先进制造技术名词解释及简答带复习资料

名词解释： 广义制造：包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务，以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一序列相互联系的生产活动。 狭义制造：是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。 先进制造技术（AMT ）：是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 制造系统：是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。 工业机器人：工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备； 柔性制造技术：是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。 柔性制造系统（FMS ）：由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的，通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。 绿色产品（GP ）：绿色产品是指在产品全生命周期内，能节约资源和能源，对生态环境无危害或少危害，且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。 高速加工技术：是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。 制造业：是指将制造资源，包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等，通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。 计算机集成制造（CIM ）：借助于以计算机为核心的信息技术，将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来，使企业内的各类功能得到整体优化。 计算机集成制造系统（CIMS ）：CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成，是适合多品种、中小批量生产的系统。 广义制造自动化：产品设计、企业管理、加工过程、质量控制等产品制造全过程及各个环节综合集成自动化。 柔性：指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。 超精密切削加工：超精密切削加工主要指金刚石刀具超精密车削，主要用于加工铜、铝等非铁金属及其合金，以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料。 简答题： 1. 简述柔性、FMS 的定义？柔性制造系统（ FMS ）由哪几部分组成？各部分都有什么功能？简述柔性制造系统（ FMS ）的工作过程？柔性制造系统的特点和适用范围是什么？ :＿＿

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答：柔性：指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。

FMS：柔性制造系统是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

FMS主要由加工系统、工件运储系统、刀具运储系统、计算机控制系统等组成。

功能：加工系统：能以任意顺序自动加工各种工件；能自动地更换工件和刀具。

工件运储系统：对工件和原材料进行自动装卸、运输和存储。

刀具运储系统：负责刀具的运输、存储和管理。向数控机床提供所需刀具；监控刀具的使用，取走报废刀具。

计算机控制系统：能够实现对FMS进行调度、运行控制、物料管理、系统监控和网络通信等

工作过程：在工件装卸站由操作者将工件毛坯安装在托盘夹具上，由自动运输小车将毛坯连同托盘夹具输送到托盘缓冲站进行暂时储存，等待加工；一旦机床加工单元空闲，便由自动运输小车将工件输送到空闲的机床上进行切削加工；加工完毕后，再由物料输送装置将加工完成的工件取下送至另一台机床进行后一道工序的加工。如此连续运行，直至完成最后一道加工工序为止。

FMS的特点：1）柔性高，适应多品种中小批量生产；2）系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的；3）可混流加工不同的零件；4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；5）递阶结构的计算机控制，可以上层计算机联网通信；6）可进行无人值守生产。适用范围：1）柔性制造模块2）柔性制造单元3）柔性制造系统4）柔性制造生产线5）柔性制造工厂

2.简述柔性制造系统中工件运储系统组成及各部分的作用？

答：组成：由工件装卸站、托盘缓冲站、物料运载装置（自动运输小车或机器人）、自动化仓库等组成。

作用：工件装卸站：设在FMS入口处，通常由人口完成对毛坯和已加工工件的装卸。

托盘缓冲站：待加工零件的中间存储站。起着缓冲物料的作用。设置在机床的附近，呈直线或环行布置，可存储若干工件。

物料运载装置：负责工件与其它物料的运送工作，担负物料在各机床、自动化仓库和托盘缓冲器之间的搬运和输送工作。

自动化仓库：在管理信息系统的支持下，实现毛坯、半成品、配套件或成品的自动存储。3.简述柔性制造系统中的刀具运储系统的功能及其组成及其作业过程？

答：功能：负责刀具的运输、存储和管理。向数控机床提供所需刀具；监控刀具的使用，取走报废刀具；

组成：刀具预调站、刀具装卸站、刀库系统、刀具运载交换装置和计算机控制管理系统；作业过程：系统根据指令由刀具运载装置将刀具从装卸站搬运到中央刀具库，根据工艺要求，刀具运载装置将从中央刀具库送到各加工单元。

4.叙述柔性制造系统（FMS）中加工系统如何选择加工设备？分析互替式和互补式机床配置形式的特点？

答：加工棱体类零件：一般选用立式、卧式或立卧两用加工中心；加工回转体类零件：选用数控车床或车削加工中心机床

机床设备的配置形式：互替式、互补式和混合式。

互替式：机床是一种并联关系，功能可互相替代，工件可随机输送到任何一台恰好空闲的机

床加工。在这种配置形式中，若某台机床发生了故障，系统仍能维持正常的工作，具有较大的工艺柔性喝较宽的工艺范围。

互补式：功能是互相补充的，各自完成特定的加工任务，工件在一定程度上必须按顺序经过各台加工机床。这种机床配置形式的特点是具有较高的生产率高，能充分发挥机床的性能，但是由于是属于串联配置形式，因而降低了系统的可靠性。

5.FMS的控制系统是一个多级递阶控制系统，简述各级的作用？

答：三层递阶控制结构包括：系统管理与控制层、过程协调与监控、设备控制层。

系统管理与控制层又称单元控制层：它执行上级下达的任务，制定系统生产作业计划，实时分配作业任务给各个工作站、点。监控系统的执行、协调各部门与FMS的工作及相互支援过程协调与监控层又称工作站控制层：主要协调工件在系统中的流动。

设备控制层：直接控制各类加工设备和物料系统的自动工作循环，接收和执行上级系统的控制指令，并向上级系统反馈现场数据和控制信息。

6. 什么是高速加工技术？结合萨洛蒙曲线说出高速切削理论是什么？高速加工的优点有哪些？应用领域？简述高速切削加工所涉及的关键技术？高速切削加工常用的刀具材料有哪些？

答：高速加工技术：是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术；高速切削理论：一定的工件材料对应有一个临界切削速度，在该切削速度下其切削温度最高；优点：切切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序；应用领域：汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切屑、复杂曲面加工等；关键技术：高速主轴、快速进给系统、高性能CNC控制系统、先进的机床机构、高速加工刀具等；刀具材料：硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具。

7.叙述高速切削机床与普通数控机床的区别？

答：高速主轴、快速进给系统、高性能CNC控制系统、先进的机床结构、高速加工刀具等。

8. 快速原型制造（RPM）技术的工作原理是什么？说明快速原型制造（RPM）的工作过程？典型的快速原型制造工艺方法有哪四种？

答：原理：软件离散-材料堆积；工作过程：零件CAD数据模型的建立、数据转换文件的生成、分层切片、快速堆积成形；四种方法：光敏液相固化法SLA、选区片层粘结法LOM、选区激光烧结法SLS、熔丝沉积成型法FDM。

9.简述快速原型制造（RPM）工艺方法中，熔融沉积成形（FDM）的主要工作原理和工艺过程？

答：将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过喷头加热器熔化；喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出；材料迅速凝固冷却后，与周围的材料凝结形成一个层面；然后将第二个层面用同样的方法建造出来，并与前一个层面熔结在一起，如此层层堆积而获得一个三维实体。（不需激光系统）。

10.以选择性激光烧结法（SLS）为例，说明快速原型制造技术的工作原理和和主要工艺过程？

答：SLS工艺是利用粉末状材料成形的。先在工作台上铺上一层有很好密实度和平整度的粉末，用高强度的CO2激光器在上面扫描出零件截面，有选择地将粉末熔化或粘接，形成一个层面，利用滚子铺粉压实，再熔结或粘接成另一个层面并与原层面熔结或粘接，如此层层叠加为一个三维实体。

11. 以光敏液相固化法（SLA）为例，说出快速原型制造（RPM）的工作原理和主要工艺过程？

答：基于液态光敏树脂的光聚合原理。将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）表面