МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"
(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Воткинский филиал
У Т В Е Р Ж Д А Ю
Ректор ИжГТУ
_____________ Б.А.Якимович
_______________________2013г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине: «Автоматизация производственных процессов»
для специальностей/направлений:
направление - 657800 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств,
специальность - 1201000 «Технология машиностроения»
форма обучения: очная
срок обучения: 5/6 лет
семестры 8/9
лекции (часы по семестрам) 36ч.
практические (семинарские) занятия 9ч.
лабораторные работы 36ч.
контрольные работы (семестр, (количество)) 8/9 (2)
курсовая работа (семестр) 8/9
курсовой проект (семестр) нет
зачеты (семестр) нет
экзамены (семестр) 8/9
самостоятельная работа 55ч.
Всего часов 136ч.
Кафедра «Технология машиностроения и приборостроения»
Составитель: Шельпяков Александр Николаевич, кандидат технических наук, доцент
Рабочая программа составлена на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования №513 от 28.02.2001г. и утверждена на заседании кафедры
Протокол от _______________2013г. №____________________
Заведующий кафедрой ТМ и П ____________________________ Р.М.Бакиров
___________________ 2013г.
СОГЛАСОВАНО
Председатель учебно-методической комиссии
по специальности/направлению ________________________А.Н.Шельпяков
______________________ 2013г.
Количество часов рабочей программы соответствует количеству часов рабочего учебного
плана специальности/направления: направление - 657800 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств,
специальность - 1201000 «Технология машиностроения»
Начальник учебно-инженерного отдела ________________________ Н.В.Исакова
____________________ 2013г.
Выписка из Государственного стандарта №513 от 28.02.2001г.
Направление подготовки дипломированного специалиста
657800 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
Специальность - 1201000 «Технология машиностроения»
Квалификация – инженер
Автоматизация производственных процессов в машиностроении
Механизация и автоматизация производства. Основные уровни автоматизации. Автоматические и автоматизированные процессы и оборудование.
Степень автоматизации. Структура производственного процесса в машиностроении и его составляющие. Производственный процесс как поток материалов, энергии и информации. Проектирование и обеспечение размерных связей автоматического производственного процесса.
Технологичность конструкций изделий для автоматизированного производства. Сущность и этапы автоматического сборочного процесса. Методы и средства транспортирования и сборки изделий, ориентирования деталей, режимы их работы. Гибкие автоматические сборочные системы. Универсальные автоматические и адаптивные сборочные устройства. Загрузочно-транспортные устройства и их расчет. Построение автоматизированного производственного процесса изготовления деталей в поточном и непоточном производствах.
Средства автоматизации процессов инструментообеспечения, контроля качества изделий, складирования, охраны труда персонала, транспортирования, технического обслуживания, управления и подготовки производства.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Целью изучения дисциплины является приобретение комплекса специальных знаний и навыков, необходимых при проектировании и создании автоматизированного производства.
В данной дисциплине рассматриваются основные проблемы и направления автоматизации, а так же объекты, средства автоматизации и их элементы.
1.2. При изучении данной дисциплины необходимы знания фундаментальных, технических и инженерных дисциплин: «Физика», «Механика», «Основы конструирования машин» «Основы технологии машиностроения».
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах
| Тема | Содержание | колич. часов |
| Введение | Механизация автоматизация производства, цели, основные этапы создания автоматических систем (задачи), степень автоматизации. | |
| 1. Характеристика автоматизированного производства | Структура производственного процесса в машиностроении. Основные определения (автомат, полуавтомат, станок с ЧПУ, ГПМ, ГПК, ГАП). Автоматические и автоматизированные процессы и оборудование | |
| 2. Технологические основы автоматизации 2.1. Производительность труда и технологических машин | Понятие производительности труда, пути повышения производительности труда. Производительность технологических машин, виды производительности. Направления автоматизации. | |
| 2.2. Характеристика технологических процессов автоматизированного производства | Качественные и количественные показатели технологических процессов, требования к заготовкам, требования к деталям, требования к техпроцессам. Технологичность конструкций изделий для автоматизированного производства. | |
| 2.3. Дифференциация технологического процесса и концентрация операций | Дифференциация технологического процесса, циклограмма работы. Последовательное, параллельное, смешанное агрегатирование машин, синхронизация операций, оптимизация дифференциации. | |
| 2.4. Способы автоматического получения размеров | Способы получения размеров по настройке инструмента, по упору, по копиру, по положению инструмента, по результатам измерения. | |
| 3. Проектирование автоматических устройств 3.1. Этапы проектирования автоматических устройств | Системный подход к решению задач проектирования. Этапы проектирования автоматического оборудования. (Объем и содержание курсовой работы) | |
| 3.2. Разработка принципиально - структурной схемы автоматического устройства | Анализ автоматизируемого процесса и дополнительных условий, разработка комплекса функциональных требований. Выбор исполнительных механизмов и их компоновка, выбор и размещение приводов, датчиков, цикл работы устройства, циклограмма, цикловая производительность. | |
| 3.3. Конструирование автоматических устройств | Разработка технического задания, разработка и анализ схем устройств, составление расчетных схем и основные виды расчетов (кинематический, на прочность, жесткость, точность расчет приводов и т.д.) описание конструкции и работы устройства. | |
| 3.4. Элементы автоматических устройств. | Назначение элементов, классификация основных элементов (передаточные механизмы, упругие элементы, направляющие и опоры, пневмогидравлические элементы, магнитные элементы), краткий обзор элементов (схемы). | |
| 4. Устройства автоматического производства 4.1. Классификация автоматических устройств | По виду энергии, по физическим принципам действия, по функциональному назначению: механизмы ориентации, транспортные, фиксации, зажима, контроля, управления. Примеры механизмов как совокупность элементов. | |
| 4.2. Автоматическая ориентация деталей | Суть ориентации, ориентация активная, пассивная. Способы ориентации: гравитационный, магнитный, струйный, калибровкой. | |
| 4.3. Автоматизация загрузки технологического оборудования | Методы и средства транспортирования (подачи) материалов (бунтового, пруткового, и штучных заготовок). Транспортеры со скольжением и качением деталей. Транспортеры струйные, шнековые, вибрационные. Лотки, магазины. Распределители, замедлители, отсекатели, захватные устройства (механические, магнитные, вакуумные, струйные). | |
| 4.4. Автоматизация зажима и фиксации заготовок | Суть установки, фиксации, зажима. Задачи. Требования. Виды фиксаторов, зажимных звеньев, приводы. | |
| 4.5. Автоматизация смены и регулирования инструмента | Пути снижения времени на смену и регулирование инструмента. Автоматическая смена инструмента. | |
| 4.6. Автоматизация контроля | Активный, пассивный контроль, классификация средств автоматического контроля, контроль в процессе обработки, автоподналадчики, устройства пассивного контроля, средства автоматического контроля | |
| 4.7. Автоматизация рабочего цикла | Устройства управления, с упорами, с кулачками, прямого и непрямого действия, регуляторы, следящие системы | |
| И т о г о: |
2.2. Наименование тем практических занятий, их содержание и объем в часах
| № п/п | Задание, тема | Содержание | Кол. часов |
| Анализ технологического процесса, функциональный анализ, выбор исполнительных механизмов | Определение параметров объекта автоматизации, выбор и анализ процессов, составление перечня функций, требования, анализ, выбор исполнительных механизмов | ||
| Компоновка автомата и составление цикла работы | Компоновка исполнительных механизмов, выбор приводов, датчиков, разработка цикла работы, составление циклограммы, определение цикловой производительности | ||
| Разработка расчетных схем и расчет элементов узла | Составление технического задания, выбор схемы узла, составление расчетных схем и расчет основных параметров | ||
| Итого: |
2.3. Наименование тем лабораторных работ, их содержание и объем в часах
| № п/п | Задание, тема | Содержание | кол. часов |
| Изучение промышленного робота «Электроника НЦТМ01» | Изучение назначения, конструкции робота, изучение исполнительных механизмов, системы управления, подготовка исходных данных, работа робота в автоматическом режиме | 4+2 | |
| Исследование струйных элементов | Изучение конструкции и работы струйных элементов автоматики, исследование рабочих характеристик | ||
| Изучение исполнительных механизмов АСУ | Изучение конструкции, работы, методов расчета основных исполнительных механизмов автоматических устройств, исследование рабочих характеристик | ||
| Изучение датчиков АСУ | Изучение конструкции, принципов действия датчиков для автоматических устройств, исследование рабочих характеристик | ||
| Изучение транспортных устройств АП (лотки, транспортеры, отсекатели) | Изучение конструкции, работы, методов расчета транспортных устройств АП, исследование рабочих характеристик | 4+2 | |
| Моделирование работы автолинии | Изучение принципов моделирования параметров работы автолинии, изучение программы моделирования, моделирование работы линии и определение основных показателей ее работы | 4+2 | |
| Итого: |
ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫКУРСОВЫХ РАБОТ (ПРОЕКТОВ)
В процессе изучения дисциплины студенты выполняют курсовую работу на тему: Автоматизировать процесс (обработки, контроля, сборки) с подробной разработкой принципиально-структурной схемы устройства и конструкции (узла, привода, датчика).
Примерные темы курсовых работ:
1. Автоматизировать процесс шлифования шейки вала, с подробной разработкой принципиально-структурной схемы устройства и конструкции узла контроля детали в процессе обработки.
2. Автоматизировать процесс загрузки токарного станка габаритными валами с транспортера, с подробной разработкой принципиально-структурной схемы устройства и конструкции узла захватного устройства.
3. Автоматизировать процесс сборки обратного клапана, с подробной разработкой принципиально-структурной схемы устройства и конструкции узла подачи корпусов.
4. Автоматизировать процесс контроля и ориентации призматических деталей, с подробной разработкой принципиально-структурной схемы устройства и конструкции узла контроля межцентрового расстояния.
Работа предусматривает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.
Графическая часть (2 листа)
1. Лист 1 – принципиально-структурная схема автоматического устройства (А3);
2. Лист 2 – сборочный чертеж заданного узла (А1-А2)
Расчетно-пояснительная записка (15-20 листов)
Титульный лист
Оглавление
Введение
1. Разработка принципиально-структурной схемы
1.1. Анализ автоматизируемого процесса и дополнительных условий
1.2. Разработка и анализ функциональных требований
1.3. Анализ и выбор исполнительных механизмов
1.4. Анализ компоновочного решения
1.5. Выбор и расположение приводов исполнительных механизмов и датчиков (тип, марка)
1.6. Цикл работы устройства, цикловая производительность.
2. Конструкторская часть
2.1. Разработка технического задания на проектируемый узел (цель, содержание, технические характеристики технические условия)
2.2. Разработка и анализ схемы устройства
2.3. Составление расчетных схем и расчет основных элементов конструкции (кинематический, прочностной, на точность расчет привода и т.п.), разработка чертежа
2.4. Описание конструкции и работы устройства
Заключение
Список литературы
ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫЗАДАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
В качестве контрольных работ проводится тестирование с помощью специальной программы. Разработаны 2 теста по 1,2 разделу (39 вопросов) и 3,4 разделу(27 вопросов).
Примеры заданий теста:
Вопрос №1. Автоматизация это …:
- Разработка принципов создания систем управления
- Замена ручного труда машинным
- Разработка новых прогрессивных технологических процессов
- Проектирование элементов автоматики
- Разработка оборудования, выполняющего операции без непосредственного участия человека
Вопрос №24. Потери, учитываемые при определении цикловой производительности (Qц):
- На загрузку оборудования заготовками
- На контроль размеров деталей
- На обработку детали
- На закрепление детали
- На ремонт оборудования
- На смену и регулирование инструмента
Тестирование проводится с применением программы MyTest, которая предусматривает формирование 10 случайных вопросов и представление предлагаемых вариантов ответов в случайном порядке. На выполнение теста отводится 20 мин.
ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫЗАДАНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
(Расчетно-графические работы в данной дисциплине не предусмотрены)