柔性制造自動化概述復(fù)習(xí)資料

柔性制造自動化概述復(fù)習(xí)資料柔性制造自動化概述復(fù)習(xí)資料一、填空題：1、柔性制造系統(tǒng)的管理軟件有、、、、等功能。2、作業(yè)規(guī)劃軟件中，、、、是作業(yè)計劃制訂的四個步驟。3、按柔性制造系統(tǒng)承擔(dān)的制造任務(wù)，可以把柔性制造系統(tǒng)分成、、。4、、、、、是影響柔性制造系統(tǒng)布局的技術(shù)因素。5、精良生產(chǎn)的特征是、、、、、。6、柔性制造自動化系統(tǒng)開放的目的是突出子系統(tǒng)的特點(diǎn)、長期應(yīng)付市場的急劇變化。二、簡答題：1、簡要指出柔性制造系統(tǒng)的基本組成、主要功能、適用范圍。2、以機(jī)器人為核心設(shè)備的柔性裝配系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)有什么特色？試闡述其主要功能和實現(xiàn)方法。答：可以把多級分布式控制系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)分成四個控制級，即公司級、工廠級、車間級、設(shè)備級。公司級職能：位于公司級的中央計算機(jī)管理著整個公司的運(yùn)營狀態(tài)。在綜合數(shù)據(jù)庫的支持下，它收集并處理市場和銷售的信息，制定中長期生產(chǎn)計劃，收集并積累產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)。工廠級的職能：位于工廠級的主計算機(jī)承擔(dān)著一個工廠的計劃管理工作，即（1）根據(jù)中央計算機(jī)制訂的生產(chǎn)計劃，制訂制造資源計劃，管理生產(chǎn)進(jìn)度和交貨日期；（2）向單元計算機(jī)下達(dá)日作業(yè)指令，從單元計算機(jī)采集制造進(jìn)度和完成狀態(tài)的數(shù)據(jù)；（3）保存CAD/CAM系統(tǒng)生成的數(shù)控程序，或者把數(shù)控數(shù)據(jù)傳送給單元計算機(jī)；（4）定期向中央計算機(jī)傳送每日作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)。車間級的職能：（1）接納并管理制造命令；（2）編制作業(yè)調(diào)度計劃；（3）統(tǒng)計設(shè)備的運(yùn)行業(yè)績；（4）與單元控制器一道監(jiān)視并控制各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；（5）制造完成后向主計算機(jī)傳送有關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)備級的職能：設(shè)備級被稱為柔性制造自動化系統(tǒng)的“底層”，在各自控制裝置的操縱下，位于底層的設(shè)備最終把產(chǎn)品制造計劃變成現(xiàn)實的產(chǎn)品。8、刀具預(yù)調(diào)采用什么設(shè)備？試簡述刀具預(yù)調(diào)的步驟。答：采用的設(shè)備：測量頭、測量架、刀架。預(yù)調(diào)的步驟：（1）把刀具裝夾在刀架主軸上；（2）以自動方式讓測量架和測量頭快速抵近刀具，臨近刀尖時停止；（3）以手動方式讓測量架和測量頭緩慢靠近刀尖；（4）一邊讓刀具繞主軸的軸線擺動，一邊微細(xì)地調(diào)整測量架和測量頭的位置。如果采用顯微投影儀，則讓刀尖的橫刃與水平線相切、側(cè)刃與垂直線相切；如果采用接觸式測微儀，則讓千分表的測頭與刀尖接觸，指示出預(yù)定值；（5）查看顯示器上的X、Z數(shù)值，如果符合要求，則操作計算機(jī)記錄該數(shù)據(jù)。9、工業(yè)機(jī)器人由哪幾個主要子系統(tǒng)構(gòu)成？它們的功能是什么？答：工業(yè)機(jī)器人的主要職能是搬運(yùn)物料或操作工具，它由執(zhí)行、驅(qū)動、控制、檢測等四個子系統(tǒng)組成。執(zhí)行系統(tǒng)：（1）手。抓持物體；（2）腕。調(diào)整手的姿勢（方位）；（3）臂。支撐手、腕以及被抓持的物體，它還能配合其他構(gòu)件協(xié)同動作，把物體送到預(yù)定位置；（4）立柱。不僅支承臂，還要通過回轉(zhuǎn)、升降、俯仰運(yùn)動來擴(kuò)大臂的活動范圍。驅(qū)動系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)受到驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動才能動作。工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該具有工作平穩(wěn)可靠、外形小、自重輕等特點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)：不僅控制機(jī)器人實施預(yù)定的動作，還要協(xié)調(diào)機(jī)器人與其他設(shè)備的關(guān)系，共同完成某一作業(yè)。檢測系統(tǒng)：把檢測信息反饋給控制系統(tǒng)，使它能夠控制機(jī)器人準(zhǔn)確地完成預(yù)先設(shè)計的動作。10、循環(huán)時間監(jiān)視的工作原理是什么？答：循環(huán)時間監(jiān)視是監(jiān)視制造過程的簡便方法，該功能的原理是：把制造過程細(xì)分成若干階段，把每個階段的實際作業(yè)時間與預(yù)定的作業(yè)時間進(jìn)行比較，如果兩者吻合，說明制造過程正常；如果兩者不吻合，則說明制造過程不正常。循環(huán)時間監(jiān)視只是一種自診斷方法，但是有很好的經(jīng)濟(jì)性。11、自動倉庫在柔性制造自動化系統(tǒng)中有何作用？答：（1）存儲物料。它能大量地存儲毛坯、工夾具、自制件、外購配件，能為作業(yè)計劃的調(diào)整提供緩沖；（2）定時控制物料流動。它能調(diào)節(jié)物料的流動，能實時地向各作業(yè)點(diǎn)提供急需的物料，能為用戶（或其他制造系統(tǒng)）提供產(chǎn)品；（3）準(zhǔn)確統(tǒng)計庫存物料的種類、規(guī)格、數(shù)量；（4）對物料流動和制造實施統(tǒng)一管理；（5）為上層管理系統(tǒng)提供必要的物料信息；（6）在計算機(jī)信息管理系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)訂貨、生產(chǎn)計劃、物流控制的集成。12、自動導(dǎo)向小車系統(tǒng)在柔性制造自動化系統(tǒng)中有何作用？由哪幾部分構(gòu)成？答：（1）對于承擔(dān)中小批量制造任務(wù)的制造系統(tǒng)，人們很關(guān)注其物料輸送的自動化水平；（2）自動導(dǎo)向小車系統(tǒng)能使柔性制造自動化系統(tǒng)的布局設(shè)計具有最大的靈活性，能方便地實施從一個作業(yè)點(diǎn)到另一個作業(yè)點(diǎn)的物料輸送計劃；（3）在自動導(dǎo)向小車上安裝物料交換裝置，可以使物料輸送路線上各作業(yè)點(diǎn)的物料交換實現(xiàn)自動化，從而容易把各個孤立的制造單元連接成一個制造系統(tǒng)；（4）自動導(dǎo)向小車只在輸送物料時才上線路運(yùn)行，不會阻塞其他物流通道，也不會與電纜溝、管道相干涉，因此能夠與其他設(shè)備友好地兼容；（5）采用自動導(dǎo)向小車可以方便地實現(xiàn)對老車間的物料輸送系統(tǒng)的改造。13、柔性制造為什么需要刀具管理系統(tǒng)？試描述一個刀具管理系統(tǒng)的設(shè)備配置。答：柔性制造自動化系統(tǒng)的刀具種類多、數(shù)量大，普遍采用模塊化結(jié)構(gòu)。此外，柔性制造自動化系統(tǒng)還要求刀具以較快速率在制造系統(tǒng)中自動或半自動地流動。（1）管理站。管理站配備了一個計算機(jī)終端，在終端顯示器上，可以顯示出上位計算機(jī)傳送來的即將加工的工件種類和數(shù)據(jù)。依據(jù)工件信息，刀具室管理人員選擇出相應(yīng)的刀具和組裝刀具的零部件。（2）零件柜。零件柜中保存著刀具的零部件，零件柜上的打印機(jī)能夠打印出管理站的提示信息。依據(jù)提示信息，刀具管理室人員備齊組裝刀具所需的零部件。（3）刀具組裝站。在刀具組裝站，刀具室管理人員把零部件組裝成刀具，并把刀具的基本信息寫進(jìn)刀具標(biāo)識塊中。拆卸已經(jīng)離線的組合刀具也在該設(shè)備上完成。（4）刀具預(yù)調(diào)儀。借助刀具預(yù)調(diào)儀，刀具室管理人員調(diào)整出刀具的長度和直徑等數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)刀具標(biāo)識塊。（5）刀具緩存站。刀具組裝、預(yù)調(diào)好后，臨時存放在刀具緩存站。（6）加工中心盤形刀庫。把加工中心所需要的刀具裝到盤形刀庫上，刀具隨同盤形刀庫一起被送到指定機(jī)床。（7）數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架。（8）換刀機(jī)械手。（9）備用刀庫。數(shù)控車床所需要的刀具存放在備用刀庫中，備用刀庫與回轉(zhuǎn)刀架之間的刀具交換由換刀機(jī)械手來完成。（10）盤形刀具交換器。移動盤形刀庫存放位置的設(shè)備。（11）讀寫器。刀具組裝和預(yù)調(diào)時，寫進(jìn)刀具標(biāo)志塊中的數(shù)據(jù)可以用讀寫器讀出或改寫。（12）盤形刀庫用托盤。托盤是實現(xiàn)刀具輸送自動化的輔助工具，盤形刀庫被盤形刀庫交換器放到托盤上，自動導(dǎo)向小車就能方便地把刀具管理室的盤形刀庫送給機(jī)床，或者從機(jī)床取回盤形刀庫。（13）控制器?？刂破鞯穆毮苁枪芾淼毒呤业脑O(shè)備和軟件，使它們能協(xié)調(diào)地工作。（14）夾具調(diào)整裝置。準(zhǔn)備加工一批新工件時候，使用夾具調(diào)整裝置可以快速地為它們的夾具更換卡、心軸、法蘭盤等構(gòu)件。14、試舉例說明工業(yè)機(jī)器人在加工制造中的應(yīng)用。答：（1）焊接：機(jī)器人電弧焊生產(chǎn)線的應(yīng)用，由DC伺服電動機(jī)驅(qū)動的六自由度關(guān)節(jié)式機(jī)器人，其操作電焊槍的技能與電焊工完全一樣，焊接質(zhì)量也可以與熟練技工媲美。（2）切割：北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所推出的直角坐標(biāo)式等離子切割機(jī)器人，操作機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、等離子切割電源、雙工位移動工作臺是其四大部件，它能切割形狀不規(guī)則的三維鈑金零件，材質(zhì)為不銹鋼、碳素鋼、鋁合金，厚度為0.1~20mm切割精度可以達(dá)到±0.1mm。（3）噴漆：噴漆機(jī)器人，它能對柜式零件的內(nèi)、外表面進(jìn)行噴漆處理，每月處理的零件可以達(dá)到400種，每批數(shù)量在100件以下。（4）涂敷：借助機(jī)器人可以實現(xiàn)涂敷作業(yè)的柔性自動化。機(jī)器人涂敷系統(tǒng)由直角坐標(biāo)式機(jī)器人、機(jī)器人控制單元、示教盒、密封膠壓送裝置組成。作業(yè)路徑用PTP和CP方式確定：直線段取兩個示教點(diǎn)，以直線插補(bǔ)功能確定作業(yè)路徑；圓弧段取兩端點(diǎn)和中點(diǎn)三個示教點(diǎn)，以圓弧插補(bǔ)功能確定作業(yè)路徑。柔性制造自動化概述復(fù)習(xí)資料部分參考答案一、填空題：1、略2、作業(yè)規(guī)劃軟件中，提出作業(yè)計劃方案、仿真檢驗、再仿真、實施作業(yè)計劃是作業(yè)計劃制訂的四個步驟。3、按柔性制造系統(tǒng)承擔(dān)的制造任務(wù)，可以把柔性制造系統(tǒng)分成柔性零件加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)、柔性檢測系統(tǒng)。4略5、精良生產(chǎn)的特征是以用戶為“上帝”、以職工為中心、以“精簡”為手段、綜合工作組和并行設(shè)計、準(zhǔn)時（JIT）供貨方式、“零缺陷”工作目標(biāo)。6、柔性制造自動化系統(tǒng)開放的目的是突出子系統(tǒng)的特點(diǎn)、長期應(yīng)付市場的急劇變化。二、簡答題：1、略2、略3、答：（1）由人和機(jī)器組成：裝配系統(tǒng)有兩個不可缺一的兩個結(jié)構(gòu)要素，即自動化機(jī)械設(shè)備和使該設(shè)備發(fā)揮作用的人；（2）人機(jī)互相學(xué)習(xí)：裝配系統(tǒng)運(yùn)行時，人和機(jī)器處于相互學(xué)習(xí)的狀態(tài)。機(jī)器不斷地把自身的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境的變化告訴人，而人根據(jù)各種信息和自己的經(jīng)驗想出一些處理方法，在向機(jī)器學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)一步尋找處理方法，并把這些方法不斷地傳授給機(jī)器。（3）人機(jī)協(xié)調(diào)工作：在通信技術(shù)支持下，人機(jī)互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，不斷地提高自身的能力，協(xié)調(diào)一致地完成裝配作業(yè)。4、答：（1）生產(chǎn)效率：作業(yè)速度、工作持久性、故障，是影響裝配效率的主要因素。機(jī)器能夠以較高的作業(yè)速度持久地運(yùn)行，但是會發(fā)生突發(fā)性的故障，從而使裝配系統(tǒng)停止工作。與機(jī)器人完全不同，人不能保持恒定的工作速度，為了恢復(fù)體能需要工間休息，但是一般不會出現(xiàn)突發(fā)性的差錯。（2）裝配質(zhì)量：能否專注工作，能否分析判斷出有哪些因素決定裝配的質(zhì)量，這直接關(guān)系到裝配的質(zhì)量。機(jī)器能“專心致志”地工作，但是機(jī)器只能按照人們給出的模式來分析裝配質(zhì)量。與機(jī)器完全不同，人的注意力不能長時間的集中，但是人有能力對突發(fā)的質(zhì)量事故進(jìn)行綜合判斷。（3）對新產(chǎn)品的支持：柔性、智力、運(yùn)算處理能力，直接影響新產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。機(jī)器只具備有限的柔性和一定的邏輯推理能力，但是具有高速準(zhǔn)確的運(yùn)算處理能力。與機(jī)器完全不同，人具有很高的柔性和卓越的思維預(yù)測能力，但是運(yùn)算處理速度慢，并且容易產(chǎn)生差錯。5、答：作為單機(jī)使用的普通加工中心是在操作人員的管理下運(yùn)行的，操作人員不僅要裝夾和校正工件、輸入數(shù)控程序、配備切削刀具，還要密切注視加工過程中的機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、刀具狀態(tài)、加工質(zhì)量狀態(tài)。普通加工中心要求操作人員進(jìn)行這類干預(yù)，因此，不適應(yīng)柔性制造自動化系統(tǒng)的需要。6、答：（1）多軸數(shù)控加工。普通數(shù)控機(jī)床只有一個主軸、一個刀架，只有X軸和Z軸兩個數(shù)控軸，只能完成X軸與Z軸聯(lián)動的數(shù)控加工。對車削中心來說，它最少有X軸、Z軸、C軸三個數(shù)控軸，可以完成X軸、Z軸、C軸三軸聯(lián)動的數(shù)控加工，以及X軸、Z軸、C軸任意兩軸聯(lián)動的數(shù)控加工。（2）加工綜合化。除具備普通車床的車削功能外，車削中心還有很強(qiáng)的綜合加工能力。車削中心的Z軸與C軸聯(lián)動，可以銑削螺旋槽；X軸與C軸聯(lián)動，可以銑削端面凸臺；控制C軸，可以加工端面溝槽。此外，車削中心還能加工橫孔、側(cè)平面、偏心孔、橫偏心孔等特殊表面。（3）加工節(jié)奏快。要加快制造節(jié)奏，只能使工序集中，盡量減少上下工件的次數(shù)。車削中心有很強(qiáng)的綜合加工能力，能夠以工序高度集中的特長來完成回轉(zhuǎn)體零件的切削加工，因此，它擁有很快的加工節(jié)奏。7、答：可以把多級分布式控制系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)分成四個控制級，即公司級、工廠級、車間級、設(shè)備級。公司級職能：位于公司級的中央計算機(jī)管理著整個公司的運(yùn)營狀態(tài)。在綜合數(shù)據(jù)庫的支持下，它收集并處理市場和銷售的信息，制定中長期生產(chǎn)計劃，收集并積累產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)。工廠級的職能：位于工廠級的主計算機(jī)承擔(dān)著一個工廠的計劃管理工作，即（1）根據(jù)中央計算機(jī)制訂的生產(chǎn)計劃，制訂制造資源計劃，管理生產(chǎn)進(jìn)度和交貨日期；（2）向單元計算機(jī)下達(dá)日作業(yè)指令，從單元計算機(jī)采集制造進(jìn)度和完成狀態(tài)的數(shù)據(jù)；（3）保存CAD/CAM系統(tǒng)生成的數(shù)控程序，或者把數(shù)控數(shù)據(jù)傳送給單元計算機(jī)；（4）定期向中央計算機(jī)傳送每日作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)。車間級的職能：（1）接納并管理制造命令；（2）編制作業(yè)調(diào)度計劃；（3）統(tǒng)計設(shè)備的運(yùn)行業(yè)績；（4）與單元控制器一道監(jiān)視并控制各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；（5）制造完成后向主計算機(jī)傳送有關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)備級的職能：設(shè)備級被稱為柔性制造自動化系統(tǒng)的“底層”，在各自控制裝置的操縱下，位于底層的設(shè)備最終把產(chǎn)品制造計劃變成現(xiàn)實的產(chǎn)品。8、答：采用的設(shè)備：測量頭、測量架、刀架。預(yù)調(diào)的步驟：（1）把刀具裝夾在刀架主軸上；（2）以自動方式讓測量架和測量頭快速抵近刀具，臨近刀尖時停止；（3）以手動方式讓測量架和測量頭緩慢靠近刀尖；（4）一邊讓刀具繞主軸的軸線擺動，一邊微細(xì)地調(diào)整測量架和測量頭的位置。如果采用顯微投影儀，則讓刀尖的橫刃與水平線相切、側(cè)刃與垂直線相切；如果采用接觸式測微儀，則讓千分表的測頭與刀尖接觸，指示出預(yù)定值；（5）查看顯示器上的X、Z數(shù)值，如果符合要求，則操作計算機(jī)記錄該數(shù)據(jù)。9、答：工業(yè)機(jī)器人的主要職能是搬運(yùn)物料或操作工具，它由執(zhí)行、驅(qū)動、控制、檢測等四個子系統(tǒng)組成。執(zhí)行系統(tǒng)：（1）手。抓持物體；（2）腕。調(diào)整手的姿勢（方位）；（3）臂。支撐手、腕以及被抓持的物體，它還能配合其他構(gòu)件協(xié)同動作，把物體送到預(yù)定位置；（4）立柱。不僅支承臂，還要通過回轉(zhuǎn)、升降、俯仰運(yùn)動來擴(kuò)大臂的活動范圍。驅(qū)動系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)受到驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動才能動作。工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該具有工作平穩(wěn)可靠、外形小、自重輕等特點(diǎn)。控制系統(tǒng)：不僅控制機(jī)器人實施預(yù)定的動作，還要協(xié)調(diào)機(jī)器人與其他設(shè)備的關(guān)系，共同完成某一作業(yè)。檢測系統(tǒng)：把檢測信息反饋給控制系統(tǒng)，使它能夠控制機(jī)器人準(zhǔn)確地完成預(yù)先設(shè)計的動作。10、答：循環(huán)時間監(jiān)視是監(jiān)視制造過程的簡便方法，該功能的原理是：把制造過程細(xì)分成若干階段，把每個階段的實際作業(yè)時間與預(yù)定的作業(yè)時間進(jìn)行比較，如果兩者吻合，說明制造過程正常；如果兩者不吻合，則說明制造過程不正常。循環(huán)時間監(jiān)視只是一種自診斷方法，但是有很好的經(jīng)濟(jì)性。11、答：（1）存儲物料。它能大量地存儲毛坯、工夾具、自制件、外購配件，能為作業(yè)計劃的調(diào)整提供緩沖；（2）定時控制物料流動。它能調(diào)節(jié)物料的流動，能實時地向各作業(yè)點(diǎn)提供急需的物料，能為用戶（或其他制造系統(tǒng)）提供產(chǎn)品；（3）準(zhǔn)確統(tǒng)計庫存物料的種類、規(guī)格、數(shù)量；（4）對物料流動和制造實施統(tǒng)一管理；（5）為上層管理系統(tǒng)提供必要的物料信息；（6）在計算機(jī)信息管理系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)訂貨、生產(chǎn)計劃、物流控制的集成。12、答：（1）對于承擔(dān)中小批量制造任務(wù)的制造系統(tǒng)，人們很關(guān)注其物料輸送的自動化水平；（2）自動導(dǎo)向小車系統(tǒng)能使柔性制造自動化系統(tǒng)的布局設(shè)計具有最大的靈活性，能方便地實施從一個作業(yè)點(diǎn)到另一個作業(yè)點(diǎn)的物料輸送計劃；（3）在自動導(dǎo)向小車上安裝物料交換裝置，可以使物料輸送路線上各作業(yè)點(diǎn)的物料交換實現(xiàn)自動化，從而容易把各個孤立的制造單元連接成一個制造系統(tǒng)；（4）自動導(dǎo)向小車只在輸送物料時才上線路運(yùn)行，不會阻塞其他物流通道，也不會與電纜溝、管道相干涉，因此能夠與其他設(shè)備友好地兼容；（5）采用自動導(dǎo)向小車可以方便地實現(xiàn)對老車間的物料輸送系統(tǒng)的改造。13、答：柔性制造自動化系統(tǒng)的刀具種類多、數(shù)量大，普遍采用模塊化結(jié)構(gòu)。此外，柔性制造自動化系統(tǒng)還要求刀具以較快速率在制造系統(tǒng)中自動或半自動地流動。（1）管理站。管理站配備了一個計算機(jī)終端，在終端顯示器上，可以顯示出上位計算機(jī)傳送來的即將加工的工件種類和數(shù)據(jù)。依據(jù)工件信息，刀具室管理人員選擇出相應(yīng)的刀具和組裝刀具的零部件。（2）零件柜。零件柜中保存著刀具的零部件，零件柜上的打印機(jī)能夠打印出管理站的提示信息。依據(jù)提示信息，刀具管理室人員備齊組裝刀具所需的零部件。（3）刀具組裝站。在刀具組裝站，刀具室管理人員把零部件組裝成刀具，并把刀具的基本信息寫進(jìn)刀具標(biāo)識塊中。拆卸已經(jīng)離線的組合刀具也在該設(shè)備上完成。（4）刀具預(yù)調(diào)儀。借助刀具預(yù)調(diào)儀，刀具室管理人員調(diào)整出刀具的長度和直徑等數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)刀具標(biāo)識塊。（5）刀具緩存站。刀具組裝、預(yù)調(diào)好后，臨時存放在刀具緩存站。（6）加工中心