Цель и задачи курсового проектирования применительно к выполнению выпускной квалификационной работы (ВКР)

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 14Следующая ⇒

Надо отметить, что настоящее учебное пособие направлено на методическое обеспечение подготовки бакалавров всех форм обучения (дневной, заочной, ускоренной) при освоении ими теоретического курса по дисциплине «Автоматизация производственных процессов в машиностроении». Оно весьма полезно как при выполнении самого курсового проекта, так и последующей выпускной квалификационной работы (ВКР).

Целью данного курсового проекта является закрепление теоретических знаний, полученных студентами в период изучения указанной дисциплины, во время лекционных занятий и в ходе выполнения ими лабораторных работ. В этом случае становится возможным приобретение практических навыков применения современных средств автоматизации с учетом специфики конкретного вида производства и его особых требований.

Навыки, получаемые студентами в процессе выполнения курсового проекта по АППМ, безусловно, будут полезны в их дальнейшей производственной деятельности.

Среди задач курсового проектирования можно выделить:

- выполнение подробного обзора научно-технической и патентной литературы по теме курсового проекта и последующей выпускной работы;

- анализ возможных вариантов применения средств автоматизации для обработки данной детали с учетом требований разработанного технологического процесса и выбор на этой основе наиболее перспективного средства (в нашем случае – станочного модуля того или иного уровня сложности);

- технологическое обоснование решения поставленной цели: назначение схемы базирования детали на станке, определение содержания технологических переходов данной программной операции, выполнение необходимых технологических расчетов и назначение режущего и вспомогательного инструмента (все это должно быть увязано и согласовано с содержанием курсового проекта по «Технологии машиностроения (ТМ)»;

- обоснованное назначение элементов станочного модуля через выбор модели станка с ЧПУ и промышленного робота, а также других его компонентов дальнейшего выполнения чертежа его общего вида;

- проектирование и расчет средств технологического оснащения (например, захватного устройства промышленного робота (ЗУ ПР);

- проектирование общего вида станочного модуля;

- расчеты по нормированию операции, определению коэффициента загрузки станочного модуля и построение циклограммы его работы;

- проектирование иных средства оснащения модуля в соответствии с индивидуальным заданием (например, автоматизированного склада или пристаночного накопителя заготовок).

Необходимо отметить важную роль самостоятельной работы студентов в успешном выполнении проекта и ВКР в целом. Этому призвано способствовать и данное учебное пособие, которое содержит перечень основных требований к проекту, методику выбора прогрессивного автоматизированного технологического оборудования, правила выполнения расчетов.

Содержание, требуемое наполнение, заданные объемы и особенности выполнения курсового проекта по АППМ

Студентам следует учесть следующие некоторые особенности выполнения данного курсового проекта.

1. Как уже отмечалось ранее, данный курсовой проект предназначен быть составной частью выпускной квалификационной работы (ВКР) бакалавра. Поэтому, в целях целенаправленного использования материалов, рекомендуется привязка его содержания к общей тематике работ кафедры. Этого можно достичь посредством обрабатываемой детали, чертеж которой выдается также на курсовой проект по дисциплине «Технология машиностроения (ТМ)».

Более того, деталь-объект автоматизированной обработки целесообразно студенту подобрать заранее, во время прохождения производственной практики. Тогда тема проекта будет иметь реальный производственный характер, а сам проект, в случае его успешной разработки, может представлять интерес для действующего производства.

Часть расчетов (например, выбор схемы базирования, расчет режимов резания и т. п.) может быть заимствован из выше указанного проекта, что сократит потребное время на проектирование непосредственно средств автоматизации и сделает его более целенаправленным.

2. Задание на курсовой проект по АППМ выдается по одному из двух вариантов тематики, определяющей дальнейшее содержание и наполнение проекта. Это делается по указанию преподавателя-руководителя проекта при согласовании со студентом и определяется заданной (планируемой) годовой программой выпуска данных обрабатываемых деталей (N_Г). Программа, в свою очередь, определяет тип производства и, соответственно, выбор средства автоматизации. Эти варианты – следующие.

Вариант 1. А втоматизация обработки детали с применением специального станка-автомата агрегатного типа, предназначенного для условий массового (крупносерийного) производства. Этому варианту задания посвящено другое учебное пособие этих же авторов.

Вариант 2. А втоматизация обработки деталей посредством автоматизированного станочного модуля на базе станка с ЧПУ, что в наибольшей степени соответствует условиям серийного (мелкосерийного) машиностроительного производства. Настоящее учебное пособие соответствует именно этому (второму) варианту задания.

Для варианта ЗАДАНИЯ №2 может быть предложена тема курсового проекта в такой, например, формулировке: – «Автоматизация изготовления детали с разработкой станочного модуля на базе металлорежущего станка с ЧПУ» (далее конкретизируется вид применяемого станка, например, токарного для деталей типа тела вращения, либо многооперационного (многоцелевого) – для более сложных, корпусных обрабатываемых деталей.

После чего указывается программа выпуска данных деталей (N_Г), в объеме, характерном для условий серийного или мелкосерийного производств. Отдельно, в виде индивидуального задания, оговаривается объект конструкторской проработки какого либо средства технологического оснащения (захватное устройство ПР, накопитель заготовок и т. п.).

Такое деление в достаточной мере соответствует условиям реального машиностроительного производства, где заданные годовые программы (объемы) выпуска деталей могут значительно различаться. Это обеспечивает также необходимое разнообразие индивидуальных заданий. Не следует пытаться найти какие-либо преимущества в смысле уменьшенных (или увеличенных) объемов проектирования – указанные варианты сбалансированы по трудоемкости выполнения и они в равной степени могут представлять интерес при проектировании по данному направлению.

3. Опасения о какой-либо излишней сложности заданий на курсовой проект, который имеет конструкторско-технологическую направленность, лишены оснований: все темы вполне посильны студентам среднего уровня успеваемости, они вписываются в систему компетенций бакалавра, а также соответствуют учебному плану и рабочим программам бакалавриата.

Кроме того, успешному выполнению курсового проекта должны способствовать; регулярные консультации, практические занятия, и, конечно, самостоятельная работа студентов, также предусмотренная учебным планом. При этом могут использоваться материалы конспектов лекций, учебные пособия, выпущенные кафедрой ТМ ранее, каталоги металлорежущих станков с ЧПУ (ряд их имеется на кафедре в электронном виде), каталоги промышленных роботов (также имеются в базах данных кафедры ТМ), сведения технического характера, почерпнутые в Интернете, из проспектов фирм-производителей оборудования (в том числе и зарубежных), в справочной и научно-технической литературе. В случае углубленного поиска и обзора, следует обратиться к информации, содержащейся в патентном фонде по соответствующему индексу международной классификации изобретений (МКИ). Библиографические данные некоторых источников технической информации, которые использовались при составлении настоящего пособия, приводятся в его конце в списке литературы.

В случае необходимости, можно обратиться к руководителю курсового проекта для получения дополнительной информации (например, по вопросам выбора оборудования и выполнения обзорной части проекта), для чего, как уже отмечалось, на кафедре имеются каталоги автоматизированного оборудования и другие источники технической информации в электронном виде.

4. Задание на курсовой проект оформляется на бланке «ЗАДАНИЕ». В качестве исходного материала служит рабочий чертеж детали средней сложности с указанием обрабатываемых на данном станке поверхностей. Повторимся: предпочтение отдается деталям, по которым уже было выдано задание на курсовой проект по «Технологии машиностроения».

5. Здесь формулируется тема проекта, оговаривается предполагаемый объем выпуска деталей, на производство которых направлены разрабатываемые средства автоматизации. Для этого задается годовая программа выпуска (Nг), которая, как уже оговаривалось, и определяет направление разработки по вариантам (вариант №1 или вариант №2).

6. Там же приводится перечень основных разделов пояснительной записки и графической части курсового проекта с указанием рекомендуемых объемов выполнения. Дается список обязательных приложений. В конце бланка «ЗАДАНИЕ» оговаривается срок окончания проектирования, а также сроки промежуточных аттестаций и завершения проекта.

7. На обратной стороне бланка «ЗАДАНИЕ» приводится список литературы для выполнения самого проекта и в целом по курсу АППМ.

8. Студентам заочной и ускоренной форм обучения могут выдаваться детали не связанные с конкретным предприятием (в том числе, учебные темы), либо темы, связанные с обработкой деталей, предложенных самими студентами.

Структура курсового проекта.

Пояснительная записка:

1. Титульный лист (образец – см. приложение к этому пособию).

2. Задание на курсовой проект (см. бланк «ЗАДАНИЕ»).

3. Реферат.

4. Ведомость курсового проекта, заполненная в соответствии с общепринятыми требованиями и подписанная студентом-разработчиком.

5. Содержание (с подписанным студентом штампом).

6. Введение (объемом не более одной страницы), где формулируется цель курсового проекта, решаемые в нем, в соответствии с полученным заданием, задачи, общие направления автоматизации машиностроительного производства, а также планируемые пути реализации цели.

7. Основная часть:

7.1. Анализ 2–3 известных методов автоматизации обработки выданной в задании детали, выбор и обоснование варианта решения поставленной задачи с учетом назначенной программы выпуска деталей.

7.2. Обоснование схемы базирования детали (можно заимствовать из курсового проекта по «Технологии машиностроения»).

7.3. Определение потребного количества технологических переходов, выбор режущих и вспомогательных инструментов. Назначение (или расчет) режимов резания по всем технологическим переходам (также можно заимствовать из курсового проекта по «Технологии машиностроения»).

7.4. Выбор по каталогу и обоснование типа автоматизированного оборудования в виде модели металлорежущего станка с ЧПУ с приведением его общего вида, краткого описания и технической характеристики.

7.5. Выбор модели промышленного робота (последнего – в случае необходимости, по теме проекта), также с обоснованием выбора и приведением общего вида, схемы и размеров рабочего пространства (зоны), технической характеристики. См. рекомендации в данном учебном пособии.

7.6. Описание состава, устройства и конструктивных особенностей автоматизированного оборудования, в данном случае – станочного модуля на базе станка с ЧПУ.

7.7. Подробное и последовательное описание работы разрабатываемого модуля в связи с технологическими переходами, выполняемыми по управляющей программе, а также действиями промышленного робота.

7.8. Описание устройства и принципа действия спроектированного по индивидуальному заданию технологического устройства (с приведением необходимых расчетов).

7.9. Определение времени на операцию и длительности рабочего цикла всего модуля на основе построения циклограммы его работы. На ней время работы станка можно не разбивать по отдельным переходам, а показать общим отрезком (назвав – «Работа станка по программе»). Время работы промышленного робота следует показать по всем переходам (каждое движение отдельным отрезком на циклограмме).

7.10. Расчет цикловой производительности разработанного автоматизированного оборудования в виде станочного модуля.

7.11. Определение коэффициента загрузки станочного модуля и его анализ с выдачей конкретных рекомендаций при отклонении от норматива.

8. Заключение. Сделать выводы по работе (не более 1, 5–2 стр.) с пояснением, как удалось достичь поставленной цели и решить конкретные задачи проекта. Сообщить, что дало Вам курсовое проектирование.

9. Приложения к пояснительной записке:

9.1. Приложение А (обязательное). Технологический эскиз обрабатываемой детали по индивидуальному заданию. Он оформляется как технологический документ формата А4 или А3 по Вашему выбору.

9.2. Приложение Б (обязательное). Схемы технологических наладок для выполнения технологических переходов по обработке детали.

9.3. Приложение В (обязательное). Операционная карта для выполнения данной операции (оформляется на технологическом бланке в соответствии с технологией обработки).

9.4. Приложение Г (обязательное). Циклограмма работы автоматизированного станочного модуля (желательно – на формате А3).

9.5. Приложение Д (справочное). Библиографический список (в тексте пояснительной записки обязательны ссылки на используемую в курсовом проекте литературу и другие источники информации).

Остановимся на оформлении пояснительной записки проекта. Текст создается в программе «MS Word» (2003, 2007 или 2010) с учетом следующих требований:

· представление текста в печатном виде: шрифт Times New Roman;

· кегль шрифта 14 пт, заголовки допускаются 16 пт;

· междустрочный интервал (предпочтительно полуторный) – 1, 5 пт;

· поля: левое – 2, 5 см., правое – 1, 5 см., верхнее и нижнее – по 2 см;

· абзацный отступ – 1, 25 см;

· нумерация страниц – сверху, по центру страницы).

Примечания. 1.Обязательным условием при выполнении данного курсового проекта является объем пояснительной записки в 40–45 страниц.

2. Приложения к пояснительной записке выполняются в произвольном объеме, по желанию студента-разработчика, т. е. их список может быть расширен. Например, можно оформить приложения с техническими данными оборудования (станков и роботов, которые не вошли в основную часть проекта).

3. По завершении проектирования необходимо предоставить руководителю электронную копию выполненного проекта (пояснительной записки, а также графической части) в виде отдельной папки с указанием фамилии и инициалов студента-разработчика, шифра группы и года.

4. Внимание! Приведение в приложении управляющей программы (или ее фрагментов) для станка или робота в данном курсовом проекте не требуется. Однако, если это совпало с пожеланиями какого-либо студента, то такое приложение можно привести, что значительно повысит уровень всего проекта и положительно отразится на его итоговой оценке.

5. Библиографический список приводится как самое последнее приложение (оно же «справочное», тогда как остальные – «обязательные»);

6.При оформлении текстовой части курсового проекта следует учитывать положения стандарта – Общие требования к оформлению текстовых документов. СТП ВятГТУ 101–2000.

Структура курсового проекта.

Графическая часть:

1. Рабочий чертеж обрабатываемой детали – 1 лист формата А2 (допускается формат А1, если деталь больших габаритов). Он может быть заимствован как копия из более раннего курсового проекта.

2. Обзорный лист по теме обзора, которая согласована с руководителем данного курсового проекта (она должна быть близкой к теме самого проекта). Оформляется он как ДПЛ на формате А2 (или А1 – по усмотрению студента-разработчика, чтобы учесть тематику и планируемые объемы будущей выпускной квалификационной работы (ВКР).

3. Общий вид (ВО) автоматизированного станочного модуля на формате А2 (также допускается формат А1 с учетом рекомендаций, см. п.2).

4. Сборочный чертеж (СБ) устройства-средства технологического оснащения станочного модуля по индивидуальному заданию (формат А1).

Примечания. 1. Таким образом, минимальный общий объем графической части курсового проекта по АППМ составляет 2 листа формата А1.

2. Допускается изменение указанного объема (как уже отмечалось, по желанию студента) в сторону увеличения укрупнением масштаба изображений, либо переносом материалов приложений из пояснительной записки в графическую часть, а также включением рабочего чертежа детали.

1.3. Задачи и рекомендации по выполнению обзорной части в области автоматизации производства по теме проекта

Учитывая большое разнообразие моделей станков с ЧПУ и промышленных роботов, выпускаемых в настоящее время и содержащихся в соответствующих каталогах, задача обоснованного выбора модели указанного оборудования становится весьма актуальной. Она решается в обзорной части данного проекта и в дальнейшем входит основным разделом в ВКР.

Цель данной части курсового проекта заключается в проведении подробного анализа известных моделей станков с ЧПУ и/или промышленных роботов, что оговаривается в задании на проектирование и с руководителем ВКР (впоследствии). Источниками информации могут быть каталоги металлорежущего оборудования, проспекты фирм-производителей, сведения из Интернета, учебные пособия кафедры ТМ и др.

В начале рассмотрим выполнение обзора по металлорежущим станкам с ЧПУ. Следует отметить, что другие типы и разновидности станков нас интересовать не должны так, как не могут использоваться для решения указанных задач в виде проектирования АСМ.

Помимо анализа найденных моделей самих станков могут представлять интерес и, соответственно быть включенными в обзор, основные узлы станков. Среди них – столы, приводные револьверные головки, инструментальные магазины, шпиндельные насадки во всем их многообразии, а также вспомогательный инструмент, различные средства измерения и т. п.

Предполагаемый объем обзора в пояснительной записке курсового проекта может составлять 10–15 страниц текста, с иллюстрациями в виде рисунков общего вида станка, его механической части, схемы расположения управляемых координатных осей, изображения основных узлов, краткого и описания конструкции станка и принципа его действия, с приведением технической характеристики (можно в виде таблицы), а также сравнительный анализ достоинств и недостатков рассматриваемых моделей.

Необходимо минимально рассмотреть 5–7 моделей станков с ЧПУ, которые могли бы быть использованы в составе автоматизированного станочного модуля – объекта проектирования. Несколько, наиболее интересных с точки зрения разработчика проекта моделей (достаточно в количестве 3–4 шт.), надо вынести на обзорный лист, в графическую часть проекта.

Обязательное условие: станок, далее применяемый в составе разрабатываемого станочного модуля, должен присутствовать в материалах обзора. Кроме того, следует дать подробное обоснование выбора именно этой модели, что лучше сделать в конструкторской части проекта.

Отдельно отметим, что использование основ программирования и составление управляющих программ в этом курсовом проекте не требуются. При необходимости в этом на этапе выполнения ВКР, можно рекомендовать учебные пособия, разработанные этими же авторами и приведенные ниже, в списке литературы к настоящему учебно-методическому пособию (в том числе, для программирования на языке FANUC).

При выборе модели станка для использования в выполняемой ВКР, где выпускником разрабатывается ее технико-экономическое обоснование, рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

- учесть наличие станков, имеющихся на базовом предприятии;

- проанализировать модели станков, выпускаемых отечественными станкостроительными предприятиями;

- принять к рассмотрению прочие модели станков, в том числе зарубежных фирм-производителей.

Что касается самой методики выбора, то она рассматривалась на лекциях и явствует из материалов данного пособия. Все выше изложенное относится также и к порядку выбора модели промышленного робота.

Модели станков с ЧПУ в обзорной части с точки зрения технологии использования, можно разбить на две основных разновидности:

- токарные станки (в том числе и многооперационные), характеризующиеся главным движением в виде вращения обрабатываемой детали;

- многоцелевые станки (МС или «Обрабатывающие центры» – ОЦ), у которых обрабатываемая деталь закреплена в зажимном приспособлении и относительно неподвижна.

В любом случае, техническими характеристиками, определяющими пригодность станка для данной технологической операции, эффективность и целесообразность его использования служат:

- имеющееся на станке количество управляемых координат (координатных осей);

- вид системы числового программного управления;

- класс точности, определяющий точность получаемой детали;

- форма и размеры стола, достаточные для закрепления на нем зажимного приспособления;

- наличие вращательных движений стола или шпиндельной головки (в случае необходимости обработки более сложных деталей);

- максимально допустимые величины рабочих перемещений режущих инструментов относительно обрабатываемой детали;

- мощность электродвигателя главного движения, которая должна быть больше расчетной максимальной по переходам мощности резания с учетом к. п. д.;

- диапазон режимов резания в виде подач и частот вращения;

- максимально допустимое количество режущих инструментов в инструментальном магазине станка;

- наличие опций, например, в виде наклонно-поворотного (глобусного) накладного стола, поставляемого по отдельному заказу, что существенно расширяет технологические возможности станка.

Следует дополнительно учесть размеры занимаемой станком производственной площади, также стоимость выбираемой модели.

Методика выбора модели промышленных роботов выглядит несколько сложнее в виду не до конца устоявшейся системы их классификации. Поэтому она приводится в соответствующем разделе настоящего пособия в более подробной форме.

В графической части курсового проекта под обзорный лист достаточно выделить формат А2 или, с расчетом на будущую ВКР, 1 лист формата А1. Он оформляется как плакат (в угловом штампе на листе дается обозначение – ДПЛ), поэтому на нем можно размещать дополнительную информацию: поясняющие надписи, различные схемы, таблицы, рисунки и фотоснимки (в том числе и цветные), 3-Д модели, а также выноски с цифровыми обозначениями частей оборудования и соответствующие им расшифровки.

Лист должен иметь название по теме обзора, оговоренной при выдаче бланка «Задание» на курсовой проект, которое приводится сверху листа буквами увеличенного размера.

Помимо общих видов станков (промышленных роботов), на этом листе целесообразно привести примеры конструкций их важнейших узлов (инструментальных магазинов, столов, шпиндельных головок, рабочих органов, вспомогательного инструмента и т. п.

Материалы, выносимые на обзорный лист, в графическую часть проекта, где оформляются как документ-плакат (см. выше), должны в обязательном порядке содержаться в соответствующем разделе пояснительной записки в более полном объеме. Сам лист должен иметь заголовок в виде надписи увеличенного размера, порядка 15–20 мм, отражающий его основное содержание.

Тематика обзорной части также согласовывается с руководителем проекта, а в будущем и с руководителем ВКР.

2. СТАНОЧНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МОДУЛИ, ИХ

РАЗНОВИДНОСТИ И СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒