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1、制造系统自动化第一章绪论1. 机械制造、机械、系统、自动化、机械制造系统自动化的定义是什么？制造：将原资料加工成成品的过程。机械：由零部件组成的，可实现运动、能量、信息传达或变换的，拥有某种功能的机器、设施或仪器。系统：是由相互联系、相互依赖、相互限制和相互作用的若干组成部分结合的，拥有某种特定功能的有机整体。自动化：是针对应用对象用某种控制方法和手段，经过执行机构来实现其动作，使其按起初规定的程序自动地进行操作，而无需人直接干预的过程。机械制造系统自动化： 是机械系统用某种控制方法和手段， 经过执行机构来实现其功能，使其按起初规定的程序自动地进行操作，而无需人直接干预的过程。2. 系统有哪几
2、个共同特点？1. 目的性 2. 会集性 3. 有关性 4. 层次性 5. 环境适应性3. 机械制造系统的基本要素？被控制对象 执行元器件 检测元器件 调治控制装置4. 机械制造自动化发展分为哪四个阶段，各有什么特点？第一阶段：刚性自动化单元、机械控制方式20 世纪 40-50 年代初，以大批大批生产为主的刚性自动化系统和刚性自动化单机，其特点是高生产率刚性结构， 产品固定生产节拍固定， 难以实现生产产品的改变。第二阶段：数控技术、单机数控20 世纪 50-60 年代中期，合用于多品种、中小批量生产的数控（ NC）和计算机数控（ CNC）技术。其特点是拥有较好的柔性和加工质量，应用编程技术即可实
3、现生产产品的改变。第三阶段：柔性自动化20 世纪 60-80 年代中期，合用多品种、中小批量生产的柔性制造技术。包括柔性制造单元（ FMC）、柔性制造系统（ FMS）和柔性加工线（ FML）。其特点是高的柔性、质量和效率。第四阶段：计算机集成制造、智能集成自动化20 世纪 80 年代到此刻，依旧面对多品种、中小批量生产。其技术为计算机集成制造系统（ CIMS）、计算机集成制造（ CIM）、智能制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、快速原型制造、网络制造、全球制造和绿色制造等。其特点是拥有更加宽泛的适应性和更大的柔性，而且技术更具综合性， 学科更加交织， 涉及的领域更加宽泛。5. 自动化的发展取决
4、于哪几个要素？(1) 客观的需求是自动化发展的前提(2) 基础理论研究是自动化发展的基础(3) 科学技术的发展是自动化发展的保证6. 当前制造自动化发展的主要趋势有哪几“化”？（ 1）制造敏捷化（ 2）制造网络化（ 3）制造虚假化（ 4）制造智能化（ 5）制造全球化（ 6）制造绿色化7. 自动化制造系统可分为哪八个子系统？1）毛坯制备自动化子系统2）热办理过程自动化子系统3）储运过程自动化子系统6）辅助过程自动化子系统4）机械加工自动化子系统7）质量控制自动化子系统5）装置过程自动化子系统8）系统控制自动化子系统第二章机械制造自动化系统的建立1. 何谓系统的生命周期？包括哪四个阶段？生命周期：
5、是指一个产品或系统从提出建立或改造开始到系统走开运行或被新的系统所代替的停止时间。四个阶段：建立期、实现期、运行期、停止期3. 系统解析和系统设计的基根源则是什么？系统解析：（1）内部条件与外面条件相吻合（2）当前与长远利益相结合（3）整体效益和局部效益相结合（4）定量解析与定性解析相结合系统设计：（1）系统整体最优原则（2）大概率事件原则（3）屡次商酌，慎重对待需求原则（4）目标函数正确性原则（5）充分掌握信息的原则（6）继承和理解吸取的原则（7）最大效益的原则（8）尽量简化的原则（9）尽可能定量的原则（10）动向设计的原则（11）综合应用多学科的知识和技术的原则（12）拥有法制看法原则系统
6、解析分为哪几个步骤？（8 分）1)供应自动化系统建立的有关背景（1 分）；2)确定自动化系统的建设目标（1 分）；3)制定自动化系统的技术方案（1 分）；4)建立自动化系统中必要的模型（1 分）；5)投资概算及效益解析（1 分）； 6)自动化系统的推行计划 （ 1 分）； 7)自动化系统的综合议论 （1 分）；8)议论（ 1 分）。4. 模型的看法是什么？建模有哪几种方法？建模的原则和注意要点是什么？模型是对客观实系通通的特点要素、 有关信息和变化规律的一种抽象表达。 它反响了系统某些实质属性，描述了实系通通各要素之间的互有关系和系统与环境之间的相互作用。建模方法：机理建模法：一般特别推理演绎
7、法 实验建模法：特别一般逻辑归纳法 综合建模法：有机结合建模原则：简短性；正确性可靠性；合用性7. 系统可靠度分配应依照的原则是什么？总的原则：对总系统的可靠性影响显然，对保证系统性能起主要作用，对达成执行任务拥有保障作用，简单实现高可靠度要求所组成的子系统，其可靠度要高，反之则低第三章制造过程自动化控制系统控制系一致般由哪几部分组成?各部分功用如何 ?（8 分）答：控制系一致般由控制器、执行机构、被控对象及检测与变换装置组成。（4 分）检测与变换装置用于将检测被控量，并将检测到的信号变换为标准信号输出。（1 分）控制装置用于将检测装置输出信号与设定值进行比较，按必然的控制规律对其误差信号进行
8、运算，运算结果输出到执行机构。 （1 分）执行机构是控制系统环路中的最后元件，直接用于控制操作变量变化，驱动被控对象运动，从而使被控量发生变化。 （ 1 分）被控对象是控制系统所要控制和控制的对象。（ 1 分）2. 解析图 3-11 、 3-13 的控制系统工作原理。依照控制框图表达其控制过程。一、教材 P50试解析以下图所示工作台地址控制系统的工作原理。（8 分）经过指令电位器W 1 的滑动触点给出工作台的地址指令xr ，并变换为控制电压U r 。被控制工作台的位移 xc由反响电位器W2 检测，并变换为反响电压 uc 。两电位器接成桥式电路，设工作台开始搬动时，W1和 W2滑动接点都处于左端
9、，xr xc 0 ，则桥式电路输出电压u ur uc 0，此时，放大器无输出，直流伺服电机不转动， 工作台静止不动， 系统处于平衡状态。当给定地址指令xr 时，在工作台改变地址的刹时，xc0, uc0 ，则电桥输出电压为uurucur0ur，该误差电压经放大器放大后控制直流伺服电机转动，直流伺服电机经过齿轮减速器和滚珠丝杠副驱动工作台向右搬动，工作台实质地址与给定地址间的误差逐渐减小，即误差电压u 逐渐减小。当现输入时， 电桥处于平衡状态。当给定反向指令时，W 2 滑动接点的地址与给定地址一致时，即输出完好复误差电压极性相反，伺服电机反转，工作台向左搬动，当工作台移至给定地址时，系统再次处于平
10、衡状态。如跟着不断改变。W 1 的滑动接点的地址不断改变，工作台的地址也3. 解析图 3-26 和 3-31 的工作原理。试述以下图所示生产设施自动往返行程控制的工作原理?（12 分）答：图中所示为一自动往返控制线路。当电机正转时，工作台向左运行，反之向右运行。将四个行程开关 SQ1 、SQ2、SQ3、SQ4 分别安装在工作台需要限位的两个终端上，其中 SQ1 和 SQ2 安装在需要自动往返的地址上。当工作台运行到所限地址时，行程开关动作，自动切换电机正反转，控制线路的断开与接通，实现工作台的自动往返5. 试依照计算机数字控制系统的分类。按功能和结构特点分类：数据采集办理系统直接数字控制系统（
11、 DDC）督查控制系统（ SCC）分布控制系统（ DCS）现场总线控制系统（ FCS）6. 如何将一个机械加工车间的若干台数控设施形成DNC 系统？该系统主要功用有哪些？ （7 分）一是经过数控设施配置的串口（ RS-232 协议）接入 DNC 网络，二是经过数控设施配置的以太网卡（ TCP/IP 协议）接入 DNC 网络。（2 分）系统主要功用：（1）程序双向通讯功能（ 2）信息采集功能（ 3）与生产管理系统的集成功能（ 4）数控程序管理功能（ 5）与 PDM 系统集成功能。（5 分）7. 试述企业多级分布式计算机控制系统的一般结构及各级功用。工厂计算机第四级计算机控制车间计算机第三级计算机
12、控制辅助计算机 1辅助计算机 n辅助计算机 x第二级计算机控制工作站 1工作站 n工作站 x第一级计算机控制生产过程生产过程生 产生产过程第一级计算机控制： 也称为工作站级。 该级计算机特地用于控制生产过程并负责与第二级计算机进行通讯联系。第二级计算机控制：也称为单元级控制。主要功能是协调控制，协调在其控制下的低一级计算机的工作，采集各台机床、 观察点的运行数据，反过来又将各项命令传送给各加工过程的观察点，同时也向一台上机计算机发送或接收信息。第三级计算机控制：也称为车间级控制。实现从车间（分厂）的各个工段采集并汇总生产数据，及时向有关部门作出报告。第四级计算机控制： 也称为工厂级控制。该级计
13、算机采集和汇编来自工厂所属各车间（分厂）的数据，对各个分厂及整个工厂的工作进行汇总，达成原料价格解析、生产历史记录、管理报告编制、经济指标核算等任务，实现对整个系统的综合管理和自动化控制。第四章物料传输自动化机械系统的物料传输机构和装置按用途和应用途合可分为 ：供料卸料装置、输料装置和物料储藏装置3、输料槽种类 & 特点： P97转动式输料槽：靠重力传达，结构简单，应用宽泛，贮料；受工件形状尺寸限制，传达不能靠滑动式输料槽 :1 逼迫滑动式（ V 型料道中，油（气）缸直接推进） ，合用于外形简单的轴、套类工件的传达2 可在工序间或上下料装置内部输送工作，兼作料仓6、物料传输机器人的尾端执行器有哪几种主要种类，分别是什么原理，各有什么特点？按结构大概可分为：（ 1）夹钳式取料手；（2）吸附式取料手；（ 3）专用操作器及变换器； （4）仿生多指灵巧手。（ 1）夹钳式取料手：经过手指的开合动作实现对物体的夹持。其中，弹性力手爪其夹持物体的抓力由弹性元件供应，摇动式手爪其爪的运动状态是绕固定轴摇动，平动式手爪其爪的
