《机械制造自动化技术》周骥平课后习题答案

1-1什么是机械化和自动化？它们有什么区别？当执行制造过程的基本动作是由机器（机械）代替人力劳动来完成时称之为机械化。

若操纵这些机构的动作也是由机器来完成时，则就可以认为这个制造过程是“自动化”了1-2机械制造中的工序自动化、工艺过程自动化和制造过程自动化的区别与联系是什么？一个工艺过程（如加工工艺过程）通常包括着若干个工序，如果不仅每一个工序都自动化了，并且把它们有机地联系起来，使得整个工艺过程（包括加工、工序间的检验和输送）都自动进行，而工人仅只是对这一整个工艺过程作总的操纵和监督，这时就形成了某一种加工工艺的自动生产线，通常称为工艺过程自动化。

一个零部件（或产品）的制造包括着若干个工艺过程，如果不仅每个工艺过程都自动化了，而且它们之间是自动的有机联系在一起，也就是说从原材料到最终成品的全过程都不需要人工干预，这时就形成了制造过程的自动化。

机械制造自动化的高级阶段就是自动化车间甚至自动化工厂。

1-3机械制造自动化的主要内容有哪些？1) 机械加工自动化技术，包含上下料自动化技术、装卡自动化技术、换刀自动化技术、加工自动化技术和零件检验自动化技术等。

2) 物料储运过程自动化技术，包含工件储运自动化技术、刀具储运自动化技术和其它物料储运自动化技术等。

3) 装配自动化技术，包含零部件供应自动化技术和装配过程自动化技术等。

4) 质量控制自动化技术，包含零件检测自动化技术、产品检测自动化技术和刀具检测自动化技术等。

1-6 机械制造自动化的类型与特点是什么？自动化的分类：按制造过程分：毛坯制备过程自动化、热处理过程自动化、储运过程自动化、机械加工过程自动化、装配过程自动化、辅助过程自动化、质量检测过程自动化和系统控制过程自动化。

按设备分：局部动作自动化、单机自动化、刚性自动化、刚性综合自动化系统、柔性制造单元、柔性制造系统。

按控制方式分：机械控制自动化、机电液控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化、智能控制自动化。

特点：刚性半自动化单机是一种除上下料外可以自动地完成单个工艺过程加工循环的机床。

特点：它是在刚性半自动化单机的基础上增加自动上下料装置而形成的自动化机床。

因此这种机床实现的也是单个工艺过程的全部加工循环特点：刚性自动化生产线（简称刚性自动线）是用工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。

特点：一般情况下，刚性自动线只能完成单个零件的所有相同工序（如切削加工工序），对于其它自动化制造内容如热处理、锻压、焊接、装配、检验、喷漆甚至包装却不可能全部包括在内。

包括上述内容的复杂大系统称为刚性综合自动化系统。

特点：数控机床（Numerical Control Machine Tools）用来完成零件一个工序的自动化循环加工。

它是用代码化的数字量来控制机床，按照事先编好的程序，自动控制机床各部分的运动，而且还能控制选刀、换刀、测量、润滑、冷却等工作特点：加工中心（Machining Center -MC）是在一般数控机床的基础上增加刀库和自动换刀装置而形成的一类更复杂但用途更广、效率更高的数控机床。

由于具有刀库和自动换刀装置，就可以在一台机床上完成车、铣、镗、钻、铰、攻螺纹、轮廓加工等多个工序的加工。

特点：柔性制造单元（Flexible Manu facturing Cell-FMC）是一种由1～3台计算机数控机床或加工中心所组成，单元中配备有某种形式的托盘交换装置或工业机器人，由单元计算机进行程序编制及分配、负荷平衡和作业计划控制的小型化柔性制造系统。

特点：一个柔性制造系统（Flexible Manufacturing Syst em-FMS）一般由四部分组成：两台以上的数控加工设备、一个自动化的物料及刀具储运系统、若干台辅助设备（如清洗机、测量机、排屑装置、冷却润滑装置等）和一个由多级计算机组成的控制和管理系统。

到目前为止，柔性制造系统是最复杂、自动化程度最高的单一性质的制造系统。

柔性制造系统内部一般包括两类不同性质的运动，一类是系统的信息流，另一类是系统的物料流，物料流受信息流的控制。

1-9 自动控制的主要方式有哪些？（1）开环控制方式（2）闭环控制方式（3）分散控制方式（4）集中控制方式（5）程序控制方式6）数字控制方式（7）计算机控制方式1-12 液压控制有哪两种方式？各有什么特点？1.液压控制有机械—液压组合控制,执行机构的运动规律由凸轮控制，凸轮即为指令存储装置又是驱动元件；2电气—液压组合控制，指令单元根据系统的动作要求发出工作信号（一般为电压信号），控制放大器将输入的电压信号转换成电流信号，电液控制阀将输入的电信号转换成液压量输出（压力及流量），执行元件实现系统所要求的动作，检测单元用于系统的测量，反馈等。

1-13 气动控制的形式与特点是什么？全气控气阀系统，即整套系统中全部采用气压控制。

该系统一般比较简单，特别适用于防爆场合2.电——气控制电磁阀系统，是应用历史比较悠久，使用最普遍形式。

3.气——电子综合控制系统大量应用的新型气动系统。

4.气动逻辑控制系统，是一种新型的控制形式1-14 电气控制的特点与基本要求是什么？特点：按照规定的循环程序进行顺序动作是生产设备自动化的特点，电气控制系统的任务就是按照生产设备的生产工艺要求安排工作循环程序，控制执行元件，驱动各动力部件进行自动化加工。

基本要求：1.最大限度地满足生产设备和工艺对电气控制线路的要求；2.保证控制线路工作的安全可靠；3.在满足生产工艺的要求的前提下，控制线路力求经济、简单 4.应具有必要的保护环节1-18 试述机械制造自动化的主要发展趋势？1．高度智能集成性2．人机结合的适度自动化3．强调系统的柔性和敏捷性4．继续推广单元自动化技术5．发展应用新的单元自动化技术6．运用可重构制造技术试述机械制造自动化的主要发展阶段：第一阶段：从1870年到1950年左右，机械电气控制为主的刚性自动化加工单机和系统；第二阶段：从1952年到1965年，数控机床和加工中心；第三阶段：从1 967年到80年代中期，以数控机床和工业机器人组成的柔性制造自动化系统得到飞速发展；第四阶段：从80年代至今，管理自动化的计算机集成制造系统2-3 加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些？途径：1）对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现加工设备的完全自动化；2）对通用加工设备运用电气控制技术、数控技术等进行自动化改造；3）根据加工工件的特点和工艺要求设计制造专用的自动化加工设备，如组合机床等；4）采用数控加工设备，包括数控机床、加工中心等2-4 试分析一下生产率与加工设备自动化的关系？当生产工艺发展到一定水平，即工艺生产率K提高到一定程度时，必须提高机床自动化程度，进一步减少空程辅助时间，促使生产率不断提高。

另一方面，在相对落后的工艺基础上实现机床自动化，生产率的提高是有限的，为了取得良好的效果，应当在先进的工艺基础上实现机床自动化。

2-8 车削中心与数控车床的主要区别是什么？车削中心的转塔刀架上带有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续回转（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C 轴功能，并能与X轴或Z轴联动，数控卧式车床则无这些特点2-9 什么是机床主轴的C轴功能？它有什么作用？即通过位置控制使主轴在不同角度上定位。

作用：C轴能控制主轴连续分度，同时与刀架的X 轴或Z轴联动来铣削各种曲线槽、车螺纹、车多边形等，也可定向停车。

2-12 加工中心与数控机床的主要区别是什么？1.加工中心是备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序集中加工的数控机床。

2. 加工中心除了具有一般数控机床的特点外，它还具有其自身的特点（1）自动换刀与刀库（2）触发式测头测量系统（3）刀具长度测量系统14 加工中心的刀具存取方式及特点是什么？（特点自己背）加工中心的刀具存取方式有顺序方式和随机方式两种，刀具随机存取是最主要的方式。

2-16 冲压加工设备有哪些自动化装置？供料装置送料装置废料处理装置接件装置自动保护装置2-18 切削加工自动线的组成、类型是什么？切削加工自动线通常由工艺设备、工件输送系统、控制和监视系统、检测系统和辅助系统等组成。

按工艺设备类型分类：通用机床自动线，专用机床自动线，转自自动线。

按工件外形和切削加工过程中工件运动状态分类：回转体工件加工自动线，箱体杂件加工自动线。

3-2 物流系统的组成及其基本要求是什么?组成：1)单机自动供料装置完成单机自动上下料任务，由储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定位装置等组成。

2)自动线输送系统完成自动线上物料输送任务，由各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等组成。

3)FMS物流系统完成F MS物料的传输，由自动导向小车、积放式悬挂小车、积放式有轨导向小车、搬运机器人、自动化仓库等组成。

要求：1)应实现可靠、无损伤和快速地物料流动；2)应具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性；3)实现“零库存”生产目标；4)采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少建设投资；5)物流系统应具有可扩展性、人性化和智能化。

3-3 料斗与料仓有何区别? 为什么要计算料斗的平均供料率?料仓式储料器需人工将工件按一定方向摆放在仓内，料斗式储料器只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定向。

因为料斗上料装置带有定向机构，工件在料斗中自动完成定向。

但并不是所有工件在送出料斗之前都能完成定向的。

这样没有定向的工件在料斗出口处被分离，返回料斗重新定向，或由二次定向机构再次定向。

因此料斗的供料率会发生变化，为了保证正常生产，应使料斗的平均供料率大于机床的生产率。

3-6 为什么要设置工件二次定向机构？有些外形复杂的工件，不可能在料斗内一次定向完成，因此需在料斗外的输料槽中进行二次定向3-14 悬挂输送系统的特点、类型及其基本组成是什么?特点：节省空间，更容易实现整个工艺流程的自动化，类型：通用悬挂输送系统和积放式悬挂输送系统。

基本组成：牵引件、滑架小车、吊具、轨道、张紧装置、驱动装置、转向装置和安全装置等组成3-15 RGV的工作原理及其特点是什么? 有轨导向小车（Rail Guided Ve hicle，简称RGV）是依靠铺设在地面上的轨道进行导向并运送工件的输送系统。

RGV具有移动速度大，加速性能好，承载能力大的优点。

其缺点是RGV铺设轨道不宜改动，柔性差，车间空间利用率低，噪声高3-15 RGV的工作原理及其特点是什么?有轨导向小车（Rail Guided Vehicle，简称RGV）是依靠铺设在地面上的轨道进行导向并运送工件的输送系统。

RGV具有移动速度大，加速性能好，承载能力大的优点。