Procesy obróbki i montażu części maszyn i urządzeń
MEC.09. Organizacja i nadzorowanie procesów produkcji maszyn i urządzeń wyodrębnionej w zawodzie Technik mechanik 311504
Współczesna produkcja
ATLAS INTERAKTYWNY
Zautomatyzowany transport na liniach produkcyjnych jest szczególnie istotnym czynnikiem, który wpływa na efektywność procesu produkcyjnego i pozwala wykorzystać potencjał ludzkich rąk tam, gdzie są one najbardziej potrzebne. Linie produkcyjne zbudowane są często z kilkudziesięciu stanowisk i przenoszenie komponentów z jednego na drugie stanowiłoby ciężkie i męczące wyzwanie dla pracowników.
Technologia transportowa wewnątrz zakładów produkcyjnych stale się rozwija i pojawiają się nowe rozwiązania. Obecnie można wyróżnić przede wszystkim najpopularniejsze transportery rolkowe oraz taśmowe. Do przenoszenia wyjątkowo ciężkich ładunków wykorzystuje się tzw. suwnice.
Transporter rolkowy
Jego zasada działania polega na wprawieniu w ruch rolek za pomocą silnika elektrycznego. Napęd przekazywany jest za pośrednictwem łańcucha lub paska poprowadzonego w bocznych prowadnicach. Dzięki temu każda rolka obraca się w tym samym kierunku, z taką samą prędkością. Zalety to przede wszystkim:
wysoka nośność,
łatwość przebudowy transportera dzięki zastosowaniu modułowej konstrukcji podajnika,
dłuższy okres użytkowania niż przenośników taśmowych.
Transporter taśmowy
Jego konstrukcja jest mniej skomplikowana względem poprzedniego transportera, gdyż napęd przekazywany jest na skrajne rolki (lub tylko jedną) prosto z silnika elektrycznego. Pomiędzy rolkami rozpięty jest wytrzymały pas, na którym obiekty są transportowane. Zalety to przede wszystkim:
prosta budowa,
lekka konstrukcja,
cicha praca.
Suwnica
To rodzaj dźwigu, którego konstrukcja porusza się po dwóch równoległych prowadnicach wyniesionych pod dach hali produkcyjnej. Poprzeczna belka również posiada prowadnicę, po której porusza się wózek z zapasem liny i hakiem. Dzięki sterowaniu wzdłuż trzech osi możemy przenosić obiekty w dowolne miejsce w przestrzeni. Suwnice można przede wszystkim rozróżnić ich nośnością. Powszechnie konstrukcje takie mogą przenosić ładunki o masie kilku lub nawet do kilkunastu ton.
Jest to istotny element w całym procesie produkcyjnym. Magazyn półproduktów i materiałów powinien być dobrze skomunikowany z halą produkcyjną i znajdować się w możliwie najbliższej odległości. Zapewni to ciągłość dostarczania materiałów na stanowiska montażowe podtrzymując produkcję. Budynki, w których znajdują się magazyny, powinny być murowane i ognioodporne. Podłogi magazynów nie mogą być podatne na działanie substancji w nich składowanych, a także muszą się odznaczać dużą wytrzymałością na uszkodzenia mechaniczne. Zaleca się, aby w magazynach podłogi tworzyły jeden poziom pozbawiony wszelkich schodów, pochylni czy progów, a szerokość drzwi magazynowych była dostosowana do środków transportu używanych w magazynie.
Regał paletowy, rzędowy
Magazynowanie przede wszystkim odbywa się na specjalnie przygotowanych do tego regałach magazynowych. Konstrukcje takie Charakteryzują się prostą konstrukcją, wysokością oraz dużą nośnością.
Regał przepływowy (grawitacyjny)
Jest to konstrukcja, która posiada lekko nachyloną powierzchnie składowania na każdym z poziomów. Dzięki takiemu rozwiązaniu towary ustawiają się same w odpowiednim miejscu, zsuwając się pod wpływem grawitacji. W takim regale składowanie następuje tylko z jednej strony, a odbiór towaru z drugiej. Takie rozwiązanie jest wygodne, gdy dostawa komponentów odbywa się bezpośrednio do zakładu produkcyjnego, a rozładunek następuje na zewnątrz, a nie w obszarze magazynowania.
Stojak do blachy w rolkach
Prosta konstrukcja szynowa o przekroju klina. Szyny ułożone są równolegle do siebie, zwrócone powierzchnią nachylą do środka. Można na nich składować nawet kilkutonowe rolki blachy, które pozostają na swoim miejscu w spoczynku.
Wanna wychwytowa (ociekowa)
Takie konstrukcje służą do przechowywania na nich beczek bądź kontenerów z płynami technicznymi potrzebnymi m.in. do obsługi linii produkcyjnej. Mogą być to smary, chłodziwa, płyny o charakterze lubrykującym itp. Są szczególnie istotne z punktu widzenia BHP, gdyż w przypadku wycieku lub rozlania substancja nie dostaje się na podłogę, nie narażając pracowników na urazy w przypadku poślizgnięcia.
Skrzynie mobilne
Prosta skrzynia ustawiona na rolkach, które pozwalają na swobodne jej przesuwanie. Taką skrzynię możemy również przewozić na wózku widłowym. Są uniwersalne i zastosowanie ich jest bardzo szerokie jak np. magazynowanie skrawków blachy (odpadów) powstałych przy prasach.
Magazynowanie wytworzonych produktów rządzi się podobnymi zasadami jak magazynowanie materiałów do ich produkcji w zależności od rodzaju produkcji jak i branży panują wytyczne, przepisy jak dany magazyn powinien być wyposażony oraz jakie warunki powinny w nim występować. Są to przepisy dotyczące m.in. wilgotności powietrza, temperatury, wysokości oraz sposobu składowania.
Regał paletowy, rzędowy
Takie rozwiązanie, podobnie jak w przypadku magazynowania materiałów do produkcji jest jednym z najbardziej popularnych. Pozwala ono na przechowywanie mniejszych bądź większych produktów umieszczonych i zafoliowanych na przygotowanych paletach.
„Magazynowanie swobodne”
W przypadku towarów o większych gabarytach i wystarczająco dużej wytrzymałości własnej, możliwe jest składowanie ich jeden na drugim przy dodaniu dodatkowych zabezpieczeń w postaci ramek styropianowych, tektury oraz folii. Przepisy określają jasno do jakiej wysokości maksymalnie mogą być tak składowane, tym samym, ile obiektów może być ustawionych jeden na drugim.
Kontrola jakości w zakładach produkcyjnych odbywać się może na każdym etapie produkcji począwszy od dostawy surowców bądź półproduktów skończywszy na produkcie końcowym. Wyróżniamy główne typy kontrolowania jakości, są to kontrola jakościowa (wykonania) i kontrola ilościowa. Charakteryzują się pewnymi cyklach oraz własną częstotliwością. Próbki wybierane są losowo na różnych etapach produkcji, aby upewnić się, że cały proces przebiega zgodnie z normami i standardami. Kontrola jakości dotyczyć może surowców, z których wykonywane są finalne produkty, ale nie tylko. Może również dotyczyć dokładności z jaką poruszają się i pracują maszyny oraz narzędzi automatycznych używanych przy produkcji. W dodatku, czy w danej jednostce czasu została wyprodukowana odpowiednia ilość produktów, zgodna z początkowymi założeniami, oraz tego, że dany element został poprawnie zamontowany i znalazł się na swoim miejscu. Odpowiedzialne są za to przeróżne czujniki oraz systemy wizyjne umieszczone na linii produkcyjnej.
Kontrola jakości wykonywanych elementów z użyciem sprzętu pomiarowego
Jest to najbardziej podstawowa forma kontroli, która zakłada wybranie próbki, przypadkowego elementu z linii produkcyjnej i zmierzenie jego wymiarów, aby ocenić np. jakość spasowania elementów lub wykończenie powierzchni (chropowatość). Do takich celów można wykorzystać wszelkiego rodzaju narzędzia pomiarowe od ogólnodostępnych po specjalnie skonstruowane dla danych typów elementów.
Kontrola obecności elementów w złożeniu
Ten typ kontroli jakości zakłada zainstalowanie na linii produkcyjnej systemu czujników bądź systemów wizyjnych, aby śledziły one proces montażu na danym stanowisku montażowym. Taki typ kontroli powszechnie stosuje się przy szczególnie istotnych (tzw. krytycznych) procesach montażowych, które znacząco wpływają na jakość i wykonanie produktu końcowego.
Powyżej przykładowa instalacja z czujnikiem indukcyjnym, który wykrywa obecność metalowych elementów sygnalizując to zapaleniem się diody.
Systemy wizyjne są bardzo często wykorzystywane w procesie kontroli jakości. System analizuje jakość produktów, sprawdzając ich zgodność z przyjętym wzorcem, na przykład w zakresie kształtu czy barwy. W przypadku zasygnalizowania przez system wizyjny skazy, produkt jest zazwyczaj eliminowany z linii produkcyjnej.
Kontrola statystyczna procesu
Kontrola statystyczna może tyczyć się tak naprawdę każdego obszaru. Jest to bardzo uniwersalne narzędzie, opierające się na matematyce, pozwalające obliczyć nam to na czym nam zależy. Taki typ kontroli jest szczególnie istotny do zachowania powtarzalności procesu produkcyjnego, aby mieć pewność, że każdy produkt produkowany w ilościach masowych ma taką samą jakość i cechy. Dzięki pomiarom i obróbce parametrów panujących na danym stanowisku montażowym możemy monitorować na bieżąco np. czy dany element został dokręcony z odpowiednim momentem siły lub czy dany proces montażowy mieści się w określonych ramach czasowych.
Kontrola jakości finalnego produktu
Jest to proces, który wykonywany jest na każdej sztuce towaru, który opuszcza zakład produkcyjny. Tyczy się to zwłaszcza urządzeń elektronicznych oraz AGD. Podczas testów, w zależności od typu urządzenia przeprowadzane są odpowiednie operacja naśladujące typowe użytkowanie produktu prze klienta docelowego. Podczas testu danego urządzenia sprawdza się charakter pracy, jakość wykonania i spasowania elementów oraz czy wszystkie funkcje działają poprawnie.
Powyżej przykład stanowisk testowych dla pralek. W ich przypadku testy obejmują między innymi sprawdzenie funkcjonalności programów, szczelności układu przy przepompowaniu i podgrzewaniu wody, działania elektrozaworów i czujników, zabezpieczenia przeciwprzepięciowego, zużycie prądu i wody, poziomu hałasu i wibracji.
Proces produkcji w praktycznie w każdej branży wygląda dość podobnie i obejmuje działania zmierzające do wytworzenia z materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów gotowego wyrobu. Na proces produkcyjny składa się proces technologiczny oraz działania pomocnicze, takie jak: kontrola, transport, magazynowanie, transport międzyoperacyjny czy konserwacja.
Cały proces rozpoczyna się od dostaw materiałów, mogą być to materiały surowe lub na przykład półprodukty. W zakładzie produkcyjnym należy wydzielić strefy, w których będzie następował rozładunek oraz składowanie materiałów do produkcji, strefę produkcyjną jak i również strefę magazynową dla gotowych produktów. Całość połączona jest łańcuchem logistycznym, który opiera się na zorganizowanym ruchu wózków widłowych, AGV (ang. Automated Guided Vechicle) lub innych transporterów.
Każdy zakład produkcyjny zbudowany jest tak, aby zapewnić łatwy przepływ materiałów oraz samego produktu do przestrzeni magazynowej. Modele produkcji różnią się w zależności od branży i mogą być to bardziej zautomatyzowane procesy lub dalej polegające na pracy ludzkich rąk. Przy obecnym rozwoju technologicznym i bardzo popularnej robotyzacji, procesy monotonne, ciężkie, powtarzalne, realizowane w warunkach niebezpiecznych takich jak wysoka temperatura lub szkodliwe substancje chemiczne wykonywane są praktycznie już wszędzie przez manipulatory bądź roboty. Do takich procesów należą np. spawanie (bardzo widoczne w branży motoryzacyjnej) lub układanie towarów przy pakowaniu oraz paletyzacja. Dodatkowo przy takich procesach zyskujemy na precyzji i powtarzalności jakie oferują zautomatyzowane rozwiązania.
