Файл: Петровский. Автоматизация технологических процессов и производств.pdf

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ 

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» 

(НГТУ) 

А.Н. ПЕТРОВСКИЙ 

Е.А. КУЛИКОВА 

КОМПЛЕКС УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ 

МАТЕРИАЛОВ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 

«АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 

И ПРОИЗВОДСТВ» 

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного  

технического университета в качестве учебно-методического пособия  

для студентов безотрывных форм обучения  

по направлению подготовки бакалавров  

15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроитель-

ных производств» 

Профиль подготовки: 

«Технология машиностроения» 

Нижний Новгород 2016 

2 

УДК 621  

Комплекс учебно-методических материалов по изучению дисципли-

ны  «Автоматизация  технологических  процессов  в  машиностроении»  / 
А.Н. Петровский, Е.А. Куликова; НГТУ, Н. Новгород, 2016. – 135 с. 

Пособие содержит рабочую учебную программу, опорный комплект лекций, 

описание лабораторных работ и методические  указания по их выполнению. Приве-
дены вопросы для самоконтроля, глоссарий терминов и перечень литературы, реко-
мендуемой для глубокого изучения дисциплины. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Редактор  

Подп. в печать ХХ.ХХ.20ХХ. Формат 60



84  1/16. Бумага 

офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. … 

___________Уч. изд. л. 7. Тираж ХХХ/ Экз. Заказ ХХХ.______ 

Нижегородский государственный технический университет. 

Типография НГТУ. 

Адрес университета и полиграфического предприятия: 

603950, ГСП-41, г. Н. Новгород, ул. Минина, 24. 

                                                             ©  Нижегородский государственный 
                                                                  технический университет, 2016 

                                                     ©  Петровский А.Н., Куликова Е.А, 2016                                                                                                           

3 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Пояснительная записка…………………………………...…………………………5 
Рабочая учебная программа дисциплины . . . .. . . . . . . . ….. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 
Опорный конспект лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 19 

Введение……………………………………………………………………….19 

1.  Автоматизация производственных процессов в машиностроении 



 основные    термины, определения и задачи автоматизации……………19 

1.1. Критерии целесообразности современного производства…………….19 
1.2. Классификация производственных процессов по видам энергии…….20 
1.3. Основные термины и  определения……………………………………..20 
1.4. Классификация автоматизированных СТО по логике управления и  
       уровню организации……………………………………………………...21 

2. Производственный процесс как объект автоматизации………………………22 

2.1. Производственные потоки и  их взаимодействие………………………22 
2.2. Конструктивно–технологические основы автоматизации……………..24  
2.3. Классификация и кодирование деталей…………………………………26 
2.4. Отбор деталей в технологические группы……………………………...27 
2.5. Отработка технологичности деталей …………………………………...27 
2.6. Комплексная деталь ……………………………………………………...30 
2.7. Комплекс признаков……………………………………………………...31 
2.8. Матрица поверхностей…………………………………………………...31 
2.9. Групповой план обработки поверхностей………………………………33 
2.10. Формирование маршрута группового технологического 
         процесса……………………………………………………………..…34 

3. Показатели нормирования, загрузки и типов автоматизированного  
    производства …………………………………………………………………….36 

3.1. Техническое нормирование автоматизированного производства…….36 
3.2. Структура штучного времени автоматизированной операции………..37 
3.3. Показатели трудоемкости, станкоемкости и их отношения…………..41 
3.4. Рабочее место и его специализация……………………………………..42 
3.5. Типы производства……………………………………………………….43 
3.6. Расчет  коэффициента закрепления операций………………………….45 
3.7. Загрузка персонала……………………………………………………….48 
3.8. Загрузка оборудования…………………………………………………...49 
3.9. Пооперационный мониторинг участка………………………………….49 

4. Комплексная автоматизация массового и крупносерийного производства…51 

4.1. Технологические автоматические машины……………………………..51  
4.2. Движение предметов и инструмента в технологической машине…….51 
4.3. Автоматические линии, их структура и компоновка ………………….53 
4.4. Транспортировка и ориентация предметов в автоматических линиях  55 
4.5. Роторные линии…………………………………………………………..61 
4.6. Циклические, рефлекторные и самонастраивающиеся 
       автоматические машины…………………………………………………63 

5. Комплексная автоматизация серийного и мелкосерийного производства .....64 

4 

5.1. Гибкие производственные системы, их структура и особенности……64 
5.2. Автоматизированная транспортно-складская система………………...67 
5.3. Промышленные роботы……………………………………………….…70 
5.4. Управление промышленными роботами………………………………..71 
5.5. Классификация промышленных роботов……………………………….72 
5.6. Структурная схема промышленного робота……………………………72 
5.7. Технические характеристики промышленных роботов………………..73 
5.8. Производительность и надежность автоматизированных СТО...……..75 

6. Размерные связи в автоматизированных технологических процессах ………77 

6.1. Виды размерных связей………………………………………………….77 
6.2. Анализ размерных связей и достижение точности  
       замыкающих звеньев…………………………………………………..…78 
6.3. Пример установочной размерной цепи………………………...…….…79 
6.4. Примеры операционных размерных цепей……………………………..81 
6.5. Примеры межоперационных размерных цепей………………………...81 
6.6. Изготовление деталей на спутниках…………………………………….87 
6.7. Выверка положения заготовки на спутнике и станке………………….88 
6.8. Этапы достижения точности обработки в ГПС………………………...89  

7. Временные связи в автоматизированном производстве………………………90 

7.1. Цель и задачи построения временных связей процесса………………..90 
7.2. Циклограмма автоматизированного цикла……………………………..91 
7.3. Понятие о действительных фондах и затратах времени как  
       о случайных величинах…………………………………………………..92 
7.4. Структура подготовительно-заключительного времени ГПМ………...93 
7.5. Особенности загрузки ГПМ……………………………………………...96 

8. Автоматизация процессов сборки………………………………………………96 

8.1. Сущность и этапы автоматического сборочного процесса……………96  
8.2. Технологичность конструкций для автоматической сборки…………..97  
8.3. Достижения точности при автоматической сборке………………...…100 
8.4. Методы и средства транспортирования и ориентирования 
       деталей…………………………………………………………………..105 

9. Информационное обеспечение автоматизированного производства……..108 

9.1. Структура интегрированной автоматизированной системы 
       управления………………………………………………………………109 
9.2. Уровни управления автоматизированного производства…………….110 
9.3. Структура, функции и порядок разработки управляющих 
       программ…………………….…………………………………………..110 

Описание практических занятий…………………………………………………114 
Контроль знаний………………………………………………………………..…125  
Глоссарий……………………………………………………………….…………127 
Список литературы…………………………………...……….…………………..134  

5 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

 
Комплекс  учебно-методических  материалов  по  изучению  дисциплины 

«Автоматизация технологических процессов и производств» содержит рабочую 
программу 

дисциплины, 

опорный 

конспект 

лекций 

преподавателя, 

методические  указания  к  лабораторным  работам  и  практическим  занятиям, 
вопросы    для  контроля  знаний  студентов,  глоссарий  основных  терминов  и 
понятий дисциплины, список используемой литературы.  

К  комплексу  приложены  дополнительные  обучающие  средства  в 

электронном  виде:  библиотека  литературы  по  дисциплине,  программные 
средства,  обучающие  файлы,  архив  чертежей  для  заданий,  примеры 
выполнения 

графических 

заданий, 

фото- 

и 

видеоматериалы 

автоматизированного  технологического  оборудования,  презентации  по 
отдельным разделам дисциплины. 

Состав  и  содержание  дополнительных  обучающих  средств  определяется 

преподавателем. 

Комплекс  учебно-методических  материалов  разработан  на  основе  ранее 

изученных  студентами  дисциплин:  «Основы  технологии    машиностроения», 
«Управление системами и процессами», «Теория автоматического управления», 
«Металлорежущие станки», «Основы автоматизированного проектирования». 

В  результате  изучения  дисциплины  «Автоматизация  технологических 

процессов и производств» студенты должны знать: 

– основные термины и определения автоматизированных технологических 

процессов и производств в машиностроении; 

– технические, экономические и социальные преимущества автоматизации 

по сравнению с неавтоматизированным производством; 

–основные 

цели, 

задачи, 

принципы 

и 

методы 

построения 

автоматизированных производственных процессов; 

–способы и оборудование для хранения и транспортирования изделий; 
– особенности жестких и гибких автоматизированных производств; 
– конструктивно-технологические основы выбора и подготовки изделий 

для автоматизированных производств; 

– особенности интегрированных производственных комплексов (ИПК); 
– особенности формирования информационных, временных и размерных 

связей в автоматизированном производственном процессе; 

– особенности обработки на станках с ЧПУ; 
– условия обеспечения точности при обработке на станках с ЧПУ; 
– структуру и функции управляющих программ станков с ЧПУ; 
– особенности и методы автоматизированной сборки. 
Знания, полученные студентами должны использоваться  при изучении 

курсов: "Технология машиностроения", "Технологические основы ГАП", "Про-
ектирование машиностроительных производств", "САПР технологических про-
цессов".