- •Автоматизация технологических процессов и производств
- •220200.62.1 – Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем 140 часов) Введение (4 часа)
- •Раздел 1. Автоматизация технологических процессов на базе локальных средств (28 часов)
- •1.1. Автоматизированный технологический процесс в машиностроении
- •1.2. Оборудование автоматизированных производств
- •1.3. Автоматизация процессов сборки
- •Раздел 2. Комплексная автоматизация производственных систем обработки (28 часов)
- •2.1. Гибкие производственные системы
- •2.2. Автоматизированные транспортно-складские системы
- •2.3. Система автоматического контроля гпс
- •Раздел 3. Моделирование работы технологических систем
- •3.2. Моделирование работы гпс
- •Раздел 4. Автоматизация подготовки информационного и программного обеспечения (16 часов)
- •4.1. Информационная подготовка автоматизированных производств
- •4.2. Автоматизированная разработка программного обеспечения процессов обработки изделий
- •Раздел 5. Автоматические линии (20 часов)
- •5.1. Автоматические линии последовательного действия
- •5.2. Автоматические линии параллельного действия
- •5.3. Автоматические линии последовательно-параллельного действия
- •Раздел 6. Интегрированные системы автоматизации и управления технологическими процессами, производствами и предприятиями (20 часов)
- •6.1. Основы построения интегрированных систем управления
- •6.2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
- •6.3. Системы автоматизации управления предприятиями
- •Заключение (4 часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2 25 .5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очная форма обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.3. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторный практикум
- •2.5.2.1. Лабораторные работы (очная форма обучения)
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.3. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект Методические указания к изучению дисциплины
- •Введение
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 1. Автоматизация технологических процессов на базе локальных средств
- •Тема 1.1. Автоматизированный технологический процесс в машиностроении
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.1
- •Тема 1.2. Оборудование автоматизированных производств
- •1.2.1. Управление технологическим оборудованием
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.2
- •Тема 1.3. Автоматизация процессов сборки
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.3
- •Раздел 2. Комплексная автоматизация производственных систем обработки
- •Тема 2.1. Гибкие производственные системы
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.1
- •Тема 2.2. Автоматизированные транспортно-складские системы
- •Складские системы
- •Транспортные системы
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.2
- •Тема 2.3. Система автоматизированного контроля гпс
- •Система поддержания работоспособности гпм
- •Контроль состояния инструмента в гпм
- •Размерный контроль в гпс
- •Адаптивное управление процессом обработки
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.3
- •Тема 2.4. Автоматизированная система инструментального обеспечения
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.3
- •Тема 2.5. Автоматизированная система удаления отходов
- •Способы дробления стружки
- •Система стружкоудаления
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.5
- •Раздел 3. Моделирование работы технологических систем
- •Тема 3.1. Моделирование процессов обработки резанием
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.1
- •Тема 3.2. Моделирование работы гпс
- •3.2.1. Основные понятия и классификация систем массового обслуживания
- •3.2.2. Потоки заявок
- •3.2.3. Дисциплины обслуживания
- •3.2.4. Параметры и характеристики смо
- •3.2.5. Одноканальные смо с ограниченным количеством мест в очереди и терпеливыми заявками
- •3.2.6. Многоканальные смо с ограниченным количеством мест в очереди и с нетерпеливыми заявками
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.2
- •Раздел 4. Автоматизация подготовки информационного и программного обеспечения
- •Тема 4.1. Информационная подготовка автоматизированных производств
- •Основные виды современной компьютерной графики
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.1
- •4.2. Автоматизированная разработка программного обеспечения процессов обработки изделий
- •Передача данных на станок с чпу
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.2
- •Раздел 5. Автоматические линии
- •Тема 5.1. Автоматические линии последовательного действия
- •Вопросы для самопроверки по теме 5.1
- •Тема 5.2. Автоматические линии параллельного действия
- •Вопросы для самопроверки по теме 5.2:
- •Тема 5.3. Автоматические и линии последовательно-параллельного действия
- •Вопросы для самопроверки по теме 5.3
- •Раздел 6. Интегрированные системы автоматизации и управления технологическими процессами, производствами и предприятиями
- •Тема 6.1. Основы построения интегрированных систем управления
- •Планирование производства
- •Диспетчирование
- •Оперативное управление
- •Вопросы для самопроверки по теме 6.1
- •Тема 6.2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
- •Вопросы для самопроверки по теме 6.2
- •Тема 6.3. Системы автоматизации управления предприятиями
- •6.3.1. Информационная поддержка жизненного цикла продукта cals-технологии
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Технические средства обеспечения дисциплины
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1
- •Расчет уровня автоматизации технологического оборудования
- •Со средствами автоматизации
- •Цель работы
- •2. Содержание лабораторной работы
- •3. Порядок проведения лабораторной работы
- •3. Содержание лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •4. Содержание отчета
- •3.6. Методические указания к проведению практических занятий
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Общие указания
- •1. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению.
- •2. Блок тестов текущего контроля.
- •3. Блок итогового контроля.
- •4.2. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению
- •4.2.1. Задание на курсовую работу
- •Маршрут перемещения элемента материального потока
- •4.2.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •4.3. Текущий контроль Тренировочные тесты Тест №1 (по разделу 1)
- •Тест №2 (по разделу 2)
- •Тест №3 (по разделу 3)
- •Тест №4 (по разделу 4)
- •Тест №5 (по разделу 5)
- •Тест №6 (по разделу 6)
- •4.4. Итоговый контроль
- •4.4.1. Вопросы для подготовки к экзамену
- •Министерство образования и науки рф
- •Курсовая работа
- •Содержание
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
Вопросы для самопроверки по теме 3.2
Какие технические задачи решаются при помощи теории массового обслуживания?
По каким признакам классифицируются системы массового обслуживания?
Какие параметры системы массового обслуживания характеризуют функция распределения и плотность распределения?
Что характеризуют собой вероятности состояний СМО?
Почему при расчете вероятностей состояний СМО с ограниченным количеством мест в очереди и с нетерпеливыми заявками используются две формулы: при заполнении ОП и при заполнении очереди?
Раздел 4. Автоматизация подготовки информационного и программного обеспечения
Более подробная информация по данному разделу содержится в [1, 4, 15…16].
В раздел 4 включены следующие темы:
4.1. Информационная подготовка автоматизированных производств.
4.2. Автоматизированная разработка программного обеспечения процессов обработки изделий.
После изучения теоретического материала раздела 4 необходимо выполнить тренировочный тест № 4. Ответы на тренировочный тест № 4 на с. 188. После выполнения тренировочного теста следует выполнить контрольный тест № 4. Задание на контрольный тест студент получает у преподавателя, либо на учебном сайте СЗТУ. По данному разделу предусмотрено выполнение лабораторной работы № 3.
Максимальное количество баллов, которое студент может получить за этот раздел, составляет 10 баллов (5 за тестирование, 5 за лабораторную работу).
Тема 4.1. Информационная подготовка автоматизированных производств
Комплексная автоматизация, реализуемая в виде «компьютерного интегрированного производства», указывает на "частично автоматизированное промышленное предприятие, где все процессы, связанные с производством продукции, объединены и управляются компьютерами" (рис. 4.1). Первоначально понятие КИП объединяло системы автоматизированного проектирования (CAD), автоматизированные системы технологической подготовки производства (CAPP) и автоматизированные производственные системы (CAM), а затем в него стали также включать автоматизированные системы инжиниринга (CAE), системы автоматизированного контроля качества (CAQ), автоматизированные системы управления производством (CAPM), автоматизированные системы оперативного управления. В общем случае КИП должно охватывать все стадии производственного цикла, начиная от стадии маркетинга и заканчивая стадией выпуска готовой продукции. Остальные стадии жизненного цикла изделий (ЖЦИ) понимаются как внешние по отношению к КИП и находятся с ним в постоянном взаимодействии.
Основой систем автоматизации информационной инженерно-технической подготовки является модуль компьютерной графики (графический редактор), назначение которого – построение и редактирование графических объектов, т. е. представление изображения в памяти компьютера и формирование этого изображения на мониторе компьютера.
Рис. 4.1. Схема комьютерно-интегрированной производственной системы
Основные виды современной компьютерной графики
Векторное изображение представляется в виде совокупности отрезков прямых (векторов), а не точек, которые применяются в растровых изображениях.
Основные преимущества векторного принципа формирования изображений перед растровым состоят в следующем:
файлы векторных изображений имеют гораздо меньший размер, чем растровых;
печать векторных изображений осуществляется быстрее;
масштабирование и трансформация векторных изображений не сопряжены с ограничениями и потерей качества изображения. Наиболее популярными графическими программами, предназначенными для обработки векторных изображений, являются Adobe Illustrator, CorelDRAW, КОМПАС-ГРАФИК, Flash, AutoCad и др.
Системы автоматизированной конструкторской подготовки производства обеспечивают:
Более быстрое выполнение проектной документации.
Повышение качества выполнения проектной документации.
Возможность многократного использования проектной документации.
Ускорение расчетов и анализа при проектировании.
Высокий уровень проектирования.
Сокращение затрат на усовершенствование.
Интеграцию проектирования с другими видами деятельности.
На практике используются несколько подходов к компьютерному геометрическому моделированию – каркасный, поверхностный, твердотельный. Кроме того, САПР может работать с плоскими проекциями (2D) или с объемной моделью изделия (3D).
Каркасная модель полностью описывается в терминах точек и линий. Каркасное моделирование представляет собой моделирование самого низкого уровня и имеет ряд серьезных ограничений, большинство из которых возникает из-за недостатка информации о гранях, заключенных между линиями, и невозможности выделить внешнюю и внутреннюю области изображения твердого объемного тела. Однако каркасная модель требует гораздо меньше компьютерной памяти, чем две другие модели, и может оказаться вполне пригодной для решения некоторых задач, относящихся к простым формам.
Поверхностная модель определяется с помощью точек, линий и поверхностей. Таким образом, ее можно рассматривать как модель более высокого уровня, чем каркасная модель, а следовательно, как более гибкую и многофункциональную.
Поверхностное моделирование имеет следующие преимущества по сравнению с каркасным:
- способность распознавать и изображать сложные криволинейные грани;
- способность распознавать грани и таким образом обеспечивать средство получения тоновых трехмерных изображений;
- способность распознавать особые построения на поверхностях, например отверстия;
- возможность получения качественного изображения и обеспечение удобного производственного интерфейса со станками с ЧПУ при имитации траектории движения инструмента в трехмерном пространстве для цикла обработки деталей сложных форм по нескольким осям.
Метод поверхностного моделирования наиболее эффективен при проектировании и изготовлении сложных криволинейных поверхностей.
Твердотельная модель описывается в терминах того трехмерного объема, который занимает определяемое ею тело. Таким образом, твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает полное однозначное описание трехмерной геометрической формы. Этот способ моделирования представляет собой самый современный и наиболее мощный из трех разработанных методов (рис. 4.2).
Твердые тела
|
объединение |
отсечение |
пересечение |
Рис. 4.2. Булевы операции при построении твердотельных моделей
В основе каждого объемного тела лежит плоский профиль, к которому применяется операция выдавливания – параллельного перемещения профиля вдоль заданной направляющей с образованием твердого тела (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Этапы создания твердотельной модели операцией выдавливания
Другой способ создания твердотельного примитива – вращение профиля вокруг заданной оси (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Этапы создания твердотельной модели операцией вращения
В настоящее время зарубежные и отечественные разработчики программных продуктов предлагают пользователям большое количество различных прикладных графических программ, отличающихся как своими возможностями, так и стоимостью. Среди них существуют несколько пакетов программ трехмерного твердотельного моделирования, соответствующих принципам системы CAD/CAM/CAE. Наиболее распространенными являются продукты фирм США: "Unigraphics" фирмы "Unigraphics Solutions", "EMS" фирмы "Intergraph", "CATIA" фирмы "IBM", "CADDS" фирмы "Computervision", "Pro/Ingineer" фирмы "PTC", "SolidWorks" фирмы "SolidWorks Corporation", французские "Euclid" фирмы "Matra Datavision" и "Cimatron". В последнее время быстро развивается отечественная система "Компас" фирмы "Аскон" (Санкт-Петербург), являющаяся на сегодняшний день системой среднего уровня, у которой имеются проблемы при работе со сложными моделями, состоящими из большого количества деталей.
Среди систем российских разработчиков наиболее удобна и широко используется как в промышленности, так и в образовании CAD система «КОМПАС-3D».
Система КОМПАС-3D предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. Она может успешно использоваться в машиностроении и приборостроении, архитектуре и строительстве, то есть везде, где необходимо разрабатывать и выпускать чертежную документацию. КОМПАС-3D разработан специально для операционной среды Windows фирмой АСКОН, которая занимает ведущее место среди разработчиков пакетов программ, автоматизирующих конструкторскую деятельность.