Подготовка инженера по данной специальности должна обеспечивать следующие квалификационные умения для решения профессиональных задач:
1. выполнение работы в области научно-технической деятельности по автоматизации, управлению и информационному обеспечению;
2. участие в работах по осуществлению исследований в разработке проектов и программ, в проведении необходимых мероприятий, связанных с автоматизацией производства, испытаниями средств и систем автоматизации и управления, внедрение их в эксплуатацию;
3. изучение и анализ необходимой информации, технических данных, показателей и результатов работы, обобщение и систематизация результатов решений с использованием современных информационных технологий;
4. взаимодействие со специалистами смежного профиля при разработке математических моделей объектов, процессов, алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизации и управления, в научных исследованиях и проектно-конструкторской деятельности.
1.4.5 Требования к профессиональной подготовленности выпускника
Инженер должен знать:
1. принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств;
2. технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных образцов программно-технических комплексов систем автоматизации и управления;
3. методы анализа эксплуатационных характеристик средств и систем автоматизации и управления.
4. современные тенденции развития методов анализа и синтеза средств и систем управления машиностроительных производств;
5. аналитические методы анализа математических моделей технологических систем, технологических процессов с использованием компьютерной техники;
6. подходы к математическому моделированию при создании технологических машин, средств технологического оснащения и автоматизации.
2. ОСОБЕННОСТИ (ПРИНЦИПЫ) ПОСТРОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью курса «Управление станками и станочными комплексами» является формирование у студентов базы знаний:
1) об общих принципах построения управляющих автоматов для решения основных и вспомогательных задач автоматизированного производства;
2) о структуре гибкого автоматизированного производства;
3) о современных методах построения микропроцессорных устройств ЧПУ и контроллеров;
4) о современных методах программирования обработки деталей на станках с ЧПУ, разработки технологических программ для контроллеров;
5) о методах контроля размеров деталей и инструмента.
Поставленная цель достигается в результате изучения: принципов работы устройств ЧПУ, контроллеров, программного обеспечения микропроцессорных систем; исследования следящих приводов, систем автоматизированного контроля, разработки программ для станков с ЧПУ, контроллеров, настройки станков для работы в автоматическом режиме.
Особенности (принципы) построения дисциплины описываются в таблице 2.
Таблица 2
Особенность (принцип) | Содержание |
Основание для введения курса | Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 657800 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». |
Адресат курса | Студенты по специальности подготовки инженеров 151002 – «Металлообрабатывающие станки и комплексы». |
Главная цель | Главная цель курса заключается в ознакомлении студентов с современными методами построения, расчета, и технической реализации управления системами и процессами машиностроительных производств. |
Ядро курса | - классификация систем управления технологическими машинами машиностроительных производств; - общие принципы построения управляющих автоматов для решения основных и вспомогательных задач автоматизированного производства; - структура гибкого автоматизированного производства; - современные методы построения микропроцессорных устройств ЧПУ и контроллеров; - методы программирования обработки деталей на станках с ЧПУ, разработки технологических программ для контроллеров; - методы контроля размеров деталей и инструмента. |
Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного освоения дисциплины | Дисциплина базируется на знаниях, полученных в курсах «Теория автоматического управления», «Общая электротехника и электроника», «Гидравлика и гидропривод», «Технологические процессы в машиностроении», «Резание материалов», «Режущий инструмент», «Технологическая оснастка», «Металлорежущие станки» Для успешного усвоения материала также необходимы навыки владения приложением программного продукта «Eхcеl». |
Уровень требований по сравнению с ГОС | Соответствие требованиям ГОС по направлению 657800 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». |
Объём курса в часах | 17 часов лекций, 17 часов лабораторных работ, 68 часов самостоятельной работы |
Основные понятия и термины дисциплины | Объект управления, задачи управления (геометрическая, технологическая, логическая, терминальная), устройство ЧПУ, контроллер, интерпретация, интерполяция, управление приводами, скоростная, силовая, контурная ошибки, архитектура микропроцессорных систем, PCNC – системы, программное обеспечение, управление в реальном времени, быстрые и медленные процессы |
Обеспечение последующих дисциплин образовательной программы | «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки (спец. главы)», «Автоматизация технологических процессов и производств» |
3. ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Цели учебной дисциплины «Управление станками и станочными комплексами» описываются в таблице 3.
Таблица 3
Номер цели | Содержание цели |
иметь представление | |
1 | Об основных этапах развития станков с ЧПУ |
2 | О структуре гибких производственных систем |
3 | Об основных задачах программного управления |
4 | Об архитектуре и программном обеспечении микропроцессорных систем управления |
знать | |
5 | Особенности станка как объекта управления |
6 | Задачи управления на уровне станка, гибкого производственного модуля (ГПМ), гибкой производственной системой (ГПС) |
7 | Классификацию систем управления |
8 | Архитектуру построения устройств ЧПУ (одно и мультипроцессорные, PCNC системы). Взаимодействие быстрых и медленных процессов |
9 | Реализацию геометрической задачи ЧПУ (интерпретация, интерполяция, управление приводами) |
10 | Реализацию логической задачи ЧПУ. Программирование контроллеров |
11 | Реализацию терминальной задачи ЧПУ |
12 | Реализацию технологической задачи ЧПУ |
уметь | |
13 | Выбрать нужное устройство ЧПУ для конкретного станка |
14 | Настраивать станок с ЧПУ для работы в автоматическом цикле |
15 | Разрабатывать алгоритм управления дискретными автоматами с путевым управлением |
16 | Разрабатывать программу работы контроллера на языке релейно-контакторной символике (РКС) и логическом мнемокоде (ЛМК) |
17 | Разрабатывать программу контроля размеров детали индикатором контакта |
18 | Самостоятельно работать с учебной, научной и справочной литературой |
иметь опыт | |
19 | Разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, контроллеров |
20 | Проектирования технологическую программу на персональных компьютерах с помощью программного продукта «ИНТЕРВЬЮ» |
4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Описание основных пунктов учебной дисциплины
Описание тем и содержание лекционных занятий с указанием часовой нагрузки приведены в таблице 4.
Таблица 4
Темы лекционных занятий | Часы | Ссылки на цели |
Семестр 8 | ||
1. Основные этапы развития станков с ЧПУСписок литературы по дисциплине. Введение. Цеди и задачи курса. Программное управление – основа автоматизации производства с частой сменой обрабатываемых деталей. | 1 | 1, 6, 18 |
2. Структурная схема интегрированного производства Основные термины и определения по ГОСТ 2586-85 и ГОСТ 26288-85. Основные подсистемы: автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПТ), управляющий вычислительный комплекс (УВК), гибкий производственный модуль (ГПМ), гибкий автоматизированный участок (ГАУ), гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), автоматизированная транспортно-складская система (АТСС), автоматизированная система инструментального обеспечения (АСНИ), система автоматизированного контроля (САК), автоматизированная система удаления отходов (АСУО). | 1 | 2, 6, 18 |
3. Классификация систем управленияОсновные классификационные принципы: по участию человека в управлении (с ручным управлением, системы автоматического управления), по виду программоносителя (кулачковые, копировальные, цикловые, системы числового программного управления, по способу задания перемещений (абсолютные, в приращениях, универсальные), по алгоритму управления размерными перемещениями (позиционные, контурные, универсальные, обозначение в модели станка), по архитектуре построения (аппаратные - NC, программируемые - CNC, оперативные – HNC, прямого программного управления – DNC), по разделению времени процессора (одно- и мультипроцессорные, PCNC системы). | 1 | 3, 4, 6, 8, 13, 18 |
4. Систематизация задач программного управленияОбщая характеристика станка как объекта управления. Задачи управления на уровне станка: геометрическая, логическая, терминальная, технологическая. Задачи управления на уровне ГПМ: диспетчеризация, идентификация, мониторинга (поддержка «безлюдного режима»), терминальная. Задачи управления на уровне ГПС: терминальная , информационная, диспетчеризации, прямого числового программного управления. | 2 | 3, 6, 18 |
5. Программирование систем программного управления станками Архитектура вычислителя устройства ЧПУ. Передача данных в устройстве ЧПУ. Системная и локальная магистрали. Магистральный интерфейс. Обзор архитектурных вариантов устройств ЧПУ: однопроцессорные, мультипроцессорные, PCNC системы. Примеры различных архитектурных решений. Особенности задач ЧПУ: резидентность, параллельность, взаимодействие и синхронизация, реальное время. Программное обеспечение устройств ЧПУ. Взаимодействие быстрых и медленных процессов. Задача – диспетчер типа PCNC. | 2 | 4, 8, 13, 18 |
6. Геометрическая задача УЧПУФазы решения геометрической задачи: распаковка кадра, интерполяция, замыкание контура положения, формирование задания на привод подачи. Алгоритм интерполяции методом оценочной функции. Алгоритм покодовой интерполяции на постоянной несущей частоте. Алгоритм разгона и торможения привода подачи. Алгоритм компенсации систематических погрешностей измерительных преобразователей перемещения по координатным осям. Алгоритм ликвидации скачкообразного изменения рассогласования в приводе подачи. Скоростная, контурная ошибка, методы уменьшения их влияния на точность обработки детали. | 2 | 3, 9, 18 |
7. Логическая задача УЧПУ Автоматизация вспомогательных переходов. Понятие о цикловой автоматике станка Пример структуры сложного цикла автоматической смены инструмента. Аппаратная и программная реализация управления электроавтоматикой. Варианты структур программируемых контроллеров. Широкое использование контроллеров в управлении технологическими машинами. Модульный принцип построения контроллеров. Блоки связи с объектами управления (дискретные, аналоговые, позиционеры, коммуникационные, терминальные). Языки программирования контроллеров (ассемблеры, релейно-контакторной символики, логический мнемокод, языки высокого уровня). | 3 | 3, 10, 15, 19, 20 |
9. Терминальная задача УЧПУ Анализ дисплейных функций. Понятия: формат, глава, страница. Техника меню, диалоговое программирование, интерактивный ввод информации. Цикловая система автоматизированного проектирования управляющей программы. Инструментальная система автоматизированного проектирования управляющей программы. Динамико-графическое моделирование процесса обработки. | 2 | 1, 4, 11, 17, 18 |
10. Технологическая задача УЧПУ Факторы, влияющие на качество обработанной детали. Диагностика оборудования, автоматический контроль точности обработки, состояния режущего инструмента, как необходимые условия реализации «безлюдной» технологии. Автоматический контроль размеров детали и инструмента с помощью индикатора контакта. Алгоритм контроль с одно и двухкратным выходом в измеряемую позицию. Измерительные подпрограммы. Автоматический контроль состояния режущего инструмента по времени фактической работы, силовым параметрам, акустическим показателям и по уровню вибраций. | 2 | 2, 3, 12, 17, 18 |
11. Управление станочными комплексами. Локальные сети Основные задачи управления гибкими производственными системами (ГПС): идентификация, мониторинга, ведение информационной модели. Структура программного обеспечения ГПС (ядро системы, подсистемы, учитывающие специфику конкретной ГПС). Методы построения локальных сетей. Промышленные сети, программная поддержка сетей.
| 1 | 1, 6, 18 |
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
