(智能制造)先进制造技术试题与答案

1、1先进制造技术试题一、填空题（每空2分，共30分）1、 典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。2、 先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。3、 CIMS系统的三要素：丄、经营、 技术。4、 FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、 监控、监视。二、名词解释（共15分，每题3分）1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X ）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维

2、修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以 达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing ）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主 导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和 企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷

3、制造比起其它制 造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。3、CE并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程） 的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计 阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。4、 CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。

4、80年代初，美国和日本关于 CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自80年代初期开始注意探讨 CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年（联邦）德车经济和平委员会（AWFA）提出了 CIM的推荐性定义，取得了一定程度上的统一。5、 FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有

5、 柔性”）并能及时地改变产品以满足市场需求。三、简答题（共15分，每题5分）1、 先进制造技术的内涵目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研 究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、 使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术 的总称。2、 数据库系统在 CIMS中的作用和地位数据库分系统是支持 CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻

6、辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了数据安全性；提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是 管理数据、实现共享的最通用的方法。在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。3、 快速原型技术的基本过程快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三

7、维CAD模型-分层离散-按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料 生成实体模型。该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制 作岀产品实体模型。1. FMS由哪几部分组成2简单说明扫描隧道显微镜工作原理。3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。4 ISO 全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：最佳答案 1.加工系统、物流系统和控制系统22.扫描隧道显微镜 （STM） 的

8、原理是用极尖的探针对被测表面进行扫描，探针和被测表面非常接近，在一定的电场作用下产生隧道电流。探 针和表面间距离的极微小变化将使隧道电流产生很大变化。扫描时探针升降以保持隧道电流不变，因而可测出表面形貌高低。3.（ 1）首先将 CAD 模型按一定厚度分层。即将模型离散成一系列的二维层面。 （离散） （2）根据各层面的轮廓数据，进行层面工艺规划，生成数控代码。（即层面信息处理或层面工艺规划）（3）由数控成型机接收控制指会，以平面加工的方式，按顺序（从下往上）加工各单元层面，并逐层粘接起来。最后，得到与CAD 模型相对应的三维实体。 （堆积成型）4.ISO 是国际标准化组织，与全面质量管理是两码事

9、。全面质量管理的内涵：1）具有先进的系统管理的思想 2）强调建立全面的有效的质量管理体系3）目的在于让顾客满意、社会受益。全面质量管理的的内容：全面的、全过程的、全员参加的、多方法的质量管理。四、分析题（共 24 分，每题 8 分）1、分析 CIMS 和 FMS 的有哪些相同和不同的地方CIMS 是自动化程度不同的多个子系统的集成， 如管理信息系统 （MIS ）、制造资源计划系统 （MRPII ）、计算机辅助设计系统 （ CAD ）、 计算机辅助工艺设计系统（CAPP）、计算机辅助制造系统（CAM ）、柔性制造系统（FMS），以及数控机床（NC, CNC）、机器人等。CIMS 正是在这些自动化

10、系统的基础之上发展起来的，它根据企业的需求和经济实力，把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。 当然,这些子系统也使用了不同类型的计算机,有的子系统本身也是集成的,如MIS 实现了多种管理功能的集成, FMS 实现了加工设备和物料输送设备的集成等等。性制造系统 柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机 的情况下,满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍 然较低。2、 并行工程于串行工程相比有哪些优缺点 ?并行工程是对产品及其相关过程（包括制

11、造过程和支持过程）进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。它要求产品开发人员从 一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）内各阶段的因素（如功能、制造、装配、作业调度、质量、成本、维护与用户 需求等等）,并强调各部门的协同工作,通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制,综合考虑各相关因素的影响,使后续环节 中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现,并得到解决,从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收 再生等方面的特性,最大限度地减少设计反复,缩短设计、生产准备和制造时间。3、敏捷制造的组成有哪些？敏捷性是通过将技术、管理和人员三种资源集成为一个协调的

12、、相互关联的系统来实现的。首先,具有高度柔性的生产设备是创建敏 捷制造企业的必要条件（但不是充分条件） 。所必需的生产技术在设备上的具体体现是：由可改变结构、可量测的模块化制造单元构成的 可编程的柔性机床组； “智能 ”制造过程控制装置；用传感器、采样器、分析仪与智能诊断软件相配合,对制造过程进行闭环监视,等等。五、综合应用题（共 16 分）1.由于飞机具有复杂的气动外形,外形表面要求光滑流线,内部结构十分复杂,全机零件有几万个,是离散型制造业中产品设计、 工程分析和工艺制造最为复杂、加工周期最长的高技术产品。因此,计算机辅助设计/辅助分析 /辅助制造 （CAD/CAE/CAM） 技术是航空新

13、产品开发必不可少的技术手段,异地无纸设计和制造是航空产品转包生产的主要特点。2.在航空产品开发和转包生产中,产品图纸和工程信息的传递和管理、飞机工装设计、复杂骨架结构零件的编程与加工,与 航空产品质量第一 ”相适应的质量管理以及适应转包部件严格准时交付JIT）的生产管理和项目管理等，都需要信息集成技术的支持。先进制造技术复习题先进制造技术测验题填空题（每空 1 分，共计 40 分）1、 制造过程产品从设计、报废、回收等的全过程，也称为产品_。2、 制造业将制造资源利用 _，通过 _，转化为供人们使用或利用的 _或_的行业。33、 制造生产的运行过程，包括市场分析、_、工艺规划、 _、 _、产品

14、销售、 _、报废、回收、再利用等。4、 恩格斯指出：“直立和创造了人类，而是从 _开始的。动物所做到的最多是收集，而人则从事。”5、 现代制造技术的四个基本特征是 _、 _、 _和 _。6、 成功企业的关键因素主要有：上市时间、_、_、 _、灵活性、_。7、 整个生产过程实质上也是对信息的_、传递和 _的过程，在企业中主要存在_和 _这两种运动过程，而 _又是受 _控制的。8、 企业的产品形成过程是： _，_，_，_。9、 CIMS是一种基于 CIM哲理构成的 _、_、_、 _的制造系统。10、 CIM技术是传统的制造技术与 _、 _、 _、 _等的有机结合。二、选择题（每题 2分，总计 10

15、分）1、 磨削加工时常用的切削液是（）A、合成切削液；B、低浓度乳化液；C、切削油；D、极压切削油;2、 粗加工后安排调质处理可提高零件的（）A、硬度 B、耐磨性；C、强度 D、综合力学性能；3、 制定零件工艺过程中，首先研究和确定的基准是（）A、设计基准；B、工序基准；C、定位基准；D、测量基准；4、 工序集中有利于保证各加工表面的（）A、尺寸精度；B、形状精度；C相互位置精度；D 、表面粗糙度；5、划分工序的主要依据是（）A、生产批量的大小；B、零件在加工过程中工作地是否变动；C生产计划的安排；D零件结构的复杂程度;三、判断题（每题1分，共计10分 正确的打，错误的打X）1、 硬质合金是在

16、碳素钢中加入大量的钨、钛、钽等元素构成，它具有很高的硬度和耐磨性。（ ）2、 粗加工外圆表面时，一般依次从右到左、由小直径外圆到大直径外圆先后加工。（ ）3、 表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。（ ）4、 车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（ ）5、 先进制造与自动化技术是实现各种高新技术的保障技术。（ ）6、国际竞争和对抗的焦点由军备竞赛转向全球范围内的以科技为先导，经济为基础、军事为后盾的综合国力的较量；（ ）7、试切法是通过试切测量调整再试切的反复过程而获得规定尺寸精度的。（ ）8、用三爪自定心卡盘装夹工件，夹紧力大，且能自动定心，不需要找正。（ ）9、圆周铣

17、具有能压紧工件，使铣削平稳、铣刀后面的挤压及摩擦小等优点，所以刀具磨损慢、工件加工表面质量好，一般采用顺铣。（ ）10、W18Cr4V,W6Mo5Cr4V是常用的两种硬质合金牌号。（）四、 名词解释（每题 4 分，共计 16 分）1 、制造：2、制造技术3、先进制造技术4、制造系统结构五、 简答（每题 6 分，共计 24 分）1、电火花加工的物理本质是什么？2、未来十大高新技术及其产业领域有那些？4无污染。， 激光束 。环境影响 和 资源效率的现代制造模式。3、简述制造业发展历程？4、简述制造业在国民经济中的重大意义？试题答案：一、填空：1、生产、使用、维修、生命周期2、制造技术、制造过程、工

18、业品、生活消费品。3、产品设计、制造装配、检验出厂、售后服务。4、劳动、劳动、制造工具、生产。5、柔性化、集成化、智能化、网络化。6、质量、产品成本、服务、环境。7、采集、加工处理、信息流、物流、物流、信息流。8、产品规划、概念设计、详细设计、生产准备。9、计算机化、信息化、智能化、集成优化。10、现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术二、 选择：1、B2、D3、C 4、B 5、B三、 判断1、X 2、X 3V4、X 5、“ 6V 7V 8X 9、“ 10、X四、 名词：1 、狭义：为机电产品的机械加工工艺过程 广义：制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保

19、证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动 和工作的总称。2、按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使 用的一系列技术的总称。3、 在传统制造技术基础上不断吸收机械 .电子. 信息.材料.能源和现代管理等方面的成果 ,并将其综合应用于产品设计 .制造.检测. 管理.销 售.使用.服务的制造全过程 ,以实现优质 .高效. 低耗.清洁.灵活的生产 ,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称,也 是取得理想技术经济效果的制造技术的总称 .4、 是制造过程所涉及的硬件(物料、设备、工具、能源等)、软件(制造理论

20、、工艺、信息等) 、人员所组成的具有特定功能的有机整体。五、 简答：1 、电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温， 使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。2、(1) 信息科学技术 (2) 生物科学技术 (3) 新能源科学技术 (4) 新材料科学技术 (5) 环境科学技术 (6) 航空航天科学技术 (7) 海洋科学技 术 (8) 先进制造科学技术 (9) 管理科学技术 (10) 认知科学技术3、1 )用机器代替手工，从作坊形成工厂2 )从单件生产方式发展成大量生产方式3)柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技

21、术4、1 )在发达国家中 , 制造业创造了约 60%的社会财富、约 45%的国民经济收入。2)据统计，美国 68%的社会财富来自于制造业。3) CIRP在1999年的报告中指出：在国家生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%-65%4) 在许多国家的科技发展计划中，先进制造技术都被列为优先发展的科技。、填空题1 先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境 三个技术群。5先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括6微细加工中的三束加工是指电子束 ， 离子束8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机

22、内置式集成结构，这种主轴通常被称为空气轴承主轴 。512.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形， 叠层实体制造 ， 选择性激光烧结 ， 熔融沉积制造 。15.虚拟制造技术是以信息技术 、 仿真技术 、 虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长， 氧化， 光刻 ， 选择扩散 ， 真空镀膜 。18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础 ， 以计算机为基础 。20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。27.优化设计的

23、三要素是：目标函数 ， 设计变量 ， 约束条件 。31.绿色设计的主要内容包括 ： 绿色产品设计的材料选择与管理 ， 产品的可拆卸性设计 ，可维修设计 ，产品的可回收性设计， 绿色产品的成本分析 ，和 绿色产品设计数据库 。21、绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。35.LIGA 技术的工艺过程分为： (1)深层同步辐射 X 射线光刻 ；(2) 电铸成型；(3)模铸成型 。36.微细加工工艺方法主要有：三束加工技术，光刻加工，体刻蚀加工技术，面刻蚀加工技术， LIGA 技术，牺牲层技术和外延生长技37.工业机器人一般由 机械系统 ， 控制系统 ， 驱动系统 和

24、 智能系统 等几个部分组成。38.柔性制造系统的组成包括：加工系统 ， 物流系统 ， 信息控制系统 和 一套计算机控制系统。39.MRP和MRPII分别是指物料需求计划 和制造资源计划 ，而ERP是指企业资源计划，其核心思想是完全按用户需求制造43. 高速切削通常使用的刀具材料有： 1)硬质合金涂层刀具 2 超细晶粒硬质合金 3) 立方氮化硼 4) 氮化硅聚晶金刚石44.工业机器人的按系统功能分：1)专用机器人2) 通用机器人 3)示教再现机器人 4)智能机器人45.工业机器人的性能特征：通用性，柔性，灵活性，智能化46.PDM 四层体系结构分别为：第一层用户界面层、第二层核心功能 、第三层框

25、架核心层、第四层系统支持层47.CIMS 的三大特征分别为数据驱动、集成 、柔性 。49. CIMS 分成五个层次，即工厂级、 车间级、 单元级、工作站级和设备级。21、压电驱动技术是 压电学 和 超声学 在机械领域的应用。四、问答题1、先进制造技术的概念 先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁灵活生产，提高对动 态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。8、论述先进制造技术的发展趋势。 ( 20 分

26、)1、数字化 2、精密化 3、极端化 4、自动化 5、集成化 6、网络化 7、智能化 8、绿色化9简述超高速加工的优越性。 (20 分)1、加工效率高 2、切削力小 3、热变形小 4、加工精度高、加工质量好 5、加工过程稳定 6、良好的技术经济效益3、 微机械研究中的关键问题是什么？( 20 分)1、微型传感器与控制技术研究 2、材料科学方面 3、基础科学方面 4、驱动技术 5、研究将电能转变为大变形能的固体材料或复合材料6、微型机构 7、微型加工和装配技术4、 简述工业机器人技术发展趋势？1、机器人的智能化 2、机器人的多机协调化 3、机器人的标准化 4、机器人的模块化 5、机器人的微型化5

27、、 简述虚拟制造的关键技术？1、虚拟实现技术 2、制造系统建模 3、虚拟产品开发 4、制造过程仿真 5、可制造性评价6、 实现清洁生产的基本途径？1、改进产品设计，调整产品结构，选择绿色原材料，生产原料闭路循环、资源综合利用，防止对环境的不利影响。不采用对环境有害的 原料，不生产对环境有害的产品。 2、改革生产工艺和设备，开发全新生产流程，最大限度地提高生产效率，减少污染排放。3、加强生产管理，发展环保技术，减少和杜绝生产中的跑、冒、滴、漏。4、进行产品的生命周期评价或清洁生产审计，对症下药地提出清洁生产方案并进行可行性分析。建立企业环境管理体系，为企业持续进行清洁生产提供组织和管理保障。7、

28、 简述绿色再制造的主要关键技术？1、再制造毛坯快速成形技术 2、先进表面技术 3、纳米复合及原位自愈合成技术 4、修复热处理技术 5、应急维修技术 6、再制造特种加工 技术 7、再制造机械加工技术等8、 论述绿色制造的发展趋势。1、全球化 2、社会化 3、集成化 4、并行化 5、智能化 6、产业化6一、 名词解释广义制造：产品整个生命周期内一系列相互联系的生产活动 狭义制造：生产车间内与物流有关的加工和装配过程 先进制造技术（ ATM ）：为了适应现代生产环境及市场的动态变化，在传统制造技术基础是哪个通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐 发展起来的一个新兴技术群制造系统：由制造过程及其所涉及的

29、硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体 工业机械人：一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机柔性制造技术：集数控技术、计算机技术、机械人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术柔性制造系统 （FMS） ：由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整， 以适应多品种、中小批量生产的自动化控制系统绿色产品（GP）:在产品全生命周期内，能节约资源和能源，对生态环境无危害或少危害，且对生产者及使用者具有良好保护性的产品 高速加工技术：指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度

30、和 加工质量的现代制造加工技术制造业:指将制造资源，通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业计算机集成制造（ CIM ）；借助计算机，将与制造有关的技术集成起来，使各类功能得到整体优化，从而提高企业适应市场竞争的能力 计算机集成制造系统 （CIMS） ；基于计算机集成制造理念而组成的系统，是 CIM 的具体实现敏捷制造（CE）;企业快速调整自己，以适应市场持续多变的能力并行工程（CE）；对产品及其相关过程（包括制造和支持过程）进行并行的、一体化的工作模式 广义制造自动化；包含产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标 特种加工技术；

31、采用非常规的切削手段，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工方法 超精密切削加工；主要指金刚石刀具超精密车削反求工程（RE）;以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为在新产品的一种开发模式精益生产（LP）；运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依托，以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源为企业 谋求经济效益的一种新型企业生产方式物料需求计划（MRP）：只在需要的时间，向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料制造资源计划（MRPH:将MRP和企业的财务系统连接起来，形成一个集企业生产、财务、销售、工程技术、供应等各个子系统为一体的 生产管理信息系统二、问

32、答题1、高速加工加工技术：采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精 度和加工质量的现代制造加工技术高速切削理论：一定的工件材料对应有一个临界切削速度，再该切削速度下切削温度最高 高速加工的优点：切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序 应用：汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面加工、航空工业关键技术：高速主轴、快速进给系统、高性能的 CNC 控制系统、先进的机床机构、高速切削的刀具系统 刀具材料：硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具2、 高速切削机床和普通数控机床的区别：高速主轴、快速进

33、给系统、高性能的CNC 控制系统、先进的机床机构、高速切削的刀具系统3、快速原型制造（RPM ）技术的工作原理：采用软件离散一材料堆积的原理工作过程：零件 CAD 数据模型的建立、数据转换文件的生成、分层切片、快速堆积成形 典型的方法：光敏液相固化法、选区片层粘结法、选区激光烧结法、熔丝沉积成形法4、工业机器人的组成：执行机构、控制系统、驱动系统、位置检测装置 工业机器人的大脑：控制系统，控制和支配机器人、存储信息按结构形式分：直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人 关节机器人具有两个旋转轴和一个平移轴直角坐标机器人由三个相互正交的平移坐标轴组成 圆柱坐标机器人由立柱和一个安

34、装在立柱上的水平臂组成球坐标机器人由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成5、广义制造自动化；包含产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标 阶段划分：刚性自动化、柔性自动化和综合自动化 特点：提高劳动生产率、提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益、改善劳动条件、有利于产品更新、提高企业的市场竞争力6、狭义制造：生产车间内和物流有关的加工和装配过程广义制造：产品生命周期内一系列相关联系的生产活动 制造技术发展的五个时期：工厂式生产时期、工业化规模生产时期、刚性自动化发展时期、柔性自动化法时期、综合自动化发展时期7、绿色产品 （GP） ：在产品全生

35、命周期内，能节约资源和能源，对生态环境无危害或少危害，且对生产者及使用者具有良好保护性的产品 特点：优良的环境友好性、最大限度的利用材料资源、最大限度的节约能源78、与传统设计不同、绿色设计是以保护环境资源为核心的设计过程，在产品的生命周期内优先考虑的是产品的环境属性，在满足环境目 标的同时保证产品的基本性能和使用寿命 绿色设计的主要内容：绿色产品的描述与建模、绿色设计的材料选择、面向拆卸性设计、产品的可回收性设计、绿色产品的成本分析、绿 色产品设计数据库9、现代设计技术是在传统设计方法基础上继承和发展起来的，是一门多专业和多学科交叉，其综合性很强的基础技术学科 特点：系统性、动态性、创造性、

36、计算机化、并行化，最优化，虚拟化，自动化、主动性 体系结构：基础技术、主体技术、支撑技术、应用技术 现代设计技术的诞生和发展与计算机技术的发展息息相关，相辅相成，计算机辅助设计技术以其对数值计算和对信息与知识的独特处理， 成为现代设计技术的主干。10、反求工程 （RE） ；以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为在新产品的一种开发模式 基本步骤：分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段 关键技术：反求对象的分析、反求对象的几何参数采集、模型重构技术11、模型重构：根据所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术 基本步骤：数据预处理、网格模型生成、网格模型后处理12、普通加

37、工：加工精度在 1 、表面粗糙度 以上的加工方法 精密加工：加工精度在 、表面粗糙度 之间的加工方法 超精密加工：加工精度高于 、表明粗糙度小于 的加工方法13、超精密加工机床应具有高精度、高刚度、高加工稳定性和高度自动化的要求 环境要求：净化的空气环境、恒定的温度环境、较好的抗振动干扰环境14、超精密切削对刀具的要求：1）极高的硬度、耐用度和弹性模量，以保证刀具的寿命和耐用度2）刃口能磨的极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄的切削厚度3）刀刃无缺陷4）与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性 金刚石刀具的特征：1）具有极高的硬度2）能磨出极其锋锐的刃口，且

38、切削刃没有缺口、崩刀等现象3）热化学性能优越，导热性好、与金属间的摩擦因数低、亲和力小4）耐磨性好，刀刃强度高15、微机械特征：体积小，精度高，重量轻、性能稳定，可靠性高、能耗低，灵敏度和工作效率高、多功能和智能化、适用于大批量生产， 制造成本低光刻加工的工艺过程：氧化、涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶、扩散LIGA 技术的工艺过程：深层同步辐射 X 射线光刻、电铸成形、注射16、特种加工技术是采用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接加于被加工工件部位，达到材料去除、 变形以及改变性能等目的的加工方法 方法：激光加工、超声波加工、电火花加工、电解加工、水射流切割加工17

39、、产品数据管理（ PDM ）是一种管理所有与产品相关的信息和过程的技术。体系结构：第一层支持层，第二层对象层，第三层功能层，第四层用户层 主要功能：电子资料室管理和检索、产品配置管理、工作流程管理、项目管理功能18、精益生产（ LP ）的基本思想：资源优越配置，消除无效浪费和劳动特征： 1）产品开发和生产以销售为起点2）产品开发采用并行工程 3）在生产制造中实行“拉动式”的准时化生产4）以“人”为中心，充分调动人的潜能和积极性 5）追求无废品、零库存、零故障等目标，降低成本6）消除一切影响工作的“松弛点” 7）主机厂和协作厂“共存共荣”体系结构或措施：及时生产、组成技术、全面质量管理主要内容：

40、 1）主查制的开发组织，并行式的开发程序2）拉动式的生产管路 3）以人本管理为根本的劳动组织体制4）简化产品检验环节，强调一体化的现场质量管理 5）总装厂和协作厂之间的相互依存6）以顾客为中心的销售政策19、敏捷制造 （AM） 的关键因：企业的信息网、虚拟公司、敏捷制造的基础结构、敏捷型的员工、虚拟制造 敏捷制造的基础结构：物理、法律、社会、信息基础结构20、并行工程的（CE）;对产品及其相关过程（包括制造和支持过程）进行并行的、一体化的工作模式 目标：提高企业市场竞争力，赢得市场竞争 特征：并行、整体、协同 集成 关键技术：产品开发过程的重构、集成的产品信息模型、并行设计过程的协调与控制关键

41、因素： 1）并行工程是一种工作模式，而不是具体的工作方法2）并行工程着重于产品设计一开始就对产品的关键因素进行全面考虑，以保证产品设计一次成功8第一章 制造业与先进制造技术1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。制造：把原材料加工成适用的产品。制造系统： 制造过程及其所涉及的硬件、 软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品 （含半成品） 的有机整体， 称为制造系统。制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义;制造系统的功能定义;制造系统的过程定义。制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等） ，通过制造过程，转化为可供

42、人 们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度 集成的高新技术。狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两 方面大大拓展。在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、 军工等国民经济的大量行业。在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划 控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。

43、1-2 试简述制造技术的发展历程。制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主 要的因素是技术的推动及市场的牵引。人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的 发展。另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制 造技术的不断进步。两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产多品种小批量 生产个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集设备与资金密集 信息密集知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的

44、资源配置沿着“手工机械化单机自动化 刚性流水自动化柔性自动化智能自动化”的方向发展。制造技术则从机械化机电一体化与自动化 网络化与智能化发展。在组织管理方式上，从集中、固定的组织管理方式分布、自治的管理协同、创新的组 织管理发展；在生产管理方式上，从面向库存面向订单面向市场与顾客发展；与资源环境的关系上，从利用 资源、破坏环境节约资源、关心环境主动更新资源和美化环境发展。1-3 试简述机床发展历史及其各个阶段机床的技术特点。1-4 论述制造业在国民经济中的地位与作用如何？它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。在知识经济条件下，制造业是参与市场竞争 的主体，它始终是国民经济

45、的支柱产业。1-5 分析制造业在新世纪所面临的机遇与挑战及发展趋势。人类进入 21 世纪后， 社会与政治环境、 市场需求、 技术创新预示着制造业人类进入将发生巨大变化。 美国国家科 学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院“制造业挑战展望委员会”对 2020 年制造业所面员会对临的形势， 提出了六大挑战：快速响应市场能力的挑战全部制造环节并行实现；打破传统经营面临的组织、地域及时间壁垒 的挑战技术资源的集成；信息时代的挑战信息向知识的转变；日益增长的环保压力的挑战可持续发展； 制造全球化和贸易自由化的挑战可重组工程；技术创新的挑战全新制造工艺及产品的开发。在知识经济时代，制造业面临着新的历

46、史性发展机遇和更加严峻的挑战。其特点是：产品生命周期缩短；用户需 求多样化；大市场和大竞争；交货期成为竞争的第一要素；信息化和智能化；人的知识、素质和需求的变化；环境保 护意识的增强与可持续发展。1-6 论述先进制造技术提出的背景，各国和我国对先进制造技术发展战略如何？进入 80 年代以来，各国制造业面临复杂多变的外部环境：科学技术突飞猛进，供求关系变化频繁，产品更新日新 月异，各国经济与国际市场纵横交错，竞争对手林立等等。因此，当局和企业界都在寻求对策，以获取全球范围内竞 争优势。传统的制造技术已变的越来越不适应当今快速变化的环境，先进的制造技术，尤其是计算机技术和信息技术 在制造业中的广泛

47、应用，使人们正在或已经摆脱传统观念的束缚，跨入制造业的新纪元。先进制造技术 AMT就是在这种大环境下，美国根据本国制造业的挑战与机遇，对制造业存在的问题进行了深刻反 省，为了加强其制造业的竞争能力和促进贵民经济增长而提出来的。从技术的角度来看，以计算机为中心的新一代信 息技术的发展，使制造业技术达到了前所未有的新高度，先进制造技术是提出也是这种进程的反映。“先进制造技术”9这个专有名词一经提出，立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。美国的经济领导地位，无论在国内或国外，都面临着强烈的挑战。美国通过大量研究报告为美国制造业的发展勾 画蓝图。国家自然科学院和工程科学院、 白宫科技政策办

48、公室、国防部、商业部以及其他政府政府部门，都着手对制造业进行调查，以评估目前和近期的有多 大能力对付可能面临的竞争。国会也参与有关美国企业竞争危机的讨论，并通过立法，促进制造业和制造技术的发展 和进步。日本从第二次世界大战的战败国一跃成为世界经济强国，在许多重要领域把工业实力很强、科学技术先进的美国 和德国挤出了市场。 从1992年秋至1994年的大约两年时间内，IMS选择了六个试验项目开展为期两年的研究，以探讨实施的可能性。西欧制造业已明显受到来自美国和日本的压力，就连一向以产品质量技术高超而自豪的德国也不得不承认与日本 存在不小的差距。 1992 年由显赫的企业家和政治家们共通掀起了一场旨

49、在通过“欧共体统一市场法案”运动。这项法 案得到众多的支持。这些国家表明，为避免在工业上落后，他们是愿意在政治上付出代价的。我国制造技术经建国以来 40 余年的发展已形成脚完整的技术体系， 为国民经济发展所需各类机械产品的制造 提供基本的工艺技术，并取得了重要成就。然而与国外工业发达国家相比，仍存在着阶段性的差距。同时在 80 年代受 到“第三次浪潮”的影响，一度认为制造业进入了夕阳阶段，影响到制造技术的发展。近几年来对制造技术的发展获 得了重新认识，我国政府及有关领导对先进制造技术的发展给予了高度的关注。国家计委也十分重视先进制造技术的 发展，在“九五”期间实施了一批发展先进制造技术项目。1

50、-7 简述先进制造技术内涵、技术构成及特点。 先进制造技术在不同的发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成，对我国而言，它 是一个多层次的技术群。先进制造技术的内涵和层次及其技术构成包括: 基础技术；新型单元技术；集成技术。以上三个层次都是先进制造技术的组成部分，但其中每一个层次都不等于先进制造技术的全部。先进制造技术有以下特点：先进性；广泛性；实用性；系统性；动态性；集成性；技术与管理的更紧密结合；先 进制造技术强调的是实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。1-8 简述先进制造技术的技术分类及其具体有哪些先进制造技术。将目前各国掌握的制造技术系统化，对先进制造技术的研究

51、分为如下 4 大领域：现代设计技术。包括计算机辅助设计技术、性能优良设计基础技术、竞争优势创建技术、全寿命周期设计、可 持续发展产品设计、设计实验技术。 先进制造工艺。包括精密捷径铸造成型技术、精确高效塑性成形技术、优质高效焊接及切割技术、优质低耗洁 净热处理技术、高效高精密机械加工工艺、现代特种加工工艺、新型材料成型与加工工艺、优质洁净表面工程新技术、 快速模具制造技术、模拟制造成型加工技术。自动化技术。包括数控技术、工业机器人、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、传感技术、自动检测及信号识别技术、过程设备工况监测与控制。 系统管理技术。包括先进制造生产模式、集成管理模式

52、、生产组织方式。1- 9 结合杨叔子院士的观点分析先进制造技术的特点和发展趋势。先进制造技术是面向 21 世纪的技术系统，其目的是提高制造业的综合经济效益，赢得激烈的市场竞争。 人类已进入一个新的世纪，在新世纪中，制造业发展的重要特性是向全球化、网络化、模拟化方向发展。未来先 进制造技术的发展的总趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化方向发展。第二章 现代设计技术2- 1 试分析现代设计技术的内涵与特点并简述现代设计技术的体系结构。现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争（时间、质量、价格等）的需要，应用现代技术和科学知识，经过 设计人员创造性思维、规划和决策，制定可以用于制造的方案，

53、并使方案付诸实施的技术。特点：设计范畴的扩展化；设计手段的计算机化；设计过程的并行化；设计过程智能化；分析手段的精确化；多 种手段综合应用；强调设计的逻辑性和系统性；进行动态多变量的优化；强调产品的环保性；强调产品的宜人性；强 调用户参与；强调设计阶段的质量控制；设计和制造一体化；强调产品全寿命周期最优化。体系结构： 1、基础技术（主体技术） ： CAX 技术。 2、支持技术：设计方法学、可信任设计、试验设计技术。3、应用技术。2-2 决定产品（或企业）竞争力有哪些因素？ 质量：不仅满足用户功能要求还应以自身的特点满足用户的非物质功能方面的需求，符合有关法律、标准和生态 环境要求，安全性、可靠

54、性、合理的寿命、方便使用和维护保养并提供及时必要的用户培训、质量保证和维修服务。时间：设计开发的周期，供货的时间、方式、供货的数量、品种和方式等方面的适应能力。 10成本价格：产品成本、合理利润、一次性安装费用和经常性维持费用等。2-3 计算机辅助设计技术包括哪些主要内容？分析其中的关键技术？主要包括：有限元法；优化设计；计算机辅助设计；反求工程；技术；模糊智能CAD ；工程数据库。关键技术：计算机辅助设计，包括 CAD/CAE/CAM/CAPP/CAAP 等技术。2-4 简述并行设计内涵、特点、技术体系及其对制造业的影响。 并行设计是指集成地、平行地处理产品设计制造及其相关过程的系统方法。并

55、行设计要求产品的设计开发者一开 始就考虑产品整个生命周期（从概念设计到产品报废处理）的所有因素。特点：信息资源共享，即时交互和协同，系统集成。技术体系： 1.并行环境下的信息抽象与建模技术； 2.计算机辅助设计评价与决策 DFMA 与 RPM ；3.支持并行 设计的分布式计算机环境。 影响：并行设计改变了传统的串行工作方法，使得在设计阶段就可能有制造和营销服务人员的介入和彼此信息交 互。可以避免失误，减少反复，增强了综合协同，从而达到提高质量、缩短开发周期和降低成本的目的。可以预计并 行设计在今后的虚拟制造体系中将大有作为。2-5 叙述绿色设计的主要内容与原则。主要内容： 1.绿色产品设计的材

56、料选择与管理； 2.产品的可回收性设计； 3.产品的可拆卸性设计； 4.绿色产品的成 本分析； 5.绿色产品设计数据库。原则：产品在生命周期中符合环保、人类健康、能耗低资源利用率高。2-6 CAPP 有哪三种？请简述派生式 CAPP 的工作原理。派生式CAPP，创成型CAPP,综合型CAPP。 原理：它是利用成组技术将工艺设计对象按其相似性（例如，零件按其几何形状及工艺过程相似性；部件按其结 构功能和装配工艺相似性等）分类成组（簇） ,为每一组（簇）对象设计典型工艺,并建立典型工艺库。当为具体对象 设计工艺时, CAPP 系统按零件（部件或产品） 信息和分类编码检索相应的典型工艺,并根据具体对

57、象的结构和工艺要 求,修改典型工艺,直至满足实际生产的需要。2-7 分析 PDM 产生背景、内涵、主要功能及其结构组成。背景： 在 20 世纪的 60、70 年代,企业在其设计和生产过程中开始使用CAD 、CAM 等技术,新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而言,虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟,但都自成 体系,彼此之间缺少有效的信息共享和利用,形成所谓的 “信息孤岛 ”。在这种情况下,许多企业已经意识到：实现信 息的有序管理将成为在未来的竞争中保持领先的关键因素。产品数据管理（Product Data Management 简称 PDM ）正是在这一背景下运

58、行而生的一项新的管理思想和技术。内涵： 以软件 技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。 主要功能：电子仓库管理；文档管理；产品结构管理；产品配置管理；项目管理；用户与组织团队管理；工作流 与过程管理；系统集成；系统安全与权限管理；系统管理。结构组成：分为五层,即底层平台层、 PDM 核心服务层、 PDM 应用组件层、应用工具层和实施理念层。2- 8 简述 CAD/CAPP/CAE 及 PDM（C3P） 集成技术的技术思想。技术思想是：在开发制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成、资源集 成、过程集成、技术集成及人员集成

59、。第三章 先进制造工艺技术3- 1 简述先进制造工艺发展与特点。有哪几类零件成形方法？各自有哪些工艺内容？先进制造工艺技术就是机械制造工艺不断变化和发展后所形成的制造工艺技术,包括了常规工艺经优化后的工艺,以及不断出现和发展的新型加工方法。其主要技术体系由先进成形加工技术、现代表面工程技术等技术构成及先进制 造加工技术。特点：加工精度不断提高；加工速度得到提高；材料科学促进制造工艺变革；重大技术装备促进加工制造技术的 发展；优质清洁表面工程技术获得进一步发展；精密成形技术取得较大进展；热成形过程的计算机模拟技术研究有一 定发展。从总体发展趋势看,优质、高效、低耗、灵捷、洁净是机械制造业永恒的追

60、求目标,也是先进制造工艺技术 的发展目标。依据现代成形学的观点从物质的组织方式上,可把成形方式分为如下四类： 去除成形：它是运用分离的办法,把一部分材料（裕量材料）有序地从基体中分离出去而成形的办法。 受迫成形：它是利用材料的可成形性（如塑性等） ,在特定外围约束（边界约束或外力约束）下成形的方法。 堆积成形：它是运用合并与连接的办法,把材料（气、液、固相）有序地合并堆积起来的成形方法。11生成成形：是利用材料的活性进行成形的方法。3-2 分析高速超高速加工技术的产生背景及应用领域。产生背景： 随着数控机床、 加工中心、 柔性制造系统的发展 ,机械加工中的 “辅助工时 ”大为缩短 ,为了进一步