机械制造及其自动化

总 复 习 第一章 概论 第二章 加工设备自动化 第三章 物料供输自动化 第四章 刀具自动化 第五章 检测过程自动化 第六章 装配自动化,第一章 概 论 1、基本概念：机械化与自动化的区别、自动化与智能化的区别、自动化的分级 2、机械制造自动化的主要内容：加工、物流、刀具、装配、检测（质量控制） 3、自动化系统的构成：加工系统、工件支撑系统、刀具支撑系统、控制与管理系统 4、按设备分类和特点：刚性半自动化、自动化单机、自动线；柔性自动化单机（数 控机床、加工中心）、FMC、FMS 5、自动控制的方式和特点：开/闭环、分散/集中、程控/数控、计算机控制 6、各种自动化控制方式的优缺点：机械传动控制、液压/气动、电气控制 7、自动化发展的四个阶段：第一阶段：自动化单机、刚性、机械/电气控制为主 第二阶段：数控(NC)、单机（数控机床、加工中心） 第三阶段：柔性生产系统、计算机控制(CNC/DNC) 第四阶段：管理自动化（CIMS、VM） 8、发展趋势：集成化、柔性化、智能化、自适应,复习题思考题 1-1 什么是机械化和自动化？它们有什么区别？1-2 机械制造中的工序自动化、工艺过程自动化和制造过程自动化的区别与联系是什么？1-3 机械制造自动化的主要内容有哪些？1-4 机械制造自动化的作用是什么？1-5 自动化系统由哪几部分组成？1-6 机械制造自动化的类型与特点是什么？1-7 机械制造设备的自动控制系统有哪几部分构成？1-8 对机械制造设备自动控制的基本要求是什么？1-9 自动控制的主要方式有哪些？1-10 机械传动控制的特点是什么？1-11 试比较分散控制与集中控制的各自优缺点？1-12 液压控制有哪两种方式？各有什么特点？1-13 气动控制的形式与特点是什么？1-14 电气控制的特点与基本要求是什么？1-15 电气控制系统设计的主要依据及表示方法是什么？1-16 电气控制的联锁作用及基本要求是什么？1-17 什么叫适应控制？切削加工中采用适应控制技术有什么好处？1-18 试述机械制造自动化的主要发展趋势？,第二章 加工设备自动化 1、加工设备自动化的途径：数控化、自动上下料、专用自动化设备 2、自动化加工设备的生产率分析：加工时间与辅助时间共同决定生产率 3、自动化单机的种类与特点：单轴自动车的原理、数控车（转塔刀架）、车削中心（C轴、动力刀架）、 数控铣床与加工中心的区别 4、自动化机床的典型结构：凸轮轴、数控传动、转塔刀架、C轴传动、刀库、自动换刀方式和机械手、主轴准停装置、在机测量系统 5、冲压设备的自动化装置：自动冲模、自动送料、自动出件 6、切削加工自动线的构成：工艺设备、工件输送系统、监控系统、检测系统、辅助 系统（排屑、清洗、防护、切削液处理） 7、对纳入自动线的机床有什么特殊要求：稳定可靠、排屑好、耐用 8、通用机床自动线与组合机床自动线的异同：组合机床加工箱体类零件、规模大,复习思考题 2-1 实现加工设备自动化的意义是什么？2-2 为什么说单台加工设备的自动化是实现零件自动化加工的基础？2-3 加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些？2-4 试分析一下生产率与加工设备自动化的关系？2-5 自动化加工设备主要有哪几类？2-6 切削加工自动化的根本目的是什么？2-7 数控车床的主要特点是什么？2-8 车削中心与数控车床的主要区别是什么？2-9 什么是机床主轴的C轴功能？它有什么作用？2-10 钻削加工中心是如何自动换刀的？2-11 组合机床的自动化水平主要是通过何种手段来实现的？2-12 加工中心与数控机床的主要区别是什么？2-13 加工中心的特点与适用范围是什么？2-14 加工中心的刀具存取方式及特点是什么？2-15 实现冲压自动化的原则与考虑的因素是什么？2-16 冲压加工设备有哪些自动化装置？2-17 加工自动线的连线过程中应考虑哪几方面的问题？2-18 切削加工自动线的组成、类型是什么？2-19 组合机床自动线与通用机床自动线的主要不同点有哪些？2-20 柔性自动线的工艺基础及其基本组成是什么？,第三章 物料供输自动化 1、物流与物流系统的概念：工件流、工具流和配套流的存储、输送、装卸和管理 2、物流系统的分类：单机自动供料装置、自动线输送系统、FMS物流系统 3、典型单机自动供料装置的工作原理：料斗、料仓、料槽、定向机构、隔料机构 4、典型自动线输送系统原理及作用：带、链、辊子、悬挂、导向小车（RGV） 5、 通用悬挂输送与积放式悬挂输送系统的特点。 5、柔性物流系统的基本要求、布局方式、特点 6、柔性物流系统中典型结构、作用、工作原理：托盘、自动导向小车（AGV）、 自动化仓库 7、AGV的特点、分类、寻址方式、自动导向原理 8、自动化立体仓库的布局方式、设计货架的注意事项、堆垛机的特点,3-1 什么是物流？物流的组成及功用是什么？3-2 物流系统的组成及其基本要求是什么?3-3 料斗与料仓有何区别? 为什么要计算料斗的平均供料率?3-4 在料仓中为什么一般要设置拱形消除机构？3-5 请简述输料槽的类型及其特点？3-6 为什么要设置工件二次定向机构？试设计35种不同的定向机构。3-7 板料带材的自动供料和送料与一般工件的自动供料和送料有何区别？3-8 什么是带式输送系统？它的组成与特点时什么？3-9 请简述传动滚筒、改向滚筒和电动滚筒的各自作用。3-10 带式输送系统为什么要在输送带下安置许多托辊？3-11 输送链与传动链相比有何不同？3-12 步伐式传送带是如何实现步伐传送的？3-13 辊子输送系统的输送原理是什么？它具有什么样的类型和特点？3-14 悬挂输送系统的特点、类型及其基本组成是什么?3-15 RGV的工作原理及其特点是什么?3-16 为什么要设置随行夹具返回装置？3-17 FMS的物流输送系统具有哪几种物流输送形式? 每一种形式的特点是什么?3-18 托盘及托盘交换器在柔性物流系统的作用是什么？3-19 什么是AGV？它的组成与特点是什么？3-20 AGV的分类与导向原理是什么?3-21 自动化仓库的形式与各自的特点是什么？3-22 立体仓库的布局形式有哪两种？其主要的组成与结构特点是什么?3-23 什么叫自动化仓库？为什么要进行计算机控制?3-24 什么是仿真？对柔性物流系统进行计算机仿真具有什么意义?,第四章 刀具自动化 1、自动化刀具的特点：稳定可靠、耐用、自动断屑、较高精度、能自动更换、标准化、系列化 2、自动化刀具的选用原则：高性能材料、机夹转位、复合与高效刀具 3、比较完善的两类刀具系统（镗铣类、车削类）的结构形式 4、换刀装置类型、特点与组成：刀库、自动换刀机构 5、刀具的选择与识别方式：顺序/任意选择、编码/软件记忆识别,复习思考题 4-1 什么是刀具自动化？4-2 自动化刀具具有哪些特点？其类型与选用的基本原则是什么？4-3 在自动化加工生产中，比较完善的工具系统有哪两大类？各自适用于哪类加工设备？4-4 请简述数控车削加工的刀具装夹结构。4-5 数控镗铣加工工具系统的结构特点是什么？4-6 常用的自动换刀装置有哪几种形式？各有什么特点？4-7 请简述刀库的功能、类型和选刀方式。4-8 刀具的识别通常采用哪两种方法？各有什么特点？4-9 自动化换刀机构有哪些？各有什么特点？4-10 切屑排除的常用方法有哪些？各有什么特点？4-11 为什么要对切削液进行处理？常用的切削液处理方法有哪些？,第五章 检测过程自动化 1、机械制造的自动检测主要内容：工件尺寸、刀具磨/破损、机床状态 2、不同检测方式的优缺点：直接/间接、接触/非接触、在线/离线 3、自动化检测方法及特点：产品的精度检测、工艺过程精度检测 4、加工尺寸的自动测量方法及特点：离线检测、过程中检测、在线检测 5、三坐标测量机、三维测头、激光测径仪的工作原理。 6、刀具自动识别的方法： 直接法：光学图像、放射性、接触法 间接法：接触、切削力、电流、温度、声发射 7、加工设备自动监控系统的组成：信号检测、特征提取、状态识别、决策与控制 8、磁粉、超声、涡流、射线检测的原理、优缺点及应用范围。,5-1 什么是制造过程中的检测技术？它为控制加工过程或产品质量提供哪几类形式的参数或数据？5-2 机械加工系统由哪几部分组成？检测与加工系统之间有什么关系？5-3 制造系统中的检测有哪几种方式？5-4 在机械加工系统中所需的检测要素有哪几类？检测手段有哪几种？5-5 在机械加工中自动化检测方法有哪几种？5-6 对加工尺寸的自动测量方法有哪几种？各有什么特点？5-7 实现工件尺寸自动测量的常用测量机构有哪几种？各有什么特点？5-8 什么是自动在线检测？自动在线检测可分为哪几种？5-9 机械加工的在线检测有哪几种方法？5-10 什么是加工尺寸的自动补偿？补偿量的大小对补偿执行机构有什么要求？5-11 什么是刀具的自动识别？当前主要的识别方法有哪些？5-12 在自动化制造系统中为什么要设置刀具检测与监控装置？5-13 现代加工中对刀具的监控主要集中在哪几个方面？5-14 自动加工监控系统主要由哪几部分组成？5-15 加工设备的自动监控与故障诊断主要有哪几个方面的内容？5-16 什么是无损探伤检测？在实际应用中主要有哪几种形式和手段？5-17 气密性检测的主要方法与特点是什么？,第六章 装配自动化 1、装配自动化三个阶段的特点：开环/刚性半柔性（变程序）柔性（变参数） 2、装配自动化的前提条件：生产纲领稳定、批量大、较好的装配工艺性、 经济效益合理 3、装配工艺分析：结构工艺：便于自动上料/定向/送料（能举若干实例说明） 装配工艺：节拍同步、基础件位置少变动、可靠的基准面、 对装配件分类、易缠绕件的隔离、适度自动化 4、装配件传送设备的特点与应用场合：辊道、传送带/板、小车、拨杆、悬挂 5、装配件定位机构的基本型式及特点：楔形销、滑块、反靠定位 7、影响装配控制系统的因素：装配工艺（装配节拍、基础件的传输方式、定位精度要求、检测的工位数、不合格品的处理）、自动化程度（装配件的给料、定向、传输、装入）、管理方式（存储方式、与前后工序的联系） 8、装配基础件在工位间传输的基本形式及特点：连续、间歇,6-1 实现装配自动化的基本要求是什么？装配自动化包含哪几方面内容？6-2 产品结构工艺性对自动装配的实现有何影响？6-3 在自动装配条件下零件的结构工艺性应符合什么原则？6-4 自动装配的工艺设计应满足什么一般要求？ 6-5 自动装配的基本型式与特点是什么？6-6 装配件的传送在自动装配中具有什么样的地位和作用？6-7 装配件在自动装配时为何要定位？其定位精度对定位机构的要求有何影响？6-8 自动装配中常用的重要工序有哪些？各工序的主要方式是什么？6-9 为什么在大部分装配工位后一般要设置自动检测工位？6-10 装配过程中的自动检测有哪两类？各自的主要特点是什么？6-11 自动装配机的基本类型有哪两大类？其主要区别是什么？6-12 装配基础件在工位间的传送方式有哪两类？各自的主要特点是什么？6-13 自动装配机传送装置的结构型式有哪两类？采用何种型式取决于哪些因素？6-14 柔性装配系统一般由哪几部分组成？6-15 柔性装配系统的基本型式和特点是什么？,考试题例题 一、选择题（每题1分，共10分）： 1、半自动机床不具备 。 A. 自动上、下料功能 B. 自动进给功能 C. 先进的控制系统 D. 闭环控制功能 2、刚性制造系统是指 的生产系统。 A、被加工零件变化不大 B、只加工单一零件 C、能适应不同零件加工 D、生产效率较低 二、填空题（每空1分，共30分）： 1、按导向方式分，自动导向小车（AGV）可分为 、 和 小车。 2、物流按其物料性质不同可分为工件流、 流和配套流三种。 三、正误判断题（正确打，错误打，每题2分，共20分）： 1、在柔性物流系统中，托盘是工件与机床间的硬件接口。( ) 2、产品精度检测能预防废品的产生。（ ）,四、简答题 （3题，每题5分）： 1、切削加工自动线主要有哪几部分组成？ 通常由工艺设备、工件输送系统、控制和监视系统、检测系统和辅助系统等组成。 2、结合图说明其工作原理：直线振动料槽、激光测径仪、转塔刀架、C轴机构、自动上、下料机构、自动冲模 五、综合题 （2题。共25分）： 1、设计一个自动化柔性制造系统需要考虑哪些因素，应该如何考虑。 加工设备、刀具系统、工件输送系统、物料存储系统、检测系统 2、设计几种改进装配工艺性的零件结构、零件定向机构、精确定位机构,祝大家学习愉快！取得好成绩！,