Исследование и обоснование экономической эффективности лазерной сварки кузовных деталей роботизированным технологическим комплексом на ООО «Форд Соллерс Холдинг»
Введение 4
ГЛАВА 1 Патентно-информационный обзор 7
1.1 Описание технологического процесса сварки 7
1.1.2 Современные способы сварки 9
1.1.3 Сущность лазерной сварки 13
1.2 Патентный обзор 21
ГЛАВА 2 Исследования лазерной сварки кузовных деталей 32
2.1 Характеристики кузовной стали 08 Ю 32
2.2 Физические особенности образования сварного соединения при сварке
материалов малых толщин 43
2.3 Формирование сварного шва с глубоким проплавлением 49
2.4 Подбор оборудования 53
ГЛАВА 3 Экономическая часть 62
3.1 Описание проекта 62
3.2 Описание отрасли 65
3.3 Описание компании 72
3.4 Производственный план 73
3.5 Организационный план 76
3.6 Оценка экономии 79
3.7 Финансовый план и оценка экономической эффективности 80
3.8 Анализ чувствительности и оценка рисков 85
Заключение 90
Список использованной литературы 91
Приложение
Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве и пластическом деформировании.
Лазерная сварка представляет собой полностью автоматический процесс получения прецизионных сварных соединений. Практически ЛС широко применяется в отраслях: автомобилестроение, приборостроение, инструментальная, электротехническая, аэрокосмическая отрасли промышленности.
Лазерный луч передается к сварочной оптике через систему линз и зеркал. Применяется для сварки материала толщиной до 20 мм. Самыми большими достоинствами лазерной сварки являются очень высокая скорость сварки и исключительно малая деформация свариваемых изделий благодаря малому тепловложению. Швы могут располагаться в любом положении (возможна роботизированная пространственная (3D) сварка). Снижение массы сварных конструкций за счет более экономного использования материала (полное проплавление угловых соединений). Все это приводит к расширению возможностей сварочного производства и повышает его производительность.
В настоящее время актуальной задачей является внедрение прогрессивных технологий сварочного производства и роботизация технологического процесса (ТП).
Лазерная сварка (вместе с электронно-лучевой и плазменной) занимает около 10% объема сварных работ в промышленности развитых стран, особенно при серийном производстве с использованием роботов.
В автомобильной промышленности Японии и Западной Европы особенно быстро развивается применение робототехнических лазерных комплексов для сварки кузовных изделий непосредственно после лазерного раскроя листов и последующей штамповки. Это позволяет экономить до 40 кг металла на каждом кузове; кроме того, резко возрастает коррозионная стойкость и водонепроницаемость сварных соединений в кузовах.
Проблема исследования: исследование возможностей эффективной лазерной сварки боковин кузова автомобиля «Ford» с использованием роботизированного технологического комплекса.
Объект исследования - лазерная сварка боковин кузова автомобиля «Ford EcoSport».
Предмет исследования - роботизированный лазерный технологический комплекс ЛС-2.
Цель дипломного проекта заключается в разработке оптимального варианта роботизированного технологического комплекса на основе проработки технической и справочной литературы, информационных и интернет источников, и в расчете показателей экономической эффективности лазерной сварки боковин кузова автомобиля «Ford EcoSport».
Достижение указанной цели потребовало постановки и решения следующих задач:
- сравнение технологий сварки;
- изучить технологический процесс сварки;
- изучить физические особенности образования сварного соединения при лазерной сварке;
- рассчитать путем разностного подхода показатели экономической эффективности производства путем сравнения затрат на эксплуатацию роботизированного технологического комплекса сварки кузовных деталей в зависимости от технологии сварки.
Основными теоретическими и методологическими источниками при написании данной работы служили специальная литература, посвященная лазерной сварке, технические справочники, производственные отчеты предприятия и другие информационные источники.
Цель дипломного проекта заключалась в разработке оптимального варианта роботизированного технологического комплекса на основе проработки технической и справочной литературы, информационных и интернет источников, и в расчете показателей экономической эффективности лазерной сварки боковин кузова автомобиля «Ford EcoSport».
Проводился анализ и сравнение технологий сварки кузовных деталей роботизированным технологическим комплексом на ООО «Форд Соллерс Холдинг».
РТК представляет собой комплекс оборудования для эффективного и качественного выполнения технологической операции сварки кузовных деталей при серийном производстве. РТК разработан для работы в требовательных цеховых условиях.
На предприятии ООО «Форд Соллерс Холдинг» используются роботы - манипуляторы марки Comau Smart5 NJ4 170.
Робот Comau Smart5 NJ4 170 сочетает в себе компактные и мощные двигатели, высокоэффективные передачи, детали конструкции, выполненные из легких сплавов. В комплексе это позволяет достигать максимально высокого ускорения и скорости перемещения, что позволяет сократить время рабочего цикла.
Экономический расчет производился в программном продукте «Альт - Инвест. Разностная модель». Сварка кузовных деталей пневматическими клещами оказалась дороже на 10458,2 тысяч руб. Расчет производился на основе сравнения затрат на эксплуатацию сварочного оборудования обоих вариантов. Затраты на эксплуатацию при сварке лазером оказались ниже. Экономия затрат составляет 3217,9 тысяч рублей в год. Разница в затратах на изготовление окупится через 2,5 года.
