2015年制造系统自动化技术复习题

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？

机械制造：将材料或毛坯加工成零件部件或产品的过程。

机械：由零部件组成的，可实现运动、能量、信息传递或转换的，具有某种功能的机器、设备或仪器。

系统：是由相互联系、相互依赖、相互制约和相互作用的若干组成部分结合的，具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，通过执行机构来实现其动作，使其按预先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，通过执行机构来实现

其功能，使其按预先规定的程序自动地进行操作，而无需

人直接干预的过程。

2.系统有哪几个共同特性？

1.目的性

2.集合性

3.相关性

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节控制装置

4.机械制造自动化发展分为哪四个阶段，各有什么特征？

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，以大量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，适用于多品种、中小批量生产的数控（NC）和计算机数控（CNC）技术。其特点是具有较好的柔性和加工质量，应用编程技术即可实现生产产品的改变。

第三阶段：柔性自动化

20世纪60-80年代中期，适用多品种、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年代至今，仍然面对多品种、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。其特点是具有更为广泛的适应性和更大的柔性，并且技术更具综合性，学科更加交叉，涉及的领域更为广泛。

5.自动化的发展取决于哪几个因素？

(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）制造虚拟化

（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）热处理过程自动化子系统 3）储运过程自动化子系统 4）机械加工自动化子系统 5）装配过程自动化子系统

6）辅助过程自动化子系统

7）质量控制自动化子系统

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？包含哪四个阶段？

生命周期：是指一个产品或系统从提出建立或改造开始到系统脱离运行或被新的系统所代替的终止时间。

四个阶段：建立期、实现期、运行期、终止期

2.结合实例按阶段叙述系统建立过程。

系

统

建

立

程

序

框

图

3.系统分析和系统设计的基本原则是什么？

系统分析：（1）内部条件与外部条件相符合

（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）定量分析与定性分析相结合

系统设计：（1）系统整体最优原则

（2）大概率事件原则

（3）反复斟酌，慎重对待需求原则

（4）目标函数准确性原则

（5）充分掌握信息的原则

（6）继承和理解吸收的原则

（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）动态设计的原则

（11）综合应用多学科的知识和技术的原则

（12）具有法制观念原则

4.模型的概念是什么？建模有哪几种方法？建模的原则和注意要点是什么？

模型是对客观实体系统的特征要素、有关信息和变化规律的一种抽象表达。它反映了系统某些本质属性，描述了实体系统各要素之间的相互关系和系统与环境之间的相互作用。

建模方法：①机理建模法：一般特殊

推理演绎法

②实验建模法：特殊一般

逻辑归纳法

③综合建模法：有机结合

建模原则：简明性；正确性可靠性；实用性

注意要点：目的要明确；方法要恰当；结果要验证

5.自动化系统计算机仿真的基本内容和三个步骤？

建立系统的数学模型并将数学模型输入给计算机进行“实验”，以达到分析、研究、设计系统或训练人员的目的。

1）建模阶段 2）模型变换阶段 3）模型试验阶段

6.可靠度的计算，可靠度分配的计算。

7.系统可靠度分配应遵循的原则是什么？

1）关键子系统，可靠度指标应高些；

2）易达到高可靠度的子系统，其可靠度指标可高些；

3）不易维修、更换的子系统，可靠度指标可高些；

4）易受工作环境影响的子系统，可靠度指标可高些；

5）结构复杂，难保证高可靠度的子系统，可靠度指标应低些；

6）对系统可靠性影响不大的子系统，可靠度指标应低一些。

总的原则：对总系统的可靠性影响显著，对保证系统性能起主要作用，对完成执行任务具有保障作用，容易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

1.控制系统一般由哪几部分组成?结合实例画出控制系统框图。

简单的控制系统是由控制器、执行机构、被控对象及检测与转换装置所构成的。

2.分析图3-11、3-13的控制系统工作原理。根据控制框图叙述其控制过程。

教材P50

3.分析图3-26和3-31的工作原理。

教材P62

4.交、直流伺服电机的性能从哪六个方面进行比较？

（1）机械特性和调节特性

（2）体积、重量和效率

（3）动态响应

（4）“自转”现象

（5）电刷和换向器的滑动接触

（6）放大器装置

5.试根据计算机数字控制系统的组成和分类。

组成：（1）硬件部分：主机

参数检测和输出驱动

输入输出（I/O）通道

人机交互设备

（2）软件部分：系统软件

应用软件

按功能和结构特点分类：

❖数据采集处理系统

❖直接数字控制系统（DDC）

❖监督控制系统（SCC）

❖分布控制系统（DCS）

❖现场总线控制系统（FCS）