成教本科 自动化制造系统复习题

自动化制造系统复习题
判断题
（√）1、系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个不可分割的整体。

（×）2、刚性自动线不是自动化制造系统的一种类型。

（√）3、在人机一体化设计中，显示屏幕的表面与观察者的视角呈90度时具有最好的观察效果。

（√）4、一个完善的自动化制造系统通常由自动化加工设备、刀具储运系统、工件储运系统、检测与监控系统、辅助设备及相应的控制通信系统组成。

（×）5、在自动化制造系统监控作业中，为了减轻监控人员的疲劳，应尽量使操作内容简单化。

（×）6、刚性制造系统较柔性制造系统有更强的市场相应能力。

（√）7、自动化制造系统中的刀具存储环节通常由机床刀库、中央刀库和刀具进出站组成。

（×）8、在离散事件系统事件步长法仿真过程中，“时间步长”是仿真程序查询系统状态的唯一驱动力。

（×）9、在选择机床设备时，价格因素是首先要考虑的最重要的因素。

（√）10.、在同一个自动化制造系统中各台加工设备的控制系统应尽可能一致，以便于使用与维护。

简答题
1.试简介自动化制造系统的五个组成部分.
具有一定技术水平和决策能力的人
一定范围的被加工对象
信息流及其控制系统
能量流及其控制系统
物料流及物料处理系统
2.根据数控机床的用途写出一般数控机床分类与特点
A.数控车床；
B. 数控铣床；
C. 数控镗铣床等；
具有如下特点：1)柔性高；2)自动化程度高；3)加工精度高、质量稳定4)生产效率较高；
5)具有刀具寿命管理功能；6)具有通信功能;
3.列举刀具磨损与破损监测方法
（1）刀具、工件尺寸及相对距离测定法(2)放射线法3电阻法4光学图象法5切削力法6切削温度法7切削功率法8振动法9噪声分析法10)声发射法(11)加工表面粗糙度法
（2）普遍认为有发展前景的监测方法有：切削力(扭矩)法、振动法法和声发射法等。

4.综合效益评价的指标体系包括哪三种?
包括:经济效益评价指标;战略效益评价指标;社会效益评价指标
5.自动化制造系统的发展趋势包括哪八种?
（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）. 功能扩展化（5）. 网络化（6）. 小型化（7）. 简单化（8.）绿色化
6.一般说来，自动化制造系统AMS有哪些分类？
刚性自动线，柔性制造单元，柔性制造系统，柔性制造线，柔性装配线和计算机集成制造系统
7.柔性制造系统FMS的基本组成部分有哪些，并简述它们的构成和作用。

(1)自动化加工设备；它们是FMS系统的基本组成单元，组成FMS的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是柔性制造单元。

这些加工设备都是计算机控制的，具有很高的柔性。

(2)工件储运系统；FMS的工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。

(3)刀具储运系统； FMS的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。

(4)多层计算机控制系统；FMS的控制系统采用计算机多层控制，通常是三层控制，即单元层、工作站层和设备层。

8.自动化制造系统工件运输设备主要有哪些，并说明它们各自的特点。

（1）传送带，包括步伐式传送带、链式传送带、辊道式传送带和履带式传送带。

适合于输送速度不快、定位要求不是很高的场合，特别适合刚性制造系统中工件的运输；
（2）运输小车；主要包括有轨小车和自动导向小车。

有轨小车运行速度快，适合重载运输的场合，但需要铺设专用的轨道。

自动导向小车可以实现复杂的运输线路和任意位置的停靠，有良好的可编程控制功能，适合两吨一下工件的运输，目前采用较为广泛
（3）机器人、机械手；目前采用比较广泛，能实现工件的灵活运输，有较高的效率。

9.请简述影响“零件族”确定的主要因素。

（1)零件类型：零件类型不同，其加工用的机床及其相应设备也不一样。

（2)零件尺寸大小：由于被加工零件的尺寸大小影响到机床的规格，而每一种规格的机床都有一定的经济加工范围。

因而，大尺寸零件应采用大机床。

小零件通常加工余量少，采用大机床会造成经济性差。

大零件常需要考虑专用的运输设备，因为无论从体积还是从重量来看，一般的物料运输系统均满足不了要求。

而且，随着加工尺寸的增大，所用设备费用也会增高。

（3)加工精度：进入自动化制造系统加工的零件应有一定的精度限制，精度太低不经济，精度太高，对加工效率和成本影响很大。

一般认为，自动化制造系统加工IT7级左右精度的零件最为经济。

（4)材料硬度：材料硬度太高．刀具磨损加快；硬度太低，会产生粘刀现象，断屑困难。

因此，材料和切削性能将影响到自动化制造系统的生产效率。

（5)装夹次数：一个零件多次装夹，相当于多个不同的进线零件，造成零件频繁进出系统，影响加工效率和增加调度难度。

如果一个零件必须装夹2次以上，可认为不宜进入自动化制造系统加工；
（6)生产批量：理论上讲，自动化制造系统最适于多品种、中小批量的零件加工，只有如此，才更能体现出系统加工的经济性。

但目前有研究表明，即使对于批量较大的生产环境．也适合于采用自动化程度和柔性程度均较高的制造系统。

10.离散事件系统的仿真方法是什么？各自有什么特点？
离散时间系统的计算机仿真技术主要有两种：时间步长法和事件步长法，两者的主要区别如下：（1)时间步长法每次增加的时间增量是相等的、均匀的。

而事件步长法每次增加的时间增量可能是不等的，依赖于该事件所需要的时间。

（2）时间步长法在每一个时间间隔内都要对整个系统扫描，即使状态没有发生变化时也要进行。

而事件步长法只在事件发生和结束时才进行扫描（只有系统状态发生改变时才扫描）。

所以，一般说，用事件步长法构造的仿真模型，计算机运行的时间短。

3)时间步长法适用于连续变化的连续时间和离散时间模型。

事件步长法适用于离散变化的连续时间和离散时间模型。

11.在自动化制造系统监控作业中主要有哪些预防操作监控人员疲劳的措施。

(1)使操作内容适当复杂化；
(2)定期变化工作内容和工作岗位；
(3)良好的工作环境，可以使人工作热情饱满。

12. 柔性制造系统FMS 的基本组成部分有哪些，并简述它们的构成和作用
一般说来，FMS 系统由以下几个部分组成：
(1)自动化加工设备；它们是FMS 系统的基本组成单元，组成FMS 的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是柔性制造单元。

这些加工设备都是计算机控制的，具有很高的柔性。

(2)工件储运系统；FMS 的工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。

(3)刀具储运系统； FMS 的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。

(4)多层计算机控制系统；FMS 的控制系统采用计算机多层控制，通常是三层控制，即单元层、工作站层和设备层。

解释下列英文简写的含义
1 LOM ；
薄片叠层制造法 LOM(Laminated Object Manufacturing) 特点是以片材( 如纸片、塑料薄膜、薄片金属或复合材料)为成形材料,利用 C02 激光器为能源,利用激光束切割片材的边界线,形成某一层的轮廓。

各层间涂上粘结剂,利用加热、加压的方法将各层粘在一起,最后形成零件的形状。

该方法的特点是材料广泛,成本相对较低。

2 IMS ；
智能制造系统 (Intelligent Manufacturing System,IMS)是制造系统未来发展方向,至少同时具有智能化和自动化两个主要特征。

它是一种由智能机器和人类专家共同组成人机一体化智能系统。

应用题
试用计算机选择法来判断如下的4种零件是否适合自动化制造系统加工。

已知每种零件的七项特征参数如下列矩阵A 所示
135072503024011573004430(4,7)125042404525034507180100
425A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎦⎣ 每个特征参数的取值范围对应的特征矩阵为
11012003112100322010210(7,4)34006280403354500830050450T
F ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎦⎣
F 矩阵对应的权值矩阵为31 1.51131(7,3)03 2.52322010.51113T E ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥⎢⎥
⎦⎣, 七项特征参数对应的钝感矩阵为](7,1)1211121T C ⎡=⎣,
请根据上述信息判断这四种工件适合自动化制造系统加工的优先次序。

类型 尺寸 精度 硬度 加工时间 装夹次数 批
量
解：根据题目中给出的工件特征矩阵，经过数学处理后得到的权指矩阵P 如下所示
330.52323310.51112(4,7)33 2.522230
10.50012P ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦， 将P 矩阵中为零的元素处理后得到如下的D 矩阵， 330.52323310.51112(4,7)33 2.522230000000D ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
， 然后将D 矩阵和钝感矩阵C 矩阵相乘后得到每种备选零件的加权值： []21.511.522.50T W D C =⨯=。

根据计算结果，其中4号零件不能上线加工，其余
零件可以按照3、1、2的上线次序来选择。