Technická univerzita v Liberci
Fakulta strojní
Inovace pásové brusky SPL RBR
Diplomová práce
Liberec 2014 Miloš Halama
Inovace Innovation of
Studijní program:
Studijní obor:
Autor práce:
Vedoucí DP:
Konzultant DP:
Rozsah práce a příloh:
Počet stran:
Počet obrázků:
Počet tabulek:
Počet příloh:
Inovace pásové brusky SPL RBR
Innovation of belt sander machine SPL RBR
Diplomová práce
N2301 – Strojní inženýrství 3909T010 - Inovační inženýrství Bc. Miloš Halama
Prof. Ing. Ladislav Ševčík, CSc.
Ing. Jakub Neumann.
68 56 11 4
Datum:
pásové brusky SPL RBR
machine SPL RBR
Datum: 9. září 2014
Prohlášení
Byl(a) jsem seznámen(a) s tím, že na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.
Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.
Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.
Diplomovou práci jsem vypracoval(a) samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.
Současně čestně prohlašuji, že tištěná verze práce se shoduje s elektronickou verzí, vloženou do IS STAG.
Datum
Podpis
ANOTACE
Tato práce se zabývá inovací pásové brusky SPL RBR. V úvodu je představen výrobce stroje společnost Sklopan Liberec a.s. a současně stávající konstrukční řešení.
Po provedení průzkumu trhu a analýze reklamací tohoto stroje za období let 2009 až 2013, jsou identifikovány potřeby obsluhy a výroby stroje a ty promítnuty do návrhu konceptů inovace, který mají za úkol tyto nedostatky odstraňovat. Koncepty se týkají:
zvýšení tuhosti přídavného ramena, přestavení podpěrného dvojválce a napínání brousícího pásu. Následně jsou vybrány ty nejlepší a jejich sloučením je vytvořena inovace pásové brusky SPL RBR. Následně je toto řešení rozpracováno do konečné podoby. Nakonec je celý koncept podroben ekonomické analýze.
Klíčová slova: pásová bruska, bruska, broušení skla, broušení, SPL RBR
ANNOTATION
This work deals with innovation of SPL RBR belt sander. At the beginning is introduced the maker of the machine manufacturing company Sklopan Liberec a.s. and also existing construction solutions. After carrying out market research and analysis of complaints of this machine for the years 2009 to 2013 were identified service needs and production machines and those reflected in the design concept of innovation , which are designed to eliminate these shortcomings. Concepts relating to: increasing the stiffness of an extended arm , supporting two-roll adjustment and tensioning of sanding belt.
Afterwards the best were selected and their merger created the innovative belt sander SPL RBR. Subsequently this has been worked into final form. Finally, the whole concept is subjected to economic analysis.
Keywords: belt sander, sander, Glass cuting, grinding, SPL RBR
Poděkování
Děkuji vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Ladislavu Ševčíkovi, CSc.
z katedry částí a mechanismů strojů TU v Liberci za poskytnutý čas a připomínky, svému konzultantovi Ing. Jakubovi Neumannovi z firmy Sklopan Liberec a.s. za poskytnuté konzultace a pomoc při řešení otázek ovládání stroje.
Děkuji firmě Sklopan. Liberec a.s. za možnost vypracování diplomové práce a za poskytnuté zázemí při řešení daného problému.
6
Obsah
1. Představení úkolu ... 9
1.1. Cíl práce ... 9
1.2 Sklopan Liberec a.s ... 10
1.3 Pásová bruska SPL RBR ... 11
1.3.1 Současný stav nastavení podpěrného dvojválce ... 14
1.3.2 Současný stav napínání brusného pásu ... 14
1.3.3 Přídavné rameno BPV ... 15
1.3.4 Zatížení spojovacího čepu ... 18
2. Naplánování projektu ... 20
2.1 Harmonogram projektu ... 20
2.2 Inovační příležitosti ... 21
2.2 Inovační prohlášení ... 22
3. Průzkum potenciálních řešení ... 23
3.1 Průzkum trhu ... 23
3.1.1 Pásová bruska se dvěma sámovacími kotouči ... 23
3.1.2 Pásová bruska PB 100/3000 ... 24
3.1.3 Pásová bruska Feroprofil - BR 230 ... 25
3.1.4 Pásová bruska Feroprofil – EL 230 ... 26
3.1.5 Dvouvřetenová bruska hran tabulového skla BTS 02 BETA ... 27
3.2 Analýza reklamací pásové brusky SPL RBR ... 28
3.3 Interview s uživateli pásové brusky ... 28
3.4 Interview s výrobním úsekem firmy Sklopan Liberec a.s. ... 30
3.5 Afinní diagram potřeb ... 31
3.5.1 Získané interpretované potřeby ... 31
3.5.2 Uspořádání potřeb ... 32
3.5.3 Návrh možných řešení uspořádaných potřeb ... 32
7
4. Návrh řešení ... 35
4.1 Koncept 1 ... 35
4.2 Koncept 2 ... 36
4.3 Koncept 3 ... 37
4.4 Koncept 4 ... 38
4.5 Koncept 5 ... 39
4.6 Koncept 6 ... 40
4.7 Výběr konceptů ... 42
4.7.1. Porovnání konceptů dle zvolených parametrů ... 42
5. Rozpracování konečné varianty ... 52
5.1 Výpočty ... 52
5.1.1. Síla pro napínání řemene ... 52
5.1.2 Návrh servomotoru s převodovkou ... 54
5.1.3 Návrh řemene pohonu ... 56
5.1.4 Kontrola ložisek a hřídele podpěrného dvojválce ... 57
5.2 DFX Metody ... 60
5.3 FMEA-K ... 62
5.4 Analýza rizik ... 62
6. Ekonomické zhodnocení ... 62
6.1 Sestavy ovlivněné inovací ... 62
6.2 Cena inovované brusky ... 64
7. Závěr ... 65
Seznam použité literatury: ... 67
Přílohy: ... 68
8
SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ
značka název jednotka
F Síla [N]
m Hmotnost [kg]
e Rameno síly [mm]
M Moment síly [Nmm]
Napětí [Mpa]
P Výkon [W, kW]
∆ Posunutí v ose Y [mm]
P Tlak [Pa, bar]
f Frekvence [Hz]
P Okamžitý příkon [VA, kVA]
zkratky
DFA Metoda konstruování z hlediska montáže
DFM Metoda konstruování z hlediska výroby
DFE Metoda konstruování z ekologie
DP Diplomová práce
BPV Technické značení konstrukce
ČSN Československá státní norma
SKLOPAN Firma SKLOPAN LIBEREC, a.s.
OP Operační panel
Pneuválec Lineární pneumatický pohon.
Tab. Tabulka
Obr. Obrázek
9
1. Představení úkolu
1.1. Cíl práce
Cílem této práce je provést inovaci pásové brusky SPL RBR na základě interpretovaných potřeb obsluhy, která na stroji pracuje a výroby, která stroj vyrábí.
Cena inovované brusky nesmí přesáhnout současnou cenu o více jak 35%. Inovace má za úkol odstranit nedostatky pásové brusky zjištěné při interview. Hlavními úkoly jsou:
1. Představení úkolu
Je potřeba seznámit se se současným řešením pásové brusky. Obecně ji popsat a konkrétněji se zaměřit na současný stav nastavení podpěrného dvojválce a napínání brusného pásu. Na současném přídavném ramenu provést analýzu posunutí při zatížení silou 200N v místě uložení přídavných zařízení. Posunutí v ose nesmí být větší než 0,25mm. V případě nesplnění této podmínky se musí přídavné rameno zahrnout do inovace.
2. Naplánování projektu
Sestavit harmonogram prací na diplomové práci. Stanovit inovační příležitost a vydat inovační prohlášení.
3. Průzkum potenciálních řešení
Provést průzkum trhu s bruskami na sklo. Vybrat pět zajímavých konstrukčních řešení a ty popsat. Vytvořit analýzu reklamací brusky SPL RBR v rozmezí let 2009 až 2012 s využitím informačního systému K2. Nedostatky zjištěné při analýze zahrnou do inovace. Uskutečnit interview s uživateli pásové brusky z řad zaměstnanců firmy sklopan a s výrobním úsekem firmy Sklopan. Na tomto základě získat interpretované potřeby a ty uspořádat pomocí afinního diagramu. Následně sestavit tabulku s potřebami pro inovaci.
4. Návrh řešení
Pro každou zvolenou potřebu sestavit dva koncepty k řešení daného problému.
Popřípadě sestavit koncepty pro přídavné rameno a pro potřeby zjištěné při analýze reklamací. Následně provést výběr nejlepších konceptů za použití metody vážené bodové hodnocení. Koncepty posuzovat na základě těchto parametrů: Počet dílů, náročnost na pracovní prostor, hmotnost, montáž, poruchovost, komfort ovládání, bezpečnost pro uživatele, náročnost na údržbu, rychlost změny sortimentu, snadnost
10
ovládání, náročnost na výrobu, životnost, ekologičnost, cena. Koncepty přídavného ramena posoudit i s ohledem na požadované maximální posunutí v ose Y. Vítězné koncepty zahrnou do inovace.
5. Rozpracování konečné varianty
Provést konstrukční řešení inovované pásové brusky SPL RBR. Potřebné díly propočítat a dimenzovat. Na vzniklé konstrukční řešení aplikovat metody DFA, DFM a DFE. Provést konstrukční analýzu FMEA a analýzu rizik.
6. Ekonomické zhodnocení
Stanovit cenu inovované brusky a určit zda splňuje podmínku o maximálním překročení stávající ceny o 35% Kontrolu provést pro brusku ve variantě Komfort C v původní ceně 155 000Kč.
7. Závěr
Popsat výsledky diplomové práce.
1.2 Sklopan Liberec a.s
Firma Sklopan Liberec a.s. byla založena v roce 1991 panem ing. Zbyškem Panchartkem, jako firma určená pro stavbu strojů s mechanickým pohonem a současně jako ryze česká. Od svého vzniku se začala zabývat vývojem a výrobou strojů a zařízení pro sklářský průmysl a to hlavně v oblasti zpracování plochého skla. V té době sídlila firma v pronajatých kancelářích a vývojové dílně v areálu Vysoké školy strojní a textilní v Liberci.
Rozvojem společnosti dochází k zaměření se i na další segmenty jako jsou vývoj a výroba technologických celků na klíč a to jak v oblasti sklářského průmyslu, tak v oblasti průmyslu automobilového. Cílovým trhem je pro společnost nejen ČR, ale i celá Evropa či Amerika. S výrobky společnosti SKLOPAN LIBEREC, a.s. se tak můžete setkat v zemích jako je Německo, USA, Španělsko, Mexiko, Rusko a mnoho dalších.
11
1.3 Pásová bruska SPL RBR
Obr. 1 Pásová bruska SPL RBR
Broušení a leštění hran skla nebo kamenných desek pomocí brusných pásů je stále rozšířenější technologie. Její největší výhodou oproti ostatním technologiím je obrovská univerzálnost v poměru k produktivitě, ceně stroje a ceně nástrojů. Vždyť na jednoduchém a pro obsluhu snadno ovladatelném stroji lze pomocí tří nebo čtyř pásů s různou zrnitostí opracovávat sámované hrany na prakticky libovolně veliké, libovolně těžké a libovolně tvarované tabuli. Přitom kvalita je zcela srovnatelná s výrobky z kotoučových brousících strojů.
Pásová bruska SPL RBR dokáže přednosti této technologie ještě umocnit.
Bruska je koncipována pro co nejširší okruh použití při zachování všech potřebných funkcí a komfortu obsluhy. Rozsah opracovatelných tvarů a velikostí tabulí je prakticky
12
neomezený, oproti ostatním bruskám vyniká i možností opracování silných desek a několikavrstvých bezpečnostních skel.
K opracování hrany se používají běžné brousící a leštící pásy. Je-li bruska vybavena dvourychlostním pohonem, použití diamantových pásů dále zvýší kvalitu a produktivitu broušení i leštění. Tři různé způsoby vedení pásu v místě broušení znamenají možnost zhotovovat kolmé, šikmé a sámované hrany.
Uzavřený oběh vody přináší nemalé úspory provozních nákladů a omezuje rozsah potřebné stavební připravenosti na minimum.
Podle předpokládaného použití brusky lze zvolit konfiguraci stroje "na míru" a omezit tak pořizovací náklady. Libovolná přídavná zařízení lze k brusce pořizovat dodatečně, přesně podle potřeb. [2]
PWM HLB
EBN
PTM
PHM EBE
ZP BPV
PFN PHN
PFM PXM
PLM
PDM
EBB
Prvky konfigurací:
ZP zákl. provedení stroje PFN fundament malý PFM fundament velký PHN uz. oběh vody malý PHM uz. oběh vody velký PLM vodící lišta PWM pomocný vozík PDM doraz PTM stůl PXM nástavec stolu BPV rameno EBN přídavná el. bruska HLB vrtání na RBP EBE dvourychl. pohon EBB lampa
Obr. 2 Variabilita Pásové brusky SPL RBR [3]
Po několikaletém vývoji se řadí bruska SPL RBP výkonností a spolehlivostí k absolutní špičce ve své třídě.
Doplňky:
- BPV – rameno slouží jako přípravek pro velmi přesné broušení kruhových tvarů pro průměry 130 - 500 mm a jako nosič dalších přídavných zařízení.
- EBN - přídavná el. bruska umožňuje opracování vnitřních výřezů a otvorů.
Upíná se na nosné rameno BPV, má vlastní přívod vody.
- HLB - přípravek pro jednostranné vrtání skla diamantovými vrtáky. Upíná se na nosné rameno BPV, má vlastní přívod vody.
- PDM – dva dorazy, umožňující opracování kruhů.
13 Technická specifikace:
Elektrovýzbroj:
Napájení:
- 3x400 V AC (+15 %, -10%), 50 Hz, +PE+N
(Ruční přídavná bruska je napájena ze samostatného přívodu 1x230V AC 50Hz, - Krytí: IP 44
Ovládání:
- ovládací prvky spouštění motoru pohonu pásů a čerpadla umístěny na rámu stroje
Sortiment:
- Tloušťka skla: 2 – 40 mm
- Min. rozměr: 400 x 400 mm nebo průměr 300 mm - Max. rozměr: 2000 x 1200 mm nebo průměr 1500 mm
Média:
- Voda: čistá užitková voda, min 2 bar, Js 1/2“
Rozměry a nástroje:
- Plně osazený: š = 2200 mm, h = 1480 mm, v = 1780 mm - Pracovní prostor: 2800 x 200 mm
- Pracovní výška: 940 mm
- Nástroje: brusné a leštící pásy 1800 x 100 mm, rychlost pásu 10 m/s
V ZP EBN
L
B LxB[mm]
V= 10 m/s EBE: 10/20 1800x100
7 - 15 m/s délka 520 mm šíře 12-16 -20
?
T Tmax = 40 20 mm
380V/10A
1,5 kW
50W -24V
155 W
500 W
Obr. 3 Příklady využití Pásové brusky SPL RBP [3]
1.3.1 Současný stav nastavení pod
V současnosti se p
soustavy pák (ovládací páka, západková páka a dorazová páka) p bubnu (jeho pohonu) a uvoln
aby obsluha při nastavování výrobní čas. V poloze 1
v ostatních dvou polohách je zajišt pevných otvorů v hřídeli podp
1.3.2 Současný stav napínání brusného pásu
Napnutí brousícího pásu jak je znázorněno na obrázcích níže pásu a v případě, že není areta že není tomuto pohybu nikterak brán
Obr. 4Součastný stav nastavení
14
1.3.1 Současný stav nastavení podpěrného dvojválce
asnosti se přestavení podpěrného dvojválce provádí ru soustavy pák (ovládací páka, západková páka a dorazová páka) při
bubnu (jeho pohonu) a uvolněném napínacím bubnu. Tento způsob ovládání vyžaduje, ování mněla volné ruce, což zejména u menších díl
V poloze 1 je dvojválec zajištěn opřením ovládací páky o dorazovou páku v ostatních dvou polohách je zajištěna pomocí západkové páky,
ů řídeli podpěry (Obr. 4).
Současný stav napínání brusného pásu
Napnutí brousícího pásu je docíleno působením tažné pružiny na napínací páku, ěno na obrázcích níže (Obr. 5 a Obr. 6.). V případě př
ě, že není aretační páka aretována, dojde k jejímu vymršt že není tomuto pohybu nikterak bráněno.
stav nastavení
Poloha 1
Poloha 2
Poloha 3
provádí ručně za pomoci soustavy pák (ovládací páka, západková páka a dorazová páka) při vypnutém hnacím ůsob ovládání vyžaduje, la volné ruce, což zejména u menších dílů prodlužuje ením ovládací páky o dorazovou páku na pomocí západkové páky, která zapadá do
sobením tažné pružiny na napínací páku, ř ě přetržení brousícího jejímu vymrštění vlivem toho,
Poloha 2
Poloha 3
1.3.3 Přídavné rameno BPV
Současný stav je patrný z společně rotačně spojeny pomocí h
ložiskách 6003A-2RS. Na konec ramene se pak montuje zákazníka.
Současné rameno je
na nedostatečné tuhosti podílí nejvíc. Analýz SolidWorks 2012 při použití simula
velikost zatěžující síly byly zvoleny na základ Liberec a.s. Rameno je uloženo pomocí otvoru v v místě uložení přídavných za
Pevnostní analýza stávajícího ramene
Statická analýza zatížení:
Uložení fixní: (Obr. 7) Zatížení ramene: 200N (Obr.
Obr. 5 Popis základních prvk
15 Přídavné rameno BPV
asný stav je patrný z obrázku 8. Jedná se o dva hliníkové profily, které jsou č ě spojeny pomocí hřídele, který je uložen ve dvou kuli
2RS. Na konec ramene se pak montuje přídavné zař
asné rameno je podrobeno analýze, aby se zjistilo, který z
né tuhosti podílí nejvíc. Analýza je provedena pomocí CAD softwaru ři použití simulačního modulu SimulationXpress. Uložení ramene a žující síly byly zvoleny na základě požadavků a zkušeností firmy Sklopan Liberec a.s. Rameno je uloženo pomocí otvoru v Al profilu 90x90mm a
řídavných zařízení silou 200N
Pevnostní analýza stávajícího ramene
Statická analýza zatížení:
Zatížení ramene: 200N (Obr. 9)
Obr. 6 Schéma sou Obr. 5 Popis základních prvků brusky SPL RBR
Obr. 7 Fixní u
. Jedná se o dva hliníkové profily, které jsou ídele, který je uložen ve dvou kuličkových řídavné zařízení dle potřeby
, který z členů sestavy se pomocí CAD softwaru ního modulu SimulationXpress. Uložení ramene a a zkušeností firmy Sklopan Al profilu 90x90mm a zatíženo
6 Schéma současného napínání
Obr. 7 Fixní uložení ramene
16
Obr. 8 Řešení přídavného ramena BPV před inovací
Výsledky: Maximální napě
Z obrázků 11 a 13 je patrné, že profily rotačně spojeny.
Obr. 9 Zatížení ramene v ř
Obr. 11 Posunutí stávajícího ramene v
17
Maximální napětí 138,009Mpa, maximální posunutí v ose Y 0,511mm)
je patrné, že se na posunutí nejvíce podílí hřídel, kterou
Zatížení ramene v řezu
Obr. 11 Posunutí stávajícího ramene v ose Y (max. 0,511mm)
Obr. 10 3D model ramene pro analýzu
ose Y 0,511mm)
řídel, kterou jsou oba
ose Y (max. 0,511mm)
Obr. 10 3D model ramene pro analýzu
Obr. 12
1.3.4 Zatížení spojovacího čepu
Síly působící na hřídel:
Při analýze hřídele je použita znamená, že tah vyvolaný silou F j nepodílí.
Obr. 13
18
Obr. 12 Napětí v stávajícím ramenu (max. 138.009Mpa)
1.3.4 Zatížení spojovacího čepu
:
řídele je použita pouze radiální reakce působící v mená, že tah vyvolaný silou F je zanedbán z důvodu, že se na prů
Obr. 13 Posunutí stávajícího ramene v ose Y – boční pohled (max. 138.009Mpa)
ůsobící v ložiskách. To vodu, že se na průhybu významně
ční pohled
Obr. 14
Výpočet reakcí:
: 1 2
Průhyb stávajícího hřídele:
Obr. 15 Model uložení a zatížení stávajícího h
19
Obr. 14 Reakce působící na hřídel v oblasti uložení ložisek
: · 400
200 · 2 · 36 řídele:
Model uložení a zatížení stávajícího hřídele, zatěžující síly R=200N
Obr. 16 Posunutí stávajícího hřídele
max0,291mm
oblasti uložení ložisek
2 · 36,5
· 400 36,5
žující síly R=200N
max0,291mm
20
2. Naplánování projektu
2.1 Harmonogram projektu
Harmonogram projektu je vytvořen pomocí programu Microsoft Office Project 2007. Harmonogram vychází ze dvou pevně daných milníků. Prvním je datum odevzdání zadání diplomové práce a druhým je datum odevzdání diplomové práce.
V harmonogramu je taky zohledněno plánované volno, v kterém se na diplomové práci nebude pracovat.
Harmonogram DP je součástí přílohy DP
Obr. 17 Náhled harmonogramu diplomové práce
21
2.2 Inovační příležitosti
Inovační příležitosti
Uživatel může brousit i jiné materiály, než je sklo a kámen Napínání brousícího pásu probíhá automaticky
Nastavení podpěrného dvojválce je automatické
Broušení hrany skla je možné v libovolném úhlu v daném intervalu Sámování tabulí skla do rozměru 1500x1500mm je automatické.
Provoz zařízení je možný při 50Hz zdroji, tak i při 60Hz.
Provedení brusky odpovídá nejnovějším poznatkům v oblasti ekologie a ergonomie
Inovační záměr
Inovovat pásovou brusku SPL RBR tak aby bylo splněno: Cena inovované brusky nebude dražší o více jak 35%. Inovace bude provedena na základě identifikovaných
potřeb obsluhy, která na stroji pracuje a výroby, která stroj vyrábí.
22
2.2 Inovační prohlášení
Popis výrobku Pásová bruska s možností automatického nastavení úhlu broušení v daném rozmezí
Klíčové obchodní cíle Odběr tuzemskými i zahraničními firmami zabývajícími se prodejem nábytku.
Primární trh Malé a střední firmy v sklářském průmyslu
Sekundární trh Malé a střední firmy zabývající se broušením kamenných desek
Předpoklady a omezení
Stroj je určen primárně pro Evropský trh, vzhledem k jednotné legislativě Prodejní cena inovovaného stroje nesmí přesáhnout stávající o více jak 35%.
Účastníci inovačního procesu Sklopan Liberec a.s.; Miloš Halama
23
3. Průzkum potenciálních řešení
Před provedením inovace pásové brusky SPL RBR je nejprve potřeba zjistit co a proč inovovat. Důvodem pro inovaci může být například špatná funkce stroje nebo vysoká poruchovost. Často se také stroje inovují na základě zjištění zákaznických potřeb. A v neposlední řadě je potřeba si také uvědomovat, že do praxe stále přichází například nové materiály a technologické postupy.
Tato práce se soustředí na vybrané metody vhodné pro stanovení inovačního záměru:
- Průzkum trhu (studium konkurenčních výrobků) - Analýza reklamací
- Interview s uživateli pásové brusky
- Interview s výrobním úsekem firmy Sklopan Liberec a.s.
3.1 Průzkum trhu
3.1.1 Pásová bruska se dvěma sámovacími kotouči
Jedná se o výrobek české firmy SULAK Glass, který kombinuje brusný pás a brusné kotouče (Obr. 18).
Kotouče jsou otočeny proti rovině pásu o 45°, vzájemně svírají pevný úhel 90°. Sestava kotoučů je pevně spojena, pomocí šroubů s růžicí lze provádět vertikální nastavení (pro různé tloušťky skla) a nastavení ve vodorovné rovině vždy obou kotoučů najednou. Pás brusky je nesen třemi kladkami s pryžovým povrchem, horní je poháněna elektromotorem, zadní kladka je
Obr. 18 Pásová bruska se dvěma sámovacími kotouči
24
napínací, spodní kladka umožňuje naklápění pro nastavení stopy pásu a pohyb v horizontální rovině proti sklu. Veškeré nastavení je velmi snadné a provádí se pomocí pák s excentry. Po zapnutí stroje se automaticky spustí čerpadlo uzavřeného systému chlazení. Bruska nabízí široké použití a díky spřaženým operacím (rovná hrana a sražené hrany) podstatně urychluje práci. Bruska je vybavena stolem s pryžovými kladkami a lze ji doplnit automatickým dopravníkem skla. [7]
3.1.2 Pásová bruska PB 100/3000
Zde se jedná opět o výrobek české firmy konkrétně o výrobek firmy Bohemia Machine, který je určený zejména k rovinnému opracování skla nebo jiných podobných materiálů při současném chlazení vodou nebo vodními emulzemi (Obr.
19). Ideální je pro srážení hran a odstraňování přelisků či jiných vad na výrobcích. V závislosti na opracovávaném materiálu a požadované kvalitě broušeného povrchu polotovaru je nutno zvolit brousící pás příslušné zrnitosti. [4]
Základní technické parametry
Délka 570 mm
Šířka 650
Výška 1650 mm
Hmotnost 140 kg
Rozměry základové desky 570 x 570 mm
Spotřeba vody 2 l/min
Pás 100 x 3000 mm
Rychlost 11,1/22,3 m/s
Obr. 19 Pásová bruska PB 100/3000 1
25
Napětí el. sítě 3+PE, 50Hz, 400V
Celkový příkon stroje 1,9 kVA
Elektromotor 1LA7090-0AA, patkový / výkon 1,1 /1,4 kW
otáčky 1420/2845 rpm / model IM B3
3.1.3 Pásová bruska Feroprofil - BR 230
Pásová bruska BR 230 je vyráběna firmou Feroprofil a jako jedna z mála na trhu je pouze dvouválcová (Obr. 20 a Obr. 21). Čelní kontaktní válec o průměru 230mm a jeho hnací válec jsou společně uloženy v ochranném ocelovém krytu. Tento se pak celý naklápí jednoduchým pohybem páky k sobě a zpět od sebe a tímto plní pracovní funkci hlavního válce při broušení hrany a sámku plochého skla. [5]
Technické Údaje
- Motor: 3x380 V / 1, 1kW, 1400min-1 - Rychlost pásu: 12,4ms-1
- Kontaktní válec průměr: 230mm - Brusný pás: 100 / 1830mm - Pracovní stůl: 2400 / 640mm
- Povrchová úprava: žárový zinek + komaxid
Obr. 20 Pásová bruska Feroprofil BR 230 Obr. 21 Detail dvouválcového provedení
26 Rozměry
- Hloubka:1450mm - Šířka:1240mm - Výška:1350mm
3.1.4 Pásová bruska Feroprofil – EL 230
Tříválcová pásová bruska na ploché sklo, s ručním naklápěním čelního kontaktního válce pomocí ovládacího kola, pracuje
velmi podobně jako Bruska BR 230 (Obr. 22).
Umožňuje broušení skla od tloušťky 3- 10mm,
značnou výhodou brusky je úspora místa což ocení všechny malé provozovny. Na přání zákazníka je možnost sestrojit naklápění válce pomocí elektrického pohonu. Na obrázku číslo 23a a 23b je vidět naklopení kontaktního válce při broušení. [6]
Technické Údaje
- Motor: 3x380 V / 1, 1kW,4100min-1 - Rychlost pásu: 12,4ms-1
- Kontaktní válec průměr: 230mm
Obr. 22 Pásová bruska Feroprofil – EL 230
Obr. 23a Naklopení kontaktního kola
Obr. 23b Naklopení kontaktního kola
27 - Brusný pás: 100 / 1830mm
- Pracovní stůl: 2400 / 640mm
- Povrchová úprava: žárový zinek +komaxid Rozměry
- Hloubka: 1200mm - Šířka: 1240mm - Výška: 1500mm
3.1.5 Dvouvřetenová bruska hran tabulového skla BTS 02 BETA
Bruska je určena pro broušení a leštění rovných
nebo kulatých
obvodových hran
plochého skla, zrcadel atd.
(Obr. 24). Pro opracování se používají diamantové vodou chlazené brusné kotouče a kotouče leštící.
Bruska může opracovávat sklo od 3 do 20 mm tloušťky. Hrany lze opracovat do profilu „C“, Trapéz nebo rovného dle tvaru profilu diamantového kotouče. Obsluha stroje je velmi jednoduchá a vyžaduje minimální zapracování. [3]
Technické parametry
Obr. 24 Dvouvřetenová bruska tabulového skla BTS 02 BETA
28
Jak je vidět, tato bruska nepoužívá k broušení brousící pásy a brousí pomocí diamantových kotoučů, to představuje zajímavou alternativu k pásové brusce SPL RBR.
3.2 Analýza reklamací pásové brusky SPL RBR
Jako jeden z podmětů pro inovaci pásové brusky je využita analýza reklamací.
Ta je provedena pro rozmezí let 2009 až 2013. Nejprve je potřeba zjistit kolik pásových brusek se za toto období prodalo. Seznam prodaných strojů v tomto období je uspořádán do tabulky, která obsahuje: rok prodeje, kód prodeje, kupujícího, popis (variantu prodané pásové brusky), počet kusů a cenu. (Tab. 1).
Následně jsou z firemního informačního systému K2 vyfiltrovány reklamační zakázky na tento stroj za dané období. Výsledkem je zjištění, že v tomto rozsahu nedošlo k žádné reklamaci tohoto stroje.
3.3 Interview s uživateli pásové brusky
Pro identifikaci zákaznických potřeb je v tomto případě použita metoda interwiev s uživateli pásové brusky. Uživatelé jsou vybíráni z řad bývalých zaměstnanců, dnes již neexistující firmy I-Glass. Tito zaměstnanci, po zániku této firmy přešli do firmy Sklopan Liberec a.s. Na stroji pracují vice než tři roky a podílely se i na některých předchozích inovacích. Převážně brousili tabule skla do oken, vitrín či výkladů a dále pak připravovali skleněné dílce pro další zpracování (nejčastěji
Pr. Kód Kupující Popis ks Cena
2008 s0008511 Ivan Němec SPL RBR Komfort C 1 155 000,00 Kč 2008 s0008827 Pavel Mego SPL RBR Komfort C 1 155 000,00 Kč 2009 s0009324 ELPA KUPEČEK, spol. s.r.o. SPL RBR Komplet 1 200 000,00 Kč 2009 s0009547 UniCredit Leasing CZ, a.s. SPL RBR Komfort B 1 152 930,00 Kč 2009 s0009589 Fusion Sports Systems s.r.o. SPL RBR Komfort C 1 165 522,60 Kč 2011 s0010594 Ladislav LIPOVSKÝ SPL RBR Komfort 1 152 011,00 Kč 2012 s0011184 PROFISKLO s.r.o. SPL RBR Komfort C 1 155 000,00 Kč 2012 s0011347 "J. A. P." spol. s r.o. SPL RBR Komfort C 1 168 901,00 Kč 2012 s0011480 Petr Toth
SPL RBR Komfort C
předváděcí 1 136 900,00 Kč 2012 s0011852 Richard CALTA SPL RBR Komfort B 1 152 930,00 Kč
Tab. 1 Přehled prodejů pásové brusky SPL RBR
29
následovala výroba skleněného nábytku). Méně využívali možnost broušení vnitřních otvorů a hran pomocí přídavného ramene a vrtání otvorů nepoužívali vůbec. Tento způsob vrtání berou spíše jako nouzové řešení a vždy raději používali vrtačku skla.
Po diskuzi, z které vzešly předchozí informace, jim byly položeny tři otázky, na které odpovídali. Otázky a odpovědí jsou uvedeny v následující tabulce, kde jsou odpovědi (vyjádření) interpretovány do potřeb (Tab. 2).
Otázka Vyjádření Interpretace potřeby
Má současné řešení pásové brusky SPL RBR nějaké vlastnost, které považujete za špatné?
- Při přetržení brusného pásu a v případě, že není páka zajištěna, vyletí a narazí do předmětů nacházejících se za bruskou.
- Páka musí být vždy zajištěna.
- Zajištění páky není detekováno.
- Zajištění páky musí být detekováno.
- Při nastavování brousícího dvojválce musím použít obě ruce a nemohu si tak přidržovat broušený předmět.
- Nastavení brousícího dvojválce musí být jednoduché.
- Zejména při vrtání se jeví rameno jako nedostatečně tuhé.
- Zvýšit tuhost ramene.
Jaké jsou dobré vlastnosti současného provedení pásové brusky SPL RBR?
- Nízká hlučnost - Nízké vibrace - Téměř žádná
poruchovost
- Použití kvalitních materiálů.
Je podle vás na současném řešení něco zlepšit? Co?
- Zlepšit vrtání tak aby při něm nepraskalo sklo
- Zvýšit tuhost ramene.
- Bylo by dobré, kdyby nastavení brousícího dvojválce umožňovalo broušení i pod jinými úhly než je dáno zarážkami.
- Nastavení brousícího dvojválce je možné v libovolném úhlu v daném intervalu.
Tab. 2 Interpretace potřeb obsluhy pásové brusky
30
3.4 Interview s výrobním úsekem firmy Sklopan Liberec a.s.
Interview je děláno se současnými zaměstnanci společnosti Sklopan Liberec a.s.
Výrobní úsek zahrnuje celkem čtyři oddělení: Výrobní technologie, Výroba, Montáž strojní a Montáž elektro. Z každého oddělení se vždy účastnili dva zástupci. Ne všichni se však k danému problému vyjadřovali a byli ochotni hledat problémy či nápady na inovaci. Výrobní technologie například uvedla, že se z jejich hlediska jedná o standardní výrobu a všechny „věci“ které ji trápily, mají již vyřešené a vyjadřovat se budou pouze k inovovanému stroji. Montáž elektro se vyjádřila ve smyslu, že současné provedení pásové brusky je z pohledu elektrického vybavení jednoduché a tak z hlediska montáže bezproblémové. A tak se k danému úkolu nejvíce vyjadřovala oddělení Výroby a Montáže strojní.
V rámci diskuze byly všem zúčastněným položeny celkem čtyři otázky, které jsou soustředěny převážně na výrobu a montáž strojní. Celkem bylo získáno pět vyjádření, které jsou následně interpretovány do potřeb. Otázky, vyjádření a interpretace potřeb jsou uvedeny v tabulce (Tab. 3).
Otázka Vyjádření Interpretace potřeby
Má současné řešení pásové brusky SPL RBR nějaké problémy s ohledem na výrobu součástek, ze kterých se skládá?
- Díly vyráběné litím z litiny občas praskají, nebo už prasklé přijdou.
- Změnit technologii výroby.
- Změnit materiál součástí
- Změnit tvar součástí.
Má současné řešení pásové brusky SPL RBR nějaké obtíže při montáži?
- Problematické nastavení ocelového lanka v
bowdenu, délka se musí
"trefit" na první pokus, jinak je následné přenastavení téměř nemožné.
- Nahradit stávající napínání brusného pásu.
- Původně dodávané osvětlení se již nevyrábí a nové nelze našroubovat na stávající držák. Musí se na dílně upravovat.
- Vytvořit nový držák osvětlení.
31 Co je podle Vás potřeba
zlepšit s ohledem na výrobu?
- Momentálně nás při výrobě nic netrápí.
- Zjistit zda nejsou dostupné nové technologie výroby.
Co je podle Vás potřeba zlepšit s ohledem na montáž?
- Někdy máme problém při nandávání napínací
pružiny. Kleštěmi se špatně chytá.
- Vytvořit přípravek pro nandávání stávající pružiny.
Tab. 3 Interpretace potřeb výroby a montáže
3.5 Afinní diagram potřeb
Informace získané v kapitolách 3.2, 3.3 a 3.4 je potřeba shrnout a uspořádat, k tomuto účelu je použit nástroj zvaný Afinní diagram. Tento nástroj je využíván pro plánování a zlepšování procesů. Uceluje a organizuje informace do určitých příbuzných kategorií. A usnadňuje nám tak práci s nimi. [8] Lze ho také použít k uspořádání získaných potřeb. V praxi je možné se setkat i s jinými nástroji, jako jsou například:
relační diagram, stromový diagram, maticový diagram, šipkový diagram, PDPC diagram,… Afinní diagram, je zvolen, protože s ním mám již zkušenosti.
Výsledkem je seznam uspořádaných potřeb a příklady možných řešení.
3.5.1 Získané interpretované potřeby
Páka musí být vždy zajištěna.
Zajištění páky musí být detekováno.
Nastavení brousícího dvojválce musí být jednoruční anebo automatické.
Zvýšit tuhost ramene.
Páka musí být vždy zajištěna.
Zvýšit tuhost ramene.
Nastavení brousícího dvojválce je možné v libovolném úhlu v daném intervalu.
Nahradit stávající napínání brusného pásu.
3.5.2 Uspořádání potřeb
Přídavné rameno Nastavení podpěrného dvojválce
Napínání řemene
3.5.3 Návrh možných řešení uspořádaných potřeb
Zvýšit tuhost přídavného
ramena
Zvýšit tuhost ramene.
Vytvoř
32 spořádání potřeb
Zvýšit tuhost ramene.
Nastavení podpěrného dvojválce musí jednoduché.
Nastavení podpěrného dvojválce je možné v libovolném úhlu v daném intervalu.
Páka musí být vždy zajištěna.
Zajištění páky musí být detekováno.
Nahradit stávající napínání brusného pásu.
Vytvořit přípravek pro nandávání stávající pružiny.
Tab. 4 Uspořádání potřeb
3.5.3 Návrh možných řešení uspořádaných potřeb
Přídavné rameno
• Změna rozměru spojovacího čepu
• Přidání podložky mezi Al profily
Zvýšit tuhost přídavného
Vytvořit přípravek pro nandá stávající pružiny.
Zvýšit tuhost ramene.
Vytvořit nový držák osvětlení.
dvojválce musí být
dvojválce je možné v libovolném úhlu v daném intervalu.
usí být detekováno.
Nahradit stávající napínání brusného pásu.
vání stávající pružiny.
Změna rozměru spojovacího čepu Přidání podložky mezi Al profily
ípravek pro nandávání
Nastavení podpěrného dvojválce musí
být snadné
Nastavení podpěrného
dvojválce je možné v libovolném úhlu
v daném intervalu
Páka musí být vždy zajištěna
Zajištění páky musí být detekováno
Nahradit stávající napínání brusného pásu
33
Nastavení dvojválce
Napínání řemene
• Nastavení je automatické po zvolení polohy.
• Nastavení je jednoruční.
Nastavení podpěrného dvojválce musí
být snadné
• Manuální aretace v libovolné poloze.
• Automatická aretace ve zvolené poloze.
Nastavení podpěrného
dvojválce je libovolném úhlu
• Mechanické zajištění.
• Pro napínání se nepoužívá páka.
Páka musí být vždy zajištěna
• Detekování pomocí indukčního snímače.
• Pro napínání se nepoužívá páka.
Zajištění páky detekováno
• Pneumatické napínání.
• Nové řešení mechanického napínání.
Nahradit stávající brusného pásu
Nastavení je automatické po zvolení
Manuální aretace v libovolné poloze.
Automatická aretace ve zvolené
Pro napínání se nepoužívá páka.
Detekování pomocí indukčního Pro napínání se nepoužívá páka.
Nové řešení mechanického napínání.
34
Takto získané informace jsou prezentovány zástupcům firmy Sklopan Liberec a.s. a na základě jejich strategického rozhodnuti jsou vybrány potřeby, které se budou hlouběji rozpracovávat a stanou se podkladem pro inovaci. V tabulce (Tab. 5) je uveden jejich seznam.
Co: Potřeba: Jak:
Přídavné
rameno Zvýšit tuhost ramena.
Úprava spojovacího čepu Přidání podložky mezi profily
Nastavení podpěrného dvojválce
Nastavení podpěrného dvojválce musí být snadné
Podpěrný dvojválec není potřeba nastavovat.
Nastavení podpěrného dvojválce je možné v libovolném úhlu v daném intervalu.
Nastavení je automatické po zvolení polohy.
Napínání
řemene Nahradit stávající napínání brusného pásu.
Pneumatické napínání v ose Pneumatické napínání přes páku
Tab. 5 Seznam zvolených potřeb pro budoucí inovaci
35
4. Návrh řešení
Navrhované koncepty jsou zaměřeny převážně na problematiku: nastavení podpěrného dvojválce, napínání brusného pásu a zvýšení tuhosti přídavného ramena.
4.1 Koncept 1
Obr. 25 Pásová bruska SPL RBR koncept 1
První koncept (Obr. 25 a Obr. 26) představuje řešení, kdy bude docházet k natočení podpěrného dvojitého válečku (podpěry) pomocí servomotoru (IP 65) s planetovou převodovkou a řemenového převodu. Servomotor je opatřen absolutním odměřováním a pro aretaci
Obr. 26 Detail natáčení
36
v libovolné poloze v rozsahu (+ 45⁰, - 45⁰ ) je opatřen brzdou. Nastavení polohy je prováděno pomocí volby na ovládacím panelu. Proti stříkající vodě je motor chráněn krytem. Součástí úpravy je zvětšení elektrorozvaděče.
4.2 Koncept 2
Obr.27 Pásová bruska SPL RBR koncept 2
Ve druhém konceptu (Obr.
27 a Obr. 28) je podpěrný dvojitý váleček pevný a k broušení hran (k sámování) je použito diamantového sámovacího kotouče (Obr. 29) Změna požadovaného úhlu je prováděna výměnou brousícího kotouče.
Obr. 28 Detail sámování
37
Nastavení polohy sámovacího kotouče je prováděno pomocí trapézového šroubu, ručně za pomoci ovládacích koleček. V požadované poloze kotouče jsou trapézové šrouby aretovány pomocí kličky, která
zamezí otáčení šroubu. Celý brousící aparát je podélně přestavitelný tak, aby se dal dobře vyměnit brousící pás. Součástí tohoto řešení je zvětšení elektrorozvaděče
4.3 Koncept 3
Obr. 30 Pásová bruska SPL RBR koncept 3
Třetí koncept (Obr. 30) se zaměřuje na způsob napínání brousícího pásu. V tomto případě je napínání provedeno za pomoci pneumatického válce (ADVU-32-60-P-A), který působí na napínací kladku v místě osy rotace přes páku,
Obr. 31 Detail napínání koncept 3 Obr.29 Sámovací kotouč
38
která rotuje přes stávající čep, jako v případě napínání mechanickou pružinou (Obr. 31).
Toto řešení vyžaduje přivést do stroje tlakový vzduch přes úpravku vzduchu. Tento způsob napínání zmenšuje půdorysný rozměr, lépe řečeno hloubku stroje a tak snižuje požadavky na pracovní prostor. Ovládání pneumatického napínání se provádí za pomoci mechanického, ručně ovládaného ventilu. A je tak zcela nezávislé na elektrické energii.
Mechanická vazba mezi pneuválcem a napínací kladkou zamezuje nebezpečnému pohybu v případě přetržení brousícího pásu. Schéma zapojení Obr. 33.
4.4 Koncept 4
Obr. 32 Pásová bruska SPL RBR koncept 4
Čtvrtý koncept (Obr. 32) se také zabývá napínáním brusného pásu pomocí pneuválce. V tomto případě je využito pákového mechanizmu, který při vhodném nastavení poměru páky umožňuje použít pro napínání o řád menší pneuválec a snížit tak náklady spojené s nákupem materiálu (Obr. 34). Toto řešení nepřináší zmenšení
půdorysných rozměru jako koncept stávajícího čepu pro rotaci totožné s mezi napínací kladkou a pneuválcen zamezuje nebezpečnému pohybu v případě přetržení brousícího pásu.
Obr. 33 Detail napínání koncept 4
Je nutné ještě poznamenat, že
jestli zvolíme poměr páky tak abychom docílili zmenšení pr nám k nárůstu zdvihu, protože konec páky v
větší kruhovou dráhu. Souč
Nespornou výhodou je, že dostaneme pneuválec dále od zdroje vody a snížíme tak rychlost případné koroze.
4.5 Koncept 5
Pátý koncept (Obr.
36) obsahuje návrh na zvýšení tuhosti přídavného ramena BPV pomocí úpravy hřídele (Obr.
který rotačně spojuje oba hliníkové profily.
Vzhledem k zástavbovým
39
ěru jako koncept číslo tři. Ovládání napínání je stejn
epu pro rotaci totožné s předchozím konceptem. I zde mechanická vazba mezi napínací kladkou a pneuválcen
čnému pohybu etržení brousícího pásu.
Detail napínání koncept 4
ě poznamenat, že
ěr páky tak abychom docílili zmenšení průměru pneuválce, dojde stu zdvihu, protože konec páky v místě uchycení pneuválce bude opisovat tší kruhovou dráhu. Současně s tím, dojde k nárůstu půdorysných rozm
Nespornou výhodou je, že dostaneme pneuválec dále od zdroje vody a snížíme tak ípadné koroze.
(Obr.
) obsahuje návrh na řídavného na BPV pomocí 35), spojuje oba hliníkové profily.
zástavbovým
Obr. 34 Schéma pneumatického zapojení
Obr. 35 Upravený čep konceptu 5
i. Ovládání napínání je stejně jako využití em. I zde mechanická vazba
ů ěru pneuválce, dojde uchycení pneuválce bude opisovat ých rozměrů (hloubky).
Nespornou výhodou je, že dostaneme pneuválec dále od zdroje vody a snížíme tak
Obr. 34 Schéma pneumatického zapojení
čep konceptu 5
40
rozměrům ložiskového domku lze průměr hřídele v oblasti uložení ložisek zvětšit z 17mm na 20mm a tím docílit nárůstu tuhosti.
Obr. 36 Pásová bruska SPL RBR koncept 5
4.6 Koncept 6
Šestý koncept (Obr. 38) řeší problematiku malé tuhosti přídavného ramena BPV přidáním podložky vyrobené z olovnatého bronzu mezi hliníkové profily tak, aby došlo k přenesení ohybového momentu ze spojovací hřídele na profil 90x90mm (Obr. 37). Ani v tomto případě jsem neupravoval průřezy profilů. Jak je vidět z obrázku 37. Je však možné nepatrně
Obr. 37 Podložka konceptu 6
41
prodloužit profil 90x90mm tak aby se o něho podložka opírala celou plochou a přenos momentu se uskutečňoval na větším rameni a ploše.
Obr. 38 Pásová bruska SPL RBR koncept 6
42
4.7 Výběr konceptů
Vzhledem k tomu, že výsledná inovace brusky má za úkol odstranit její nedostatky jsou mezi sebou porovnávány ty koncepty, které řeší stejnou potřebu.
Z vítězů je sestavena inovace pasové bruska SPL RBR. Porovnání je prováděno podle níže uvedených parametrů. Každý z parametru má určenou váhu, která je měřítkem významnosti daného parametru. Následně je každý koncept obodován ve vztahu k danému parametru dle tabulky 7. Ten koncept, který dosáhne více bodu, vyhrává a stane se součástí budoucí inovace. Po porovnání je použita metoda vážené bodové hodnocení.
Tab. 7 Význam jednotlivých bodů
U konceptů zabývajících se zvýšením tuhosti přídavného ramena je nejdůležitějším parametrem splnění podmínky pro maximální posunutí ve výši 0,25mm.
4.7.1. Porovnání konceptů dle zvolených parametrů
Počet dílů
- počet dílů ovlivňuje čas potřebný pro výrobu a pro montáž stroje. Hrozí také, že naroste složitost těchto činností. Vzhledem k tomu, že počet dílů ovlivňuje i konečnou cenu stroje je stanovena váha tohoto parametru na hodnotě 5. Dobrý koncept by neměl zvyšovat počet dílu. V lepším případě by ho měl snižovat.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
5
Body 3 0 3 2 3 2
První koncept obsahuje mnohem méně dílů než koncept dva. Je to dáno složitostí konstrukce potřebné pro sámovací kotouč. Koncept jedna má méně dílů, než současné řešení.
Body 0 1 2 3 4
Význam
Neuspokojivé řešení
Ještě únosné řešení
Dostatečné
řešení Dobré řešení Ideální řešení
43
Koncept tři obsahuje méně dílů než koncept čtyři. Oba dva koncepty mají méně dílů, než současný stav.
Koncept pět zachovává stejný počet dílů jako současný stav a má o jeden díl méně než koncept 6.
Náročnost na pracovní prostor
- tento parametr zohledňuje, jak daný koncept ovlivňuje půdorysné rozměry stroje. Platí, že lepší je zachovat stávající rozměry nejlepší je rozměry snížit.
Tento parametr následně ovlivňuje i požadavky na přepravu (balení). Pro tento koncept je zvolena váha o hodnotě 3.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
3
Body 2 1 3 2 2 2
Koncept jedna nemění stávající půdorysný rozměr, koncept dva ho mění v oblasti vstupních dveří.
Koncept tři zmenšuje potřebný půdorysný prostor, koncept čtyři ho zachovává.
Koncepty pět a šest zachovávají stávající rozměry.
Hmotnost
- vliv tohoto parametru je hlavní v oblasti přepravy stroje od výrobce k zákazníkovi a následné manipulaci. Požadavkem je zachování stávající hodnot v lepším případě snížení. Váha pro tento parametr je nastavena na hodnotu 2.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
Body 1 0 2 2 2 2 1
Koncept jedna nepatrně zvyšuje hmotnost celého stroje. Koncept dva hmotnost navyšuje více.
Koncepty tři až šest součastnou hmotnost výrazně neovlivňují.
Montáž
44
- vítězný koncept by neměl navyšovat montážní časy a současně by neměl vyžadovat speciální nářadí, přípravky a montážní postupy. Nejlepší koncepty by měli tyto časy snižovat nebo alespoň nenavyšovat. Váha pro tento parametr je 5.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
5
Body 2 0 2 2 2 1
Koncept jedna montážní časy nenavyšuje vlivem toho, že odstraňuje montáž ovládacích pák. Koncept dva naopak výrazně tyto časy navyšuje.
Pro koncepty tři až pět jsou montážní časy shodné se stávajícím řešením, koncept šest vlivem jednoho dílu navíc časy navyšuje (ne tak výrazně jako koncept dva)
Poruchovost
- je potřeba posoudit koncepty z hlediska předpokládané poruchovosti a vyřadit tak ty, u kterých se na základě zkušeností servisního oddělení zvýšená poruchovost předpokládá. U nejlepších konceptu by mělo být poruchovost malá.
Poruchovost stroje zvyšuje celkové náklady na zhotovení stroje vlivem záručních oprav a vysoká poruchovost současně poškozuje dobré jméno výrobce. Váha pro tento parametr je na hodnotě 7.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
7
Body 2 2 2 2 2 2
Ani jeden z konceptů neovlivňuje celkovou poruchovost stroje tak, že by ji snižoval nebo zvyšoval.
Komfort ovládání
- k nastavování potřebných parametrů stroje by měl sloužit co nejmenší počet ovládacích prvků. Váha tohoto parametru je 5
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
5
Body 3 0 4 4 2 2
45
K nastavení brousícího úhlu je v případě prvního konceptu zapotřebí jen dvou tlačítek (úhel +, úhel -) vše se dá ovládat jednou rukou. V případě druhého konceptu je zapotřebí vyměnit sámovací kotouč.
Koncepty tři čtyři představují bezobslužné řešení. Napínání se jen zapne na začátku a vypne po ukončení práce na stroji.
Koncepty pět a šest zachovávají stejný princip ovládání jako stávající řešení.
Bezpečnost pro uživatele
- bezpečnost je jedním z nejdůležitějších parametrů pro výběr konceptu, žádný koncept by neměl zvyšovat nebezpečí úrazu pro obsluhu či údržbu stroje.
Nejlépe hodnoceny by měli být ty koncepty, které bezpečnost zvyšují. Váha pro daný parametr je 9.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
9
Body 2 1 3 3 3 3
Koncept jedna se nejeví tak, že by měl zhoršovat bezpečnost stroje oproti konceptu číslo dvě, který přidává další rotující člen.
Koncepty tři a čtyři zlepšují bezpečnost, protože odstraňují z napínání aretační páku a tažnou pružinu.
Koncepty pět a šest zvyšují bezpečnost při vrtání díky předpokládané zvýšené tuhosti.
Náročnost na údržbu
- parametr zohledňuje, zda je koncept bezúdržbový, popřípadě četnost předpokládané údržby. Čím četnější tím horší. Zohledňuje také náklady spojené s údržbou. Obecným trendem je snižovat náklady na údržbu a výsledná inovace by měla tento trend sledovat. Váha tohoto parametru je 6.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
6
Body 3 3 3 3 4 4
46
Koncepty jedna až čtyři se jeví jako bezúdržbové, jen je zapotřebí jednou za týden překontrolovat jejich funkčnost a nastavení.
Koncepty pět a šest jsou bezúdržbové.
Rychlost změny sortimentu
- změna sortimentu při kusové výrobě je velmi častá. Nejčastěji dochází ke změnám plošných rozměru a tloušťky broušených materiálů. Měřítkem je čas potřebný pro změnu na současné brusce, který by se neměl navyšovat. Nejlépe by mělo dojít k jeho snížení. Váha tohoto parametru je 6.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
6
Body 2 0 4 4 2 2
Koncept jedna zachovává stejnou náročnost jako stávající řešení, v případě konceptu dva se jedná o pracnější a časově náročnější řešení (viz. nutnost změny kotouče a přenastavení brousícího aparátu ve dvou rovinách).
Koncepty tři až čtyři nejsou změnou sortimentu ovlivněny. Koncepty pět a šest jsou na tom stejně jako u současného řešení.
Snadnost ovládání
- ovládání stroje by mělo být intuitivní a tak snižovat nároky na obsluhu a snižovat náklady spojené s proškolováním. Tomuto parametru je dána váha ve velikosti 9.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
9
Body 2 0 2 2 2 2
Koncepty jedna až šest mimo koncept dva se jeví jako intuitivní. Koncept dva bude vyžadovat větší nároky na obsluhu i větší čas na zaškolení.
Náročnost na výrobu
- náročnost výroby má vliv na celkovou cenu a představuje náklady, které se projevují přímo. Pro výrobu by nemělo být použito speciálních nástrojů a
47
technologií. Výrobu by měly být schopny zajistit současné kooperující firmy a firma Sklopan. Preferovaná je výroba v mateřské firmě. Váha tohoto parametru je 9.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
9
Body 2 0 2 2 2 1
Žádný z konceptů nevyžaduje pro svoji výrobu speciálních nástrojů či technologii, proto i zde bude významným měřítkem počet dílů.
Životnost
- zde je životnost chápána ve vztahu k celému stroji. Koncepty by měly mít stejnou životnost jako zbytek stroje. Životnost jsem posuzoval na základě zkušeností servisního oddělení, které se ke každému konceptu vyjádřilo.
Vzhledem k tomu, že posuzování bylo prováděno spíše intuitivně, je zvolena pro tento parametr váha 3
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
Body 3 3 3 3 3 3 3
Žádný z uvažovaných konceptů nesnižuje celkovou životnost stroje. Je předpoklad, že všechny části konceptů budou mít stejnou životnost jako zbytek stroje.
Ekologičnost
- všechny koncepty musí být posouzeny ve vztahu k životnímu prostředí.
Předpokladem je, že žádný z uvažovaných konceptů nebude přímo toto prostředí ovlivňovat. Stanovení uhlíkové stopy je však velice složité. Zde došlo k intuitivnímu posouzení vlivu a proto je tomuto parametru přisouzena váha 1.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
1
Body 2 2 2 2 2 2
48
Koncepty se ve vztahu k ekologii jeví jako dostatečně řešené, a nepředpokládá se přímý vliv v podobě produkování nadměrného množství odpadu či tvorbu nebezpečných, zdraví ohrožujících látek.
Cena
- v tomto případě je udělán základní cenový rozpad, kde není zjišťována celková cena, ale je jen určeno, který koncept je dražší a který levnější. Přiřazeny jsou jen bodové hodnoty 0 (dražší) a 1 (levnější). V případě remízy uděluji 0 pro oba koncepty. Váha tohoto parametru je 9.
Koncept 1 2 3 4 5 6 Váha
9
Body 0 0 1 0 1 0
V případě prvního konceptu je nevýhoda dražšího servomotoru anulována vyšším počtem dílů a tím vyšší cenou výroby konceptu dva.
Koncept tři vychází levněji díky menšímu počtu dílů, než má koncept čtyři.
Obdobně koncept pět ve vztahu ke konceptu šest.
Pro koncepty, které řeší malou tuhost přídavného ramena je nejdůležitějším parametrem splnění podmínky maximálního posunutí 0,25mm v ose Y. Váha tohoto parametru je proto zvolena na hodnotě 100, tak aby byly vyřazený koncepty, které tento parametr nesplňují.
Vyšetření maximálního posunutí pro koncepty číslo 5 a 6.
Obecné:
Pevnostní analýza je provedena při statickém zatížení vlastní hmotností a zadanou zatěžující silou F=200N. za pomoci softwaru pro 3D návrhy SolidWorks 2012.
Hlavní vstupní podmínky pro pevnostní analýzu:
- Jednotlivé části profilu jsou pevně spojeny.
- Veškerá uložení jsou bez vůle.
- Konec ramen je zatížen vlastní hmotností +zatěžující silou 200N.
- Materiál hliníkových profil
- Materiál hřídele je E335 (11
- Všechny ostatní díly jsou z oceli Koncept č. 5
Obr 39. Posu
Výsledek: Maximální posunutí
Z obrázku 39 je poznat, že koncept maximální posunutí 0,25mm
Koncept č. 6
Výsledek: Maximální posunutí Koncept číslo šest
49
Materiál hliníkových profilů je Al slitina 7079
řídele je E335 (11 600)
Všechny ostatní díly jsou z oceli EN 10219-1
. Posunutí ramene v ose Y koncept č. 5 (max. 0,413mm)
Maximální posunutí v ose Y 0,413mm
je poznat, že koncept číslo jedna nesplňuje požadavky na dovolené maximální posunutí 0,25mm
Maximální posunutí v ose Y 0,221mm
číslo šest splňuje zadání na dovolené maximální posunutí 0,25mm.
(max. 0,413mm)
ňuje požadavky na dovolené
uje zadání na dovolené maximální posunutí 0,25mm.
Obr 40. Posunutí ramene v
Vyhodnocení
Z předchozího vyplívá, že požadavku na maximální posunutí 0,25mm vyhovuje pouze koncept číslo 6, který má maximální posunutí
pět požadavkům nevyhovuje.
Koncept 5
Body 0
Pro lepší přehlednost j číslo 8 a vítězné koncepty zde ozna Postup výpočtu:
B Poč
V Váha daného parametru
V*B Vážené bodové hodnocení
50
. Posunutí ramene v ose Y koncept č. 6 (max. 0,221mm)
edchozího vyplívá, že požadavku na maximální posunutí 0,25mm vyhovuje číslo 6, který má maximální posunutí v ose Y 0,221mm. Koncept m nevyhovuje.
6 Váha 1 50
řehlednost jsou předchozí hodnocení uspořádány do spole zné koncepty zde označeny. Vítězi se staly koncepty 1, 3 a 6
Počet přidělených bodů (0 - 4) Váha daného parametru Vážené bodové hodnocení
. 6 (max. 0,221mm)
edchozího vyplívá, že požadavku na maximální posunutí 0,25mm vyhovuje ose Y 0,221mm. Koncept číslo
do společné tabulky zi se staly koncepty 1, 3 a 6 .
51
Tab. 8 Přehled hodnocení konceptů
