哈爾濱工業(yè)大學(xué)2007至2008學(xué)年第二學(xué)期制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)期末考試試題B

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上哈爾濱工業(yè)大學(xué)2007至2008學(xué)年第二學(xué)期制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)期末考試試題B一、自動(dòng)化的發(fā)展取決于哪幾個(gè)因素？（6分）答：1）客觀的需求是自動(dòng)化發(fā)展的前提；（2分）2）基礎(chǔ)理論研究是自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)；（2分）3）科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是自動(dòng)化發(fā)展的保證。（2分）二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是什么？（8分）答：1)統(tǒng)整體最優(yōu)原則；（1.5分） 2)大概率事件原則；（1.5分） 3)反復(fù)斟酌，慎重對(duì)待需求原則； （1.5分） 4)目標(biāo)函數(shù)準(zhǔn)確性原則； （1.5分） 5)充分掌握信息的原則；（1.5分）  6

2、)繼承和理解吸收的原則； （1.5分） 7)最大效益的原則；（1.5分） 8)盡量簡(jiǎn)化的原則；（1.5分）  9)盡可能定量的原則； （1.5分） 10)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則；（1.5分）  11)綜合應(yīng)用多學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)的原則；（1.5分）  12)具有法制觀念原則。（1.5分）三、交、直流伺服電機(jī)的性能從哪六個(gè)方面進(jìn)行比較？（6分） 答：（1）機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性(1分)（2）體積、重量和效率(1分)（3）動(dòng)態(tài)響應(yīng) (1分)（4）“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象 (1分)（5）電刷和換向

3、器的滑動(dòng)接觸 (1分)（6）放大器裝置(1分)四、物料傳輸機(jī)器人的末端執(zhí)行器有哪幾種類(lèi)型；分別是什么原理，各有什么特點(diǎn)（8分）答：末端執(zhí)行器按結(jié)構(gòu)可分為：夾鉗式取料手、吸附式取料手、專(zhuān)用操作器及轉(zhuǎn)換器、仿生多指靈巧手。（2分）夾鉗式取料手通過(guò)手指的開(kāi)合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的夾持。其中，彈性力手爪其夾持物體的抓力由彈性元件提供，擺動(dòng)式手爪其爪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是繞固定軸擺動(dòng)，平動(dòng)式手爪其爪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是平動(dòng)的。（3分）吸附式取料手分氣吸附和磁吸附。氣吸附式取料手是利用吸盤(pán)內(nèi)的壓力和大氣壓之間的壓力差工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、吸附力均勻的優(yōu)點(diǎn)；磁吸附式取料手是利用電磁鐵通電后產(chǎn)生的電磁吸力取料，因此只

4、對(duì)鐵磁物體起作用，對(duì)不允許有剩磁的零件要禁止使用。（3分）         五、列舉3種刀具狀態(tài)的檢測(cè)方法，并說(shuō)明其工作原理（9分）答：1）通過(guò)在線(xiàn)檢測(cè)加工尺寸的變化檢測(cè)刀具的磨損和破損：在自動(dòng)化機(jī)床上用三維測(cè)頭、在FMS中配置坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或?qū)ｉT(mén)的檢測(cè)工作站進(jìn)行在線(xiàn)尺寸自動(dòng)測(cè)量等，都是以尺寸為判據(jù)，同時(shí)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成質(zhì)量控制的預(yù)測(cè)工作。圖5-17為在CNC車(chē)床上用三維測(cè)頭對(duì)工件上孔的尺寸進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的示意圖。測(cè)頭在計(jì)算機(jī)控制下，由參考位置進(jìn)入測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算機(jī)記錄測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行處理，測(cè)頭自動(dòng)復(fù)位。圖

5、中的箭頭為測(cè)頭中心移動(dòng)的方向。所測(cè)量的孔的半徑誤差間接反映了刀具的磨損或破損程度。（要畫(huà)出簡(jiǎn)圖進(jìn)行說(shuō)明）（3分）2）刀具狀態(tài)的在線(xiàn)檢測(cè)：在加工間歇內(nèi)，使用加工中心的尺寸檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)刀具的長(zhǎng)度或切削刃的位置，如圖5-18所示。當(dāng)?shù)毒咄瓿梢淮吻邢髯叩逗?，將裝在工作臺(tái)某個(gè)位置的探針或接觸開(kāi)關(guān)移到刀尖附近，當(dāng)?shù)毒?圖中的鉆頭尖)碰到探針時(shí)，利用機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)記下刀尖的坐標(biāo)，并計(jì)算出刀具長(zhǎng)度L，利用子程序比較L與存貯于計(jì)算機(jī)中的刀具標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度Ls，如果L>Ls-l，則說(shuō)明刀具沒(méi)有折斷或破損，如果L<Ls-l，則說(shuō)明刀具已報(bào)廢，需要換刀，l為刀具的允許磨損量。（要畫(huà)出簡(jiǎn)圖進(jìn)行說(shuō)明）（3分）3）刀

6、具狀態(tài)的智能化在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)：采用電機(jī)功率、聲發(fā)射信號(hào)或者其它能夠表征切削過(guò)程狀態(tài)變化的信號(hào)，采用信號(hào)分析提取刀具磨損與破損的特征信號(hào)，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刀具磨損破損狀態(tài)的識(shí)別，最后得到刀具是否發(fā)生破損以及刀具的磨損程度、磨損量或剩余壽命值。（3分）六、舉例說(shuō)明故障樹(shù)分析的基本原理、過(guò)程和用途。（10分）答：過(guò)程：(1) 對(duì)所研究的對(duì)象作系統(tǒng)分析，了解系統(tǒng)的性能，收集和分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的技術(shù)規(guī)范等技術(shù)資料，對(duì)系統(tǒng)的正常狀態(tài)和正常事件、故障狀態(tài)和故障事件要有確切的定義。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的故障作全面分析，評(píng)價(jià)各種故障對(duì)系統(tǒng)的影響，找出導(dǎo)致各種故障的原因和途徑。(2) 在判明

7、故障的基礎(chǔ)上，確定最不希望發(fā)生的故障事件為頂事件。(3) 根據(jù)對(duì)系統(tǒng)所提出的假設(shè)條件為依據(jù)，合理地確定邊界條件，以確定故障樹(shù)的建樹(shù)范圍。(4) 按故障樹(shù)基本結(jié)構(gòu)的要求，畫(huà)出故障樹(shù)圖。（5） 計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。（5分）基本原理：故障樹(shù)分析法就是把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為故障分析的目標(biāo)，然后尋找直接導(dǎo)致這一故障發(fā)生的全部因素，再找出造成下一階事件發(fā)生的全部直接原因，一直追查到那些原始的、其故障機(jī)理或概率分布都是已知的，因而毋須再深研究的因素為止。（3分）用途：判明基本故障，確定故障的原因、影響和發(fā)生概率，對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工廠(chǎng)試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)失效形式進(jìn)行可靠性分析。（

8、2分）七、207球軸承的自動(dòng)裝配要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)過(guò)程？并作簡(jiǎn)要說(shuō)明（15分）答：（1）合套  從選配機(jī)送來(lái)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)首先要合裝在一起，見(jiàn)圖（a）（2分）（2）撥內(nèi)環(huán)  軸承環(huán)從合套工位運(yùn)送到下一工位的過(guò)程中，由于低面與軌道摩擦的結(jié)果，內(nèi)環(huán)總是沿運(yùn)送方向偏靠在前進(jìn)的后方，見(jiàn)圖（b），為了便于裝配機(jī)構(gòu)的配置，希望內(nèi)環(huán)垂直于運(yùn)送方向偏靠在外環(huán)上，所以在裝入鋼球以前，需用Q力將內(nèi)環(huán)撥到所需位置上。（2分）（3）裝入鋼球  在內(nèi)、外環(huán)的弧形空間內(nèi)裝入規(guī)定數(shù)量的鋼球，見(jiàn)圖（c）,裝球過(guò)程中，往往最后一粒鋼球會(huì)堆積在其它鋼球上，所以需要壓球機(jī)構(gòu)將最后

9、一粒鋼球壓進(jìn)去。（2分）（4）將內(nèi)環(huán)撥到中心位置  將內(nèi)環(huán)撥向中心時(shí)，常常會(huì)碰到最外邊兩粒鋼球之間的距離B小于內(nèi)環(huán)溝道直徑 的情況，見(jiàn)圖（c）,這是需在外環(huán)商加以一定的壓力P，使之產(chǎn)生一定的彈性變形，使尺寸B增大，然后內(nèi)環(huán)便可在徑向力N的作用下順利地?fù)艿街行奈恢?，如圖（d）所示。（2分）（5）分球  用分球器將鋼球均勻分布在溝道圓周上，見(jiàn)圖（e），應(yīng)將內(nèi)、外環(huán)適當(dāng)固定，以免整個(gè)軸承移動(dòng)或受力抬起。同時(shí)從上一個(gè)工位運(yùn)送到分球工位時(shí)，應(yīng)注意保持如圖（d）所示的正確位置，否則，如果軸承在圓周上錯(cuò)位后，可能使分球叉正頂著鋼球，以致裝配工作無(wú)法進(jìn)行甚至導(dǎo)

10、致故障。（2分）（6）裝入保持架  見(jiàn)圖（f），當(dāng)采用鋼制兩半保持架時(shí)，一般均先裝下半保持架，再裝上半保持架，然后進(jìn)行扣合、焊接或鉚合。這一過(guò)程有時(shí)需要23個(gè)工位上進(jìn)行。（2分）（每個(gè)圖0.5分，共3分）八、說(shuō)明MRP和MRP的含義和區(qū)別。MRP具備哪些功能？（8分）答：MRP(Material Requirements Planning )是生產(chǎn)和采購(gòu)產(chǎn)品所需各種物料的計(jì)劃。MRP是根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃上需要物料的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)決定定貨和生產(chǎn)。從最終產(chǎn)品的需要數(shù)量和需要期限出發(fā)，按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)展開(kāi)，推算出所有零部件的需求量，并按照它們的采購(gòu)或生產(chǎn)提前期推算出它們的采購(gòu)或投產(chǎn)時(shí)間，再

11、從零件計(jì)劃推到毛坯和原材料的計(jì)劃。（3分）MRP的功能進(jìn)一步擴(kuò)展，與企業(yè)的財(cái)務(wù)、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)等方面的管理直接連接，產(chǎn)生了一種綜合的企業(yè)管理信息系統(tǒng)，即制造資源計(jì)劃系統(tǒng)MRP-II(Manufacturing Resources Planning)。MRP-II在MRP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了生產(chǎn)能力計(jì)劃、生產(chǎn)活動(dòng)控制、采購(gòu)和物料管理計(jì)劃以及財(cái)務(wù)管理等功能，形成了一個(gè)綜合的管理信息系統(tǒng)。（3分）相對(duì)于MRP來(lái)說(shuō)，MRP-II是一種更完善和先進(jìn)的管理思想與方法。它充分應(yīng)用了管理科學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)與決策手段，在系統(tǒng)中裝入了各種優(yōu)化決策模型，因此MRP-II系統(tǒng)具有一定的仿真功能，能仿真將來(lái)物料需求