制造系統(tǒng)自動(dòng)化(20201111163906)

1、第一章緒論1. 機(jī)械制造、機(jī)械、系統(tǒng)、自動(dòng)化、機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化的定義是什么？制造：將原材料加工成成品的過程。機(jī)械：由零部件組成的，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、能量、信息傳遞或轉(zhuǎn)換的，具有某種功能的機(jī)器、設(shè)備或儀器。系統(tǒng)：是由相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約和相互作用的若干組成部分結(jié)合的，具有某種特定功能的有機(jī)整體。自動(dòng)化：是針對應(yīng)用對象用某種控制方法和手段，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作，使其按預(yù)先規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行操作，而無需人直接干預(yù)的過程。機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化： 是機(jī)械系統(tǒng)用某種控制方法和手段， 通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能，使其按預(yù)先規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行操作，而無需人直接干預(yù)的過程。2. 系統(tǒng)有哪幾個(gè)共同特性？1

2、. 目的性 2. 集合性 3. 相關(guān)性 4. 層次性 5. 環(huán)境適應(yīng)性3. 機(jī)械制造系統(tǒng)的基本要素？被控制對象 執(zhí)行元器件 檢測元器件 調(diào)節(jié)控制裝置4. 機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展分為哪四個(gè)階段，各有什么特征？第一階段：剛性自動(dòng)化單元、機(jī)械控制方式20 世紀(jì) 40-50 年代初，以大量大批生產(chǎn)為主的剛性自動(dòng)化系統(tǒng)和剛性自動(dòng)化單機(jī)，其特點(diǎn)是高生產(chǎn)率剛性結(jié)構(gòu)， 產(chǎn)品固定生產(chǎn)節(jié)拍固定， 難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。第二階段：數(shù)控技術(shù)、單機(jī)數(shù)控20 世紀(jì) 50-60 年代中期，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)的數(shù)控（NC）和計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）技術(shù)。其特點(diǎn)是具有較好的柔性和加工質(zhì)量，應(yīng)用編程技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變

3、。第三階段：柔性自動(dòng)化20 世紀(jì) 60-80 年代中期，適用多品種、中小批量生產(chǎn)的柔性制造技術(shù)。包括柔性制造單元（ FMC）、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和柔性加工線（ FML）。其特點(diǎn)是高的柔性、質(zhì)量和效率。第四階段：計(jì)算機(jī)集成制造、智能集成自動(dòng)化20 世紀(jì) 80 年代至今，仍然面對多品種、中小批量生產(chǎn)。其技術(shù)為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）、計(jì)算機(jī)集成制造（ CIM）、智能制造、并行工程、敏捷制造、虛擬制造、快速原型制造、網(wǎng)絡(luò)制造、全球制造和綠色制造等。其特點(diǎn)是具有更為廣泛的適應(yīng)性和更大的柔性，并且技術(shù)更具綜合性， 學(xué)科更加交叉， 涉及的領(lǐng)域更為廣泛。5. 自動(dòng)化的發(fā)展取決于哪幾個(gè)因素？(1

4、) 客觀的需求是自動(dòng)化發(fā)展的前提(2) 基礎(chǔ)理論研究是自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)(3) 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是自動(dòng)化發(fā)展的保證6. 當(dāng)前制造自動(dòng)化發(fā)展的主要趨勢有哪幾“化”？（ 1）制造敏捷化（ 2）制造網(wǎng)絡(luò)化（ 3）制造虛擬化（ 4）制造智能化（ 5）制造全球化（ 6）制造綠色化7. 自動(dòng)化制造系統(tǒng)可分為哪八個(gè)子系統(tǒng)？1）毛坯制備自動(dòng)化子系統(tǒng)5）裝配過程自動(dòng)化子系統(tǒng)2）熱處理過程自動(dòng)化子系統(tǒng)6）輔助過程自動(dòng)化子系統(tǒng)3）儲(chǔ)運(yùn)過程自動(dòng)化子系統(tǒng)7）質(zhì)量控制自動(dòng)化子系統(tǒng)4）機(jī)械加工自動(dòng)化子系統(tǒng)8）系統(tǒng)控制自動(dòng)化子系統(tǒng)第六章機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)的建立1. 何謂系統(tǒng)的生命周期？包含哪四個(gè)階段？生命周期：是指一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)

5、從提出建立或改造開始到系統(tǒng)脫離運(yùn)行或被新的系統(tǒng)所代替的終止時(shí)間。四個(gè)階段：建立期、實(shí)現(xiàn)期、運(yùn)行期、終止期3. 系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是什么？系統(tǒng)分析：（1）內(nèi)部條件與外部條件相符合（2）當(dāng)前與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合（3）整體效益和局部效益相結(jié)合（4）定量分析與定性分析相結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)：（1）系統(tǒng)整體最優(yōu)原則（2）大概率事件原則（3）反復(fù)斟酌，慎重對待需求原則（4）目標(biāo)函數(shù)準(zhǔn)確性原則（5）充分掌握信息的原則（6）繼承和理解吸收的原則（7）最大效益的原則（8）盡量簡化的原則（9）盡可能定量的原則（10）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則（11）綜合應(yīng)用多學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)的原則（12）具有法制觀念原則系統(tǒng)分析分為哪幾個(gè)步驟

6、？（8 分）1)提供自動(dòng)化系統(tǒng)建立的相關(guān)背景（1 分）；2)確定自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)（1 分）；3)制定自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)方案（1 分）；4)建立自動(dòng)化系統(tǒng)中必要的模型（1 分）；5)投資概算及效益分析（1 分）； 6)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃 （ 1 分）； 7)自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合評價(jià) （1 分）；8)評價(jià)（ 1 分）。4. 模型的概念是什么？建模有哪幾種方法？建模的原則和注意要點(diǎn)是什么？模型是對客觀實(shí)體系統(tǒng)的特征要素、 有關(guān)信息和變化規(guī)律的一種抽象表達(dá)。 它反映了系統(tǒng)某些本質(zhì)屬性，描述了實(shí)體系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系和系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用。建模方法：機(jī)理建模法：一般特殊推理演繹法 實(shí)驗(yàn)建模法：特

7、殊一般邏輯歸納法 綜合建模法：有機(jī)結(jié)合建模原則：簡明性；正確性可靠性；實(shí)用性7. 系統(tǒng)可靠度分配應(yīng)遵循的原則是什么？總的原則：對總系統(tǒng)的可靠性影響顯著，對保證系統(tǒng)性能起主要作用，對完成執(zhí)行任務(wù)具有保障作用，容易實(shí)現(xiàn)高可靠度要求所組成的子系統(tǒng)，其可靠度要高，反之則低第七章制造過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)一般由哪幾部分組成?各部分功用如何 ?（8 分）答：控制系統(tǒng)一般由控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對象及檢測與轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。（4 分）檢測與轉(zhuǎn)換裝置用于將檢測被控量，并將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。（1 分）控制裝置用于將檢測裝置輸出信號與設(shè)定值進(jìn)行比較，按一定的控制規(guī)律對其偏差信號進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出

8、到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （1 分）執(zhí)行機(jī)構(gòu)是控制系統(tǒng)環(huán)路中的最終元件，直接用于控制操作變量變化，驅(qū)動(dòng)被控對象運(yùn)動(dòng)，從而使被控量發(fā)生變化。 （ 1 分）被控對象是控制系統(tǒng)所要操縱和控制的對象。（ 1 分）2. 分析圖 3-11 、 3-13 的控制系統(tǒng)工作原理。根據(jù)控制框圖敘述其控制過程。一、教材 P50試分析下圖所示工作臺(tái)位置控制系統(tǒng)的工作原理。（8 分）通過指令電位器W 1 的滑動(dòng)觸點(diǎn)給出工作臺(tái)的位置指令xr ，并轉(zhuǎn)換為控制電壓U r 。被控制工作臺(tái)的位移 xc由反饋電位器W2 檢測，并轉(zhuǎn)換為反饋電壓 uc 。兩電位器接成橋式電路，設(shè)工作臺(tái)開始移動(dòng)時(shí)，W1和 W2滑動(dòng)接點(diǎn)都處于左端，xr xc 0 ，

9、則橋式電路輸出電壓u ur uc 0，此時(shí)，放大器無輸出，直流伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)， 工作臺(tái)靜止不動(dòng)， 系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。當(dāng)給定位置指令xr 時(shí)，在工作臺(tái)改變位置的瞬間，xc0, uc0 ，則電橋輸出電壓為uurucur0ur，該偏差電壓經(jīng)放大器放大后控制直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直流伺服電機(jī)通過齒輪減速器和滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)，工作臺(tái)實(shí)際位置與給定位置間的偏差逐漸減小，即偏差電壓u 逐漸減小。當(dāng)現(xiàn)輸入時(shí)， 電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)給定反向指令時(shí)，W 2 滑動(dòng)接點(diǎn)的位置與給定位置一致時(shí)，即輸出完全復(fù)偏差電壓極性相反，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向左移動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)移至給定位置時(shí)，系統(tǒng)再次處于平衡狀態(tài)。如跟著不斷改

10、變。W 1 的滑動(dòng)接點(diǎn)的位置不斷改變，工作臺(tái)的位置也3. 分析圖 3-26 和 3-31 的工作原理。試述下圖所示生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)往返行程控制的工作原理?（12 分）答：圖中所示為一自動(dòng)往返控制線路。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，工作臺(tái)向左運(yùn)行，反之向右運(yùn)行。將四個(gè)行程開關(guān) SQ1 、SQ2、SQ3、SQ4 分別安裝在工作臺(tái)需要限位的兩個(gè)終端上，其中 SQ1 和 SQ2 安裝在需要自動(dòng)往返的位置上。當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)行到所限位置時(shí)，行程開關(guān)動(dòng)作，自動(dòng)切換電機(jī)正反轉(zhuǎn)，控制線路的斷開與接通，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返5. 試根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的分類。按功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)（ DDC）監(jiān)督控制系統(tǒng)

11、（ SCC）分布控制系統(tǒng)（ DCS）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ FCS）6. 如何將一個(gè)機(jī)械加工車間的若干臺(tái)數(shù)控設(shè)備形成DNC 系統(tǒng)？該系統(tǒng)主要功用有哪些？ （7 分）一是通過數(shù)控設(shè)備配置的串口（ RS-232 協(xié)議）接入 DNC 網(wǎng)絡(luò)，二是通過數(shù)控設(shè)備配置的以太網(wǎng)卡（ TCP/IP 協(xié)議）接入 DNC 網(wǎng)絡(luò)。（2 分）系統(tǒng)主要功用：（1）程序雙向通訊功能（ 2）信息采集功能（ 3）與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的集成功能（ 4）數(shù)控程序管理功能（ 5）與 PDM 系統(tǒng)集成功能。（5 分）7. 試述企業(yè)多級分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及各級功用。工廠計(jì)算機(jī)第四級計(jì)算機(jī)控制車間計(jì)算機(jī)第三級計(jì)算機(jī)控制輔助計(jì)算機(jī) 1輔助

12、計(jì)算機(jī) n輔助計(jì)算機(jī) x第二級計(jì)算機(jī)控制工作站 1工作站 n工作站 x第一級計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程生 產(chǎn)生產(chǎn)過程第一級計(jì)算機(jī)控制： 也稱為工作站級。 該級計(jì)算機(jī)專門用于控制生產(chǎn)過程并負(fù)責(zé)與第二級計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)系。第二級計(jì)算機(jī)控制：也稱為單元級控制。主要功能是協(xié)調(diào)控制，協(xié)調(diào)在其控制下的低一級計(jì)算機(jī)的工作，采集各臺(tái)機(jī)床、 觀察點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，反過來又將各項(xiàng)命令傳送給各加工過程的觀察點(diǎn)，同時(shí)也向一臺(tái)上機(jī)計(jì)算機(jī)發(fā)送或接收信息。第三級計(jì)算機(jī)控制：也稱為車間級控制。實(shí)現(xiàn)從車間（分廠）的各個(gè)工段采集并匯總生產(chǎn)數(shù)據(jù)，及時(shí)向有關(guān)部門作出報(bào)告。第四級計(jì)算機(jī)控制：也稱為工廠級控制。 該級計(jì)算機(jī)采集和匯編來自工廠

13、所屬各車間（分廠）的數(shù)據(jù)，對各個(gè)分廠及整個(gè)工廠的工作進(jìn)行匯總，完成原料價(jià)格分析、生產(chǎn)歷史記錄、管理報(bào)告編制、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的綜合管理和自動(dòng)化控制。第八章物料傳輸自動(dòng)化機(jī)械系統(tǒng)的物料傳輸機(jī)構(gòu)和裝置按用途和應(yīng)用場合可分為 ：供料卸料裝置、輸料裝置和物料存儲(chǔ)裝置3、輸料槽類型 & 特點(diǎn)： P97滾動(dòng)式輸料槽：靠重力傳送，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，貯料；受工件形狀尺寸限制，傳送不可靠滑動(dòng)式輸料槽 :1 強(qiáng)制滑動(dòng)式（ V 型料道中，油（氣）缸直接推動(dòng)） ，適用于外形簡單的軸、套類工件的傳送2 可在工序間或上下料裝置內(nèi)部輸送工作，兼作料倉6、物料傳輸機(jī)器人的末端執(zhí)行器有哪幾種主要類型，分別是

14、什么原理，各有什么特點(diǎn)？按結(jié)構(gòu)大致可分為：（ 1）夾鉗式取料手；（2）吸附式取料手；（ 3）專用操作器及轉(zhuǎn)換器； （4）仿生多指靈巧手。（ 1）夾鉗式取料手：通過手指的開合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對物體的夾持。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。（ 2）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內(nèi)的壓力和大氣壓之間的壓力差工作，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、吸附力均勻的有點(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， 因此只對鐵磁物體起作用， 對不允許有剩磁的零件要禁止使用。8、自動(dòng)化倉庫由哪幾大部分組成？其

15、中自動(dòng)化倉庫的機(jī)械設(shè)備包括哪些裝置和設(shè)備？自動(dòng)化倉庫由三大類設(shè)施組成：土建設(shè)施、機(jī)械設(shè)施和電氣設(shè)施。機(jī)械設(shè)備一般包括：存儲(chǔ)機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械、輸送機(jī)械、貨架、托盤或貨箱等設(shè)備。3.簡述步伐式輸送裝置的型式、原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場合常用的步伐式輸送裝置有彈簧棘爪式、擺桿式、抬起帶走式及托盤式四種。（ 1）彈簧棘爪式輸送帶 :輸送桿在支承滾子上往復(fù)移動(dòng)，向前移動(dòng)時(shí)棘爪推動(dòng)工件或隨行夾具前進(jìn)一個(gè)步距；返回時(shí)棘爪被后一個(gè)工件壓下從工件底面滑過，退出工件后在彈簧作用下又抬起。（1 分）（ 2）擺桿式輸送帶：在驅(qū)動(dòng)油缸作用下，輸送桿向前移動(dòng)，桿上撥塊卡著工件輸送到下一個(gè)工位；擺桿在返回前，在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作用下，旋轉(zhuǎn)一

16、定角度，使撥塊讓開工件后再返回原位。（ 1 分）（ 3）抬起帶走式輸送裝置：輸送板上裝有工件限位用的削邊銷，通過油缸，齒條桿，齒輪及滑柱使輸送板升起，則限位銷插入連桿孔中連桿從固定夾具上抬起。下面聯(lián)動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)工件水平移動(dòng)一個(gè)步距；輸送板下降，工件落入夾具中，輸送板繼續(xù)下降使其上限位銷完全脫開工件后再水平返回原位。 （1 分）(4) 托盤式輸送裝置工件裝在托盤上以后，輸送帶向前移動(dòng)一個(gè)步距；輸送到位時(shí)即把工件從托盤中拉出并裝到夾具上，然后輸送帶退回半個(gè)步距，使托盤位于兩個(gè)工位之間，以免阻礙刀具加工；加工完畢后托盤再退半個(gè)步距，以便上料及將工件從夾具上卸下并裝到托盤上。（ 1 分）托盤式輸送裝置和

17、一般步伐輸送不同，工件不是在支撐板上滑動(dòng)，而是在托盤中由步伐輸送帶帶走，為在輸送中保持工件位置正確，托盤中設(shè)有工件定位元件，但沒有夾緊機(jī)構(gòu)。（2 分）步伐式輸送裝置在組合機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線的加工箱體類零件及帶隨行夾具的場合使用非常普遍。托盤輸送則還適用于輸送畸形工件，需要保護(hù)基面的軟質(zhì)工件與經(jīng)加工工件；也可在托盤上放多個(gè)或多種工件進(jìn)行成組輸送。 （ 2 分）簡述輥道式輸送機(jī)傳動(dòng)的幾種方式及特點(diǎn)。（12 分）輥道式輸送機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較簡單、使用最廣泛的一種輸送機(jī)械，它由一系列以一定的間距排列的輥?zhàn)咏M成，用于輸送成件物料或托盤物料。輥道可以是無動(dòng)力的，物料由人力推動(dòng)，也可以采用機(jī)動(dòng)輥道輸送機(jī)。 （ 2

18、分）機(jī)動(dòng)輥道有多種實(shí)施方案： 每個(gè)輥?zhàn)佣寂鋫湟粋€(gè)電機(jī)和一個(gè)減速機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。一般采用星型傳動(dòng)或諧波傳動(dòng)減速機(jī)。由于每個(gè)輥?zhàn)幼猿上到y(tǒng)，更換維修比較方便，但費(fèi)用較高。 每個(gè)輥?zhàn)虞S上裝兩上鏈輪首先由電機(jī)、 減速機(jī)和鏈條傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一個(gè)輥?zhàn)樱?然后再由第一個(gè)輥?zhàn)油ㄟ^鏈條傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第二個(gè)輥?zhàn)?，這樣逐次傳遞，以此實(shí)現(xiàn)全部輥?zhàn)映蔀轵?qū)動(dòng)輥?zhàn)?。?2 分） 用一根鏈條通過張緊輪驅(qū)動(dòng)所有輥?zhàn)?(見圖 4-9)。當(dāng)貨物尺寸較長、輥?zhàn)娱g距較大時(shí)，這種方案才比較容易實(shí)現(xiàn)。 （2 分） 用一根縱向通軸， 通過扭成 8 字形的傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)所有輥?zhàn)釉谕ㄝS上， 對應(yīng)每個(gè)輥?zhàn)拥奈恢瞄_著凹槽。用傳動(dòng)帶套在通軸和輥?zhàn)由?，呈扭轉(zhuǎn) 9

19、0 度和 8 字形布置，即可傳遞驅(qū)動(dòng)力，使所有輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)。如果貨物較輕，對驅(qū)動(dòng)力的要求不大，這種方案結(jié)構(gòu)簡單，較為可取。 （2分）在輥?zhàn)拥紫虏贾靡粭l膠帶，用壓輥頂起膠帶，使之與輥?zhàn)咏佑|，靠摩擦力的作用，當(dāng)膠帶向一個(gè)方向運(yùn)行時(shí)，輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)使貨物向相反方向移動(dòng)。把壓輥放下使膠帶脫開輥?zhàn)?，輥?zhàn)泳褪ヲ?qū)動(dòng)力。有選擇地控制壓輥的頂起和放下，即可使一部分輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，而另一部分輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)貨物在輥道上的暫存，起到工序間的緩沖作用。 （2 分）件料上料都采用什么方法？小型件料所采用的上料機(jī)構(gòu)中都叫什么名稱，有哪些基本職能機(jī)構(gòu)所組成？ （10 分）一般小型件料采用料倉或料斗式上料機(jī)構(gòu)， 中型件一般采用專用上料

20、機(jī)械手或機(jī)器人 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料，大型件則采用起重式上料裝置和設(shè)備，而有些非回轉(zhuǎn)體又可采用托盤交換裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供料卸料。（4 分）小型件料上料機(jī)構(gòu)即為料倉或料斗式上料機(jī)構(gòu)（1 分）。其基本職能機(jī)構(gòu)包括：料斗，定向機(jī)構(gòu)，料倉，料道，隔料器，上料器，卸料器，攪動(dòng)器，剔除器，安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等第九章自動(dòng)化檢測與監(jiān)控系統(tǒng)2. 試說明檢測監(jiān)控基本單元的組成及各部分的主要作用。初始狀態(tài)機(jī)傳放大數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)構(gòu)感濾波采集特征判別系器整形接口提取方法統(tǒng)( 組 )表述策略及其運(yùn)行學(xué)習(xí)與訓(xùn)練過程執(zhí)行部件與裝置綜合決策數(shù)據(jù)庫推理機(jī)知識(shí)庫規(guī)則庫信息輸出傳感器：檢測設(shè)備及生產(chǎn)過程的運(yùn)行狀況信息（ 1.5 分）。二次儀表：對信號

21、進(jìn)行放大、濾波和整形等預(yù)處理（ 1.5 分）。數(shù)據(jù)采集接口：進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等， 將信號格式轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)接收的格式（ 1.5 分）。取狀態(tài)特征：采用相應(yīng)的信號處理方法，從輸入的信號中提取出能夠表征被檢測對象狀態(tài)變化的特征值（ 1.5 分）。狀態(tài)判別模塊：處理狀態(tài)特征值，得出被檢測項(xiàng)目的狀態(tài)（ 1.5 分）。推理機(jī)：根據(jù)系統(tǒng)的初始狀態(tài)及相關(guān)的知識(shí)和數(shù)據(jù)，做出最后決策（ 1.5 分）。6. 簡要說明加工誤差檢測與補(bǔ)償系統(tǒng)的基本組成和工作原理。教材 P174基本組成：傳感器、濾波放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)、 D/A 轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電源、執(zhí)行元件以及誤差分析與預(yù)測模型、目標(biāo)函數(shù)模型、控制

22、算法模型等工作原理：監(jiān)測系統(tǒng)得到了工件的真正坐標(biāo)、誤差等參數(shù)，這些參數(shù)被傳送給加工系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)反饋給加工執(zhí)行系統(tǒng)，來控制、修正被加工工件的尺寸，這樣就使得有可能在加工超差之前及時(shí)對加工尺寸的變化加以補(bǔ)償。 （ 2 分）驅(qū)動(dòng)電源D/A 轉(zhuǎn)換壓電陶瓷傳感器計(jì)算機(jī)工件測試桿A/D 轉(zhuǎn)換機(jī)床濾波放大器F c控制桿柔性鉸鏈應(yīng)變測試儀7. 對于自動(dòng)檢測，你還能舉出哪些自動(dòng)生產(chǎn)線上的應(yīng)用實(shí)例？教材 P176。1）通過在線檢測加工尺寸的變化檢測刀具的磨損和破損：在自動(dòng)化機(jī)床上用三維測頭、在 FMS 中配置坐標(biāo)測量機(jī)或?qū)ｉT的檢測工作站進(jìn)行在線尺寸自動(dòng)測量等，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

23、理，完成質(zhì)量控制的預(yù)測工作。圖 5-17 為在 CNC 車床上用三維測頭對工件上孔的尺寸進(jìn)行自動(dòng)測量的示意圖。 測頭在計(jì)算機(jī)控制下， 由參考位置進(jìn)入測量點(diǎn)，計(jì)算機(jī)記錄測量結(jié)果并進(jìn)行處理，測頭自動(dòng)復(fù)位。圖中的箭頭為測頭中心移動(dòng)的方向。所測量的孔的半徑誤差間接反映了刀具的磨損或破損程度。（要畫出簡圖進(jìn)行說明） （3 分）2）刀具狀態(tài)在線檢測。3）刀具狀態(tài)的智能化在線監(jiān)控系統(tǒng)。6、所謂故障診斷 ，就是通過采集、 分析系統(tǒng)運(yùn)行過程中或者過程結(jié)束后的有關(guān)信息，來分析、確定故障發(fā)生的時(shí)間、空間位置、故障類型、故障產(chǎn)生的原因和機(jī)理、故障對系統(tǒng)的影響程度和危害大小以及恢復(fù)系統(tǒng)性能或者改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的措施的全過程

24、通常，設(shè)備的基本狀態(tài)有故障狀態(tài)、異常狀態(tài)和正常狀態(tài)具體診斷實(shí)施步驟如下：1）信號檢測 2）特征提取 3）狀態(tài)識(shí)別 4）診斷決策第十章裝配自動(dòng)化1. 裝配、裝配工藝過程、裝配工藝規(guī)程、裝配自動(dòng)化的概念是如何定義的？1）裝配 : 按技術(shù)要求將零件進(jìn)行組合、連接成部件、復(fù)合件或成品的過程。2）裝配工藝過程：裝配的方法、路線及內(nèi)容的安排。包括裝配、調(diào)整、檢測、試驗(yàn)。3）裝配工藝規(guī)程：將裝配工藝過程按一定格式以文件的形式固定下來的過程。4）裝配自動(dòng)化：對某種產(chǎn)品用某種控制方法和手段，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其按預(yù)先規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行裝配，而無需人直接干預(yù)的過程。2. 自動(dòng)化裝配系統(tǒng)分為哪兩種類型？1）剛性自動(dòng)

25、裝配：裝配對象不可變換，產(chǎn)品規(guī)格不可調(diào)整。2）柔性自動(dòng)裝配：裝配對象可變換，產(chǎn)品規(guī)格在一定范圍內(nèi)可調(diào)整。3. 自動(dòng)化裝配對零部件的結(jié)構(gòu)工藝性、裝配工具、傳輸機(jī)構(gòu)提出那些要求？1）結(jié)構(gòu)工藝性：1. 零件幾何形狀盡量規(guī)則，結(jié)構(gòu)要便于自動(dòng)傳輸、自動(dòng)上料和定向識(shí)別。2. 零件結(jié)構(gòu)要便于夾持，剛度要滿足夾持力的要求，受力后的變形應(yīng)在彈性范圍內(nèi)，而且變形量不應(yīng)給裝配帶來困難。3. 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免采用在自動(dòng)上料時(shí)相互鑲嵌等不易順利分開的結(jié)構(gòu)。4. 設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮零件裝配的初始連接時(shí)易于導(dǎo)入，如設(shè)計(jì)倒角、錐面等。5. 應(yīng)盡量采用便于裝配的聯(lián)接方式，而且盡可能的減少零件數(shù)量。6. 零件設(shè)計(jì)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化，這樣可以減少裝配工裝的種類。7. 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量考慮統(tǒng)一的裝配方向，減少翻轉(zhuǎn)裝配次數(shù)。2）裝配工具：1. 根據(jù)總體布局、零件結(jié)構(gòu)尺寸和幾何形狀及質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性等合理選擇機(jī)械手、機(jī)器人還是其它結(jié)構(gòu)裝置抓取或推進(jìn)零件裝配。2. 機(jī)械手或機(jī)器人的手腕夾爪的夾緊力要與零件的允許變形量和零件表面