc reprezint cel mai mic compartiment productiv nzestrat cu mijloace de munc (maini, utilaje, scule i dispozitive etc.) i obiecte ale muncii (materii prime, materiale, semifabricate etc.) necesare ndeplinirii sarcinii de producie.

Sarcina de producie reprezint totalitatea aciunilor care trebuie efectuate de ctre unul sau mai muli executani cu pregtirea necesar, prin intermediul mijloacelor de munc, pentru realizarea unei operaii sau lucrri n condiii tehnice, organizatorice i de protecia mediului precizate.

Locurile de munc pot fi individuale (pentru un executant) sau colective (pentru o formaie, atelier, secie etc).

Organizarea ergonomic a locului de munc presupune asigurarea condiiilor necesare pentru munca de nalt productivitate, cu cele mai reduse consumuri de eforturi, fr micri inutile sau obositoare i cu minimum de cheltuieli. Etapele parcurse n organizarea raional a locului de munc sunt:

- orientarea i selecia riguroas a factorului uman;

- reorientarea profesional;

- proiectarea echipamentelor n concordan cu posibilitile umane;

- crearea unei ambiane care s asigure securitate i confort;

- repartizarea raional a sarcinilor;

- economia energetic a organismului uman.

Postul de lucru (sau de munc) din figura 4.1 reprezint un element al structurii organizatorice al unei uniti economico-sociale care const din totalitatea obiectivelor, sarcinilor, autoritilor i responsabilitilor alocate spre exercitare unui executant, n mod regulat i organizat.

Fia postului este documentul care precizeaz sarcinile i responsabilitile cei revin titularului postului, condiiile de lucru, standardele de performan, modalitile de recompensare, precum i caracteristicile personale necesare angajatului pentru ndeplinirea cerinelor postului.

Fig. 4.1 Post de lucru

Fia postului este un document important att pentru activitatea de resurse umane, ct i pentru derularea n bune condiii a ntregii activiti a ntreprinderii. Acest document este anexat contractului colectiv de munc i constituie unul dintre cele mai importante instrumente manageriale prin care sunt exprimate ateptrile i exigenele organizaiei fa de munca pe care o vor desfura persoanele care ocup postul respectiv.Coninutul de baz al unei fie de post elaborat ntr-o concepie actual cuprinde informaiile specificate n tabelul 4.2.

Tabel 4.2 Fia postuluiCuprinsul fiei postului Detalii

1. Date despre locul de munc - denumirea profesiei conform Clasificrii Ocupaiilor din Romnia (COR);

- numrul persoanelor angajate pe postul respectiv;

- persoana responsabil de ntreaga activitate, subordonaii.

2. Obiectivul postului - cerina principal specific postului

3. Competene - performanele solicitate deintorului locului de munc: studii, experien, abiliti (unii angajatori menioneaz i trsturi de personalitate necesare celui care ocup postul respectiv);

4. Atribuii principale care revin postului, n conexiune cu rezultatele - cheie ateptate - atribuiile posturilor de execuie: opereaz, prezint, ntreine, execut, urmrete, menine etc;

- atribuiile posturilor de specialitate: analizeaz, propune, elaboreaz, evalueaz, dezvolt, sprijin, recomand etc.

- atribuiile posturilor manageriale: asigur, implementeaz, antreneaz, aloc, controleaz, planific, direcioneaz, stabilete etc;

5. Responsabiliti - lista de obligaii ce revine deintorului locului de munc;

6. Condiii materiale ale muncii - unelte i materiale cu care lucreaz angajatul;

7. Condiii de munc - orele de munc; posibiliti de munc peste program;

- tipul de munc (sedentar sau activ);

- particulariti ale mediului fizic al muncii (vibraii, acceleraii, noxe, umiditate etc).

4.8. Rezultatele activitii

Rezultatele activitii desfurate ntr-un sistem de fabricaie pot fi analizate att din punctul de vedere al calitii produsului industrial obinut, ct i din punctul de vedere al calitii muncii prestate de ctre angajat.

1) Analiza sistemului de fabricaie prin prisma calitii produsului. O importan deosebit pentru produsele rezultate din fabricaie o reprezint calitatea de conformitate care este determinat de msura n care execuia produsului a respectat documentaia de proiectate elaborat.

Tabel 4.3 Documentaia de proiectare

Criteriul de clasificare Operaii de control al produselor

a. Locul unde se efectueaz - la locul de munc;

- la posturile de control plasate de-a lungul fluxului tehnologic;

- ntr-un spaiu afectat special acestui scop, dotat cu mijloace de msurare i control corespunztoare (Fig. 2.8)

b. Coninut - analize de laborator;

- control geometric;

- probe tehnologice;

- control exterior;

- controlul respectrii disciplinei tehnologice.

Documentele tehnice care definesc calitatea produselor sunt standardele, normele tehnice i contractele. Aceste documente stabilesc condiiile tehnice de calitate, regulile i metodele de verificare a calitii, prescripiile speciale de transport, depozitare i ambalare a produsului.

Efectuarea n condiii optime a operaiilor de control necesit adoptarea unor forme organizatorice corespunztoare.

Fig. 4.2 Controlul automat al produselor

n urma efecturii controlului produselor, vor fi respinse produsele cu deficiene i se vor propune msuri de ameliorare a nivelului calitii produselor.

Controlul activitii n faza de producie este deosebit de important pentru calitatea final a produsului, deoarece conduce la prentmpinarea apariiei rebuturilor sau a pierderilor ca urmare a nerespectrii tehnologiei de fabricaie.

2) Analiza sistemului de fabricaie prin prisma calitii activitii lucrtorului. Analiza activitii lucrtorului se realizeaz prin observarea direct a activitii i ntocmirea unei fie de apreciere care are ca reper atribuiile i responsabilitile ce revin fiecrui angajat n conformitate cu fia postului. n cadrul aprecierilor activitii, sunt urmrite o serie de elemente cum ar fi:

- rezultatele obinute la nivelul postului pe care-l ocup;

- potenialul salariatului;

- perspectivele de dezvoltare profesional. Prezentm mai jos un model de fi de apreciere a personalului (pentru muncitori, tehnicieni i funcionari).

Tabel 4.4 Fia de apreciere a personaluluiFi de apreciere a personalului (model) Etape Coninutul etapei

1. Aprecierea performanei 1. Cunoaterea activitii postului;

2. Calitatea activitii desfurate;

3. Volumul activitii desfurate;

4. Respectarea instruciunilor de munc (n legtur cu lucrrile executate, securitatea muncii etc.) ;

5. Capacitatea de asimilare i de apreciere;

6. Capacitatea de adaptare; (posibilitatea de nsuire de noi cunotine) ;

7. Calitile personale (memorie, spirit de echip, creativitate, iniiativ etc.) ;

8. Aprecierea general privind postul pe care-l ocup.

II. Orientarea profesional Corelarea pregtirii profesionale cu cerinele postului;

Msura n care propriile competene permit mobilitatea n cadrul firmei.

III. Potenialul profesional Potenial de conducere Potenial de promovare

4.9. Echipamente de protecie ulizate n sistemele flexibile de prelucrare prin achiere

Echipamentele implicate n sistemele de fabricaie, numite i echipamente de munc, pot fi mprite dup destinaie n categoriile prezentate n continuare. Echipamentele individuale de lucru sunt utilizate pentru a proteja mbrcmintea personal mpotriva uzurii i a murdririi excesive (salopete, halate, epci etc.)

Echipamentele individuale de protecie (Fig. 4.3) reprezint totalitatea mijloacelor cu care este dotat fiecare participant la procesul de munc pentru a fi protejat mpotriva aciunii factorilor de risc de accidentare i mbolnvire profesional (mnui de protecie, cti de protecie, veste de protecie, mbrcminte din bumbac, ochelari de protecie, masc de sudur, centur de siguran etc). Proiectarea acestor echipamente n conformitate cu cerinele ergo-nomice poate constitui un factor important n reducerea riscurilor de accidentare i a stresului fizic, n meninerea strii de sntate i n mbuntirea confortului la locul de munc.

Figura 4.3 Echipamente individuale de protecie

Echipamentele tehnice sunt ansambluri de piese, dispozitive i mecanisme, mpreun cu elementele de legtur dintre acestea, cu rol bine determinat n cadrul unui sistem tehnic.

Echipamentele tehnice pot fi: maini, utilaje, instalaii, aparatur, dispozitive, unelte i alte mijloace utilizate n procesul muncii; ele reprezint o parte component a mijloacelor de producie.

n alegerea echipamentului tehnic, angajatorul trebuie s aib n vedere urmtoarele aspecte:

- echipamentul s fie adecvat sarcinii de fabricaie sau s fie adaptabil cu uurin pentru ndeplinirea acesteia;

- echipamentul s poat fi utilizat fr a prezenta riscuri pentru sntatea i securitatea angajailor.

Echipamentele tehnice pot fi acionate mecanic, electric, hidraulic, pneumatic sau mixt.

Echipamentele acionate mecanic folosesc energia potenial sau energia de deformaie pentru a furniza lucru mecanic.

Echipamentele acionate electric folosesc curentul electric ca agent purttor de energie i informaie. Acest tip de acionare este cel mai des utilizat, ntruct confer echipamentelor pre de cost sczut, fiabilitate ridicat, vitez mare de rspuns, posibilitatea miniaturizrii i a modularizrii.

Echipamentele acionate hidraulic folosesc ca mediu de lucru un lichid sub presiune. Utilizarea lichidului sub presiune, ca mediu de lucru, ofer o gam larg de avantaje: obinerea unor fore i momente foarte mari; posibilitatea reglrii continue i precise a vitezelor de lucru, a forelor i a poziiei sarcinii antrenate; schimbarea facil a sensului de micare a sarcinii antrenate; funcionarea fr ocuri i vibraii; durabilitatea ridicat a elementelor componente; posibilitatea tipizrii elementelor componente. Datorit avantajelor pe care le ofer, sistemele hidraulice sunt din ce n ce mai frecvent utilizate n industria constructoare de maini, aviaie, minerit, industria naval etc. Dintre dezavantajele acionrilor hidraulice, se pot enumera: necesitatea asigurrii unor etanri perfecte; necesitatea utilizrii unor materiale de calitate superioar; vitez mic de rspuns; variaia parametrilor de lucru ai instalaiei cu temperatura fluidului de lucru.

Echipamentele acionate pneumatic utilizeaz ca mediu de lucru un gaz sub presiune (de obicei, aerul comprimat). Principalele avantaje ale utilizrii acionrilor pneumatice sunt: greutate redus a elementelor componente, eliminare a riscului ca suprancrcarea s produc avarii sistemului; ntreinere uoar, pericol redus de accidente, complet nepoluante.

Acionrile pneumatice se utilizeaz n aplicaiile industriale care nu necesit fore i momente mari, n instalaiile din industria alimentar i farmaceutic, n liniile automate de mbuteliere etc.

Echipamentele acionate mixt, prin combinaii ntre sisteme de acionare electrice, pneumatice sau hidraulice, realizeaz cu uurin componentele de for, putere, moment, precum i diferite regimuri de micare, asigur durabilitate n funcionare, permit miniaturizarea, tipizarea, modularizarea.4.10. Sntatea i securitatea muncii

Principiile de organizare a activitii de sntate i securitate n munc sunt enunate n Legea securitii i sntii n munc nr. 312/2006 i sunt armonizate cu prevederile europene din Directiva Cadru 89/391/CEE. Principiile generale de prevenire pe care angajatorul trebuie s le urmreasc n implementarea msurilor de asigurare a sntii i securitii n munc sunt:

a) evitarea riscurilor;

b) evaluarea riscurilor care nu pot fi evitate;

c) adaptarea muncii la om, n special n ceea ce privete proiectarea locurilor de munc; alegerea echipamentului tehnic i a metodelor de munc, pentru a evita activitile monotone i pe cele desfurate ntr-o caden predeterminat i pentru a reduce efectele acestora asupra sntii;

d) adaptarea la progresul tehnic;

e) nlocuirea pericolelor cu ceea ce nu este periculos sau cu ceea ce este mai puin periculos;

f) dezvoltarea unei politici de prevenire a pericolelor care s cuprind tehnologiile, organizarea muncii i a condiiilor de munc, relaiile sociale i influena factorilor de mediu;

g) adoptarea, n mod prioritar, a msurilor de protecie colectiv fa de msurile de protecie individual;

h) furnizarea de instruciuni corespunztoare lucrtorilor;

i) protejarea grupurilor expuse la riscuri de accidentare i de mbolnvire profesional.

Responsabilitatea major n asigurarea condiiilor de siguran la locul de munc i respectarea prevederilor de securitate i sntate n munc revin angajatorului.

Pregtirea i instruirea personalului reprezint mijlocul prin care se poate influena n mod hotrtor att scderea numrului de accidente de munc, ct i a celui de mbolnviri profesionale.

De asemenea, legea impune angajatorului s asigure, pe cheltuiala unitii, instruirea, testarea i perfecionarea profesional a lucrtorilor care au atribuii n domeniul securitii i sntii n munc. Pregtirea i instruirea n domeniul sntii i securitii muncii constituie o parte component a pregtirii profesionale care are ca scop nsuirea cunotinelor i formarea deprinderilor de securitate i sntate n munc. Instructajul de sntate i securitate n munc cuprinde trei faze: instructajul introductiv general, instructajul la locul de munc i instructajul periodic. Toate aceste faze vor fi consemnate n mod obligatoriu n Fia individual de instructaj, cu indicarea materialului predat, a duratei i a datei instruirii. Totodat, n acest document se trec datele personale ale angajatului, data la care a fost realizat instructajul, materialele prezentate. Fia este se