機械制造自動化發(fā)展分為哪四個階段

1、一、 機械制造自動化發(fā)展分為哪四個階段，各有什么特征？（8分） 答：第一階段：20世紀4050年代初，以大量大批生產為主的剛性自動化系統(tǒng)和剛性自動化單機，其特點是高生產率剛性結構，產品固定生產節(jié)拍固定，難以實現(xiàn)生產產品的改變。(2分)第二階段：20世紀5060年代中期，適用于多品種、中小批量生產的數控（NC）和計算機數控（CNC）技術。其特點是具有較好的柔性和加工質量，應用編程技術即可實現(xiàn)生產產品的改變。(2分)第三階段：20世紀6080年代中期，是適用多品種、中小批量生產的柔性制造技術。包括柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和柔性加工線（FML）。其特點是高的柔性、質量和效率。(

2、2分)第四階段：20世紀80年代至今，仍然面對多品種、中小批量生產。其技術為計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、計算機集成制造（CIM）、智能制造、并行工程、敏捷制造、虛擬制造、快速原型制造、網絡制造、全球制造和綠色制造等。其特點是具有更為廣泛的適應性和更大的柔性，并且技術更具綜合性，學科更加交叉，涉及的領域更為廣泛。(2分)二、系統(tǒng)可靠度分配應遵循的原則是什么？（8分）答：在系統(tǒng)設計時可靠度也和精度指標一樣，要向各子系統(tǒng)進行合理分配，最終要保證總系統(tǒng)的可靠度不超標。其分配原則如下：1）對自動化系統(tǒng)性能影響大，對總系統(tǒng)的可靠性影響明顯的關鍵子系統(tǒng)，可靠度指標應高些。(1分)2）對結構簡單，作用大，

3、功能易實現(xiàn)，較為容易達到高可靠度的子系統(tǒng)，其可靠度指標可高些。(1分)3）不便于維修、更換，功能要求嚴格的子系統(tǒng)，可靠度指標可高些。(1分)4）易受工作環(huán)境影響的子系統(tǒng)，可靠度指標可高些。(1分)5）結構復雜，很難保證高可靠度的子系統(tǒng)，可靠度指標可低些。(1分)6）考慮到發(fā)展、改進、準備更新且對系統(tǒng)可靠性影響不大的子系統(tǒng)，可靠度指標可低一些。(1分)總的原則是：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)行任務具有保障作用，容易實現(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。(2分)三、何謂電氣伺服系統(tǒng)？電氣伺服系統(tǒng)的特點是什么？（6分）答：伺服系統(tǒng)是指輸出信號（位移、

4、速度、加速度或力）以一定的精度復現(xiàn)輸入信號的自動控制系統(tǒng)，又稱為隨動系統(tǒng)，一般是指以各種伺服電動機作為驅動元件。（2分）電氣伺服系統(tǒng)具有高精度、高速度、高可靠性和易于控制等特點。（4分）四、簡述輥道式輸送機傳動的幾種方式及特點。（12分）答：輥道式輸送機傳動結構比較簡單、使用最廣泛的一種輸送機械，它由一系列以一定的間距排列的輥子組成，用于輸送成件物料或托盤物料。輥道可以是無動力的，物料由人力推動，也可以采用機動輥道輸送機。（2分）機動輥道有多種實施方案： 每個輥子都配備一個電機和一個減速機，單獨驅動。一般采用星型傳動或諧波傳動減速機。由于每個輥子自成系統(tǒng)，更換維修比較方便，但費用較高。（2分）

5、 每個輥子軸上裝兩上鏈輪首先由電機、減速機和鏈條傳動裝置驅動第一個輥子，然后再由第一個輥子通過鏈條傳動裝置驅動第二個輥子，這樣逐次傳遞，以此實現(xiàn)全部輥子成為驅動輥子。（2分） 用一根鏈條通過張緊輪驅動所有輥子(見圖4-9)。當貨物尺寸較長、輥子間距較大時，這種方案才比較容易實現(xiàn)。（2分） 用一根縱向通軸，通過扭成8字形的傳動帶驅動所有輥子在通軸上，對應每個輥子的位置開著凹槽。用傳動帶套在通軸和輥子上，呈扭轉90度和8字形布置，即可傳遞驅動力，使所有輥子轉動。如果貨物較輕，對驅動力的要求不大，這種方案結構簡單，較為可取。（2分）在輥子底下布置一條膠帶，用壓輥頂起膠帶，使之與輥子接觸，靠摩擦力的作

6、用，當膠帶向一個方向運行時，輥子的轉動使貨物向相反方向移動。把壓輥放下使膠帶脫開輥子，輥子就失去驅動力。有選擇地控制壓輥的頂起和放下，即可使一部分輥子轉動，而另一部分輥子不轉，從而實現(xiàn)貨物在輥道上的暫存，起到工序間的緩沖作用。（2分） 五、簡要說明加工誤差檢測與補償系統(tǒng)的基本組成和工作原理（14分）答：基本組成：傳感器、濾波放大器、A/D轉換器、計算機、D/A轉換器、驅動電源、執(zhí)行元件以及誤差分析與預測模型、目標函數模型、控制算法模型等。（2分）傳感器：檢測與誤差有關的物理量或機械量的變化，以便獲得當前的誤差信息；（1分）濾波放大器：對傳感器輸出的信號進行放大，并進行預處理，消除部分干擾和無用

7、的信息；（1分）A/D轉換器：將于誤差量有關的模擬信號轉換為數字信號；（1分）計算機：完成數據采集、誤差分析與處理，獲得當前或預報下一時刻的誤差大小，并根據目標函數和控制模型計算出調整量，輸出給執(zhí)行機構。（1分）D/A轉換器：根據執(zhí)行機構驅動器的要求，將計算機輸出的對執(zhí)行機構進行調整的數字量轉換為模擬量；（1分）驅動電源：將D/A轉換器輸出的信號進行幅值放大、功率放大，以便驅動執(zhí)行機構。（1分）執(zhí)行元件：將電信號（能量）轉換為機械運動（能量），實現(xiàn)對系統(tǒng)的調整和誤差補償。（1分）誤差分析與預測模型：根據傳感器及其檢測系統(tǒng)的特性，采用某種數據處理算法建立起來的、從檢測到得信號中計算出能夠直接表示

8、當前或者下一時刻誤差大小的特征值的計算模型。（1分）目標函數模型：對系統(tǒng)進行誤差控制的目標要求。（1分）控制算法模型：根據所測量的誤差值和控制目標要求來計算系統(tǒng)的調節(jié)參數的算法。（1分）工作原理：監(jiān)測系統(tǒng)得到了工件的真正坐標、誤差等參數，這些參數被傳送給加工系統(tǒng)中的計算機，通過計算機反饋給加工執(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對加工尺寸的變化加以補償。（2分）六、什么是故障診斷，其作用和意義是什么？（6分）答： 所謂故障診斷，就是通過采集、分析系統(tǒng)運行過程中或者過程結束后的有關信息來分析、確定故障發(fā)生的時間、空間位置、故障類型、故障產生的原因和機理、故障

9、對系統(tǒng)的影響程度和危害大小以及恢復系統(tǒng)性能或者改進系統(tǒng)設計的措施的全過程。（3分）意義：自動化系統(tǒng)是一個集機械、液壓、電子電器、計算機等硬件、軟件為一體的極其復雜的系統(tǒng)。由于組成整個系統(tǒng)的部件、模塊繁多，任何一個部件、模塊出現(xiàn)故障都有可能影響系統(tǒng)的整體性能，使系統(tǒng)的工作效率下降，甚至使整個系統(tǒng)無法正常工作。故障診斷系統(tǒng)是保證整個系統(tǒng)正常、高效運行和設備維護的必要手段和要求。（3分） 七、裝配、裝配工藝過程、裝配工藝規(guī)程、裝配自動化的概念是如何定義的？（6分）答：裝配：將零件進行組合連接部件、復合件或成品的過程。（1.5分）裝配工藝過程：指裝配的方法、路線及內容的安排。包括裝配、調整、檢測和試驗

10、等工作。（1.5分）裝配工藝規(guī)程：指將裝配工藝過程按一定的格式以文件的形式固定下來的過程。（1.5分）裝配自動化：指對某種產品用某種控制方法和手段，通過執(zhí)行機構，使其按預先規(guī)定的程序自動地進行裝配，而無需人直接干預的過程。（1.5分） 八、與傳統(tǒng)的生產管理與運行控制方法比較，簡要說明計算機輔助生產管理與運行控制系統(tǒng)的功能和作用。（10分）答：計算機輔助生產管理系統(tǒng)由制造系統(tǒng)中各管理子系統(tǒng)構成的，主要包括生產技術管理、生產計劃管理、生產作業(yè)管理、物料供應管理、制造資源管理、產品銷售管理、庫存管理、財務管理、質量管理等子系統(tǒng)，在計算機的管理與控制下，保證制造系統(tǒng)中的物料、能量的正常流通和信息的正確傳遞與交換。生產系統(tǒng)的運行控制，就是要按照作業(yè)計劃的要求，向生產系統(tǒng)輸入所需的物料和信息，控制生產系統(tǒng)運行，在生產過程中不斷采集、處理任務完成情況、設備運行狀況等信息，并反饋給相關的決策子系統(tǒng)，通過對設備和物料流的控制，完成作業(yè)計劃任務。是生產管理的重要職能，是實現(xiàn)生產計劃