柔性制造考试

1、DNC系统的定义、基本组成和功能分别是什么？DNC是用一台或多台计算机，对多台数控设备实施综合控制的一种方法，是机械制造系统的一个重要发展。DNC系统属于自动化制造系统的一种模式。DNC控制计算机，数据通讯系统，DNC接口，NC或CNC装置，软件系统NC程序的上载与下载；NC程序存储与管理；系统的简单控制与调度；系统状态信息的采集处理和报告；根据生产作业计划进行生产调度与控制；计划工装（刀具量具夹具）信息物料数据的集成化生产管理。2 、DNC通信系统的物理连接方式有哪几种？它们的优点和不足是什么？采用RS232C或RS422,采用RS-232C或RS422连接方式实现起来比较方便，成本也比较低，但也带来以下一些问题：（1）传输距离短。（2）传输不够可靠。（3）传输速率低，实时性差，响应速度慢；（4）系统规模有限。（5）电缆费用高，系统复杂性增加。（6）系统的扩展不容易。采用计算机网络通信接口：新一代的CNC装置为了能连入到DNCFMS中设置了可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口，通过该接口可以把数控设备连接在工业局域网（LAN）中。网络通信协议大多采用ISO开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关协议。混合通信接口：混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。3 根据我国制造业目前的实际情况，在企业进行技术改造中你认为DNC技术具有什么样的优势？良好的通信功能，良好数据存储和管理功能，具有对数据进行有效的管理功能。调度功能，根据加工件数交货期，生成对每台数控机床传送NC程序的调度指令。生产计划功能，根据加工时间作业时间及DNC的调度指令自动生成生，产计划一览表。无人运转功能，实现夜间的无人操作。4 面向信息化制造的通信和控制需求是什么。确保在整个制造过程中将正确的信息在正确的时候传达到正确的位置；提供一个面向实时控制数据采集和系统控制的优化的独立的高适应性的信息集成通讯体系结构；为整个制造过程提供可视化解决方案。从系统操作员终端高层管理层到客户共享统一的标准，实现制造过程的可视化。5 两种通讯模式的比较。主/从通信模式：通讯关系清晰，容易理解和实现。通讯带宽浪费严重；无法保证通讯的确定性；无法保证通讯的可重复性。生产者/消费者模式：网络通讯效率高；具备较高的通讯的实时性；高确定性；网络通讯可重复性。对制造厂商有更高的要求。6、OPC技术的优势。OPC技术进行数据交换的方式和工作过程。优势：降低系统集成成本，缩短集成周期；具有即插即用（PlugandPlay）的连接性；方便地将微软的基础平台与其它应用软件及产品集成到自动化解决方案中；简单方便地实现应用程序的连接性和互操作性；使用同一应用软件界面程序；不受传统设备供应商遗留的专用性限制，自由选择“最好产品”；降低故障诊断和系统维护费用。同步方式是在读或写的开始之后方法不返回，直到读或写操作结束。异步方式是在读或写的开始之后方法马上返回，此时客户端没有得到从OPCServer返回的信息，客户端可以继续做别的工作，而读或写操作在后台进行。当读写操作完成之后，OPC通知客户端读取或写入相关的信息。这种方式的好处是不会阻塞用户的其它进程。7本课程出现的常见英文缩写的中文含义和英文全拼。8FMS的基本定义、组成和功能是什么？它的基本布局形式有哪些？柔性制造系统（简称FMS）是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产的变化迅速进行调整，适用于多品种中、小批量生产。硬件系统（第一部分）制造设备；自动化储运设备；计算机控制系统及网络通信系统。软件系统（第二部分）系统支持软件：操作系统、网络操作系统、数据库管理系统等。FMS运行控制系统：动态调度系统、实时故障诊断系统、生产准备系统，物料（工件和刀具）管理控制系统等。能自动控制和管理零件的加工过程，包括制造质量的自动控制、故障的自动诊断和处理、制造信息的自动采集和处理；通过简单的软件系统变更，便能制造出某一零件族的多种零件；自动控制和管理物料（包括工件与刀具）的运输和存储过程；能解决多机床下零件的混流加工，且无需增加额外费用具有优化的调度管理功能，无需过多的人工介入，能做到无人加工。按系统的规模分类：柔性制造单元，柔性制造系统，柔性生产线；按应用对象分类：切削加工FMS,坂金加工FMS,焊接FMS,柔性装配系统等；按系统布局分类：直线型，机器人型，环型9、在FM/有哪些类型的制造工作站，加工设备在系统中配置通常有哪两种方式？加工中心、车削中心、清洗站、测量站互替方式：就是一加工任务即可在这台机床上完成，也可在另一台上完成。互补方式：就是对一加工任务需通过两台加工中心联合加工方能完成。10、柔性制系统（FMS）与DN集统的主要区别是什么？FMS勺柔性体现在哪些方面？它给制造业带来的优势又是什么？DNC是一种对数控加工设备的控制方法，是属于自动化制造系统的一种，而FMS就是自动化制造系统，包括了数控加工设备。所以DNC是FMS中的一个重要发展与组成部分。制造设备的柔性，加工柔性，产品柔性，零件流动路线的柔性，产量柔性，系统重构柔性，故障控制柔性。优势：设备利用率高，减少设备投资，减少占地面积；减少直接工时费用；减少在制品的数量，缩短生成准备时间，具备快速应变能力，维持生成能力强，产品质量高而稳定；系统运行灵活性大，产量变化适应性好，便于实现工厂自动化；投资高，风险大，开发周期长，管理水平要求高。11、 FMS物料储运系统可采用的运输、存储设备有哪些？为什么采用不同的物料储运设备将直接影响FMS的布局？物料存储设备：自动化立体库（ASRS）,中央托盘区，装卸站，刀具进出口站，中央刀库，机附刀库等；物料自动化传输设备：工业机器人，传送带，有轨小车，自动导向小车（AGV）12、FMS控制系统的组成和主要功能是什么？各模块的功能如下：1） ）用户接口任何系统都必须有和操作者的接口，完成操作者和系统之间交互功能。通过该接口，实现系统定义；数据准备和输入；对系统进行操作，包括对系统的单步操作和应急事务处理。2） 运行模型该模块定义系统各组成元素；各元素的联系元素的属性及属性间关系；元素的各种活动，及这些活动之间的联系。3） 调度决策承担分配n项任务到m台设备，即确定系统中各活动的发生次序，使系统的性能达到最优，即利用率最高，生产率最高。4） 数据库刀具（刀号、刀长、刀径，刀具寿命）；工件（工件号、工序号、NC程序号、刀具文件号，夹具号）；日作业计划；NC程序；机床数据；刀偏。5） 动态显示图形动态显示系统的运行状况（工况）。6） 统计数据统计系统或设备的利用率、生产率、故障情况等，以图形或报表的形式显示或打印。7） 命令下达按约定的报文格式装包，把调度命令发给各设备（或子系统）8） 响应接收接收设备或子系统的回答或申请信息，按约定的报文格式解包，并进行分类处理和判断。9） 数据传输完成NC程序、刀具数据和机床数据的下传或上传，并在数据库中存取。10） ）故障诊断接收设备的故障信息，或按调度决策命令对系统进行诊断，并对故障进行分类,把结果发给调度决策模块。11)网络接口实现单元控制机和各设备(或子系统)的联接，按约定的通信协议，完成信息的传递。13、请详细描述FMS空制系统对物料储运系统的控制模型。14、AGV的基本原理、组成是什么？它和其他类型的传输设备相比具有什么优势？AGV有别于有轨自动运输小车是AGV的运行不依靠于固定的运行轨道，而是通过采用不同的引导方式来控制运行路线。AGV的导引方式分为有线导引和无线与引。如激光导引就是无线导引中的一种。有线导引又有电磁感应式和光发射导引式。随着科学技术的发展，新的导引方式层出不穷，如模式识别与弓I、陀螺导引等。车体、蓄电和充电装置、驱动装置、导引装置、车上控制器、通信装置、安全保护装置、移载机构。具有良好的柔性；减少劳动力需求；不同的AGV能够在同一个系统中运行；在系统中即使有个别AGV不能正常工作，系统不会瘫痪；系统容易扩展；提高了产品设备运输的安全性；高的可靠性；减少占用空间；需要少的能源，并且运行低噪音；容易安装，维护方便；易于与其它自动化系统集成。15、AGV进行结构设计时应考虑的主要因素。(1)承载量、牵引质量额定承载量是指自动与向搬运车、自动与向叉车在正常使用时可搬运货物的最大质量。牵引质量是指自动导向牵引车在平坦道路上行驶时能牵引的最大质量。（2）车体尺寸车体尺寸是指自动导向车的长宽高的外形尺寸。该外形尺寸应该适应搬运物品的尺寸通道宽度以及移载动作的要求。（3）运行速度运行速度是指车辆正常行驶时的速度。它是确定车辆作业周期或搬运效率的重要参数。（4）定位精度定位精度是指一次定位的认址精度，即车辆到达目的地址处并准备自动移载时的驻车精度。它是确定移载方式的重要参数。（5）最小弯道半径最小弯道半径是指满足车辆在运行过程中转弯时弯道的最小曲率半径。它是确定车辆弯前道运行所需空间的重要参数。（6）导引方式（7）移载方式16、AGV的主要技术参数有哪些？单机技术、机械系统、驱动结构、外观设计、车身骨架结构优化安全防护技术运动控制17、AGV的驱动形式。按驱动形式AGV可分为3种驱动类型：单轮驱动模式（SD-SteerDriving），差速驱动模式（DD-DifferentialDriving）全方向驱动模式QUAD（QuadMotion）。单轮驱动是指用一个驱动轮兼有行走和转向功能，两个从动轮为固定脚轮，在稳定性不够时，可增加活动脚轮为辅助支撑。此种驱动方式的AGV其运动性能稍差，转弯半径较大，但导引的可靠行高。差速驱动是指AGV左右对称安装两个不带转向的驱动轮，以2个或多个活动脚轮为从动轮，依靠左右轮的差速来实现转向，差速驱动模式的AGV能够实现单轮驱动的一切功能，转弯半径小，灵活性较好，驱动轮的磨损较为严重。全方向驱动是指以多个驱动轮，均兼有行走和转向功能。18、AGV常用的导引方式，能简单说明一种导引方式的原理。直接坐标导引技术用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域，通过对小区域的计数实现导引，一般有光电式（将坐标小区域以两种颜色划分，通过光电器件计数）和电磁式（将坐标小区域以金属块或磁块划分，通过电磁感应器件计数）两种形式，其优点是可以实现路径的修改，导引的可靠性好，对环境无特别要求。缺点是地面测量安装复杂，工作量大，导引精度和定位精度较低，且无法满足复杂路径的要求。电磁导引技术电磁导引是较为传统的导引方式之一，目前仍被许多系统采用，它是在AGV的行驶路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现AGV的导引。其主要优点是引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制和通讯，对声光无干扰，制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展，对复杂路径的局限性大。磁带导引技术与电磁导引相近，用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线，通过磁感应信号实现导引，其灵活性比较好，改变或扩充路径较容易，磁带铺设简单易行，但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰，对磁带的机械损伤极为敏感，因此导引的可靠性受外界影响较大。光学导引技术在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带，通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引，其灵活性比较好，地面路线设置简单易行，但对色带的污染和机械磨损十分敏感，对环境要求过高，导引可靠性较差，且很难实现精确定位。激光导引技术激光导引是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，AGV通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引。此项技术最大的优点是，AGV定位精确；地面无需其他定位设施；行驶路径可灵活多变，能够适合多种现场环境，它是目前国外许多AGV生产厂家优先采用的先进导引方式，但其核心技术还仅限于个别公司掌握，目前我国还没有此项完整的民用技术。图象识别导引技术对AGV行驶区域的环境进行图象识别，实现智能行驶，这是一种具有巨大潜力的导引技术，此项技术已被少数国家的军方采用，将其应用到AGV上还只停留在研究中，目前还未出现采用此类技术的实用型AGV。可以想象，图象识别技术与激光导引技术相结合将会为自动化工程提供意想不到的可能，如导引的精确性和可靠性，行驶的安全性，智能化的记忆识别等都将更加完美。19、AGV常见的系统布局类型，分析下各自的优缺点。方案1：星形连接的并联机构：系统以平面运动为主。系统研究的重点在于协调运动的约束关系。运动方式分为直线运动、大半径拐弯和原地拐弯。1、容易实现协调程度要求较高的同步。2、各个分AGV是分别独立的，误差不会累积。3、系统中AGV个数不受限制。4、转弯方式灵活，可以实现原地转弯。5、容易实现分布式集散控制策略。6、主AGV受力多，动力学分析较复杂。7、主AGV信息处理任务过重，容易产生计算上的瓶颈。方案2：环形连接的并联机构：系统假定地面是平的，因此只需要考虑平面内的两个自由度动力学和运动学分析。系统中的各个AGV没有固定的基准，只能得到相对相邻两个AGV的受力和位置，只能以受力最小和位置偏差绝对变化量最小为目标进行协同控制。对于这种分散系统，虽然灵活性很好，但是实现同步比较困难，相互之间的握手协议需要较高的要求。