Mobiltelefon védőfóliázó készülék konstrukciós- és gyártástervezése

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR GYÁRTÁSTUDOMÁNY ÉS -TECHNOLÓGIA TANSZÉK Mobiltelefon védőfóliázó készülék konstrukciós- és gyártástervezése LEITOL SZILÁRD Konzulens: Miklós Róbert tervezőmérnök Témavezető: Dr. Gyurika István adjunktus Budapest, 2015

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés... 1 2. Irodalomkutatás... 2 2.1. Cégbemutatás... 2 2.2. Csomagolás [1], [2]... 3 2.3. A Munka- és balesetvédelem rendelkező előírásai [3], [4]... 5 2.4. Tiltó- és figyelmeztető jelzések [5],[6]... 8 3. A konstrukciós feladat kibontása... 9 3.1. Készülékek konstrukciós jellemzői... 9 3.2. Megvalósítható készüléktípusok... 10 3.3. Vevői követelmények... 11 3.4. Koncepciókutatás... 11 3.5. A manuális készülék konstrukciós terve... 12 3.5.1. A készülék építőelemei... 12 3.5.2. A készülék összeszerelésének bemutatása... 21 3.5.3. A készülék működtetési leírása... 25 3.6. Az automata készülék konstrukciós terve... 26 3.6.1. A készülék építőelemei... 26 3.6.2. A készülék összeszerelésének bemutatása... 30 3.6.3. A készülék működtetési leírása... 33 3.7. Összehasonlítás és értékelés... 34 4. A gyártástervezési feladat kibontása... 38 4.1. A gyártástervezési folyamat bemutatása... 38 4.1.1. Alaplap (Rajzszám: 02-001) gyártástervezése... 38 4.1.2. Bak (Rajzszám: 02-002) gyártástervezése... 50 4.1.3. Ütköző (Rajzszám: 02-003) gyártástervezése... 60 4.1.4. Határoló (Rajzszám: 02-004) gyártástervezése... 67 4.2. A kiválasztott egység előállításának idő- és költségtényezői... 74 5. A készülék összefoglaló értékelése... 77 6. Felhasznált források... 78 Mellékletek... 79 i

1. BEVEZETÉS TDK munkám témáját egy mobiltelefonokat gyártó vállalatnál felmerült igény ihlette, amelynek megoldásával jelenlegi munkaadómat keresték fel. A Raab CNC Kft. ugyanis az egyedi alkatrészek gyártása mellett igény esetén egyedi konstrukciók kialakítását is vállalja. A készülékkel támogatott fóliázási eljárás elsősorban az állagmegóvás és az egységesített csomagolás kialakításának célját szolgálta a megrendelő részéről. Céljuk volt, hogy a magasabb kategóriát képviselő készülékükben található kamera, valamint a kijelző mechanikus és vizuális sérülésének előfordulását lehetőségeikhez mérten a legnagyobb mértékben csökkentsék. Ezt elsősorban az emberi munkaerő beavatkozásának csökkentésével vagy megszüntetésével látták biztosítottnak, ami által cégünket két megvalósítható konstrukció elkészítésére kérték fel. A szakirodalmi áttekintésként elsősorban az iparban használt készülékre vonatkozó jogi szabályozásoknak és munkavédelmi előírásoknak jártam utána és mutattam be. Munkám első fázisának célja a témához kapcsolható szakirodalom áttekintése után a vevői és felhasználói követelményeknek minden szinten megfelelő készülékek kialakítása volt, melyek közül az egyik egy manuális, míg a másik egy félautomata / automata kivitel. Második fázisban a tervek bemutatása után az egyes koncepciók alkalmazhatósági tartományait, környezet- és munkavédelmi előírások teljesítését, valamint a készülékek gyártásának becsült és további felmerülő költségeit figyelembe véve megtörtént a megrendelő által optimálisnak vélt készülék kiválasztása. Dolgozatomban a kiválasztás után kidolgozásra került a kiválasztott fóliázó minden részletre kiterjedő gyártási terve, valamint a gyártás elemeinek részletes és átfogó költségkalkulációja. Munkámban tehát egy ipari igényből kiinduló konstrukciós- és gyártástervezési folyamatot mutatok be, amelyben figyelembe veszem a vevői és felhasználói igényeket, valamint a jogi és környezetvédelmi szabályozásokat, ügyelve a projekt költségvetésére. 1

2. IRODALOMKUTATÁS A fejezetben bemutatásra kerül a Raab CNC Kft., valamint a konstrukciós- és a gyártástervezéshez kapcsolódó szakirodalmi áttekintés, ill. a készülékek környezet-, egészség- és balesetvédelmi szempontjaira vonatkozó előírások. 2.1. Cégbemutatás A győri telephellyel rendelkező, 2002-ben alapított Revo-Tec Bt. egy dinamikus, rugalmas szolgáltatásairól ismert autóipari beszállító. Három fő tevékenysége közül (tervezés, gyártás és szerviz), a kapacitás növelése érdekében a gyártási szegmensre 2008-ban egy leányvállalatot alapított, hogy az egyre növekvő megrendelői igényeket ki tudja szolgálni. Így alapult meg a Raab CNC Kft. 100% magyar tőke bevonásával, amely a fokozatosság elvét figyelembe véve azóta is folyamatosan évről-évre növekszik. A Raab CNC Kft. elsősorban az egyedi és kisszériás forgácsolt termékek gyártására szakosodott. Elindulása óta folyamatosan bővülő modern gépparkjának segítségével, valamint a magasan kvalifikált szakembergárdájával garantálni tudja a minőségi és rugalmas kiszolgálást megrendelői számára. Az elmúlt évek alatt a géppark 3 gépről 17 gépre, míg az üzemcsarnok 400 [m 2 ] ről 1700 [m 2 ] re bővült. Nagy tapasztalattal rendelkezik a méréstechnika területén is, így a beszállítók felé minőségileg ellenőrzött termékek kerülnek kiszállításra, valamint a saját mérések mellett rendelkezik kapacitással bérmérések vállalására is. Géppark: Hurco VMX50 CNC Megmunkáló központ Deckel CNC Megmunkáló központ Mikron UM900 HS CNC Megmunkáló központ Kondia 4 Achse CNC Megmunkáló központ Deckel DMU 70 Megmunkáló központ TOS Horizontál fúró-marómű MAS WKV100 vízszintes-függőleges műszerfúró Vojus lapcsiszoló Palást- és furatköszörű Huzalzikra-forgácsoló gép Hagyományos és CNC Eszterga gépek Hera 12.10.9 3D Mérőgép 2

2.2. Csomagolás [1], [2] A csomagolás alapvető feladata, hogy a termék használati értékének csökkenése nélkül, újszerű állapotban és a leggazdaságosabb módon kerüljön a gyártótól a felhasználóhoz. A csomagolás fontos költségtényező, ezért a lehetséges csomagolási megoldások közül a leghatékonyabb kiválasztása fontos feladat. A termékek csomagolásának alapvetően négy funkcióját különböztetjük meg, melyek az alábbiak: 1. Védelmi funkció 2. Logisztikai, kezelési funkció 3. Marketing funkció 4. Információt közlő funkció A funkciók közül elsősorban az első és a harmadik, vagyis a védelmi és a marketing szempontok köthetők a TDK munka témájához. Védelmi funkció: A védelmi funkciót két szempont szerint is értelmezhetjük, méghozzá, hogy a terméket kell védeni a környezeti hatásoktól, de sok esetben helytálló az a megközelítés is, hogy a környezetet kell védeni az áru káros hatásaitól. A mobiltelefonok önmagukban nem sorolandóak a környezetre veszélyes termékek közé, ezáltal elsősorban a védőfóliázást a külső behatások elleni védekezés aspektusából vizsgálhatjuk. A külső, tehát a környezetből a termékre érkező hatásokat négy nagy csoportra szokás felosztani, melyek a következők lehetnek: mechanikaiklimatikusbiológiaihumán hatások A felsorolt behatások a TDK munka témájával kapcsolatban elsősorban úgy értelmezendőek, mint tervezés során figyelembe veendő kritériumok. A mechanikai behatásokat szétválaszthatjuk statikus és dinamikus igénybevételekre. Statikusnak tekinthető például a nyomás, míg dinamikusnak az ütközés vagy az ütés. A klimatikus tényezők közül ügyelni kell pl. a légszennyeződések, a páratartalom vagy a légmozgás készülék működésére káros hatásaira. A biológiai hatásokat nem lehet szorosan a témához kapcsolni, ellenben a humán tényezőkkel. A készülékhez kapcsolódó munkapozícióban dolgozó személyzet oldaláról a következő hatások lehetnek azok, melyek a terméket illetve a fóliázó készüléket érhetik és hátrányosan érinthetik: szennyeződések felvitele a kamera-, ill. a fólia felületére fólia elszakítása 3

a készülék nem rendeltetésszerű kezeléséből adódó hibák, amelyek rövidilletve hosszútávon a készülék meghibásodásához, valamint a fóliának a tervezettől eltérő felviteléhez vezethet Mindezen hatásokat figyelembe kell venni már a tervezési fázisban, hogy előfordulásuk megakadályozható vagy mértékük csökkenthető legyen. Megelőzésük elsősorban nyilván a termék problémamentes működése céljából fontos, de marketing célokat is szolgál. Marketing funkció: A problémamentes működésnek és a megjelenésnek rendkívül fontos szerepe van a termék értékesíthetőségében. A nagyobb vállalatok éppen e célból jelentős ráfordításokat eszközölnek az egyes termékeiknél a szerelési fázisok fejlesztésére és biztonságossá tételére, valamint az elkészült termék minőségének megóvására. A külső megjelenés az egyik meghatározó eleme az érzékszervi marketingnek. Ma már a termék tényleges funkcióján túl annak az esztétikai megjelenése is fontos, valamint az, hogy milyen mögöttes értéket közvetít. A csomagolási ráfordításoknak azonban mindig elfogadható arányban kell állniuk a csomagolandó termék értékével. A csomagolás általában a gyártási folyamat befejezésekor kezdődik, és a fogyasztóig tölti be rendeltetését. A csomagolási hulladékot is figyelembe véve, a csomagolóanyag, ill. - eszköz feladatai a megsemmisítéssel érnek véget. A csomagolás célszerűségét a térbeli elosztási láncot képező valamennyi egység a maga sajátos szempontjai, ill. gazdasági érdekei alapján ítéli meg. a csomagolás soha nem lehet öncél, a csomagolási ráfordításnak haszon formájában meg kell térülnie. A ráfordítás és a gazdasági haszon elemzéséhez a csomagolás feladataiból kell kiindulni. A csomagolás, mint az áruvédelem eszköze A termékeknek, elkészülésük pillanatában van a legnagyobb kereskedelmi értékük, amely eladáskor realizálódik. Mennyiségi és/vagy minőségi értékcsökkenést a termék a szállítás, a közbenső tárolás és kezelés, ill. rakodás során szenvedhet. Az előre csomagolt termékeknél a vevő a végső fogyasztásig megkövetelheti a megfelelő áruvédelmet. A csomagolást befolyásoló tényezők: - a hatások, ill. igénybevételek fajtája és nagysága, lehetőleg számszerűen kifejezve; - a termék érzékenységének mértéke az igénybevételekkel szemben; A csomagolástervezés során a csomagolóanyagot és a csomagolás módját a várható igénybevételekkel, továbbá a termék tulajdonságaival kell egybehangolni. 4

2.3. A Munka- és balesetvédelem rendelkező előírásai [3], [4] A munkavédelem a szervezett kereteken belüli munkavégzésre vonatkozó egészségügyi és biztonsági követelmények összességét jelenti, amit törvények, rendeletek, intézményi előírások és szervezeti intézkedések is támogatnak. Elsődleges cél, hogy a személyi védelem biztosítva legyen a munkavégzés közben, valamint hogy humanizálja a munkavégzési körülményeket. Ennek megfelelően a személyi és tárgyi feltételeket úgy kell megteremteni a munka ellátásához, hogy megelőzhetőek legyenek a foglalkozással összefüggő balesetek és megbetegedések. A munkavállalók és a munkáltatók számára egyaránt fontos a munkahelyek megfelelő ergonómiai kialakítása, valamint pl. a zaj csökkentése. Ugyanis ezek a tényezők kihatnak a munkavállaló egészségére, életfeltételeire és a gazdasági eredményekre is. A teljesítmény fokozása csak az egészséges és biztonságos munkakörülmények megteremtésével érhető el. A munka- és balesetvédelem több területen is rendelkezik a munkavállalóknak nyújtandó körülmények milyenségéről. Ilyen többek között a munkahelyek megvilágítása, zajvédelem, rezgésvédelem, a gépek, berendezések, szerszámok biztonságtechnikája vagy a munkahelyeken alkalmazott biztonsági jelzések. Munkahelyek megvilágítása A megvilágítás lehet természetes és mesterséges. A kifogástalan munkavégzéshez optimális megvilágításra van szükség, amelynek mértékét elsősorban a munka jellege határozza meg. Az emberi szem számára a Napból származó természetes fény a legelőnyösebb, ezért törekedni kell a munkahelyek olyan kialakítására, ahol e megvilágítási formát alkalmazhatják. A védőfóliázó készülék alkalmazásánál kifejezetten fontos a megfelelő megvilágítás biztosítása. A munkát végző személynek először alaposan fel kell mérnie, hogy került-e valamilyen szennyeződés a kamera felszínére, majd ha erről meggyőződött, akkor a fóliát, amely egy szalagon érkezik, megfelelő biztonsággal és gyorsasággal kezelnie kell. Ha e tevékenységek elvégzésére nem áll rendelkezésre elegendő fény a számára, a folyamat a kalkulált és felsőbb vezetői szinteken elvárt időnél jóval tovább tarthat. Zajvédelem A hangot, mint rezgést különféle műszerekkel kimutathatjuk, ill. mért paramétereivel objektíven jellemezhetjük. Másrészt a hangok érzékelhetőek is, ami embertől függő, azaz szubjektív. A zajvédelem elsődleges célja a zajjal szennyezett környezetben a szubjektív hangérzet és az ebből eredő károsodások mérséklése, ami megvalósítható a fizikai hang objektív jellemzőinek korlátozásával, vagy az emberi hallószerv közvetlen elszigetelésével. A tartós, intenzív zaj olyan zajártalomhoz is vezethet, amelynek során a szervezet komplex sérülést szenvedhet. Ezáltal már a tervezés során szem előtt kell tartani ezeket a tényezőket és lehetőleg úgy kell kialakítani a készüléket, hogy az előírásoknak 5

minden szinten megfeleljen, és ne szennyezze se a közvetlen azon munkapozícióban dolgozó, ill. a környékén dolgozók egészségét sem. Elsősorban a mozgó alkatrészek illesztésének- és kenésének megválasztásánál jelent ez kihívást. Valamint az egyes mozgató berendezések is zajszennyezést bocsájtanak ki működés közben, amik szintje és intenzitása szintén egészségkárosodást, ill. koncentráció csökkenést eredményezhetnek. A gépek, berendezések, szerszámok biztonságtechnikája A termelési folyamatban a következő biztonsági és egészségügyi követelményeket kell betartani: Munkaeszközt csak a rendeltetésének megfelelő célra és körülmények között szabad használni. A munkáltatónak gondoskodni kell arról, hogy a veszélyes munkaeszközt csak a kezelője használhassa A munkaeszközöket úgy kell elhelyezni, használni, hogy a mozgó elemek között elegendő hely álljon rendelkezésre A munkaeszközt jól látható azonosító és megfelelő jelzésű kezelőelemmel kell ellátni. A kezelőelemmel valósítható meg a biztonságos működtetés, valamint a leállítás. Leeső vagy kirepülő tárgyak veszélyével járó munkaeszközt megfelelő védőfelszereléssel kell ellátni. Ha szükséges, rögzíteni és stabilizálni kell a tárgyakat. A munkaeszközök körüli veszélyes teret el kell határolni. A munkavállalók érdekében egyértelmű és könnyen felismerhető figyelmeztetéseket és jelzéseket kell alkalmazni. Karbantartást csak a munkaeszköz leállított állapotában szabad végezni. A mobil munkaeszközöket úgy kell kialakítani, hogy a rajtuk elhelyezkedő dolgozókat fenyegető kockázat a legkisebb legyen. A gépeket és tartozékaikat úgy kell megtervezni és gyártani, hogy ne álljon fenn az akaratlan borulás, leesés vagy elmozdulás veszélye. Kiemelt figyelmet kell fordítani a felhasznált anyagokra, amelyeknek a várható terhelésekkel szemben ellenállóknak kell lenniük. Az egyes gépalkatrészek nem rendelkezhetnek éles élekkel és sarkokkal, melyek balesetveszélyesek. 6

A munkahelyen alkalmazott biztonsági jelzések A biztonsági és egészségvédelmi jelzések olyan információk, amelyek lehetővé teszik a munkavégzők számára a veszélyforrások és veszélyformák felismerését. A biztonsági jelzések elsajátítását és a hozzájuk kapcsolódó kötelezettségeket a munkáltató köteles megkövetelni a munkavállalótól. A biztonsági jelzések fajtái a következők lehetnek: Állandó jelzések: tiltó, figyelmeztető, rendelkező, elsősegély vagy menekülési, tűzvédelmi tájékoztató jel Időszakos jelzések: világító jel, hangjel, kézjel és szóbeli kommunikáció A különféle jelzések adott esetben együtt párhuzamosan is használhatók. A biztonsági színek jelentése: Veszély, tiltás Figyelmeztetés Vigyázat Rendelkezés Felvilágosítás 1. ábra: A biztonsági színjelzések jelentése A biztonsági jelzés felismerésének érdekében kerülni kell: a túl sok biztonsági jel egymáshoz közeli elhelyezését két összetéveszthető világító jel egyidejű alkalmazását két hangjel egyidejű alkalmazását zajos környezetben a hangjelzést 7

2.4. Tiltó- és figyelmeztető jelzések [5],[6] Tiltó jelek A tiltó jelek olyan biztonsági jelek, amely valamilyen veszélyes magatartás tiltására hívja fel a figyelmet. Jogszabály szerint meghatározott geometriával rendelkezik. Alakja kör, amelyen egy fekete piktogram illusztrálja a tiltott cselekvést. Háttere fehér színű és harántsávban, balról jobbra 45 -os szögben a vízszinteshez a piktogramot vörös színű egyenes húzza át. Ilyen jel például az 2. ábrán látható Nedves kézzel tilos jelzés, amely a fóliázó készülék használatakor is érvé- 2. ábra: Nedves kézzel tilos nyes. Manuális kivitel esetén a fólia kezelését nehezíti, valamint ha a felület is nedvessé válik, az meggátolhatja a megfelelő feltapadást a kamera felszínére, ami további problémákat vet fel. Automata készülék esetén elsősorban a villamos berendezések használata miatt tilos a fóliázást végezni. Figyelmeztető jelek A figyelmeztető jel olyan biztonsági jel, amely valamely veszélyforrásra hívja fel a figyelmet. Geometriáját szintén szabályok rögzítik. Háromszög alakú, ahol sárga alapon fekete keretben, fekete piktogram ábrázolja a veszélyforrást. Ebbe a jelcsaládba tartozik például az 3. ábrán látható Mozgó gépelemek jelzés. Ezt a jelet minden olyan készüléknél fel kell tüntetni, ahol az adott berendezéssel dolgozó személy kézsérüléseket szenvedhet. A tervezési fázisban szem előtt kell tartani a mozgó gépelemek burkolattal való ellátását, hogy a dolgozók sérülésveszélyét ezáltal is csökkenthessük. 3. ábra: Mozgó gépelemek 8

3. A KONSTRUKCIÓS FELADAT ISMERTETÉSE Ebben a fejezetben fejtem ki a témavezető által kiírt részletes, a konstrukcióhoz kapcsolódó feladataimat. 3.1. Készülékek konstrukciós jellemzői A gyártáshoz, ill. a szereléshez kapcsolódóan nagyon sokféle készüléket különböztethetünk meg. Vannak például kereskedelmi forgalomban kaphatók, de nagyon gyakran találkozunk olyan kihívásokkal, amelyekre még nem fejlesztettek ki célgépet, vagy ha ki is fejlesztettek már, az nem a megrendelő által elvárt módon működik. Ilyen esetekben konkrétan a felmerült problémára kell tervezni és gyártani egy olyan célkészüléket, amelynél figyelembe veszik a megrendelő igényeit, a feladat környezetét, és amely a megfelelő eredményeket képes produkálni. Ez utóbbi kategóriába tartozik a TDK feladatom is. A nagyon színes készülék palettáról elsősorban a feladatomhoz kapcsolódó vagy ahhoz sok pontban hasonlóságot mutató, a cégnél dolgozó többi konstruktőr által tervezett készüléket vizsgáltam meg. A feladat megvalósításában nagy segítségemre volt továbbá az a szakmai gyakorlattal kitöltött szemeszter, melyet Németországban tölthettem. Augsburgban egy, a győri munkahelyemhez mind felépítésben mind feladatkörökben nagymértékben hasonlító cégnél ismerhettem meg a készüléktervezés egy nagyon széles palettáját. Általános konstrukciós jellemzők: A készülékek vizsgálatakor arról győződtem meg, hogy a lehető legegyszerűbb geometriai kialakításokra kell törekedni, amellyel az adott feladat maradéktalanul elvégezhető. Második nagyon fontos kritérium, hogy a készülék működése könnyen átlátható és tanulható legyen. Ezáltal csökkenthető a kezelő személyzet betanulásának ideje, valamint a kevesebb hibázási lehetőség miatt, csökken a selejtek aránya is. Lényeges szempont továbbá, hogy bár a készülék masszív és merev legyen a pontos pozícionálás és működés miatt, de a dolgozó számára fizikailag ne jelentsen túlzott megterhelést a működtetés. Törekedni kell a lehető legkisebb méretű geometriai kialakítás megvalósítására az adott készülék mobilitási fokának növelése és a helykihasználás optimalizálása végett. 9

A védőfóliázó készülékek specifikusabb követelményei: Megfelelő anyagválasztás az egyes funkciók megvalósításhoz a termék sérülésveszélyének elkerülése érdekében. Mivel a megrendelt készüléket a végszerelésben fogják használni, ez azt jelenti, hogy addigra már minden alkatrész beszerelésre fog kerülni. Az egyes komponensek a mai finomelektronikai műszerekben, ahova egy mobiltelefon is tartozik, kisméretűek és sérülésre hajlamosak. Nagyon fontos szempont tehát, hogy a készülék azon felületeinek kialakításánál, ahol a mobiltelefonnal kapcsolatba kerül, olyan anyagokat alkalmazzunk, amely lehetővé teszi, hogy se karcolás, se egyéb súlyosabb sérülés ne keletkezhessen. Mivel cégünk hatásköre a tervezésen és a megvalósításon túl, a garanciális szervízelésig is kiterjed, ügyelni kell a készülék egyes alkotóelemeinek könnyű és gyors cserélhetőségére. 3.2. Megvalósítható készüléktípusok Ugyanúgy, mint a konstrukciós jellegzetességek esetében, megvalósíthatóság szempontjából is nagyon sokféle kritérium szerint csoportosíthatnánk a világban lévő készülékeket, azon igyekeztem itt is a feladatomhoz közel eső szempontokra koncentrálni. A megvalósíthatóságot így a kiszolgálás oldaláról közelítettem meg, amely által beszélhetünk: Manuális: Az ilyen készülékek esetén a funkciók legalább 90%-át emberi beavatkozás segítségével működtetik. Félautomata: Ebben az esetben már az ember tehermentesítése végett, ill. több készülék egy munkaállomáson történő párhuzamos működtetése miatt, az emberi szerep többnyire csak a kiszolgálásra és a felügyeletre korlátozódik. Automata: Az automata készülékek esetében a kiszolgálást és a felügyeletet is különféle berendezésekkel oldják meg, teljesen kiküszöbölve ez által az emberi tevékenységet. 10

3.3. Vevői követelmények A megrendelő egy induló projekt elején kiköti a számára mindenképp szükséges korlátokat a kivitelező felé, melyet a kivitelező cég mérnökei számára tiszteletben kell tartani. A megrendelés írásos dokumentumán túl az esetek többségében egy helyszíni szemle keretén belül is megbeszélésre, ill. rögzítésre kerülnek kritériumok. A készülékhez kapcsolódó kritériumokat az alábbiakban soroltam fel: Gyártandó darabszám az adott típusból: 100.000 [db/év] A cég filozófiájához maximálisan illeszkedő minőség és kialakítás Után gyártott alkatrészek és szervízellátás biztosítása az adott modell életciklusának végéig Befoglaló méret minimalizálása a maximális mobilitás biztosítása érdekében Az egészség-, valamint a környezetvédelmi szempontokra vonatkozó jelenlegi törvényi előírások maximális figyelembevétele és betartása 3.4. Koncepciókutatás 1. táblázat: Becslés a szükséges készülékek számát illetően Idő Manuális 70 [s] Automata 50 [s] Munkanapok száma 260 [nap] Műszakszám 3 [db] Munkaóra 8 [h] Összes munkaidő 6240 [h/év] Összes munkaidő 374400 [s/év] Manuálissal előállítható 5349 [db/év] Automatával előállítható 7488 [db/év] Igény 100000 [db/év] Szükséges készülékek száma Manuálisnál 19 [db] Automatánál 14 [db] A vevői követelmények átvizsgálása során a konzulensemmel közösen azon az állásponton maradtunk, hogy a gyártandó darabszámot figyelembe véve elsősorban a manuális és az automata koncepciókat lenne érdemes előtérbe helyezni. A követelmények mellett figyelembe kell venni, hogy a mobiltelefonok rövid életciklussal rendelkeznek. A mai trendek szerint egy modell élettartamát az egyes gyártók közötti felgyorsult fejlesztési verseny miatt viszonylag rövidre tervezik. Ezáltal a modell specifikus gyártó- és szerelő eszközöknél is mindenképp figyelembe kell venni a rövid megtérülési időszakot. A konkrét modellek elkészítése nélkül csak egy nagyvonalú becslést tudtam tenni az egyes koncepciók időszükségleteivel kapcsolatban. Így a szükséges végső darabszámokat a tervezési folyamat lezárulta után mindenképp felül kell újra vizsgálni. 11

3.5. A manuális készülék konstrukciós terve A fejezetben kerülnek bemutatásra a manuális koncepció kialakításának lépései, valamint a végső kialakításhoz tervezett egyedi- és a kereskedelmi forgalomban beszerezhető szükséges építőelemek. 3.5.1. A KÉSZÜLÉK ÉPÍTŐELEMEI A készülék felépítése az egyedi tervezésű alkatrészek és a kereskedelmi forgalomban kapható elemek segítségével valósult meg. Ebben az alfejezetben elsősorban az egyedi alkatrészeket mutatom be. Az általános kereskedelmi tételeket csak egy későbbi fejezetben foglaltam össze, ahol az egyes készülékkoncepciók értékelése történt. A manuális készülék egyedi gépalkatrészei: 1. Alaplap (01-001) Az alaplap befoglaló méretei a 4. ábrán láthatók, gyártási rajza pedig az 1. mellékletben található. 2. Oszlop (01-002) 4. ábra: Alaplap Az oszlopok az alaplapon foglalnak helyet, ahol feladatuk az oldalsó takarólemezek rögzítése. A gyártási rajza a 2. mellékletben található. 5. ábra: Bak 12

3. Hátlap (01-003) A hátlap tartja a két oldalsó burkoló lemezt. Gyártási rajzát a 3. mellékletben találja. 6. ábra: Hátlap 4. Elülső burkolat (01-004) Az elülső burkolat a két oszlopra támaszkodik fel. Balesetvédelmi és esztétikai funkciót lát el. Gyártási rajza a 4. mellékletben található. 7. ábra: Elülső burkolat 5. Oldalsó lemez (01-005) Az oldalsó lemezből két különböző készül. Az egyik oldalra az 8. képen látható, míg a másikra egy azonos befoglaló méretekkel rendelkező furat nélküli. Gyártási rajza az 5. mellékletben található. 8. ábra: Oldalsó lemez 13

6. Magasító (01-006) A két magasító a vákuumrendszer kialakításánál kerül felhasználásra. Gyártási rajza a 6. mellékletben található 9. ábra: Magasító 7. Magasító (01-007) Műhelyrajza a 7. mellékletben található. 10. ábra: Magasító 8. Alaplap (02-001) Ezen az alaplapon mozog a telefontartó kocsi. Gyártási rajza a 8. mellékletben található. 11. ábra: Alaplap 14

9. Bak (02-002) Feladata a billenő fedél megtartása. Két darab készül belőle, egyik az ábrán látható formában, míg a másik tükörképként. Gyártási rajza a 9. mellékletben található. 12. ábra: Bak 10. Ütköző (02-003) Az ütköző feladata a telefontartó kocsi sínről való lefutásának meggátolása. Gyártási rajza a 10. mellékletben található. 13. ábra: Ütköző 15

11. Határoló (02-004) Gyártási rajza a 11. mellékletben található. 14. ábra: Határoló 12. Asztallap (03-001) Az asztallap mozog az alaplapra szerelt síneken és hordozza a Fészek nevű alkatrészt, amelyben a mobiltelefon foglal helyet majd. Gyártási rajza a 12. mellékletben található. 15. ábra: Asztallap 13. Fészek (03-002) Az alkatrész anyaga POM, hogy a hordozott telefon felületét ne sértse fel. Gyártási dokumentációja a 13. mellékletben található. 16. ábra: Fészek 16

14. Alsó csúszó lap (03-003) A billenő fedél alsó megtámasztására szolgáló alkatrész. Gyártási rajza a 14. mellékletben található. 17. ábra: Alsó csúszó lap 15. Tartó (03-004) A kocsi elejére csavarozott alkatrész, amely a kihúzáshoz szükséges fogantyút tartja. Műhelyrajza a 15. mellékletben található. 18. ábra: Tartó 16. Alaplap (04-001) A fedél alaplapján foglal helyet többek között a szívóbetét, amelyre majd a védőfóliát helyezzük. Gyártási rajza a 16. mellékletben található. 19. ábra: Alaplap 17

17. Felső csúszó lap (04-002) A felső feltámaszkodási pontot adó, valamint a fóliát a készülékre vasaló tengelyt tartó alkatrész. Gyártási dokumentációja a 17. mellékletben található. 20. ábra: Felső csúszó lap 18. Vezető oszlop (04-003) Gyártási rajza a 18. mellékletben található 21. ábra: Vezető oszlop 19. Mágnes tartó (04-004) A billenő asztal alsó pozícióban történő rögzítését segíti a mágnes. Műhelyrajza a 19. mellékletben található. 22. ábra: Mágnes tartó 18

20. Tájoló lap (04-005) Feladata a védőfólia pozícionálása Gyártási rajza a 20. mellékletben található. 23. ábra: Tájoló lap 21. Szívóbetét (04-006) A védőfóliát erre a betétre kell felhelyezni a billenő fedél nyitott állapotában, majd a vákuumot bekapcsolni Gyártási dokumentációja a 21. mellékletben található. 24. ábra: Szívóbetét 22. Tengely (04-007) A hordozó kocsi kihúzásakor a védőfólia levasalását segítő henger tengelye. Műhelyrajza a 22. mellékletben található. 25. ábra: Tengely 19

23. Tengely (04-008) A billenő asztal e tengely mentén nyitható és zárható. Gyártási rajza a 23. mellékletben található. 26. ábra: Tengely 24. Persely (04-009) Részletes gyártási rajza a 24. mellékletben található. 27. ábra: Persely 20

3.5.2. A KÉSZÜLÉK ÖSSZESZERELÉSÉNEK BEMUTATÁSA A készülék összeszerelését az egyes részegységek robbantott ábrájának segítségével mutatom be. 01. Készülék test Első lépésben az alaplapra erősítjük a készülék 4 lábát, majd a hátlapot és a 2 oszlopot. Ha mindezek elkészültek, felfogathatóak az oldalsó takaró lemezek. Végül felszerelhetjük a pneumatikus rendszer elemeit, amelyek a vákuum előállításához szükségesek. A hátsó kivezetésekhez a pneumatikus csöveket csak a készülék teljes öszszeszerelése után célszerű méretre vágni és felszerelni. 28. ábra: Az 1-es részegység robbantott rajza 21

02. Asztal Első lépésben a Bak nevű alkatrészbe beszerelésre kerül egy siklócsapágy és a Határoló nevű elem. Ha mindezekkel végeztünk, felszerelhetők az Alaplapra. Második lépésként a vezető sínek szerelhetőek fel. Pozícionálásukhoz a mart hornyok szolgálnak. Rögzítésük még nem történik véglegesre, mert a rajtuk mozgó elem felhelyezésekor lehet csak a párhuzamosságot megfelelően beállítani. Nagyon fontos, hogy kellő párhuzamosságot érjünk el a felszerelésük során, mivel különben a síneken mozgó egység megfeszülhet és a készülék tönkremenetelét okozhatja. Ha a sínek állíthatóan felszerelésre kerültek, felhelyezhető az Ütköző nevű elem is. 29. ábra: A 2-es részegység robbantott rajza 22

03. Telefontartó kocsi Először az Asztallap szélére fel kell helyezni a csúszó lapokat, mert ebben az állapotában még hozzáférhető a kellő szerszámokkal. Ezek után az Asztallap nevű alkatrészbe alulról behelyezünk 2 csapot, úgy hogy az ne menjen át a lapon. A tájoló csapok segítségével pozícionáljuk az Asztallapot és a síneken található papucsokra rögzítjük. Ha végeztünk a rögzítéssel, a sínen finoman tolva, beállíthatjuk a párhuzamosságot és rögzíthetőek a sín lefogató csavarjai. A megfelelő beállítás után az Asztallap felső felületére felrögzíthető a Fészek, valamint a 2 Tartó. 30. ábra: A 3-as részegység robbantott rajza 23

04. Billenő asztal 31. ábra: A 4-es részegység robbantott rajza Az Alaplapra felhelyezésre kerülnek az alábbi elemek: Felső csúszó lapok Vezető oszlopok Mágnes tartók Szívóbetét Tájoló lap Tengely (04-007) Ha minden elemet rögzítettünk, csak az egyik oldalra behelyezzük a Tengely (04-008) elemet. Majd miután a tengely segítségével pozícionáltuk a 4-es részegységet az 2-es egységen található Bak nevű alkatrész siklócsapágyának segítségével, az Alaplap másik oldalára is behelyezhetjük a Tengely nevű alkatrészt. 24

3.5.3. A KÉSZÜLÉK MŰKÖDTETÉSI LEÍRÁSA A készülék összeszerelésének bemutatása után ismertetem a készülék működtetésének lépéseit. A műveletek elvégzése során kellő odafigyeléssel és óvatossággal kell eljárni, hogy se a készülék, se a termék ne szenvedjen fizikai sérüléseket, valamint, hogy megfelelő minőségű legyen a védőfóliázás. A működtetés bemutatása: 1. A mobiltelefon kivétele a beérkező palettáról 2. A telefon behelyezése a Fészekbe, megfelelő pozícióba 3. A 4-es részegység (Billenő fedél) felnyitása 4. A védőfólia eltávolítása a szalagról az eltávolítást segítő fül segítségével 5. Az eltávolított védőfóliát a vákuummegfogóra helyezni, úgy hogy az eltávolításhoz használható fül a vákuummegfogó lapolt részéhez kerüljön 6. A készüléktest oldalán található kapcsoló segítségével a vákuum bekapcsolása 7. A telefontartó kocsit ütközésig betolni 8. A billenő asztalt lecsukni 9. A vákuumot a kapcsoló segítségével lekapcsolni 10. A tálcát megfelelő sebességgel kihúzni a levegőbuborékok kialakulásának megakadályozása miatt 11. A fóliázott készüléket a Fészekből eltávolítani és a kész termékek palettájára helyezni 25

3.6. Az automata készülék konstrukciós terve A fejezetben bemutatásra kerülnek az automata koncepció egyedi- és a kereskedelmi forgalomban beszerezhető építőelemei, a készülék összeszerelése, valamint a működése. 3.6.1. A KÉSZÜLÉK ÉPÍTŐELEMEI Az automatizált készülék kialakításához számos alkatrészt át tudtam emelni a manuális koncepcióból, csak a befoglaló méreteken kellett változtatni, illetve néhány helyen pár újabb felfogatási furatot kellett elhelyeznem. Ezen okok miatt csak a nagyon megváltoztatott, illetve a másik készüléken nem szereplő alkatrészeket mutatom be részletesen. Az automata készülék egyedi építőelemei: 1. Oszlop (02-004) 32. ábra: Oszlop Az oszlop hornyában tengelyek foglalnak helyet, amelyek feladata, hogy a szalagot, amelyen a fóliák érkeznek, megtörjék. A megtörésnél a fólia elválik a szalagról és a vákuumfej ezután már képes felvenni. 2. Motortartó (02-005) A motortartó oszlop a szalag meghajtásához használt motort tartja. 33. ábra: Motortartó 26

3. Oszlop (02-006) Az oszlop a szalag hajtásmechanizmusához tartozó másik elem a Motortartón kívül. 34. ábra: Oszlop 4. Alaplap (04-001) Ezen az egységen kapnak helyet többek között a szíjhajtás elemei, valamint a vákuumfej függőleges mozgatását biztosító Hordozó és lineáris motor. 35. ábra: Alaplap 27

5. Hordozó (04-002) Ez az elem biztosítja a szíjhajtás által a vákuumfej vízszintes mozgatását. 36. ábra: Hordozó 6. Motortartó (04-003) A szíjhajtáshoz tartozó DC motort tartó gépelem. 37. ábra: Motortartó 7. Szíjfeszítő (04-004) A 38. ábrán látható elem segítségével állíthatjuk be a szíj megfelelő feszességét. 38. ábra: Szíjfeszítő 28

8. Tengely (04-005) A szíjfeszítő egységnél alkalmazott szíjtárcsa tengelye. 39. ábra: Tengely 9. Fedél (04-006) A vákuumfej lezárását szolgáló építőelem. 40. ábra: Fedél 29

3.6.2. A KÉSZÜLÉK ÖSSZESZERELÉSÉNEK BEMUTATÁSA A készülék összeszerelése során csak a 4-es részegységet mutatom be részletesen, mert a másik 3 egységben nem történt érdemleges változás a manuális készülék szereléséhez képest. Első lépésben az Alaplapba 2 pozícionáló csapot kell behelyezni, hogy segítsék a sínpár felhelyezését. Ezek után a sínt lazán rögzítjük, hogy a későbbiek során még változtatható legyen a pozíciója. Második lépésként a szívóbetétre rá kell szerelni a fedelét, valamint ezt az összeszerelt egységet egy kúpos szorító segítségével fel kell erősíteni a függőleges mozgást biztosító lineáris motorra. Ezek után a lineáris motort fel kell szerelni a hordozó elemre, mert ekkor még jobban hozzáférhető a megfelelő szerszámokkal. Ha a függőleges egység elkészült, áttérhetünk a vízszintes mozgás kialakítására. Ehhez első körben a Hordozó nevű alkatrészt fel kell erősíteni a papucsokra, majd finoman mozgatva és beállítva a sínek lerögzíthetőek. A vízszintes mozgást egy szíjhajtással oldottam meg, amelyhez rögzítenünk kell a Motortartó elemet. Erre 6 db M3-as belső kulcsnyílású csavar segítségével felerősíthetjük a motort. A motor kihajtó tengelyén egy kúpos szorítópatron felhasználásával rögzítjük a szíjtárcsát. A szíjhajtáshoz szükséges másik elemet az alaplapra való felszerelés előtt összeállítjuk. Az U profilba behelyezzük a 2 siklócsapágyat, majd a szíjtárcsát a megfelelő pozícióban tartva behelyezzük az egyik végén rögzítő gyűrűvel szerelt tengelyt. A másik végét anyával rögzítjük. Az összeállított feszítő elemet két csavar segítségével lazán rögzítjük az alaplapon a későbbi megfelelő beállítás miatt. A szíjat átvetve a két szíjtárcsán, a hordozó elemhez rögzítjük, majd a kellő feszesség beállításához a feszítő elemet a horonyban elmozdítjuk, majd a megfelelő pozícióban lerögzítjük. A 4-es részegység szerelését bemutató robbantott rajz a 41. ábrán látható. 30

A felhasznált kereskedelmi tételek: 1. DC mikromotor (Faulhaber 3257G012CR) Részletes leírása a 25. mellékletben található. 2. Szíjtárcsa (Mädler 16222500) Műszaki paraméterei a 26. mellékletben olvashatóak. 3. Siklócsapágy (Mädler 62380800) Leírása a 27. mellékletben található. 4. Szíj rögzítő (Mädler 16269900) Bemutatása a 28. mellékletben olvasható. 5. Lineáris DC-szervomotor (Faulhaber LM 1247-020-11) Paraméterei a 29. mellékletben találhatóak. 6. Lineáris vezeték (Hiwin MGN07C) Részletes adatok a 30. mellékletben találhatók. 7. Szorítópatron (Mädler 61540500) Adatai a 31. mellékletben találhatóak. 41. ábra: A 4-es egység robbantott ábrája 31

42. ábra: Az automata készülék összeállítva A 42. ábrán az automata készülék koncepciójának összeállítási rajza látható. Mivel ez csak egy lehetséges megvalósítás, az egyes alkatrészek nem kerültek teljes részletességgel kidolgozásra. Működésének részletes leírása a következő oldalon olvasható. 32

3.6.3. A KÉSZÜLÉK MŰKÖDTETÉSI LEÍRÁSA Az automatizált készülék irányítása PLC segítségével történik, melyet a villamosmérnök kollégák programoznak be. A készülék működésének lépései: 1. A mobiltelefon kivétele a beérkező palettáról 2. A telefon behelyezése a Fészekbe, megfelelő pozícióba 3. A telefontartó kocsit a vízszintesen elhelyezkedő lineáris motor a megfelelő pozícióig betolja 4. Amint a szenzor érzékeli, hogy a kocsi a megfelelő pozícióban megállt, a szíjhajtás segítségével elmozdítja a Hordozó elemet a védőfólia felvételének helyére 5. A szalagot csévélő motor meghatározott pozícióig húzza a szalagot 6. A fólia pozícióba kerülésével a függőleges lineáris motor végén található fej a felvételi pozícióba süllyed le és a vákuum bekapcsol 7. A felvett fóliával függőlegesen eltávolodik a felvevő helytől, majd a kamera fölé pozícionál 8. A megfelelő pozícióban lesüllyed, felhelyezi a fóliát és a vákuum kikapcsol 9. A biztonságos távolságba eltávolodott fej aktiválja a vízszintes mozgást biztosító lineáris motort, amely a kocsit kimozgatja a 4-es egység alaplapja alól 10. Az elkészült, fóliázott terméket a fészekből a gépkezelő kiveszi, majd a kész termékek palettájára helyezi át 33

3.7. Összehasonlítás és értékelés A bemutatott változatok közül a kiválasztáshoz szükséges volt, hogy egy összefoglaló táblázatban ismertessem az egyik, illetve másik koncepció megvalósítása során felmerülő költségeket. A gyártási árak nem pontosak, csupán becsült összegek, mivel a pontos értékeket csak a gyártás után lehetne teljes bizonyossággal megmondani. A manuális készülék költségei: 2. táblázat: A manuális készülék becsült gyártási költségei Sorszám Rajzszám Darabszám [db] Darabár [Ft/db] Összeg [Ft] 1 01-001 19 15217 289123 2 01-002 38 8317 316046 3 01-003 19 10617 201723 4 01-004 19 5417 102923 5 01-005 38 6834 259692 6 01-006 19 5617 106723 7 01-007 19 3617 68723 8 02-001 19 24617 467723 9 02-002 38 14517 551646 10 02-003 38 5817 221046 11 02-004 38 3317 126046 12 03-001 19 19017 361323 13 03-002 19 16217 308123 14 03-003 38 11000 418000 15 03-004 38 7934 301492 16 03-005 19 5817 110523 17 04-001 19 27567 523773 18 04-002 38 10917 414846 19 04-003 76 9017 685292 20 04-004 38 6717 255246 21 04-005 19 11517 218823 22 04-006 19 15500 294500 23 04-007 19 9017 171323 24 04-008 38 6617 251446 25 04-009 38 3059 116242 : 7142366 A készülék gyártási költsége tehát az előre kalkulált szükséges darabszám és a becsült gyártási költségek alapján 7.142.366 [Ft]. Ehhez az összeghez jönnek még hozzá a felhasznált kereskedelmi tételek. A kereskedelmi tételek esetében a csavarok és pozícionáló stiftek költségeit nem vettem számításba, mivel ezek raktáron lévő tételek. 34

3. táblázat: A manuális készülék kereskedelmi forgalomban kapható egységei Sorszám Megnevezés Szükséges darabszám [db] Összeg [Ft] 1 Vákuumgenerátor 1 9158 2 3/2-es útszelep 1 29715 3 Csatlakozók 20 24918 4 Hangtompító 1 1525 5 Kapcsoló 1 6910 6 Lineáris vezeték 2 7 Siklócsapágy 2 1178 8 Fogantyú 2 : 1500 74904 A szükséges 19 darab készülék esetén 1.423.176 [Ft] a kereskedelmi tételek összege. A készülék előállítási költsége az egyedi alkatrészek gyártási költségéből, valamint a kereskedelmi tételek költségéből tevődik össze. Ezek alapján a manuális készülékre kalkulált ár 8.565.542 [Ft]. Az automatizált készülék költségei: 4. táblázat: Az automata készülék egyedi gépelemeinek becsült költsége Sorszám Rajzszám Darabszám [db] Darabár [Ft/db] Összeg [Ft] 1 01-001 14 18875 264250 2 01-002 28 8317 232876 3 01-003 14 11550 161700 4 01-004 14 6500 91000 5 01-005 28 7917 221676 6 01-006 14 5617 78638 7 01-007 14 3617 50638 8 02-001 14 28542 399588 9 02-002 56 11834 662704 10 02-003 28 5817 162876 11 02-004 28 10317 288876 12 02-005 14 9584 134176 13 02-006 14 8500 119000 14 02-007 56 5334 298704 15 03-001 14 17167 240338 16 03-002 14 16217 227038 17 03-003 14 5817 81438 18 04-001 14 27084 379176 19 04-002 14 24834 347676 20 04-003 14 7167 100338 21 04-004 14 10150 142100 22 04-005 14 6717 94038 23 04-006 14 13550 189700 24 04-007 14 15500 217000 : 5185544 Az automatizált koncepció gyártási költsége tehát az előre kalkulált szükséges darabszám és a becsült gyártási költségek alapján 5.185.544 [Ft]. 35

5. táblázat: Az automata készülékhez szükséges kereskedelmi tételek Sorszám Megnevezés Szükséges darabszám [db] Összeg [Ft] 1 Vákuumgenerátor 1 9158 2 3/2-es útszelep 1 29715 3 Csatlakozók 10 10884 4 Hangtompító 1 1525 5 Kapcsoló 1 6910 6 Csatlakozók 10 14034 7 DC mikromotor ( Faulhaber 3257G012CR) 1 8 Vezérlés 1 9 DC-Gearmotor (Faulhaber 1512U003SR) 1 10 Vezérlés 1 11 Lineáris DC-szervomotor (Faulhaber LM 1247-020-11) 1 12 Vezérlés 1 13 Lineáris DC-szervomotor (Faulhaber LM 2070-160-12) 1 14 Vezérlés 1 15 Szíjtárcsa (Mädler 16222500) 2 3565 16 Szíj (Mädler 16260000) 1 2700 17 Szíj rögzítő (Mädler 16269900) 1 2630 18 Tengelykapcsoló (Mädler 61540500) 2 8792 19 Lineáris vezeték (Hiwin MGN09C) 2 20 Lineáris vezeték (Hiwin MGN07C) 2 21 Siklócsapágyak (Mädler 62380800) 4 744 : 90657 A kereskedelmi tételek kalkulált ára a 14 darab készülék esetén 1.269.198 [Ft]. Az automata készülék kalkulált ára mozgató berendezések és a hozzájuk tartozó vezérlések nélkül 6.454.742 [Ft]. 36

A koncepciók összehasonlítása és a gyártandó kiválasztása Gazdasági szempontok szerint: Az automata készülék több, magas bekerülési árral rendelkező termékére nem sikerült árajánlatot szereznem a forgalmazóktól, de ha a két koncepció árkülönbségéből kiszámítjuk, hogy maximálisan mennyit fordíthatnánk a hiányzó tételek beszerzésére, akkor a következő összeg adódik. K = K manuális K automata = 8.565.542 6.454.742 = 2.110.800 [Ft] A két koncepció akkor lenne azonos beruházási költségű, ha K 14 = 2.110.800 = 150.771,42 [Ft] ért 14 beszerezhető lenne a 2 DC, ill. a 2 lineáris motor, valamint a hozzájuk tartozó vezérlések. Ezek a tételek véleményem szerint csak magasabb költségen szerezhetőek be, így megállapítható, hogy az automata kialakítás az adott darabszám esetén költségesebb megoldás. Működtetési szempontok szerint A kezelés szempontjából a manuális készüléknél a kezelő személyzetnek több feladata van, ezáltal nagyobb a hiba előfordulási valószínűsége is. Az automata készüléknél a kezelő feladata az indító gomb megnyomásán kívül még a szalagcsere. Meghibásodás szempontjából Mivel a manuális készülék egy szinte tisztán mechanikus szerkezet, kevésbé érzékeny a meghibásodásra, valamint a fellépő hibákat várhatóan gyorsabban, akár a kezelő személyzet is orvosolhatja. Az automata készülék esetén a mikro mechanika és a bonyolultabb vezérlés miatt a hiba kijavítása szakembert igényel, ami időigényesebb lehet. Ezen szempontok alapján a választás a manuális készülékre esett, emiatt a részletes gyártástervezést arra a koncepcióra vonatkozóan ismertetem. 37

4. A GYÁRTÁSTERVEZÉSI FELADAT KIBONTÁSA A kiválasztott manuális készülék részletes gyártástervét dokumentáltam ebben a fejezetben. A gyártástervezést első fázisban a koncepciókutatásnál megbecsült darabszámú készülékre végeztem el, mivel a prototípus legyártása nélkül nem tudjuk, hogy pontosan mennyi ideig fog tartani egy mobiltelefon fóliázása. A számításokat azonban olyan formában készítettem el, hogy a darabszám változása ne okozzon nehézségeket az árak és a gyártási határidő újraszámításánál. 4.1. A gyártástervezési folyamat bemutatása Az egyes alkatrészek gyártástervének elkészítése előtt részletesen áttekintettem az adott geometriát, a rajta szereplő méreteket és a hozzájuk kapcsolódó tűréseket. Ezek az információk ugyanis jelentős mértékben befolyásolják, hogy milyen szerszámgépeket és szerszámokat lehet, ill. kell igénybe venni. Részletesen a 2. egység egyedi tervezésű alkatrészeinek gyártását mutatom be, mivel a többi egység alkatrészei nagymértékben hasonlítanak gyártás szempontjából, egyik alkatrésznél sincs szükség speciális, egyedi szerszám megvásárlására és az anyagminőségek is szűk kört fednek le. 4.1.1. ALAPLAP (RAJZSZÁM: 02-001) GYÁRTÁSTERVEZÉSE Technológiai tervezés A technológiai terv elkészítésének első lépése a termék anyagának megismerése volt. Megvizsgáltam, hogy a DIN szabvány milyen szám alá sorolja be az AlMg4,5Mn0,7 alumíniumot, mivel a legtöbb alapanyag kereskedés esetén a DIN kód alapján lehet árajánlatot kérni és nyersanyagot rendelni. Az anyag kémiai összetétele: 6. táblázat: Az AlMg4,5Mn0,7 kémiai összetétele A készülékek alaplapjaiként gyakran alkalmazzák, mivel ez egy precíziós alumínium, amely megfelelő geometriai tűrésekkel vásárolható meg. Felületi érdessége Ra1.6, vastagságára megadott tűrés pedig +0,2-0,0 [mm]. Az alapanyag részletes bemutatása a 32. mellékletben található. 38

A vastagságon kívül tetszőleges méretek rendelhetők az adott anyagból, ezért igyekeztem úgy meghatározni a nyersanyag méretét, hogy a lehető legkisebb táblát rendelhessük, mivel ez csökkenti a nyersanyagra és a gyártásra fordított költségeket egyaránt. Mivel a késztermék 217x205x8 [mm] befoglaló méretekkel rendelkezik, oldalanként ~2 [mm] ráhagyással számolva 220x210x8 [mm] nyersanyaggal terveztem. A nyersanyag árának meghatározása: Alapanyag 7. táblázat: 02-001, az alapanyag árának meghatározása 3.3547 Anyag ára [Ft/kg] 4000 A tábla adatai Szélesség [mm] Hosszúság [mm] Vastagság [mm] Sűrűség [kg/m^3] 220 210 8 2700 Alapanyag tömege [kg] 1 Ár [Ft/db] 4000 Szükséges darabszám [db] 19 Fizetendő [Ft] 76.000 Az alapanyag tulajdonságainak megismerése és bemutatása után a gyártási műveletek tervezését ismertetem. A tervezés előtt konzultáltam a gépkezelővel, akinek a gépére tervezhető volt az alaplap gyártása. Javaslatait figyelembe véve alakítottam ki a technológiát. A technológiát a Hurco VMX50 típusú megmunkáló központra terveztem, mivel ez a szerszámgép megfelelő mozgástartománnyal rendelkezik, valamint képes tartani azokat a tűrésmezőket, amelyek a tervezés során meghatározásra kerültek. 43. ábra: Hurco VMX 50 39

Az alaplap gyártásának befogási terve a 33. Mellékletben található. A befogás tervezésénél segítségemre volt, hogy az adott szerszámgépre fel van szerelve egy készülék az ehhez hasonló nagyobb felületű alkatrészek megmunkálásához. A befogási terv után elkészítettem a műveleti sorrendtervet, amely a 34. mellékletben található. Az alkatrész 4 műveletben kerül kialakításra, melynek műveletelemei a Műveletelem sorrendterv dokumentumban kerülnek részletes bemutatásra. Az Alaplaphoz tartozó Műveletelem sorrendterv a 35. számú melléklet alatt található. A műveletelemek meghatározása után kiválasztottam a szükséges szerszámokat, majd a gépkezelők több éves tapasztalatára és a katalógus ajánlásaira támaszkodva az adott anyaghoz illeszkedően kitöltöttem a szerszámokhoz tartozó technológiai paramétereket. A választott szerszámok, ill. a hozzájuk tartozó technológiai paraméterek a Szerszámlistában találhatók, amely a 36. mellékletben látható. A technológiai tervezés során áttértem a gyártási költségek, ill. a gyártási határidő meghatározására. Erre a célra egy olyan Excel táblázatot alakítottam ki, amely jó átláthatóságával és könnyű változtathatóságával segít az esetlegesen fellépő változó igények gyors újraszámításában. Darabidő meghatározása [7] A darabidő meghatározásához szükségem volt a katalógusban megadott technológiai paraméterekből további forgácsolási értékek kiszámolására. A műveletelemek idejének meghatározásához az előtoláson és a forgácsolási sebességen kívül szükségem volt még a fordulatszám és az előtolási sebesség meghatározására. n = v c 1000 D π ahol: n fordulatszám [ 1 min ] v c vágósebesség [ m min ] D a szerszám átmérője [mm] v f = f n = v c f 1000 π D ahol: v f előtolási sebesség [ mm min ] f fordulatonkénti előtolás [ mm ford ] 40

1. Felfogás Művelet Műveletelem Szerszám Úthossz [mm] Forgácsolási sebesség [m/min] 8. táblázat: 02-001, 2. művelet Fordulatonkénti előtolás [mm/fordulat] Szerszám átmérő [mm] Fordulatszám [ford/min] Előtolási sebesség [mm/min] 2 2.2 T0101 100 80 0,1 5,5 4630 463 12,96 2 2.3 T0202 30 100 0,1 11,5 2768 277 6,50 Idő [s] Az első felfogásban a nyersanyagot ütköztetjük, majd szorítók segítségével rögzítjük a készüléken. A 2.2 műveletelem során megfúrják az Ø5,5 [mm] furatokat, amiken keresztül majd a 2. művelet során a rögzítést valósítják meg. Valamint a 2.3 műveletelem során elkészülnek még ebben a felfogásban a csavarfej számára szükséges süllyesztések. A táblázat egyes oszlopait a korábban meghatározott gyártási paraméterek alapján, valamint a belőlük számítható értékek segítségével töltöttem ki. A legfőbb cél az egyes műveletelemek idejének meghatározása volt, hogy az egyes műveletekre normaidőt számíthassak, amely a költségtényező egyik eleme. Az idő kiszámításához meghatároztam, hogy az egyes szerszámok mekkora utat tesznek meg forgácsolás közben, és mindezt mekkora előtolási sebességgel. Az egyes műveletelemek idejének kiszámítása a következőképp történt: t = s v f 60 [s] ahol: s úthossz [mm] v f előtolási sebesség [ mm min ] 41

2. Felfogás Művelet Műveletelem Szerszám Úthossz [mm] Forgácsolási sebesség [m/min] 9. táblázat: 02-001, 3. művelet Fordulatonkénti előtolás [mm/fordulat] Szerszám átmérő [mm] Fordulatszám [ford/min] Előtolási sebesség [mm/min] 3 3.2 T0303 3376 150 0,5 6 7958 3979 50,91 3 3.3 T0303 768 150 0,3 6 7958 2387 19,30 3 3.4 T0404 200 80 0,1 3,3 7717 772 15,55 3 3.5 T0505 40 35 0,7 4 2785 1950 1,23 3 3.6 T0606 360 60 0,1 2,5 7639 764 28,27 3 3.7 T0707 360 35 0,5 3 3714 1857 11,63 Idő [s] A 2. felfogás során az 1. felfogásban elkészített furatok segítségével rögzítjük a készülékhez a munkadarabot, majd ezek után következhet a kontúrmarás, a többi furat kifúrása, ill. a süllyesztések kialakítása. 3. Felfogás Művelet Műveletelem Szerszám Úthossz [mm] Forgácsolási sebesség [m/min] 10. táblázat: 02-001, 4. művelet Fordulatonkénti előtolás [mm/fordulat] Szerszám átmérő [mm] Fordulatszám [ford/min] Előtolási sebesség [mm/min] 4 4.2 T0808 80 80 0,1 4,5 5659 566 8,48 4 4.3 T0303 48 150 0,4 6 7958 3183 0,90 Idő [s] A 3. felfogás során ismét csavarok segítségével rögzítjük a félkész munkadarabunkat a készülékre, majd elkészítjük az Ø4,5 [mm] csavarfuratokat és a hozzájuk tartozó süllyesztéseket a csavarfejek számára. 42

A gyártás összköltsége nagyon jelentősen függ a gyártásra fordított időtől. Szinte az összes költségtényezőben felfedezhető közvetlen vagy közvetett módon az idő befolyásoló hatása. A gazdaságosság tekintetében tehát fontos szerepe van annak, hogy mennyi idő alatt sikerül a gyártást abszolválni. A darabidő struktúrája a következőképpen épül fel: 44. ábra: A darabidő struktúrája Darabidőnek az egy munkadarabnak a technológia szerinti megmunkálási idejét nevezzük, amely az alapidőből és a pótlékokból tevődik össze. Az alapidő a művelet elvégzéséhez szükséges gépi és kézi tevékenységek időigényét összesíti, amely főidőre és mellékidőre bontható. A főidő alatt a gépi vagy kézi módon közvetlen alakítás történik a darabon. A mellékidő pedig a főidőnek olyan szükséges kísérője, amely nélkül a megmunkálás nem volna megvalósítható. Ez utóbbi kategóriába tartozik a nyersanyag befogása, szerszámcsere valamint az elkészült darab kivétele a szerszámgépből. Ezek a tevékenységek ismét lehetnek gépi vagy kézi úton elvégzett feladatok. A darabidő másik lényeges részét alkotó Pótlékok azoknak a tevékenységeknek az időszükségletét adják, amelyek a munkahely kiszolgálásával vagy a dolgozó ember személyes szükségleteivel kapcsolatosak. [8] A darabidők meghatározására a következő képleteket használtam fel: [9] T m = T f 0,2 T a = T f + T m T p = T a 0,05 T db = T a + T p 43