电子排钻调机时间研究

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1、绪论

1.1 研究背景

家具制造是一个历史悠久且前景广阔的行业，在我国，家具企业数不胜数，在近代也兴起了以可拆为主的板式家具。板式家具中各部件之间已无法采用古代的“榫卯连接”，这就要求我们去寻找新的连接方式，“32mm系统”就此在实践中诞生，并已成为世界板式家具通用的体系，现代板式家具结构设计都被要求按“32mm系统”执行。什么是“32mm系统”“32mm系统”是以32mm为模数的，制有标准“接口”的家具结构与制造体系。这个制造体系的标准化部件为基本单元，可以组装为采用圆榫胶接的固定式家具，或使用各类现代五金件连接的拆装式家具。“32mm系统”需要零部件上的孔间距为32mm的整数倍，即应使其“接口”都为32mm的整数倍，接口处都在32mm方格网点上，至少应保持平面坐标系中有一致方向满足要求，从而保证实现模块化并可用排钻一次打出，这样可提高效率并确保打眼的精度。“32mm系统”的标准与规范:“32mm系统”以旁板为核心。而32位系统的利用必须通过排钻来实现，于此对排钻的研究分析也显的很有必要,对于很多板式家具企业来说，他们对排钻设备的了解不够透彻，不清楚设备的具体性能与调试方式他们缺乏一种合理的、较为经济的“排钻钻孔模式”，来指导排钻作业，致使现在的板式家具企业在钻孔这个步骤的生产效率低下，机器的产能达不到设计标准，严重制约了企业经济效益的提高。

1.2研究目的及意义

在对板件排孔的过程中我们知道排钻的调机时间在板件排孔中占有很大一部分时间，特别是在中小批量的生产中，有时可能达到20%多，特别是对一些小批量生产订制家具的一些小企业而言。而中国作为第一大家具出口国，面对08年经融危机过后全球经济的不景气；面对国内日益增长的生产成本，中国家具工业面临着巨大的竞争压力。在保障产品质量的前提下，如何通过规范提高劳动生产率、设备利用率，降低生产成本，提高市场竞争力已经越来越显的重要。目前对于很多板式家具企业而言，他们对排钻设备的了解不够透彻，不清楚企业排钻设备的具体性能与调试方式；虽然排钻工人对设备的了解比较清楚，但是工人没

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有义务，也不会主动给设计师提意见，并且由于工人通常只负责某类产品的排钻加工，对于工厂所有产品的了解不够全面，可能导致理解有误，甚至他们自己也不能确定最科学的钻孔模式，对排钻调机时间研究显的必要。

家具企业的工资形式大体上可分为两种: 一种是计时工资 ,一种是计件工 资 ,计时工资是以工作的小时数( 天数）来衡量工资的多少;计件工资是以完成工作的数量(件数 )作为计算工资的标准。现因计时工资太过呆板不利调动工人的工作积极性随着生产的标准化和机械的自动化而在家具厂中利用的越来越小所以现今基本采用的是记件工资,它的优点在于把员工工资与产量结合起来,能更好的调动其工作积极性。不足之处在于会相应增加更多的品质管理投入,不宜在品质不稳定的工序使用 。计件工资应该单价合理 ,否则会挫伤员工工作积极性。所以通过对排钻机时间的研究来确定标准工时显的很有必要。总结：对排钻调机时间的研究，其重要性表现在以下几个方面：

1.减少调机过程中操作的随意性，提高作业的生产效率； 2.为平衡人机工作量提供可参考依据；

3.为合理安排生产日程和预排生产计划提供依据

4.为家具企业信息化管理和计件工资的核定提供基础数据，从而为家具生产的标准工时的制定提供指导方法

5.通过对电子排钻调机时间的有关研究实验提出相应的改进方法进而来提高工作效率。

1.3研究的理论基础

“工业工程是对于由人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改良和设置的一门科学，它综合运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技能，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所获得的结果进行确定、预测和评价。”这是最具权威的美国工业工程师学会（American Institute of Industrial Engineer，AIIE）于 1995 年正式提出的。工业工程是一门在提高工作效率、降低成本、保证质量的实践中产生的一门技术，其的核心内容是降低成本、提高质量和生产率。

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2、 研究对象、内容与方法

2.1三排钻

在这里由于实习单位条件的限制，本论文主要针对三排钻。三排钻为水平方向一排，垂直方向二排构成（垂直方向可添加，一般购时带一排座架），但通过在工厂的长期观察中发现三排钻垂直方向的排钻一般只利用二排（共三排）。这种类型的排钻定位灵活，操作方便，适合于加工孔位单一，孔数较少的板式家具零部件，是板式家具生产中常见的钻孔设备以中心钻头为基准，根据板件孔位的分布，由中心向两侧安排钻头，同时根据孔位距离板件边缘的距离来确定靠山（挡块）的位置，由于三排钻有4个定位靠山（挡块），所以在板件存在对称孔位时可以少安装钻头，通过多设置靠山（挡块）的方法同样能够将板件上的孔全部加工完成。

三排多轴木工钻床MZ73213B（大胜德木工机械 ）

所示是大胜德三排钻MZ73213B，其水平钻座一排，钻头为 21个；垂直钻座

两排，每排由两个独立的钻座组成，每个独立的钻座上装有 11个钻头。可以加工工件宽度为150—1800mm，长度为250—2500厚度为10—45mm。

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排钻的作业指导书 1.作业准备

将机台和作业场所清理干净 检查气压是否为6-7Pa

检查皮带是否有破损，松紧是否合适 试机，检查排钻运转是否正常 准备好材料和辅料（垫板，纸皮等） 2.作业程序

根据图纸要求选择合适的钻头并安装好，同时确定钻孔深度 根据图纸要求调节好排钻钻头位置 启动排钻

每加工一件工件必须做首件自检 作业结束切断电源，把现场清理干净

2.2.板式家具零部件的孔位

此论文主要选用二件常用的板式家具作为研究对像：衣柜和电脑桌。在测试研究排钻调机时间时以每一件板件的调机时间为研究对象，通过多次测量调机时间来分析研究。

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2.2.1整体立面图

说明：材料为三胺板；面板、侧板为25MM板，其它板为15MM板。

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3. 三排钻调机时的分析

3.1 三排钻的调机时间数据表

（注：以下数据均测自东莞丽清家具有限分司）

分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 173 每个孔 用时

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位 114 14.2 择 53 6.6 装 98 12.2 位 77 9.62 工验验 146 18.25 21.6 中南林业科技大学本科毕业论文 电子排钻的调机时间研究

分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 143 每个孔 用时 23.8 位 45 7.5 择 40 6.7

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装 114 19.0 位 57 9.5 工验验 139 23.1 中南林业科技大学本科毕业论文 电子排钻的调机时间研究

分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 138 每个孔 用时

34.5 位 45 11.2 择 28 7 装 58 14.5 位 52 13 工验验 94 23.5 第 13 页

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分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 148 每个孔 用时

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位 58 9.6 择 41 6.8 装 103 17.1 位 59 9.8 工验验 135 22.5 24.6 中南林业科技大学本科毕业论文 电子排钻的调机时间研究

分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 132 每个孔 用时

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位 47 5.9 择 28 7 装 62 15.5 位 54 13.5 工验验 112 28 33

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分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 总用时 178 每个孔 用时

17.8 位 95 9.5 择 65 6.5 装 162 16.2 位 75 7.5 工验验 167 16.7 第 16 页

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分类 基本准钻座定钻头选钻头安压板定试件加备 位 47 7.8 择 41 6.8 装 108 18 位 56 9.3 工验验 128 21.3 总用时 138 每个孔 用时

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3.2三排钻的调机时间分析

在三排钻加工过程中，调机时间占用绝大部分加工时间，主要影响调机时间的因素有：板件钻孔数目、钻孔过程中所使用的钻排数量、定位次数。

影响基本调机时间主要因素为钻孔的个数但由表我们可以看出来这影响并不明显，钻孔个数对于基本准备时间影响不大，没有什么规律可循。由观察我们可以的出调机中的基本准备时间主要是调排钻的师傅用在图纸的分析中。通过计算可的出基本调机时间T=150S。

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钻座定位分析：

由以上二图我们可以看出来钻座定位只与所用的钻排数量有关，与孔的数量无直接关系。在工厂实际观测的一个周期内发现，三排钻从未三排钻座同时工作，只是某一排或者某两排的共用，所以钻座定位时间对三排钻的的整体调机时间无明显的线性或非线性关系，只与使用的钻座数量有关。每个钻座的定位时T=29S

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钻头选择时间分析

由钻头选择表我们可以分析出孔数相同时所用的钻头的选择时间基本相同，所以孔的多少对钻头的选择时间有很大的影响，钻头选择时间随着钻孔数目的增多而上升的趋势，由表2我们可以分析出孔数越多平均每个孔的钻头选择时间就越少，所以平均到单个孔的时间是孔数增多单个孔所用的时间呈下降趋势。通过在车间实验观察可发现因孔数越多工人的动作时间平均到单个孔的数值越少，所以孔数增多平均到单个孔所用时间呈下降趋势但这趋势会显的越来越平缓。通过计算分析可的每个孔的钻头平均选择时间为T=6.7S。

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钻头安装时间分析

由上二表分析可以的出孔数对于钻头安装时间的影响很大，随着孔数的增加呈上升趋势，而且还与钻头的垂直数量与水平数量有关（水平钻头的安装时间比垂直钻头的安装时间长）。分析可的每个孔的钻头选择时间T垂直=14.8S，T总=17.6S

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压板时间分析

通过对压板时间表的分析，发现压板时间跟钻孔数并没有直接的关系而与钻排的数量与板件长度有关，压板时间包括加垫板的时间，通过计算可的出平均压

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板时间为T=55.6S（包括加垫板时间）

试件加工检验时间分析

由试件加工检验表可以看出来钻孔数量对试件加工有很大影响，随着钻孔数量的增加呈上升趋势，由每个孔的试件加工检验表我们可以看出来每个孔的钻孔

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时间是孔数越多单个钻孔时间呈下降趋势但这趋势会越来越平，这是由于钻孔时间与试件检验中的图纸核对时间与孔数的增加不明显，在三排钻中由于一次性钻孔的数量有限我们可以不考虑。经计算可的每个孔的试件加工检验T=21.9S。

4.分析相关结果，提出相关改进方法

在三排钻的调机时间中基本准备时间占20%左右而其中的分析图纸占了大部分时间，所以我们在设计时改进图纸。图纸格式、图形、符号与尺寸必须满足“完整、清晰、简便、正确、合理、统一” 的原则。可在图纸中标注孔的总数及孔的组合，排序等成组加工信息。

按照使用顺序或频率把工具和材料预先准备妥当 ,如钻头定置存放、 钻头成组(按钻头直径、 长度、旋向和常用零件结构需要) ,避免每次重新测定钻头长度。

有些板件的孔位、孔径有许多相同，我们可以把他作为一个序族。在计划期内根据设备特点、零件的结构工艺性和工序批量 ,确定成组加工方法、 加工顺序族。

可以外部准备工作预先全部完成来减小调机时间 ,在内部时间只集中进行只有停机才能进行的工作。基本准备、选钻头属于外部转换。

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结 论

本论文是以板式家具板件上的孔以及三排钻为研究对象，分析了三排钻的调机时间。

具体结论如下所述：

1. 将三排钻调机时间分为基本准备时间、钻座调整时间、钻座定位时间 、钻 头选择时间、钻头安装时间、压板定位、试件加工与检验 。 钻孔个数对于基本准备时间影响不大,平均基本准备时间T=150S。 钻座定位只与所用的钻排数量有关，每个钻座的定位时间T=29S

钻头选择时间随着钻孔数目的增多而呈增加的趋势，但平均到单个孔的时间是孔数增多单个孔位所用的时间呈下降趋势（这是由于工人的动作时间无太大变化平均到每个孔时间就减小）。通过分析计算的出很个孔的选择头时间T=6.7S 孔数对于钻头安装时间的影响很大，随着孔数的增加呈上升趋势，而且还与钻头的垂直数量与水平数量有关。经计算的每个孔的钻头安装时间T垂=14.8,T总=17.6S。

压板时间跟钻孔数目并没有直接的关系与钻排的数量与板件长度有关，当板件中部须钻孔时需要压板。计算可的压板时间T=55.6

钻孔数量对试件加工有很大关影响，随着钻孔数量的增加呈上升趋势，经计算可的每个孔的试件加工检验T=21.9S。

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致 谢

首先要感谢我的指导老师郝景新老师，郝老师从我的论文选题、研究内容的制定到开题报告以及最终论文的完成始终严格指导和监督，我才得以顺利完成大学本科毕业论文的撰写。感谢您提供的许多社会实践的机会，让我能够学有所用。

感谢在校期间家具艺术设计划学院所有授课老师的谆谆教诲和专业上的无私帮助！

感谢丽清家具赵高建、娄玲玲 、刘丽玲、赵霞、熊正武及车间排钻组所有一线工人等。在论文数据采集过程中得到了以上家具企业和相关人士的鼎力相助，才使得论文实践环节得以顺利进行，在此表示深深的感谢！

感谢我的同学和朋友：蒋飞、余海涛、刘斌、文武等人，在论文完成过程中，给予了很大的帮助！

感谢我的家人，特别是我的父母，你们多年来的精神和物质上的支持是我最大的依靠，我的每一点进步都凝聚着你们的心血。

各方支持未能列尽，值此论文完成之际，谨向所有给予过帮助的各位老师和朋友表示最诚挚的谢意！

作者：龙井

日期：2011 年 5月 28日

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参 考 文 献

[1]郝景新.典型板式家具作业岗位工时测定与产能研究.2006硕士毕业论文[D] [2]王爱虎等.方法、标准与作业设计.清华大学出版社[M].2007年

[3]郝景新等.直线封边机工时测定与分析.中国家具[J] .2008（4）:76-79. [4]郝景新等.电子七排钻工时间测定与分析.林业机械与木工设备[J].2010（11） [5] 陈慧敏.板件钻孔模式的优化研究.2010硕士毕业论文[D]

[6]宋魁彦，王逢瑚．板式家具零部件的钻孔工艺与排钻性能分析［J］．家具．2002,2(64-67)．

[7]李军 .家具柔性化生产的研究(博士论文).南京林业大学.2004年 [8]郝景新.美式家具工艺设计(本科论文).南京林业大学.2003年

[9]刘晓红.RTA家具生产管理体制的研究（硕士论文）.南京林业大学.2000年 [10]刘培义.家具配料工段的作业研究（硕士论文）.南京林业大学 2004年 [11]李军.美式家具结构与柔性化生产模块.林产工业..vol.32 NO3 P40

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