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注塑车间布局的设计及优化

发布日期:2020-06-11 20:19

  优化设 计 OPTIMIZATION D E S I G N 行,又能节省生产费用,并为职工提 供一个安全、舒适、美观的工作环 境。在进行注塑车间布局设计时应注 意遵循以下原则: 注塑车间布局的设计及优化 文/图 李健心 潍坊学院 (山东 潍坊261061 ) 摘 要:注塑车间布局设计应以工艺流程为基础,根据生产物流的特点建立合理的车间 物理布局。本文还进一步阐述了注塑车间布局优化的方法,以及节能和环境保护的措施。 关键词 车间布局 优化设计 节能 环境保护 : (1) 优先原则-共享设备是车间物流 最为集中的设备,在整个车间布局中占 有极为重要的作用,应该优先摆放; (2) 设备成组原则-根据注塑生产设 备的特点,宜采用成组原则布置,辅助 设备按照功能需求形成单元进行布局, 可以起到保持物流平衡、减轻搬运作 业、减少在制品和库存、均衡设备能力 1.引言 注塑车间布局设计是一门技术、经 济与环境保护相结合的科学。设计前期 工作的任务是对设计项目进行全面分析, 包括工艺流程、生产规模、主要设备、 物流情况、工程的外部条件、投资回收 周期、基建征地面积、环境保护等,设 计人员必须深入生产现场,开展必要的 可行性调查研究。注塑车间布局设计必 须符合工艺要求、生产流程及物流方向 合理,共享设施和全车间的布置协调一 致,单位面积产出值高,人机关系和各 设备之间配合协调,便于设备安装维修 和保养,还要考虑生产线进一步发展, 以及节能、环保、安全、采光等。 分,如原材料、半成品、工具存放处; 过道,包括各种主辅通道;管理部门, 如生产办公室、资料室、质量控制室 等;生活部分,如休息室、更衣室、盥 洗室等。 所 谓 合 理 布 置 , 就 是 要 使 设 备、人员与物料的移动得到密切有效 的配合,既使生产活动能有效地进 和负荷的作用。 (3) 物流原则 -在物流设计方面, 各 种注塑设备应按照实际工艺路线和生产流 程排布成线, 各条生产线之间按照工序呈 直线型或者“U”字型排列,便于工人操 作, 形成一种流水作业的生产方式 (如图 1 所示) 。 2.车间布局设计 注塑车间布局作为车间初步设计的主 要内容,它就是合理确定各个组成部分 及其各种设备、装置的具体位置。车间 一般有六个部分组成:生产部分,包括 各种注塑机与辅机;辅助生产部分,如 模具与设备检修、回料粉碎等;仓库部 图1 注塑车间布局实例 2 0 2006/11 顺序两者组成的实数编码方式,进而可 以选取或自行编制计算机程序,以计算 机作为工具求得最佳设计参数。 4.节能与环境保护 4.1 循环冷却水系统 循环冷却水是注塑车间的生产命脉, 它主要供给冷水机、注塑机油冷却器及 料筒冷却器等换热设备,以达到注塑工 艺对温度控制的要求及保证注塑机液压系 统的正常运行。为降低系统的能耗,我 们要合理设计注塑车间冷却水系统: (1) 使用变频调速控制水泵运行,变频调速 图2 精密注塑车间 的无级平滑性可使系统工作在最佳点。 (2)基于单台冷水机的制冷压缩机是间断 (4) 生产自动化原则-注塑机分为手 工操作、半自动操作和全自动操作。对 于小型注塑车间来说,由于各种辅机与 设施跟不上,只能开半自动操作,还有 产品也未考虑传送带去检验包装,产品 浇口也未考虑机旁粉碎与新料按比例自 动化送入注塑机料斗中。但是对于大型 注塑车间,应尽可能设计生产工艺流程 自动化与机械化,原料应考虑自动化送 入料仓、 自动化进行干燥、 自动化送入塑 机加料口, 必要时用机械手取出制品, 注 塑产品自动化传送、检验、包装入库。 观,而且为参数驱动设备模型建立计算 机仿真的图形接口奠定基础。利用计算 机仿真软件实现注塑车间生产系统的三维 可视化动态设计,将注塑生产车间虚拟 出来,进行动态布局仿真,常用的仿真 软件如:G C M S 、S I M A N / C I N E M A 、 A U T O M O D 、O p e n G L 等。在计算机辅 助车间布局评价系统中,将车间的评价 参数简化为物流效率、设备负荷率及生 产周期等具体参数,利用这些评价指标 和数据库来动态评价车间布局的可行性。 优化方法不仅用于产品结构的设计、 工艺方案的选择,也能用于车间布局设 运行的特点,可在每台冷水机的冷却水 回路上安装自动控制阀。压缩机运转 前,开启阀门使冷却水回路畅通;停机 时, 关闭冷却水阀门。 (3) 注塑机油冷却 器、料筒冷却器的冷却水回路加装的电 磁阀则根据油温和料筒温度分别进行通 断控制。冷却水回路加装自控阀后,大 大减少了用水量,达到了节能目的,并 缓解了多台注塑机同时工作或增加注塑机 数量而引起循环水量供应不足的状况。 3.车间布局优化 随着信息科学技术的发展,传统的 车间平面布置已经实现计算机辅助设计。 利用二维制图工具(如 A u t o C A D ) ,设 备的形状、位置可通过平面图和剖视图 分别确定,车间二维平面布置虽然能够 准确地给设备定位,但是改变设备位置 较麻烦、也不直观;而利用三维建模工 具(如 Pro/E) 建立三维车间数模非常直 计。采用遗传算法进行车间布局优化, 首先要根据实际的车间布置建立相应的数 学模型,然后根据数学模型的特点选择 适当的优化方法。遗传算法是一种基于 生物自然选择与遗传机理的随机搜索方 法,利用遗传算法进行寻优时,编码、 选择、交叉、变异是四个重要的步骤, 编码有二进制编码和实数编码等方式, 对于车间布局应采用由分行符和设备排列 2006/11 2 1 优化设 计 OPTIMIZATION D E S I G N 4.2 通风处理 注塑车间在生产工艺过程中,产 生一定量的有害气体,还伴有一定的 热量散发,需对车间进行全面送风和 排风,以便排除有害气体,改善工人 的工作环境。大型注塑车间一般空间 高大,如果采用屋顶通风器的通风方 式,有害气体沿高度方向沉积,在工 作区有害物的浓度还是较高,而采用 大风量诱导风机的通风方式通风效果 较好,并且运行节能。 4.3 噪声控制 对于一个新建的注塑车间,噪声 控制是主动的, 它可以在初步设计中预 先考虑可能出现的各种噪声、振动问 题, 采取必要的措施 (1)设备在车间内 : 的布置应当遵循闹静分开的原则, 即把 噪声高的机电设备集中在一起, 有重点 的采取相应控制措施。 利用噪声在传播 中的自然衰减作用, 能够缩小噪声的污 染面。 另外, 为了减小车间内部的混响 声, 噪声严重的设备的布置要距声音反 射面(即车间墙壁) 一定距离, 尤其不应 放置在车间墙角附近。 2 ) 设置吸声结 ( 图 3 注塑机周边设备(除湿干燥机、粉碎机、模温机) 构、隔声装置和隔振装置, 通过隔振装 置减少了设备传至基础的振动, 从而使 内部固定声降低, 尤其当注塑设备安装 在楼板上时,隔振装置的采用尤为重 要。常用的隔振材料有钢弹簧减振器、 橡胶减振器、毡类、空气弹簧、各种复 合式的隔振装置。 车间宜立体布置;如设在郊区, 为了简化 厂房和加速土建进度, 则可平面布置。 厂 房的通风、空调、 除尘、 起重运输等条件 则应根据产品的生产工艺要求来设计。 总之,要最有效、最合理地利用现有资 源,尽可能地吸取塑料工业中的最新成 就,努力营造安全、舒适的生产环境, 达到技术上最先进、经济上获得最大效 5.结束语 注塑车间布局设计应从实际出发, 加工厂如设在市区, 为了节约土地, 生产 益的目的。 TheOptimizationDesignofInjectionMouldingWorkshopLayout LIJian-xin WeifangUniversity,ShandongWeifang,261061 Abstract:Thetechnologyisbasedbytheinjectionmouldingworkshoplayout,and thereasonablephysicallayoutisdesignedaccordingtothecharacteristicofproducing course.Thearticlepresentssomemethodsofoptimizationdesign,thenitintroduces somemethodsofsavingenergyandenvironmentprotection. Keywords: workshoplayout;optimizationdesign;savingenergy;environment protection 2 2 2006/11

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