機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展分為哪四個(gè)階段

1、一、 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？（8分） 答：第一階段：20世紀(jì)4050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。(2分)第二階段：20世紀(jì)5060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。(2分)第三階段：20世紀(jì)6080年代中期，是適用多品種、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。(

2、2分)第四階段：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。(2分)二、系統(tǒng)可靠度分配應(yīng)遵循的原則是什么？（8分）答：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可靠度也和精度指標(biāo)一樣，要向各子系統(tǒng)進(jìn)行合理分配，最終要保證總系統(tǒng)的可靠度不超標(biāo)。其分配原則如下：1）對自動(dòng)化系統(tǒng)性能影響大，對總系統(tǒng)的可靠性影響明顯的關(guān)鍵子系統(tǒng)，可靠度指標(biāo)應(yīng)高些。(1分)2）對結(jié)構(gòu)簡單，作用大，

3、功能易實(shí)現(xiàn)，較為容易達(dá)到高可靠度的子系統(tǒng)，其可靠度指標(biāo)可高些。(1分)3）不便于維修、更換，功能要求嚴(yán)格的子系統(tǒng)，可靠度指標(biāo)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(biāo)可高些。(1分)5）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難保證高可靠度的子系統(tǒng)，可靠度指標(biāo)可低些。(1分)6）考慮到發(fā)展、改進(jìn)、準(zhǔn)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(biāo)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(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。(2分)三、何謂電氣伺服系統(tǒng)？電氣伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？（6分）答：伺服系統(tǒng)是指輸出信號(hào)（位移、

4、速度、加速度或力）以一定的精度復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，一般是指以各種伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。（4分）四、簡述輥道式輸送機(jī)傳動(dòng)的幾種方式及特點(diǎn)。（12分）答：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。（2分）

5、 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缓笤儆傻谝粋€(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)印＃?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)90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

6、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） 五、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（14分）答：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、控制算法模型等。（2分）傳感器：檢測與誤差有關(guān)的物理量或機(jī)械量的變化，以便獲得當(dāng)前的誤差信息；（1分）濾波放大器：對傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，并進(jìn)行預(yù)處理，消除部分干擾和無用

7、的信息；（1分）A/D轉(zhuǎn)換器：將于誤差量有關(guān)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；（1分）計(jì)算機(jī)：完成數(shù)據(jù)采集、誤差分析與處理，獲得當(dāng)前或預(yù)報(bào)下一時(shí)刻的誤差大小，并根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和控制模型計(jì)算出調(diào)整量，輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（1分）D/A轉(zhuǎn)換器：根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器的要求，將計(jì)算機(jī)輸出的對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量；（1分）驅(qū)動(dòng)電源：將D/A轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行幅值放大、功率放大，以便驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（1分）執(zhí)行元件：將電信號(hào)（能量）轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)（能量），實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的調(diào)整和誤差補(bǔ)償。（1分）誤差分析與預(yù)測模型：根據(jù)傳感器及其檢測系統(tǒng)的特性，采用某種數(shù)據(jù)處理算法建立起來的、從檢測到得信號(hào)中計(jì)算出能夠直接表示

8、當(dāng)前或者下一時(shí)刻誤差大小的特征值的計(jì)算模型。（1分）目標(biāo)函數(shù)模型：對系統(tǒng)進(jìn)行誤差控制的目標(biāo)要求。（1分）控制算法模型：根據(jù)所測量的誤差值和控制目標(biāo)要求來計(jì)算系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)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(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）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(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

9、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。（3分）意義：自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)集機(jī)械、液壓、電子電器、計(jì)算機(jī)等硬件、軟件為一體的極其復(fù)雜的系統(tǒng)。由于組成整個(gè)系統(tǒng)的部件、模塊繁多，任何一個(gè)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(gè)系統(tǒng)無法正常工作。故障診斷系統(tǒng)是保證整個(gè)系統(tǒng)正常、高效運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)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(dòng)化的概念是如何定義的？（6分）答：裝配：將零件進(jìn)行組合連接部件、復(fù)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(nèi)容的安排。包括裝配、調(diào)整、檢測和試驗(yàn)

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(dòng)化：指對某種產(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。（1.5分） 八、與傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理與運(yùn)行控制方法比較，簡要說明計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理與運(yùn)行控制系統(tǒng)的功能和作用。（10分）答：計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)由制造系統(tǒng)中各管理子系統(tǒng)構(gòu)成的，主要包括生產(chǎn)技術(shù)管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、物料供應(yīng)管理、制造資源管理、產(chǎn)品銷售管理、庫存管理、財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理等子系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)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(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，就是要按照作業(yè)計(jì)劃的要求，向生產(chǎn)系統(tǒng)輸入所需的物料和信息，控制生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行，在生產(chǎn)過程中不斷采集、處理任務(wù)完成情況、設(shè)備運(yùn)行狀況等信息，并反饋給相關(guān)的決策子系統(tǒng)，通過對設(shè)備和物料流的控制，完成作業(yè)計(jì)劃任務(wù)。是生產(chǎn)管理的重要職能，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃