МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра автоматизированного оборудования машиностроительного производства

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ для обучающихся по направлению 15.04.01 «Машиностроение» (программа «Обеспечение качественно-точностных характеристик при изготовлении изделий

в автоматизированном машиностроительном производстве») очной и заочной форм обучения

Воронеж 2020

1

УДК 621.882

ББК 22.253я7

Составители: ст. преп. С. Л. Новокщенов, канд. техн. наук, доц. О. И. Попова,

канд. техн. наук, доц. М. И. Попова

Автоматизированные методы проектирования техноло-

гических процессов: методические указания к выполнению лабораторных работ для обучающихся по направлению 15.04.01 «Машиностроение» (программа магистерской подготовки «Обеспечение качественно-точностных характеристик при изготовлении изделий в автоматизированном машиностроительном производстве») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: С. Л. Новокщенов, О. И. Попова, М. И. Попова. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2020. 26 с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями программы изучения дисциплины «Автоматизированные методы проектирования технологических процессов». В них изложены основные положения курса, приведены необходимые теоретические сведения для выполнения курса лабораторных работ и список литературы.

Предназначены для обучающихся по направлению 15.04.01 «Машиностроение» (программа магистерской подготовки «Обеспечение качественно-точностных характеристик при изготовлении изделий в автоматизированном машиностроительном производстве») очной и заочной форм обучения.

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле МУ АМПТП.pdf.

Ил. 12. Библиогр.: 4 назв.

УДК 621.882

ББК 22.253я7

Рецензент – А. В. Демидов, канд. техн. наук, доц. кафедры АОМП ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью выполнения лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированные методы проектирования технологических процессов» является ознакомление с возможностями решения задач проектирования технологических и производственных возможностей с применением современных ЭВМ и интегрированных сред разработки приложений.

Тематика и содержание работ составлены с учётом материальной базы лаборатории кафедры и с учётом возможности самостоятельного выполнения с применением ресурсов сети Internet.

РАЗДЕЛ 1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Занятия в лаборатории проводятся под руководством преподавателя. Для проведения практических занятий группа делится на подгруппы (по 3 - 5 человек), постоянный состав которых сохраняется до окончания всего лабораторного практикума. Лабораторные работы выполняются самостоятельно, необходимые записи ведутся в рабочих тетрадях. По результатам выполненных работ студент обязан:

1.Знать целевое назначение работы, уметь объяснить порядок и технику выполнения.

2.Знать устройство, приёмы управления и настройку оборудования и приборов, применяемых в работе.

3.Понимать физический и практический смысл полученных данных.

4.Предъявить отчет с необходимыми расчетами, эскизами, графиками и выводами по каждой работе.

Перед началом лабораторных работ студенты знакомятся с содержанием лабораторного практикума, организацией и режимом занятий, правилами техники безопасности.

3

По окончании работы рабочее место, оборудование, аппаратура и инструменты сдаются лаборанту.

Отчет по работе оформляется на писчей бумаге формата А4, графики и схемы при необходимости на миллиметровой бумаге или кальке. Отчёт брошюруется в общую тетрадь, записи в нем выполняются рукописно, рисунки, графики и схемы выполняется в соответствии с ЕСКД. Отчёт выполняется студентом индивидуально с индивидуальными выводами по работе. Отчет оформляется следующим образом:

1.Титульный лист, на котором указаны название вуза, кафедры дисциплины, группа и фамилия студента.

2.Назначение работы.

3.Цель работы.

4.Применяемое оборудование, приборы, датчики.

5.Последовательность и описание проводимых работ.

6.Результаты работы с таблицами и графиками.

7.Анализ результатов и выводов.

Организация занятий

Занятия в лаборатории проводятся под руководством преподавателя. Для проведения практических занятий группа делится на подгруппы (по 5-10 человек), постоянный состав которых сохраняется до окончания всего практикума.

Практические работы выполняется студентами самостоятельно.

По результатам выполненных работ оформляется

отчет.

По окончании практикума каждый студент должен сдать зачёт.

При сдаче зачёта студент обязан:

1. Знать целевое назначение работы и уметь объяснить порядок и технику её выполнения.

4

2.Знать устройство, приемы управления и настройку оборудования, приборов и программных средств, применяемых в работе.

3.Понимать физический и практический смысл полученных результатов.

4.Предъявить отчёт с записями со всеми необходимыми расчётами, эскизами, графиками и выводами по каждой выполненной работе.

Порядок выполнения практических работ

Перед началом практических занятий студенты знакомятся с содержанием лабораторного практикума, организацией и режимом занятий, правилами техники безопасности. Распределение обязанностей внутри подгруппы производится студентами с соблюдением принципа равного участия в работе каждого студента.

Студенты должны:

1.Изучить самостоятельно методику выполнения работы и ознакомиться с организацией рабочего места.

2.Ознакомиться под руководством преподавателя или лаборанта с устройством лабораторного оборудования и его управлением.

3.Категорически запрещается самостоятельный пуск оборудования и пользование без ведома преподавателя или лаборанта.

4.Изучить правила техники безопасности.

5.Произвести под руководством преподавателя или лаборанта настройку оборудования и приборов.

6.Выполнить самостоятельно необходимые учебные задания в соответствии с методикой. Результаты занести в рабочую тетрадь.

7.После окончания работы рабочее место сдать лаборанту.

8.Провести анализ полученных результатов и сделать выводы по работе. Оформить и сдать преподавателю отчет.

5

Техника безопасности при работе студентов в лаборатории

Для того чтобы уберечь себя и товарищей от несчастного случая, а государственное имущество от аварии, необходимо хорошо знать и полностью выполнять правила внутреннего распорядка, техники безопасности и пожарной безопасности. К практическим работам допускаются студенты, которые ознакомились с общими конкретными требованиями техники безопасности и прошли соответствующий инструктаж.

Проведение инструктажа и проверка знаний правил техники безопасности должны быть зарегистрированы соответствующими записями в лабораторном журнале. Конкретные требования техники безопасности при проведении той или иной работы изложены в описании кпрактическим работам.

1.1.Представляемые к аттестации результаты работы

1.Представить изучаемую проблему (описать суть, применяемые инструменты и получаемые результаты);

2.Идентифицировать управляемые и регулируемые параметры, позволяющие получать необходимые характеристики с необходимой степенью точности;

3.Составить и представить алгоритм программы, которая позволит прогнозировать влияние изменения регулируемых параметров на значение качественно-точностных характеристик;

4.В среде визуального программирования на любом из имеющихся языков программирования или при помощи табличного процессора реализовать предложенный алгоритм;

5.Выполнить отладку программы и получить результаты ее работы;

6.Подготовить отчет по выполненной работе.

6

РАЗДЕЛ 2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 1. Разработка алгоритмов программных модулей автоматизации проектирования исследуемого технологического процесса

Цель работы: ознакомиться с возможностями программирования с применением современных интегрированных рабочих сред, автоматизировать решение задачи с применением современных технологий.

Технические средства и программное обеспечение

1.IBM-PC или совместимый компьютер;

2.Операционная система Microsoft Windows;

3.Пакет офисных программ Microsoft Office;

4.Microsoft Visual Studio Community.

Теоретические сведения

Для успешного взаимодействия с техническими средствами и рационального их использования проектировщик обязан овладеть определенной системой знаний, приобрести соответствующие навыки, умение и опыт. Это необходимо, прежде всего в профессиональной сфере деятельности - для автоматизации инженерных расчетных методик посредством программирования.

Программирование является тем видом деятельности, в котором органически сочетаются методы анализа и синтеза. Поэтому для программиста крайне важны способность к обобщению, конструктивность мышления, точное восприятие обстановки, осознание ограничений со стороны технических и программных средств, он должен соотносить время работы программы и объемы занимаемой памяти.

В настоящее время для анализа и управления данными при разработке деталей машин или технологическом проекти-

7

ровании можно использовать специализированные программные модули или созданные самостоятельно при помощи современных языков визуального программирования, таких, как

Microsoft Visual Basic.NET применительно к среде Microsoft

Visual Studio. VisualBasic.NET (VB.NET) — объектно-ориен-

тированный язык программирования, который можно рассматривать как очередной виток эволюции Visual Basic (VB), реализованный на платформе Microsoft .NET.

Рис. 1. Интерфейс IDE Microsoft Visual Studio

Рассмотрим пример создания первого приложения на языке Visual Basic.NET. Для облегчения написания программного кода обычно используют специальные среды разработки, которые предоставляют многообразие различных возможностей по созданию программ. Наиболее часто применяемой при программировании средой разработки на VB.NET является Microsoft Visual Studio. Основы программирования в настоя-

8

щем курсе лабораторных работы будем рассматривать приме-

нительно к языку Microsoft Visual Basic.

Самая простая программа состоит из следующих частей. Здесь следует сделать замечания по особенностям син-

таксиса VB.NET:

–концы кода не помечаются специальными символами, например, точкой с запятой (;);

–строки комментариев начинаются с символа «апост-

роф»(`);

–для выделения блоков кода не используются фигур-

ные скобки { и };

– VB.NET не чувствителен к регистру.

VB.NET – инструмент для быстрого создания Windows-приложений. После смены концепции язык обрел:

1.Поддержку объектно-ориентированного программирования с конструкторами, деструкторами и наследованием;

2.Свободную многопоточность;

3.Компиляцию в байт-код, исполняемую при помощи

CLR;

4.Структурную обработку исключений.

Microsoft Visual Basic.NET работает со следующими структурами:

–Классы – class;

–Переменные – dim. Переменные могут быть следующих основных типов:

–single;

–integer;

–decimal;

–Константы – const;

–Процедуры – sub;

–Функции – function.

Базовые команды, осуществляющие управление программными данными, в целом аналогичны большинству языков программирования, но в отличие от них имеют более про-

9

стой синтаксис. Код программы пишется в текстовом редакторе, войти в редактор кода можно несколькими способами. Программы для ЭВМ создаются на основе заранее разрабо-

танного алгоритма.

Рис. 2. Структура программы

Алгоритм – предписание, однозначно задающее процесс преобразования исходной информации в виде последовательности элементарных дискретных шагов, приводящих за конечное число их применений к результату.

Если вычислительный процесс заканчивается получением результатов, то говорят, что соответствующий алгоритм применим к рассматриваемой совокупности исходных данных. В противном случае говорят, что алгоритм неприменим к совокупности исходных данных. Любой применимый алгоритм обладает следующими основными свойствами:

1)дискретностью;

2)определенностью;

3)результативностью;

4)массовостью.

Дискретность – последовательное выполнение простых или ранее определённых (подпрограммы) шагов. Преобразование исходных данных в результат осуществляется дискретно во времени.

10