Рабочая программа дисциплины автоматизация производственных процессов

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора ЮТИ ТПУ по УР

________

«__» _ __2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

автоматизация производственных процессов

НАПРАВЛЕНИЕ ООП: машиностроение

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2012 г.

КУРС 4; СЕМЕСТР 7, 8;

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4 (2/2)

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Математика», «Технология конструкционных материалов», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Техническая механика», «Физико-механические и тепловые процессы при резании материалов», «Основы технологии машиностроения», «Металлорежущие станки».

КОРЕКВИЗИТЫ: «Металлорежущие инструменты и технологическая оснастка», «Технология машиностроения».

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: зачет в 7 семестре, ЭКЗАМЕН В 8 СЕМЕСТРЕ

Обеспечивающая кафедра: «Технология машиностроения»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: к. т.н., доцент

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: к. т.н., доцент

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: к. т.н., доцент.

2012 г.

1. Цели освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной образовательной программы «Машиностроение».

Ц 1. Подготовка выпускников к проектно-конструкторской деятельности в области разработки и внедрения технологических процессов, технологической оснастки и средств механизации и автоматизации в машиностроительном производстве при наличии у выпускников широкого производственного опыта, обеспечивающего минимальные сроки адаптации к условиям предприятий.

Ц 4. Подготовка выпускника к научно-исследовательской деятельности в области разработки ресурсоэффективных технологий, оборудования и оснастки механической и физико-технической обработки, процессов сварки, а также родственных процессов производства изделий машиностроения.

Ц 5. Подготовка выпускника к самостоятельному обучению и освоению новых профессиональных знаний и умений, непрерывному профессиональному самосовершенствованию.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к специальным дисциплинам профессионального цикла (Б.3.В1.5.). Она непосредственно связана с дисциплинами математического и естественно-научного цикла (математика, теоретическая механика, техническая механика) и профессионального цикла («Технология конструкционных материалов», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Основы технологии машиностроения»,) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения.

Пререквезитами для дисциплины «Автоматизация производственных процессов» являются дисциплины: Б2.Б1 «Математика», Б3.Б4 «Технология конструкционных материалов», Б3.Б5 «Метрология, стандартизация и сертификация», Б3.Б2 «Техническая механика», Б2.В3.1 «Физико-механические и тепловые процессы при резании материалов», Б3.Б9 «Основы технологии машиностроения», Б3.В1.3«Металлорежущие станки»

Кореквизитами для дисциплины «Автоматизация производственных процессов» являются дисциплины профессионального цикла: Б3.В.1.2 «Режущие инструменты и технологическая оснастка», Б3.В1.6 «Технология машиностроения».

3. Результаты освоения дисциплины

При изучении дисциплины бакалавры должны научиться самостоятельно разрабатывать автоматические процессы изготовления изделий в машиностроении в пределах производственных участков, выбирать методы и средства автоматизации, обосновывать требования к технологическим процессам, к разрабатываемому оборудованию и оснастке, к средствам автоматизации, решать принципиальные вопросы, связанные с инструментообеспечением, планированием и оперативным управлением ходом производственного процесса при заданных исходных данных.

После изучения данной дисциплины бакалавры приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы*. Соответствие результатов освоения дисциплины «Автоматизация производственных процессов» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 150700 «Машиностроение».

4.  Структура и содержание дисциплины

4.1.  Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Основные понятия и определения

Лекция. Автоматизация производства. Основные определения. Механизация и автоматизация производства. Основные уровни автоматизации: частичная, комплексная, полная. Автоматический и автоматизированный процессы и оборудование. Понятие о безлюдном режиме работы. Тенденции развития и направления совершенствования автоматизации производственных процессов. Структура интегрированного автоматизированного производства. Классификация и области применения ГАП. Основные характеристики ГПС. Эффективность ГПС.

Лабораторная работа 1.

Ознакомление с конструкцией автоматического потенциометра КВП1-503.

Раздел 2. Производительность автоматов и автоматических линий.

Лекция. Основные положения теории производительности. Технологическая, цикловая и фактическая производительности. Виды внецикловых потерь. Производительность труда в автоматизированном производстве. Пути повышения производительности.

Практическая работа 1.

Расчет производительности автоматов и автоматических линий

Лабораторная работа 2.

Определение характера успокоения и быстродействия прибора

Раздел 3. Основные группы размерных связей при изготовлении деталей.

Лекция. Основные группы размерных связей при изготовлении деталей. Установочные размерные связи: автоматическая установка заготовок, кассет и др. Операционные размерные связи в автоматизированном производстве. Размеры деталей, получаемые: мерным инструментом, формообразующим движением, от обработанных поверхностей до технологических баз, с использованием активного контроля. Межоперационные размерные связи. Размерные связи при изготовлении деталей на спутниках в ГПС. Повышение точности изготовления изделий на спутниках в ГПС. Автоматизация установки заготовок на спутники.

Практическая работа 2.

Расчет операционных размерных связей при построении операции обработки на станке (токарня, фрезерная)

Практическая работа 3.

Расчет межоперационных размерных связей.

Раздел 4. Проектирование автоматизированных процессов изготовления деталей.

Лекция. Характеристика технологических процессов автоматизированного производства. Системы автоматизации и их технологические характеристики. Автоматизация на базе различных типов оборудования (универсальные и специальные автоматы, агрегатные станки, станки с ЧПУ, роторные станки и др.), особенности проектирования технологических процессов.

Практическая работа 4.

Расчет количества позиций автомата последовательного действия

Лабораторная работа 3

Проектирование операции обработки на автоматической роторной линии

Раздел 5. Перспективы развития автоматизации сборки.

Лекция. Особенности выбора и реализации методов достижения точности при автоматической сборке. Требования к качеству изделий. Технологичность конструкций сборочных единиц. Виды технологичности. Технологичность конструкций изделий, соединений и деталей при автоматизации процесса сборки.

Раздел 6. Способы ориентации деталей в пространстве.

Лекция. Автоматическая собираемость деталей. Общие условия автоматической собираемости деталей. Последовательность построения и расчета размерных связей сборочного процесса. Геометрические условия автоматической собираемости деталей.

Силы и их влияние на автоматическую собираемость деталей. Динамика процесса соединения деталей.

Ориентация деталей в пространстве. Классификация способов ориентации.

Практическая работа 5

Расчет условий геометрической собираемости соединения «вал-втулка»

Раздел 7. Сборка соединений различных типов.

Лекция. Выбор типа и компоновки сборочного оборудования. Виды сборочного оборудования: однопозиционные и многопозиционные сборочные автоматы и полуавтоматы, сборочные станки непрерывного действия, роторные автоматы и др.

Виды соединений. Сборка цилиндрических соединений с зазором, с натягом. Соединения заклепочные, резьбовые. Сборка соединений методом пластического деформирования.

Раздел 8. Гибкие производственные системы сборки.

Лекция. Назначение, структура и особенности построения гибких производственных систем сборки. Основные этапы типового процесса проектирования ГПС. ГПС сборки прецизионных изделий. Типы роботизированных технологических комплексов.

Раздел 9. Методы и средства транспортирования.

Лекция. Транспортные устройства для автоматических линий с жесткой связью (транспортеры, роторы, автооператоры, устройства возврата спутников и др.), устройства с гибкой связью (лотки, подъемники, межоперационные накопители и др.), устройства для удаления стружки.

Практическая работа 6.

Расчет вибрационного загрузочного устройства

Практическая работа 7.

Расчет бункерного загрузочного устройства карманчикового типа

Раздел 10. Автоматический контроль.

Лекция. Автоматический контроль размеров деталей. Координатно-измерительные машины (КИМ). Автоматическое диагностирование режущего инструмента и оборудования.

Лабораторная работа 4.

Определение метрологических параметров потенциометра

4.2.  Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения

При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.

4.3.  Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.

5.  Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности обучающихся для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

-  изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

-  самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

-  закрепление теоретического материала при проведении лабораторных и практических работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)

6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:

-  работе бакалавров с лекционным материалом;

-  выполнении домашних заданий,

-  изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,

-  подготовка к лабораторным и практическим занятиям,

-  подготовке к экзамену и зачету.

6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

- Предметные, размерные, временные и информационные связи в интегрированном производстве.

- Технологичность деталей при автоматическом ориентировании, базировании и закреплении.

- Средства автоматизации процесса инструментообеспечения.

- Системы управления при автоматизации производства. Адаптивные системы.

- Средства охраны труда персонала, средства технического обслуживания

6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

(ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала обучающихся и заключается в:

-  поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе научных публикаций по определенной теме исследований,

-  анализе статистических и фактических материалов по заданной теме, проведении расчетов, составлении схем и моделей на основе статистических материалов,

-  выполнении расчетно-графических работ,

-  исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах,

6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований:

1.  Разработка технологий и оборудования для обработки деталей в условиях автоматизированного производства.

2.  Контрольно-измерительные системы в машиностроении.

3.  Изучение способов и устройств относительной ориентации деталей перед сборкой.

4.  Разработка современных способов сборки соединений по цилиндрическим поверхностям.

6.3. Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется следующим образом:

-  вопросы входного контроля (примеры приведены):

1. Уравнения равновесия системы сил

2. Виды взаимозаменяемости.

3. Понятие о номинальном, действительном и предельных размерах

4. Предельные отклонения, допуски и посадки.

5. Виды посадок и их характеристики

6. Шероховатость поверхности. Параметры шероховатости

7. Дайте определение углов резца в плане и в главной секущей плоскости

8. Виды инструментальных материалов

-  контрольные вопросы, задаваемых при выполнении и защитах лабораторных работ

1. Области применения роторных линий.

2. Особенности роторных и роторно-конвейерных автоматических линий.

3. Устройства, входящие в состав роторных линий.

-  контрольные вопросы, задаваемые при проведении практических занятий;

1. Что такое производительность автомата?

2. Какие виды производительности Вы знаете?

3. Что означает запись hис=0,8?

4. Какие виды потерь времени при работе автомата Вы знаете?

-  вопросы для самоконтроля;

-  вопросы, выносимые на экзамен (примеры приведены):

1. Классификация и область применения гибких автоматизированных производств (ГАП).

2. Установочные размерные связи при изготовлении деталей.

3. Автоматизация на базе станков с ЧПУ.

4. Этапы автоматического соединения деталей.

5. Основные виды питателей для сборки резьбовых соединений.

6. Транспортные устройства для удаления стружки.

7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств)

Оценка успеваемости бакалавров осуществляется по результатам:

- самостоятельного (под контролем учебного мастера) выполнения лабораторной работы,

- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите отчетов по лабораторным и практическим работам и во время зачета в седьмом и экзамена в восьмом семестрах (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).

7.1. Требования к содержанию экзаменационных вопросов

Экзаменационные билеты включают три типа заданий:

1.  Теоретический вопрос.

2.  Проблемный вопрос или расчетная задача.

3.  Творческое проблемно-ориентированное задание.

7.2. Примеры экзаменационных вопросов

1. Классификация и область применения гибких автоматизированных производств (ГАП).

2. Установочные размерные связи при изготовлении деталей.

3. Автоматизация на базе станков с ЧПУ.

4. Этапы автоматического соединения деталей.

5. Основные виды питателей для сборки резьбовых соединений.

6. Транспортные устройства для удаления стружки.

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)

Основная литература

1. Основы автоматизации машиностроительного производства: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. / Под ред. . - 3-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2001. - 312с.

2 Комплексная автоматизация в машиностроении. /Капустин, Кузнецов, - М.: Академия, 2005. - 368с.

3 Шишмарев технологических процессов.: Учеб. пос. для сред. проф. образования. - М.: Академия, 2005. - 352с.

4 Волчкевич производственных процессов. - 2-е изд., стереотипн.: Учебн. пособие. Доп. УМО. – М.: Машиностроение, 2007. – 379с.

5 Ласуков сборки в машиностроении: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 176с. Основы автоматизации производства / Под ред. . - М.: Высшая школа, 1999. – 312

6. Ласуков производственных процессов в машиностроении: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 346с.

Вспомогательная литература

1. , , Кузнецов автоматизация производства. - М.: Машиностроение, 1983. – 269с.

2. Гибкие производственные системы сборки / Под общ. Ред. . - М.: Машиностроение, 1989. – 349с.

3. Замятин и оснащение сборочного производства машиностроения: Справочник. – М.: Машиностроение, 1995. – 608с.

4. И др. ГПС в механической обработке / Пер. с франц. ; Под ред. . - М.: Машиностроение, 1988. – 120c.

5. , , Соломенцев автоматизации машиностроительного производства / Под ред. . - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1999. - 312с.

Интернет-ресурсы:

http://lalls. narod. ru/Literatura/APP__0.pdf - контроль, стадии автоматизации, классификация деталей, технологичность при сборке, инструментальное обеспечение

http://www. autoprocess. ru/Avtomatizatsiya-TPiP/Komleksnaya-avtomatizatsiya-tehnolouichpeskih-protsessov. html - комплексная автоматизация, показатели

http://library. distudy. ru/books/technologyautomateproduct/content. htm - сборка, общие понятия

http://referat-kursovaya. ru/66300.html - процесс сборки, контроль

http://automation-1.narod. ru/cont/teor/termin. html - основные определения

http://automation-1.narod. ru/cont/teor/princ. html - состав современного автомата

http://grigor. volnet. ru/NewFiles/lektion. html - лекции по АПП

http://grigor. volnet. ru/NewFiles/lektcenter3.html - загрузка, контроль, сборка

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

1.  Макет потенциометра КВП 503-1 для изучения его устройства.

2.  Лабораторная установка потенциометра и термопары.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-2010 по направлению и профилю подготовки «Машиностроение», профиль «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

Программа одобрена на заседании кафедры ТМС

(протокол № от « » 2012 г.).

Авторы:

Рецензенты: