智能制造概論習(xí)題答案機工版CH4-智能加工-答案1

第4章智能加工技術(shù)PAGE4-PAGE4【思考與練習(xí)題】4.1請闡述數(shù)控機床的組成部分。如果將數(shù)控機床作為智能制造系統(tǒng)的一個組成部分，它的哪一部分將通過哪種方式上位管理系統(tǒng)相連？答： 數(shù)控機床的組成部分如圖1所示，具體解釋略。圖1數(shù)控機床的組成 它可以通過PLC或計算機數(shù)控裝置與上位管理系統(tǒng)相連。4.2數(shù)控系統(tǒng)的主要功能是什么？在智能制造中，將會如何生產(chǎn)數(shù)控加工代碼？答：（1）主要功能包括如下：插補功能、進(jìn)給功能、主軸功能、刀具補償功能、操作功能、輔助功能（2）智能制造中數(shù)控加工代碼可以自動生成：首先將被加工零件的幾何圖形及有關(guān)工藝過程用計算機能夠識別的形式輸入計算機，利用計算機內(nèi)的數(shù)控編程系統(tǒng)對輸入信息進(jìn)行翻譯，形成機內(nèi)零件的幾何數(shù)據(jù)與拓?fù)鋽?shù)據(jù)；然后進(jìn)行工藝處理，確定加工方法、加工路線和工藝參數(shù)。通過數(shù)學(xué)處理計算刀具的運動軌跡，并將其離散成為一系列的刀位數(shù)據(jù)；根據(jù)某一具體數(shù)控系統(tǒng)所要求的指令格式，將生成的刀位數(shù)據(jù)通過后置處理生成最終加工所需的NC指令集；對NC指令集進(jìn)行校驗及修改；通過通訊接口將計算機內(nèi)的NC指令集送入機床的控制系統(tǒng)。實現(xiàn)自動編程的CAM軟件常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，Powermill，CAXA制造工程師等，可以實現(xiàn)多軸聯(lián)動的自動編程并進(jìn)行仿真模擬。4.3機床的智能加工技術(shù)中，虛擬化加工和防碰撞是怎么實現(xiàn)的？答：這里選用Vericut仿真軟件進(jìn)行虛擬化加工流程如下：1)前期準(zhǔn)備。明確機床數(shù)控系統(tǒng)的型號、機床結(jié)構(gòu)形式和尺寸、機床工作原理、主軸行程、坐標(biāo)系統(tǒng)及毛坯、刀具和夾具等。2)機床構(gòu)建。軟件中提供了常見的幾種機床模型，可供調(diào)用，但一般不能滿足需求。此時用戶需自己構(gòu)建機床。3)機床控制系統(tǒng)設(shè)置。用戶可以根據(jù)實際使用機床的控制系統(tǒng)從Vericut進(jìn)行選擇，如果控制系統(tǒng)不存在，也可以根據(jù)IEC61131-3的規(guī)則定制相關(guān)的控制系統(tǒng)。4)建立機床刀具庫。5)設(shè)置機床系統(tǒng)參數(shù)。防撞工作流程如圖2所示。圖2智能防撞技術(shù)4.4請列表說明常見的3D打印方法。答：4.5請舉例說明在智能制造中為何需要3D打??？答：智能制造的一個特點是小訂單生產(chǎn)。在產(chǎn)品的設(shè)計階段，采用3D打印技術(shù)后，產(chǎn)品的研發(fā)人員可以借助3D打印技術(shù)制作出相應(yīng)的產(chǎn)品模型，在縮短產(chǎn)品研發(fā)周期的同時，產(chǎn)品研發(fā)成本也降低了許多。而在產(chǎn)品的制造過程中，借助3D打印前沿技術(shù)，傳統(tǒng)制造流程中不必要的環(huán)節(jié)被有效剔除，材料的利用率也得到了進(jìn)一步提高。4.6闡述復(fù)合加工方式常見三種類型的工作原理。答：激光加工：利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、增材加工及微加工等的一門加工技術(shù)。電子束加工：利用能量密度較低的電子束轟擊高分子材料，使其分子鏈切斷或重新聚合，從而使高分子材料的化學(xué)性質(zhì)和分子量產(chǎn)生變化，進(jìn)行加工。超聲波加工：利用工具端面作超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工硬脆材料的一種加工方法。4.7工業(yè)機器人的分類方式有幾種？具體怎么分類？答：工業(yè)機器人的種類很多，其功能、特征、驅(qū)動方式、應(yīng)用場合等不盡相同。關(guān)于機器人的分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從不同的角度，會有不同的分類方法。（1）按機器人的結(jié)構(gòu)特征劃分機器人的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，典型機器人的運動特征用其坐標(biāo)特性來描述。按結(jié)構(gòu)特征來分，工業(yè)機器人通?？梢苑譃橹苯亲鴺?biāo)機器人、柱面坐標(biāo)機器人、球面坐標(biāo)機器人、多關(guān)節(jié)機器人、并聯(lián)機器人、雙臂機器人、AGV移動機器人等。（2）按控制方式劃分按照機器人的控制方式可把機器人分為非伺服控制機器人和伺服控制機器人兩種。（3）按驅(qū)動方式劃分根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同，工業(yè)機器人驅(qū)動類型可以劃分為液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電力驅(qū)動和新型驅(qū)動四種類型。4.8請從網(wǎng)上下載一份國產(chǎn)機器人的資料，并舉例說明其核心指標(biāo)。答：（略）4.9圖4-45所示為二臺機器人為6臺機床上下料服務(wù)，請說明機器人的關(guān)節(jié)移動方式以及如何協(xié)調(diào)控制機床和機器人之間的動作。圖4-45題4.9圖答： 關(guān)節(jié)移動方式有：移動、擺動、回轉(zhuǎn)、抓手動作、行走機構(gòu)移動等。 機床CNC與機器人之間的協(xié)調(diào)舉例如下（流程可以參考）：（1）按下啟動按鈕，機器人伺服使能，機器人啟動，發(fā)出機器人上料開始信號。（2）機器人接到上料開始信號，機器人搬運工件到達(dá)1-6個中其中一個CNC正前方50cm處，發(fā)出機器人上料完成信號。（3）CNC接到上料完成信號，CNC門打開，CNC門開到位，發(fā)出機器人送料開始信號。（4）機器人接到送料開始信號，機器人將工件送入CNC，返回CNC正前方50cm處，發(fā)出機器人送料完成信號。（5）CNC接到送料完成信號，CNC門關(guān)閉，CNC門關(guān)到位，CNC加工開始，CNC加工完成，CNC門打開，CNC門開到位，發(fā)出機器人取料開始信號。（6）機器人接到取料開始信號，機器人將CNC內(nèi)的工件取出，發(fā)出機器人取料完成信號。（7）CNC接到機器人取料完成信號，CNC門關(guān)閉，CNC門關(guān)閉到位，發(fā)出機器人入倉裝配開始信號。（8）機器人接到入倉裝配開始信號，機器人把工件放入倉庫的凹槽中，機器人移動到裝配臺夾取配件，待裝配完成，發(fā)出機器人裝配完成信號。（9）機器人接到裝配完成信號，機