Автоматизация_заочн / Сервер ДО и учебники / Rabochaja_programmaApp

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнёва»

(СибГАУ)

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИМИ

______________ Е.В. Сугак "_____" ____________ 2010 г.

РА Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А

ДИ С Ц И П Л И Н Ы

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

В МАШИНОСТРОЕНИИ

(наименование дисциплины в соответствии с учебным планом)

Направление подготовки 151000 – Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств

(шифр и наименование направления)

Специальность: 151001.65 - Технология машиностроения

(шифр и наименование специальности)

Специализация:

151001 - Технология машиностроения

Кафедра: Технология машиностроения

Красноярск – 2010

1. Выписка из ГОС ВПО

2. Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины является:

- сформировать у студентов знания о методах и средствах автоматизации производственных процессов в машиностроении, закономерностях построения автоматизированных и автоматических производственных процессов, приобретение систематизированных и практических навыков по освоению системы проектирования высокоэффективных технологических процессов изготовления и сборки изделий в условиях автоматизированных и автоматических производств;

Задачами изучения дисциплины являются:

- овладение современными разработки оптимальных автоматизированных и автоматических производственных процессов, навыками выбора их структуры, а также рациональными средствами автоматизации.

Дисциплина « Автоматизация производственных процессов в машиностроении» является одной из профилирующих и изучается на стадии завершения процесса обучения по специальности 151001 – « Технология машиностроения».

Дисциплина базируется на следующих курсах: «Технологические процессы в машиностроении», «Управление процессами и объектами», «Основы технологии машиностроения», «Технологическая оснастка» и «Технология машиностроения».

3.Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В процессе изучения дисциплины студент должен:

ЗНАТЬ:

- основные цели, задачи перспективы автоматизации машиностроительных производств;

2

-закономерности построения автоматизированных и автоматических производственных процессов;

-методологию системного решения задач автоматизации

-методы и средства автоматизации, области их использования;

УМЕТЬ:

-разрабатывать автоматизированный и автоматический производственный процесс изготовления изделий машиностроения при проектировании новых и реконструкции действующих производств, в том числе формировать задачи автоматизации, выбирать методы и средства автоматизации;

-обосновывать требования к технологическим процессам, к технологичности и экономичности конструкции изделий, к разрабатываемому оборудованию и оснастке, к средствам автоматизации;

-решать принципиальные вопросы, связанные с инструментообеспечением, планированием

иоперативным управлением ходом производственного процесса при заданных исходных данных.

4.Объем дисциплины по видам учебной работы

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

3

5.2. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Введение. Основные тенденции развития механизации и автоматизации про-

цессов в машиностроении.

Общие сведения об автоматизации производства. Основные ступени автоматизации. Повышение уровня автоматизации – закономерность развития производства. Технические преимущества автоматических систем. Особенности автоматизации машиностроительного производства как базы для автоматизации других отраслей народного хозяйства.

Состояние и перспективы развития автоматизации производственных процессов в машиностроении. Основные понятия и определения. Цель и задачи дисциплины.

Раздел 2. Производственный процесс, структура и составляющие производственного

процесса.

Производственный процесс как поток материалов, энергии и информации. Автоматические и автоматизированные процессы и оборудование. Степень автоматизации, автоматизированное производство и безлюдный режим работы. ГАП. Основы построения и структура интегрированных научно-технических комплексов (ИНТК). Построение автоматизированного процесса. Проектирование и обеспечение размерных связей автоматизированного производственного процесса.

Раздел 3. Автоматизация процессов механической обработки.

Станки как элементы автоматизированной станочной системы. Автоматические линии на базе универсальных, агрегатных и специальных станков. Производительность и надежность автоматических линий. Классификация автоматических линий. Роторные автоматические линии. Целевые механизмы автоматических линий.

4

Особенности разработки технологических процессов автоматизированных производств. Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ токарной группы и многоцелевых станков сверлильно-фрезерно-расточной группы.

Гибкие автоматизированные комплексы (ГАК) и производства: гибкие производственные модули (ГПМ), участки, линии, цехи и заводы.

Раздел 4. Построение автоматических и автоматизированных производственных про-

цессов.

Организация информационных и временных связей в автоматизированном производстве. Информационное обеспечение автоматизированного производственного процесса. Структура информационного процесса. Выявление состава информационных задач для реализации производственного процесса.

Расчет временных связей. Виды взаимодействий процессов во времени. Особенности расчета временных связей для условий мелкосерийного производства. Применение средств имитационного моделирования для расчета временных связей. Основные принципы построения имитационных моделей.

Раздел 5. Автоматизация процесса сборки изделий в машиностроении. Гибкие автома-

тические сборочные системы.

Автоматизация процесса сборки в машиностроении. Сущность и этапы автоматизации сборочного процесса. Структурная схема технологического процесса автоматической и автоматизированной сборки. Технологичность конструкции изделия. Особенности методов достижения точности при автоматической сборке.

Выбор рациональной схемы базирования деталей при автоматической сборке. Относительная ориентация деталей в процессе автоматической сборки. Последовательность построения и расчета размерных связей сборочного процесса. Построение автоматизированного производственного процесса сборки изделий.

Методы и средства транспортирования деталей и изделий в условиях автоматизированного сборочного процесса. Робототехнические участки сборки. Гибкие сборочные системы и ячейки.

Основные направления автоматизации сварочного производства. Виды автоматизации технологии сварки. Роботизированные и гибкие автоматизированные сварочные комплексы.

Раздел 6. Загрузочно-транспортные устройства и их расчёт. Построение систем ав-

томатического транспортирования деталей.

Методы и средства транспортирования деталей. Классификация транспортных систем. Самотечный, полусамотечный и принудительный способы транспортирования деталей. Магазинные и бункерные устройства. Питатели. Подъемники. Загрузочные роботы. Гибкие транспортные системы.

Средства автоматизации гибкого производства. Промышленные роботы. Гибкие транспортные системы в автоматизированном и автоматическом производстве.

Раздел 7. Инструментальное обеспечение автоматизированного производства. Выбор стратегии инструментообеспечения в автоматизированном производстве.

Функции системы инструментального обеспечения. Построение рациональной структуры инструментального обеспечения в автоматизированном производстве. Виды инструментальных систем для автоматизированного производства. Определение состава и количества средств, используемых в системе инструментального обеспечения. Организация транспортных операций в системе инструментального обеспечения.

Раздел 8. Автоматизация процесса уборки и транспортирования стружки.

Основные этапы процесса удаления и переработки. Транспортные системы для удаления отходов: орбитные (ленточные, скребковые, коробчатые и др.), шаговые (скребковые, ершовоштанговые), винтовые (шнековые) конвейеры.

Оборудование для разделения, измельчения, мойки, сушки и прессования стружки.

Раздел 9. Метрологическое обеспечение автоматизированных производств.

5

Автоматизация контроля качества изделий. Задачи автоматизированного контроля. Активный контроль и автоматическая сортировка изделий. Возможности косвенной оценки точности деталей по показателям состояния процесса обработки статистическим методом.

Основы автоматического контроля. Виды измерений и системы автоматического контроля. Средства измерений и контроля в гибких производственных системах. КИМ и КИР. Контрольно-измерительные ячейки. Измерительные головки. Применение лазерных интерферометров и телевизионно-вычислительной техники. Информационно-управляющие системы.

Кодирование инструментов, приспособлений-спутников и других перемещаемых объектов в ГАП. Системы кодирования: механо-электрические, магнитоэлектрические, оптические, индуктивно-электронные системы кодирования и считывания информации.

Раздел 10. Построение автоматизированного производственного процесса изготовления

деталей в поточном и непоточном производстве.

Проектирование и обеспечение размерных связей автоматизированных и автоматических процессов изготовления деталей. Основные группы размерных связей при изготовлении деталей: 1) размерные связи, обеспечивающие автоматическую установку заготовок, кассет, приспособлений спутников и др.; 2) операционные размерные связи; 3) межоперационные размерные связи.

Проектирование и обеспечение размерных связей при автоматической установке заготовок, приспособлений инструментов, кассет. Проектирование и обеспечение операционных размерных связей.

Раздел 11. Автоматические системы управления технологическими процессами.

Принципиальные схемы автоматического управления оборудованием, производственными процессами, производством. Средства автоматизации процесса измерения и получения информации. Компьютерные средства обработки полученной информации. Автоматическое управление оборудованием и производственными процессами с помощью ЭВМ. Системы с числовым программным управлением, адаптивные системы и системы управления с элементами искусственного интеллекта.

Раздел 12. Автоматизированные средства складирования изделий и охрана труда.

Устройства складов, их конструктивное исполнение и размещение. Система управления и размещения складами. Средства доставки и размещения заготовок, деталей и изделий. Особенности организации складов для инструмента и технологической оснастки. Организация охраны труда и безопасности в автоматизированном производстве.

Раздел 13. Средства технического обслуживания, управления и подготовки производства.

Автоматизированная система планирования и управления производством. Функция планирования. Автоматизированные системы производственного планирования (АСПП) поискового и генерирующего типа. Информационно-справочные системы по режимам механической обработки. Формирование временных нормативов. Методы планирования и управления производством.

Оперативное планирование и диспетчирование (управление) в условиях ГАП. Объемное планирование и рациональное распределение плана в течение года. Автоматизированная разработка календарных планов-графиков работы участков (САУ), автоматических линий (ГАП), роботизированных модулей (ГПМ).

Раздел 14. Экономическая эффективность автоматизации производственных процессов

в машиностроении.

Технико-экономические характеристики автоматизации. Экономическое обоснование уровня механизации и автоматизации.

6

6. Лабораторный практикум

7.Семинарский практикум

Семинарский практикум не предусмотрен.

8.Практические занятия

9. Самостоятельная работа

С целью развития навыков работы с учебной и научной литературой, выработки способности выполнения научно-исследовательской работы, а также для систематического изучения дисциплины рекомендуются следующие формы организации самостоятельной работы студентов (СРС):

-работа над теоретическим материалом, прочитанным на лекциях;

-самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины;

-подготовка к практическим занятиям;

-выполнение типовых расчетов и домашних заданий;

-выполнение контрольных заданий для СРС;

-самотестирование по контрольным вопросам (тестам);

-самостоятельная работа с обучающими программами в компьютерных классах и в домашних условиях;

-выполнение курсовой работы.

Самостоятельная работа выполняется в соответствии с индивидуальным заданием и представляется к защите в виде курсовой работы, в которой должен быть дан анализ последних достижений науки и техники в области автоматизации производственных процессов при выпуске промышленной продукции по направлениям:

7

-машиностроение - станкостроение - режущий инструмент - сборочное производство - транспортные системы - контроль изделий;

-планирование и управление производством.

Курсовая работа (34 ч.) включает графическую часть(1-2 листа формата А1) и пояснительную записку. Объем пояснительной записки курсовой работы составляет 20-25 страниц рукописного текста (формат А4), включая текстовую и расчетную часть, рисунки, схемы, список литературы. Содержание пояснительной записки должно отражать:

а) анализ проблемы и возможное направление ее решения; б) технико-экономическое обоснование; в) расчетную часть; г) заключение рекомендательного характера.

10. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Перечень рекомендуемой основной и дополнительной литературы приведён в приложении 5 настоящей программы.

11.Средства обеспечения освоения дисциплины

11.1Методические указания и материалы по видам занятий

•график самостоятельной работы по дисциплине студентов;

•тестовый контроль;

•конспект лекций;

•учебно-методическое обеспечение лабораторных работ;

•учебно-методическое обеспечение практических занятий;

•задания на выполнение курсовой работы;

•методические указания для выполнения курсовой работы;

•перечень вопросов, выносимых на экзамен;

11.2Материально-техническое обеспечение дисциплины

Компьютерный класс, оборудованный персональными компьютерами не ниже Intel Pentium IV с установленным программным обеспечением Windows 2007. Видеопроектор.

Обрабатывающий центр Fadal c устройством числового программного управления Fanuc 0i-MC, станки фирмы HAAS, образцы автоматизированных устройств, автоматизированные специальные приспособления, транспортные устройства, поворотные столы, зажимные устройства с силовыми приводами, роботы и другие учебно-методические материалы.

Видеоматериалы современного технологического оборудования с элементами автоматизации. Видеоматериалы автоматизированных систем и автоматических линий, гибких производственных модулей, промышленных роботов и манипуляторов.

Экскурсионные занятия по цехам базового предприятия и ОАО КЗХ «Бирюса».

8

Вопросы для экзамена по курсу

«Автоматизация производственных процессов»

1.Этапы развития и основные направления совершенствования средств автоматизации.

2.Производственный процесс и его автоматизация. Основные ступени автоматизации производства.

3.Классификация автоматических линий (АЛ) по основным и конструктивным признакам.

4.Роторные автоматические линии.

5.Комплексные автоматические линии.

6.Производительность и надежность автоматических линий. Показатели надежности.

7.Системы управления (СУ) автоматических линий и их классификация.

8.Аналоговые системы управления, их преимущества и недостатки.

9.Комбинированные СУ.

10.Системы ЧПУ и их классификация. Виды программоносителей для систем с ЧПУ.

11.Централизованные, децентрализованные и смешанные СУ, их преимущества и недостатки.

12.Транспортные системы автоматических линий и их классификация.

13.Самотечный и полусамотечный транспорт.

14.Принудительный способ транспортирования. Ленточные и роликоцепные конвейеры.

15.Винтовые, роликоприводные и двухвалковые конвейеры.

16.Пневматические и вибрационные конвейеры.

17.Прерывистое принудительное транспортирование. Шаговые транспортеры с собачками.

18.Штанговые транспортеры с флажками. Грейферные и толкающие транспортеры.

19.Ленточные и цепные транспортеры. Пилообразные, гребенчатые и проталкивающие конвейеры.

20.Транспортно-передающие устройства. Механизмы зажима и фиксации.

21.Механизмы изменения ориентации. Поворотные устройства и кантователи.

22.Транспортно-накопительные системы автоматизированного производства.

23.Механизмы транспортирования и уборки стружки

24.Ленточные и скребковые транспортеры.

25.Шнековые и ершово-штанговые транспортеры.

26.Целевые механизмы автоматических линий с гибкой связью. Функции целевых механизмов.

27.Подъемные устройства.

28.Транспортеры распределители.

29.Лотковые транспортные системы. Отводящие транспортеры.

30.Целевые механизмы автоматических линий с жесткой связью.

31.Промышленные роботы и их назначение. Функции и классификация промышленных роботов.

32.Автоматизация процесса сборки изделий в машиностроении. Робототехнические участки сборки

33.Структурные технологические схемы автоматической сборки. Технологичность конструкции.

34.Особенности методов достижения точности при автоматической сборке.

35.Автоматизация сварочных операций при автоматической сборке.

36.Особенности автоматизации процесса нанесения покрытий.

37.Автоматизация процесса контроля качества изделий в машиностроении. Задачи автоматизированного контроля. Активный контроль.

38.Автоматизация транспортно-складских операций.

39.Инструментальное обеспечение автоматизированного производства.

40.Особенности разработки технологических процессов для автоматизированного производства.

41.Загрузочные и подающие механизмы для поштучной выдачи заготовок и деталей.

42.Транспортные системы гибкого автоматического производства.

43.Гибкие автоматические сборочные системы.

44.Охрана труда в автоматическом и автоматизированном производстве.

45.Средства технического обслуживания, управления и подготовки производства.

9