ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Машины и технология обработки металлов давлением»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И ЗАДАНИЯ
к контрольным работам по дисциплине
«Автоматизация, робототехника и ГПС кузнечно-штамповочного производства»

Ростов–на–Дону, 2006

Составители: кандидат технических наук, доцент Вовченко А.В., кандидат технических наук, доцент Баклаг Г.Н.

1.Общие сведения

Дисциплина «Автоматизация, робототехника и ГПС кузнечно-штамповочного производства» относится к циклу специальных дисциплин. Программа по дисциплине составлена на основании учебного плана подготовки студентов специальности 150201 – «Машины и технология обработки металлов давлением».

Целью дисциплины является подготовка студентов заочной формы обучения к перспективному самостоятельному решению вопросов выбора и реализации методологии проектирования средств автоматизации кузнечно-штамповочного производства. Изучение дисциплины обеспечивает формирование у студентов представлений об основных методах и средствах автоматизации кузнечно-штамповочного производства (листовая штамповка, холодная объёмная штамповка, горячая объёмная штамповка и производственная ковка).

Дисциплина базируется на знании таких курсов рабочей програм-мы специальности 150201, как технология листовой штамповки, технология ковки и объемной штамповки, кузнечно-штамповочное оборудование, оптимизация технологических процессов ОМД, проектирование штампов и технология производства штамповой оснастки, безопасность жизнедеятельности и экономика.

Дисциплина изучается студентами заочного отделения в 11 семестре. В процессе изучения дисциплины выполняется одна контрольная работа. По дисциплине читаются обзорные лекции, проводятся практические и лабораторные занятия.

Изучение дисциплины завершается экзаменом.

2. Рабочая программа

2.1 Введение.

Средства механизации и автоматизации кузнечно-штамповочного производства. Эффективность применения механизации и автоматизации. Основные задачи, решаемые автоматизацией в штамповочном производстве. Структура средств автоматизации и механизации кузнечно-штамповочного производства.

2.2 Механизация и автоматизация процессов листовой штамповки.

Классификация автоматических подач для полос, лент и пруткового материала. Конструкция и расчёт крючковых, валковых и клещевых механизмов подач. Кинематическое исследование рычажного привода подач от кривошипного вала пресса. Разматывающие и правильные устройства. Компенсационная петля: назначение и расчёт.

Автоматические подачи для штучных заготовок. Классификация заготовок из листового материала по сложности захвата и ориентации. Автоматические бункерные загрузочно-ориентирующие устройства (АБЗОУ): классификация; типы; назначение; расчёт основных узлов; механизмы захвата и ориентации; отсекатели и питатели.

Автоматические штампы: основные механизмы для подачи полос, лент и штучных заготовок; расчёт подач; определение величины минимального хода.

Автоматизация и механизация удаления деталей и отходов из рабочей зоны штампа: конструкция и расчёт. Блокировка прессового оборудования при автоматической штамповке.

Стапелирующие устройства штучных заготовок.

Механизация удаления отходов, демонтажа штампов и резки материала в цехах холодной щтамповки.

2.3 Механизация и автоматизация процессов в цехах объёмной штамповки.

Автоматизация и механизация резки металла на штучные заготовки.

Автоматизация и механизация нагревательных печей: конструкции толкателей и выталкивателей; применение кассетной загрузки. Индукционные нагреватели.

Автоматизация и механизация горячей штамповки на молотах: перекладчики; манипуляторы; механизированные линии.

Автоматизация и механизация горячей штамповки на КГШП: механизированные комплексы; манипуляторы; подающие устройства; грейферные подачи.

Автоматизация и механизация горячей штамповки на ГКМ: пневмоподъёмники; пневмогидравлические столы; автоматизированные ковочные агрегаты.

2.4 Механизация и автоматизация процессов в ковочных цехах.

Манипуляторы ковочные. Загрузочные машины. Кантователи. Автоматизация и механизация ковки на молотах и гидравлических ковочных прессах.

2.5 Автоматические линии.

Автоматические и автоматизированные холодноштамповочные линии: назначение; требования к встраиваемому оборудованию. Основные принципы построения автоматических линий: линии с жёсткой, гибкой и смешанной связью. Линии роторного типа: принципы построения и область применения. Автоматические линии для объёмной штамповки: их надёжность и производительность.

2.6 Робототехника и ГПС кузнечно-штамповочного производства.

• Устройство промышленных роботов (ПР): определение ПР; структура и функциональное назначение ПР; устройство манипуляторов ПР; степени подвижности ПР; кинематические схемы манипуляторов, работающих в прямоугольной, цилиндрической и сферической системе координат; типы и параметры рабочих зон; устройства передвижения ПР; конструктивно-компоновочные схемы.
• Приводы ПР (пневматические, гидравлические, электромеханические); назначение приводов; устройство и принцип действия распределительных и тормозных устройств приводов.
• Захватные устройства ПР (ЗУ): классификация (по способу взаимодействия и удержания: вакуумные, магнитные, механические; одностороннего, двустороннего и многостороннего действия); устройство; принцип действия.
• Информационные системы ПР: роль и назначение: датчики внешней и внутренней информации (положения, скорости, усилия, крутящего момента и др.); типы датчиков (электромеханические, электромагнитные, электростатические, фотоэлектрические, аэродинамические и др.); сенсорные устройства непрерывного и дискретного действия, активные и пассивные; датчики состояния ПР.
• Системы управления ПР: основные функции; особенности; возможности; цикловые позиционные и контурные системы управления.

2.7 Роботизированные технологические комплексы обработки металлов давлением.

Замена функций человека на производстве функциями промышленного робота (ПР): основные задачи и область применения ПР; технологические операции автоматизируемые промышленным роботом (основные и вспомогательные); особенности применение ПР в массовом, серийном и мелкосерийном производстве. Роботизированные технологические комплексы (РТК): понятие; классификация; гибкий роботизированный технологический модуль (РТМ); роботизированная технологическая линия (РТЛ); роботизированный технологический участок (РТУ); принципы построения РТК; требования к основному и вспомогательному оборудованию, ПР и технологической оснастке, работающим в составе РТК; структура типовых компоновок РТК: нагрева заготовок, ковки, листовой и объёмной штамповки.

2.8 Гибкие производственные системы (ГПС).

Основное понятие; основные признаки ГПС; ПР в условиях комплексной автоматизации производства; основа ГПС (станки машины с ЧПУ, ПР, устройства управления на базе мини- и микро ЭВМ.

Структура ГПС: технологическая; транспортно-накопительная и управляющая системы ГПС:

• структура и функции технологической системы ГПС: гибкое автоматизированное технологическое, вспомогательное и контрольно-измерительное оборудование;
• структура и функции транспортно-накопительной системы ГПС: автоматические склады; автоматический транспорт;
• структура и функции системы управления ГПС: автоматизированная подсистема оперативного планирования и управления производством (АСУП); подсистема автоматизированного проектирования изделий (САПР); автоматизированная подсистема технологической подготовки производства (АСТПП).

3. Задания к контрольной работе №1

ВНИМАНИЕ! Вариант контрольной работы выбирается согласно порядковому номеру фамилии студента в списке группы (№1÷12). В случае если номер в списке превышает количество вариантов контрольной работы, то задание выдаётся преподавателем студенту индивидуально.

Вариант № 1.

1. Схема валковой подачи с приводом от кривошипного вала пресса: назначение, устройство, принцип действия, порядок настройки.
2. Назначение и область применения гибких технологических комплексов.
3. Обоснование выбора и методика расчёта крючковой подачи с рычажным приводом.

Вариант № 2

1. Клиноножевая подача: область применения; классификация; устройство; принцип действия.
2. Средства механизации и автоматизации штамповки на КГШП.
3. Обоснование выбора и методика расчёта крючковой подачи с приводом от клина.

Вариант № 3

1. Комплексы для штамповки деталей из ленты: состав; описание принципа действия.
2. Выносящие устройства с приводом от кривошипного вала пресса: назначение; устройство; принцип действия.
3. Обоснование выбора клещевых подач и их захватных органов (ЗО). Методика расчёта: плоских ЗО; ножевых ЗО и роликоклиновых ЗО.

Вариант № 4

1. Возможности применения промышленных роботов (ПР) в массовом, крупносерийном и мелкосерийном производстве.
2. Роторные линии: назначение; область применения; принцип действия.
3. Конструкции крепления рулонов в правильно-разматывающих устройствах и расчёт их тягового усилия.

Вариант № 5

1. Клещевые подачи: назначение; область применения; обоснование выбора; конструкции захватных органов;
2. Средства механизации штамповки на ГКМ.
3. Сбрасывающие удаляющие устройства пневматического типа (сдувающие устройства): область применения; состав; варианты исполнения сопл сдувающих устройств; моделирование структуры воздушной струи; термодинамические основы истечения струи из сопла; расчёт силы активного действия струи на твёрдую преграду.

Вариант № 6

1. Схема и работа валковой подачи, встроенной в штамп.
2. Средства механизации и автоматизации свободной ковки на молотах.
3. Выносящие удаляющие устройства: назначение; методика расчётного исследования кинематики устройства с приводом от верхней плиты штампа.

Вариант № 7

1. Бункерные загрузочные устройства: назначение; область применения; виды; устройство.
2. Линии продольного раскроя широкорулонного проката: назначение; состав; порядок работы.
3. Выносящие удаляющие устройства: назначение; методика расчётного исследования кинематики рычажного выносящего устройства с поворотным лотком.

Вариант № 8

1. Компенсационная петля: назначение; расчёт параметров.
2. Револьверная подача с приводом от кривошипного вала пресса: кинематическая схема; назначение; устройство; принцип действия.
3. Выносящие удаляющие устройства: назначение; методика расчё-та рычажного выносящего устройства со скользящим лотком.

Вариант № 9

1. Грейферные питатели: область применения; принцип действия; классификация элементов захвата.
2. Линии поперечного раскроя широкорулонного проката: назначение; состав; порядок работы.
3. Подающие устройства для штучных заготовок: классификация; назначение; расчёт шиберного питателя (параметры шибера, усилие проталкивания).

Вариант № 10

1. Ковочные манипуляторы: область применения; устройство и принцип действия.
2. Сбрасывающие устройства: классификация по принципу действия; принципы выбора; схемы.
3. Револьверные питатели: назначение; принцип действия; классификация по типам приводных механизмов и способов передачи движе-ния; методика расчёта параметров револьверного диска, величины хода ползуна.

Вариант № 11

1. Автоматические линии кузнечно-штамповочного производства: линии листовой штамповки на базе универсального оборудования.
2. Механизация нагрева заготовок: при ковке (посадочные машины и происпособления); при горячей объёмной штамповке (загрузочные и разгрузочные механизмы).
3. Револьверные питатели: назначение; методика расчёта питателей с кривошипно-рычажным приводом, с байонетным приводом и получервячным механизмом привода.

Вариант № 12

1. Автоматические линии кузнечно-штамповочного производства: линии холодной объёмной штамповки на базе универсального оборудования.
2. Механизация вспомогательных операций: установки и наладки инструмента; внутрицеховая транспортировка (конвейеры, подъемные устройства).
3. Методика расчёта параметров комплекса оборудования для штамповки деталей из ленточного материала: расчёт компенсационной петли; валковой подачи с кривошипно-рычажным приводом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Попов Е.А., Ковалёв В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2003.–480с.
2. Панкратов Д.Л., Сосенушкин Е.Н., Ступников В.П., Шибаков В.Г. Автоматизация, робототехника и гибкие производственные системы кузнечно-штамповочного производства: Учеб. пособие. – М.: Ма-шиностроение, 2002.–339с.
3. Трофимов И.Д., Бункер М.Н. Автоматы и автоматические линии для горячей объемной штамповки. – М.: Машиностроение, 1981.
4. Норицин И.А., Власов В.И. Автоматизация и механизация техноло-гических процессов ковки и штамповки. – М.: Машиностроение, 1967.–388с.
5. Мансуров А.М. Механизация и автоматизация в кузнечном произ-водстве. – М: Машиностроение, 1965.–212с.
6. Атрошенко А.П. Механизация и автоматизация горячей штамповки. – М.: Машиностроение, 1965.
7. Михаленко Ф.П., Грикке А.Х., Демиденко Е.И. Автоматическая холодная штамповка мелких деталей. – Л.: Машиностроение, 1965.–287с.
8. Мансуров И.З., Подрабинник И.М. Специальные кузнечно-прессовые машины и автоматизированные комплексы кузнечно-штамповочного производства. Справочник. – М.: Машиностроение, 1990.
9. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машино-строение. 1983.
10. Деплов Н.И. Лекции по курсу «Механизация и автоматизация куз-нечно-прессового производства» Часть 1. Средства механизации и автоматизации для подачи полос и лент. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1973.–36с.
11. Деплов Н.И. Лекции по курсу «Механизация и автоматизация куз-нечно-прессового производства» Часть 2. Удаляющие устройства и роботы. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1975.–152с.
12. Деплов Н.И. Средства механизации и автоматизации для подачи ленточного материала: Учеб. пособие. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1984.–75с.
13. Деплов Н.И. Промышленные роботы: Учеб. пособие. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1979.
14. Смирнов А.М., Васильев К.И. Основы автоматизации кузнечно-прессовых машин. – М.: Машиностроение, 1987.–272с.
15. Кувшинский В.В. Основы автоматизации технологических процес-сов в машиностроении. – М.-Свердловск: Машгиз, 1962.–265с.Деплов Н.И. Методические указания, рабочая программа, вопросы для самопроверки и задания к контрольным работам по дисциплине «Автоматизация, робототехника и ГПС КШП». – Ростов н/Д: ДГТУ, 1993.–12с.