自动化制造系统

自动化制造系统第1次作业

一、不定项选择题(有不定个选项正确，共15道小题)

1. 自动化制造系统的由（）组成。

(A) 数控加工设备(B) 物料储运装置(C) 计算机控制系统(D) 管理系统

正确答案：A B C

2. 自动化制造的意义是（）。

(A) 缩短生产周期，提高生产率(B) 提高产品质量，提高经济效益

(C) 降低劳动强度，提高劳动者的素质(D) 制造自动化的发展体现出一个国家的科技水平

正确答案：A B C D

3. 下列属于柔性自动化设备及系统的是（）。

(A) 一般数控机床(B) 加工中心(C) 混合成组制造单元(D) 分布式数控系统DNC

正确答案：A B C D

4. DNC系统的组成有（）。

(A) DNC控制计算机(B) 数据通讯系统(C) NC或CNC装置(D) 软件系统正确答案：A B C D

5. 柔性制造系统FMS的组成有（）。

(A) 数控加工设备(B) 自动化的物料及刀具储运系统(C) 辅助设备(D) 多级计算机组成的控制和管理系统。正确答案：A B C D

6. FMS控制系统的三级控制分别是（）。

(A) 车间控制级(B) 单元控制级(C) 工作站控制级(D) 设备控制级。正确答案：B C D

7. 柔性装配线的组成有（）。

(A) 装配站(B) 物料输送装置(C) 检测站(D) 控制系统正确答案：A B D

8. 自动化制造系统对加工设备的要求是（）。

(A) 加工工序集中(B) 高柔性和高生产率(C) 对机床控制系统的要求(D) 有自保护装置和能力

正确答案：A B C D

9. 工件储运系统的主要控制装置是（）。

(A) 自动化仓库控制装置(B) 随行托盘控制装置(C) 产品加工流程控制(D) 输送设备控制装置

正确答案：A B D

10. 零件分类成组方法大致可分为（）大类。

(A) 编码分类法(B) 设备分析法(C) 加工精度分析法(D) 生产流程分析法两正确答案：A D

11. 自动化立体仓库的主体由（）组成。

(A) 货架(B) 巷道式堆垛起重机(C) 入(出)库工作台(D) 自动运进(出)及操作控制系统组成

正确答案：A B C D

12. 刀具管理设备的设备构成有（）。

(A) 刀具准备车间(B) 刀具供给系统(C) 刀具运输系统(D) 刀具维修系统正确答案：A B C

13. AMS中各种计算机控制系统主要类型有（）。

(A) 可编程序控制PLC(B) 计算机数字控制CNC(C) 分布式数字控制DNC(D) 多层计算机控制系统

正确答案：A B C D

14. 刀具磨损和破损的监测的方法有（）。

(A) 时间分析法(B) 切削力法(C) 切削温度法(D) 噪声分析法正确答案：B C D

15. FMS主要特点有（）。

(A) 系统自动化程度高，可以减少机床操作人员。

(B) 由于配有质量检测和反馈控制装置，零件的加工质量很高。

(C) 通用性差(D) 工序集中，可以有效减少生产面积。正确答案：A B D

三、主观题(共8道小题)

16.什么是制造、制造系统？

参考答案：答：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。制造系统是产品生命周期的制造活动形式,即设计,制造,装配,市场乃至回收的全过程中硬件、软件、人及其组织形式构成的有机整体。

17.自动化制造系统的分类是什么？

参考答案：

答：

18.以FMS为例说明自动化制造系统的构成系统。

参考答案：答：加工系统：组成FMS的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是柔性制造单元。这些加工设备都是计算机控制的，加工零件的改变一般只需要改变数控程序，因而具有很高的柔性。工件储运系统：由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。工件库包括自动化立体仓库和托盘(工件)缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运输小车、机器人或机械手等。工件更换装置包括各种机器人或机械手、托盘交换装置等。刀具储运系统：由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。刀具库有中央刀库和机床刀库。刀具输送装置有不同形式的运输小车、机器人或机械手。刀具交换装置通常是指机床上的换刀机构，如换刀机械手。FMS的控制系统：采用计算机多层控制，通常是三层控制，即单元层、工作站层和设备层。检侧与监控系统：能集成各种检测信息、能与系统各组成部分的控制器有机集成、能与自动化制造系统的控制程序一起协调系统的运行。

19.成组工艺的实施步骤是什么？

参考答案：答：产品零件按零件分类编码系统进行分组分类；制订零件的成组加工工艺过程；设计成组工艺装备；建造成组加工生产线，设计成组输送装置、成组装卸装置和仓库等。

20.自动化立体仓库的组成是什么？

参考答案：答：库房、货架、堆垛起重机、外围输送设备、自动控制装置

21.举例说明刀具储存策略。

参考答案：

答：

优点：1)有备用刀具组(其它机床上有相同的刀具组，可作为备用)；2)有备用机床(某机床发生故障时，它的任务可直接由其它机床承担)；3)刀具传送系统简单(无中央刀库，只需将刀具输送并装入机床刀库即可)。缺点：1)需要有一组以上的相同刀具，刀具需求量大。2)NC程序存储在每台机床中，占用存储单元多；3)要求机床刀库的容量大。

优缺点：1)有备用刀具；2)没有备用机床。

优点：1)有备用刀具组；2)每个NC程序只储存在一台机床中；3)对机床刀具库容量的要求低；4)更换机床刀库中的刀具就可形成备用机床。

缺点：需要有较复杂的刀具储存和管理系统。

22.数控机床要求是什么？

参考答案：答：柔性高，自动化程度高，加工精度高、质量稳定，生产效率较高，具有刀具寿命管理功能，具有通信功能。

23.自动化制造系统总体设计的主要内容是什么？

参考答案：答：确定加工对象的类型及范围；对所确定的加工对象进行工艺分析、制定加工方案；建立系统的功能模型和信息模型；确定设备类型及配置，进行系统总体平面布局设计；确定物流系统方案、控制系统方案、质量控制及监控方案；计算机通信网络及数据库管理系统设计；辅助装置的确定；对系统配置及运行方案进行计算机仿真以确定最佳方案；对系统进行可靠性分析；对系统进行风险分析和经济效益评估等。

自动化制造系统第2次作业

一、不定项选择题(有不定个选项正确，共15道小题)

1. 多级DNC结构中间级的主要作用是（）

(A) 自动编程、系统管理(B) 分配加工任务及一些统计信息和系统状态信息的反馈。

(C) 实现机床各坐标轴的运动及有关辅助功能的协调工作(D) 生产计划制定正确答案：B

2. FMC的基本控制功能包括（）。

(A) 单元中各加工设备的任务管理与调度。(B) 分配加工任务(C) 单元内物流设备的管理与调度。

(D) 刀具系统的管理。正确答案：A C D

3. 组成FMS的自动化加工设备可以是（）。

(A) 有数控机床(B) 加工中心(C) 车削中心(D) 也可能是柔性制造单元。正确答案：A B C D

4. 柔性制造线主要适用于（）。

(A) 品种变化不大的中批和大批量生产(B) 品种变化不大的小批量生产

(C) 品种变化较大的中批和大批量生产(D) 品种变化较大的小批量生产正确答案：A

5. （）是目前最高级别的自动化制造系统

(A) FMS(B) FML(C) FMC(D) CIMS正确答案：D

6. CNC和机床本体的联系环节是（）。

(A) 输入/输出设备(B) CNC装置(C) 伺服单元(D) 驱动装置正确答案：C

7. （）把指令信号变为机械运动，驱动机床运动。

(A) 输入/输出设备(B) CNC装置(C) 伺服单元(D) 驱动装置正确答案：D

8. 按有无检测装置，CNC系统可分为（）。

(A) 开环数控系统和半闭环数控系统(B) 开环数控系统和闭环数控系统

(C) 闭环数控系统和半闭环数控系统(D) 以上都不是正确答案：A B

9. 柔性较大的AMS系统，其工件输送设备一般是（）。

(A) 输送机(B) 运输小车(C) 手工运输(D) 没有运输设备正确答案：B

10. 工业机器人按照按结构形式分类，可以分为（）。

(A) 直角坐标机器人(B) 圆坐标机器人(C) 球坐标机器人(D) 关节机器人正确答案：A B C D

11. 加工中心要求产生的切屑形式是（）。

(A) C形屑(B) 长条屑(C) 长螺卷屑(D) 短螺卷屑正确答案：A C

12. 切屑的排除方法有（）。

(A) 靠重力或刀具回转离心力将切屑甩出(B) 用大流量冷却液将切屑冲走

(C) 采用压缩空气吹屑(D) 采用真空吸屑正确答案：A B C D

13. AMS控制系统信息控制的基本功能是（）。

(A) 数据分配功能(B) 控制与协调功能(C) 决策与优化功能(D) 操作支持功能正确答案：A B C D

14. OSI网络通信模型的第4、5、6、7层分别是（）。

(A) 传输层、会话层、应用层和表示层(B) 会话层、传输层、表示层和应用层

(C) 传输层、会话层、表示层和应用层(D) 传输层、表示层、会话层和应用层正确答案：C

15. 工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络属于（）。

(A) 串行总线(B) 现场总线(C) 局域网(D) 并行总线正确答案：B

三、主观题(共8道小题)

16. FMS刀具运储系统的主要职能是什么？

参考答案：答：是负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加工单元提供所需的刀具，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或刀具寿命已耗尽的刀具，在保证正常生产的同时，最大程度地降低刀具成本。17.试述成组技术的原理。

参考答案：答：成组技术（Group Technology, GT）就是将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似准则分类归族，并在分类的基础上组织产品生产的各个环节，从而实现产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。

18.对零件族进行工艺分析的内容是什么？

参考答案：答：1) 零件类型零件类型不同，其加工用的机床及其相应设施也不一样。2) 零件尺寸大小由于被加工零件的尺寸大小影响到机床的规格，而每一种规格的机床都有一定的经济加工范围。3) 加工精度进入自动化制造系统加工的零件应有一定的精度限制，精度太低不经济，精度太高，对加工效率和成本影

响很大。一般认为，自动化制造系统加工IT7级左右精度的零件最为经济。4) 材料硬度材料硬度太高。刀具磨损加快；硬度太低，会产生粘刀现象，断屑困难。材料性能接近。5) 装夹次数一个零件多次装夹，相当于多个不同的进线零件，造成零件频繁进出系统，影响加工效率和增加调度难度。如果一个零件必须装夹2次以上，可认为不宜进入自动化制造系统加工；或者降低系统的自动化程度，增加人工干预，增加普通机床的数量等。6) 生产批量自动化制造系统最适于多品种、中小批量的零件加工，只有如此，才更能体现出系统加工的经济性。有用于批量较大的生产的趋势。

19.自动化制造系统控制系统的任务是什么？

参考答案：答：各种设备的自动控制；生产计划调度管理；制造质量控制；信息与通信管理；系统状态监控等。

20. FMS单元控制系统输入和输出的信息由哪些？

参考答案：答：1) 计算机辅助生产管理信息：生产作业计划、物料需求计划、设备能力需求计划。2) 计算机辅助工艺规程设计信息：工艺计划信息、零件制造参数、刀具需求信息、零件数控加工程序。3) 单元控制系统状态信息：数控加工设备、数控测量设备、零件清洗设备、物料自动运储系统、刀具自动运储系统。

21. FMS单元控制系统软件包含的主要系统及其功能是什么？

参考答案：答：1) 生产管理子系统：生产调度；作业优化；运行仿真2) 运行控制子系统：物料流动控制与协调；设备运行控制与协调3) 数据管理子系统：物料数据管理；基本数据管理；工艺数据管理；资源维护管理4) 质量保证子系统：质量监控；物料识别；故障诊断；质量管理

22. FMS工件储运系统的组成是什么？

参考答案：答：FMS工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。工件库包括自动化立体仓库和托盘（工件）缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运输小车、机器人或机械手等;工件更换装置包括各种机器人或机械手、托盘交换装置等。

23.请说明自动化制造系统的主要概念。

参考答案：答：由一定范围的被加工对象、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。在人和计算机控制系统的共同作用下，接受外部信息、能源、和原材料等，实现一定程度的自动化制造过程，完成产品的生产。

自动化制造系统第3次作业

一、不定项选择题(有不定个选项正确，共15道小题)

1. 成组技术中，常用的编码分类方法有（）。

(A) 特征码位法(B) 码域法(C) 码位法D) 特征位码域法正确答案：A B D

2. 生产流程分析通常包含（）方面内容。

(A) 工厂流程分析(B) 车间流程分析(C) 单元流程分析(D) 单台设备流程分析正确答案：A B C D

3. 用于FMS的物料存储装置主要是（）。

(A) 立体仓库(B) 水平回转式自动料架(C) 垂直回转式自动料架(D) 缓冲料架正确答案：A B C D

4. 刀具储存策略的主要类型是（）。

(A) 只有机床刀库(B) 除了机床刀库，另设中央刀库(C) 只有中央刀库(D) 不使用刀库正确答案：A B

5. 自动化制造系统的检测与监控系统主要组成是（）。

(A) 系统运行状态检测监控(B) 加工过程检测监控(C) 生产计划监控(D) 库存状态监控正确答案：A B

6. 系统的主要性质有（）

(A) 目的性(B) 整体性(C) 集成性(D) 层次性正确答案：A B C D

7. 制造自动化的功能目标有（）

(A) 时间(B) 质量(C) 成本(D) 环境友善正确答案：A B C D

8. 制造规模类型有（）

(A) 大规模制造(B) 大批量制造(C) 多品种小批量制造(D) 单件制造正确答案：A B C D

9. 自动化制造技术的内容包括（）

(A) 数控技术(B) 工业机器人技术(C) 柔性制造技术(D) 智能制造技术正确答案：A B C D

10. 自动化制造系统的输入内容有（）

(A) 信息(B) 能源(C) 原材料(D) 资金正确答案：A B C D

11. 自动化制造系统的组成有（）。

(A) 具有一定技术水平和决策能力的人(B) 一定范围的被加工对象(C) 信息流及控制系统

(D) 物料流及处理系统正确答案：A B C D

12. 自动化制造系统加工设备包括（）。

(A) 数控机床(B) 加工中心(C) 车削中心(D) 柔性组合机床正确答案：A B C D

13. 物流系统是对（）等物料实施运送和装卸工作的物料流动系统

(A) 毛坯(B) 工件(C) 夹具(D) 刀具正确答案：A B C D

14. 物流系统结构有（）。

(A) 传送带(B) 有轨小车(C) 无轨小车(D) 搬运机器人正确答案：A B C D

15. 刚性自动线和刚性加工系统的限制因素有（）。

(A) 加工对象(B) 工艺过程(C) 工序内容(D) 生产节拍正确答案：A B C D

三、主观题(共9道小题)

16. FMS刀具运储系统的主要职能是什么？

参考答案：答：是负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加工单元提供所需的刀具，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或刀具寿命已耗尽的刀具，在保证正常生产的同时，最大程度地降低刀具成本。17.试述成组技术的原理。

参考答案：答：成组技术（Group Technology, GT）就是将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似准则分类归族，并在分类的基础上组织产品生产的各个环节，从而实现产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。

18.对零件族进行工艺分析的内容是什么？

参考答案：答：1) 零件类型零件类型不同，其加工用的机床及其相应设施也不一样。2) 零件尺寸大小由于被加工零件的尺寸大小影响到机床的规格，而每一种规格的机床都有一定的经济加工范围。3) 加工精度进入自动化制造系统加工的零件应有一定的精度限制，精度太低不经济，精度太高，对加工效率和成本影响很大。一般认为，自动化制造系统加工IT7级左右精度的零件最为经济。4) 材料硬度材料硬度太高。刀具磨损加快；硬度太低，会产生粘刀现象，断屑困难。材料性能接近。5) 装夹次数一个零件多次装夹，相当于多个不同的进线零件，造成零件频繁进出系统，影响加工效率和增加调度难度。如果一个零件必须装夹2次以上，可认为不宜进入自动化制造系统加工；或者降低系统的自动化程度，增加人工干预，增加普

通机床的数量等。6) 生产批量自动化制造系统最适于多品种、中小批量的零件加工，只有如此，才更能体现出系统加工的经济性。有用于批量较大的生产的趋势。

19.自动化制造系统控制系统的任务是什么？

参考答案：答：各种设备的自动控制；生产计划调度管理；制造质量控制；信息与通信管理；系统状态监控等。

20. FMS单元控制系统输入和输出的信息由哪些？

参考答案：答：1) 计算机辅助生产管理信息：生产作业计划、物料需求计划、设备能力需求计划。2) 计算机辅助工艺规程设计信息：工艺计划信息、零件制造参数、刀具需求信息、零件数控加工程序。3) 单元控制系统状态信息：数控加工设备、数控测量设备、零件清洗设备、物料自动运储系统、刀具自动运储系统。

21. FMS单元控制系统软件包含的主要系统及其功能是什么？

参考答案：答：1) 生产管理子系统：生产调度；作业优化；运行仿真2) 运行控制子系统：物料流动控制与协调；设备运行控制与协调3) 数据管理子系统：物料数据管理；基本数据管理；工艺数据管理；资源维护管理4) 质量保证子系统：质量监控；物料识别；故障诊断；质量管理

22.刚性自动生产线的特点是什么？

参考答案：答：1) 生产效率高，是少品种，大量生产必不可少的加工设备。2) 有效缩短生产周期，取消半成品的中间库存，缩短物料流程，减少生产面积，改善劳动条件，便于管理。3) 投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。

23.工件储运系统在AMS中的作用是什么？

参考答案：答：将被加工零件按系统的要求输送到所需要的设备进行加工或处理，对暂时不需要加工的工件进行有效的存储和管理，使其不仿碍其它工件的流动，对已加工完成的件要送出系统或送入仓库等。24.运行状态检测与监控的内容有哪些？

参考答案：答：刀具信息、机床状态信息、系统运行状态信息、在线尺寸监测信息、系统安全监测信息

自动化制造系统第4次作业

一、不定项选择题(有不定个选项正确，共15道小题)

1. 自动化制造的意义有（）。

(A) 缩短生产周期，提高生产率(B) 提高产品质量，提高经济效益(C) 降低劳动强度，提高劳动者的素质

(D) 体现出一个国家的科技水平正确答案：A B C D

2. 自动化制造系统的发展阶段有（）。

(A) 机械控制(B) 数字控制(C) 数字控制(D) 计算机分布式递阶控制正确答案：A B C D

3. AMS的发展趋势是（）。

(A) AMS配置的小型化(B) 系统结构的模块化(C) 控制管理软件结构的典型化

(D) 运用新技术，不断提高FMS的性能正确答案：A B C D

4. 刚性自动生产线的特点有（）。

(A) 生产效率高(B) 取消半成品的中间库存，缩短物料流程(C) 减少生产面积，改善劳动条件

(D) 投资大，系统调整周期长正确答案：A B C D

5. 自动化制造系统的评价内容有（）。

(A) 生产率(B) 可靠性(C) 质量(D) 经济性正确答案：A B C D

6. DNC系统的组成有（）

(A) DNC控制计算机(B) 数据通讯系统(C) DNC接口(D) NC或CNC装置正确答案：A B C D

7. DNC系统的主要功能有（）.

(A) NC程序的上载与下载(B) NC程序存储与管理(C) 系统的简单控制与调度

(D) 系统状态信息的采集、处理和报告正确答案：A B C D

8. FMC的基本控制功能包括（）

(A) 单元中各加工设备的任务管理与调度(B) 单元内物流设备的管理与调度(C) 刀具系统的管理

(D) 生产计划和物料需求计划正确答案：A B C

9. FMS的组成部分是（）

(A) 数控加工设备(B) 物料及刀具储运系统C) 辅助设备(D) 控制和管理系统正确答案：A B C D

10. 刀具储运系统的组成是（）。

(A) 刀具库(B) 刀具输送装置(C) 刀具(D) 交换机构正确答案：A B D

11. 柔性装配线的组成有（）。

(A) 装配站(B) 物料输送装置C) 控制系统(D) 辅助设备正确答案：A B C D

12. AMS对加工设备的要求有（）。

(A) 加工工序集中(B) 高柔性和高生产率(C) 机床控制系统完善D) 自保护能力正确答案：A B C D

13. 刀具流系统的控制管理内容有（）。

(A) 刀具的分配(B) 刀具寿命管理(C) 刀具信息处理(D) 刀具室的管理正确答案：A B C D

14. 工业机器人组成结构主要是（）。

(A) 主构架(B) 执行机构(C) 驱动系统(D) 控制器正确答案：A B C D

15. 在刀具流系统中，能够存储刀具的地方有（）。

(A) 刀具进出站(B) 机床刀具库(C) AGV(D) 中央刀具库正确答案：A B C D

三、主观题(共8道小题)

16.柔性制造线的主要特点是什么？

参考答案：答：具有刚性自动线的绝大部分优点；当批量不很大时，生产成本比刚性自动线低得多；当品种改变时，系统所需的调整时间又比刚性自动线少得多，但建立系统的总费用却比刚性自动线高得多。17.成组工艺的实施步骤是什么？

参考答案：

答：1) 产品零件按零件分类编码系统进行分组分类；

2) 制订零件的成组加工工艺过程；

3) 设计成组工艺装备，如成组夹具、成组刀具和成组量具等；

4) 建造成组加工生产线，设计成组输送装置、成组装卸装置和仓库等。

18.自动化制造系统总体布局设计的目的是什么？

参考答案：答：实现和满足生产过程的要求、较高的生产效率和合理的设备利用率、合理的柔性

19.物流系统的监控主要功能是什么？

参考答案：答：1) 采集物流系统的状态数据；2) 监视物流系统状态；3) 处理异常情况；4) 供操作人员查询当前系统状态数据；5) 接受上级控制与管理系统下发的计划和任务.

20.切屑处理的内容有哪些？

参考答案：答：1) 把切屑从加工区域清除出去；2) 把切屑输送到系统以外；3) 把切屑从切屑液中分离出来。

21. DNC-CNC系统的主要功能是什么？

参考答案：答：1) 系统控制：根据作业计划进行作业调度，将加工任务分配到各机床；2) 数据管理：包括作业计划数据、数控数据、生产统计数据和设备运行统计数据；3) 系统监视，对刀具磨损、破损的检测和系统运行状态的检测。

22.选择加工设备应主要考虑哪些方面的问题？

参考答案：答：选择加工设备的类型；选择加工设备的规格；选择加工设备的精度；选择数控系统；选择刀具形式；选择特殊订货项目；技术服务。

23.自动化制造系统的常见类型有哪些？

参考答案：答：刚性自动线，分布式数字控制DNC，柔性制造单元FMC，柔性制造系统FMS，柔性制造线FML，柔性装配线FAL。