柔性制造重点整理

本课程出现的常见英文缩写的中文含义和英文全拼。FMC：FlexibleManufacturingCell柔性制造单元CIM：ComputerIntegratedManufacturing计算机集成制造DNC：Distributed/DirectNumericalControl分布数字控制/直接数字控制CAD/CAM：ComputerAidedDesign/ComputerAidedManufacturing计算机辅助设计/计算机辅助制造IM：IntelligentManufacturing智能制造OPC：OLEforProcessControl用于过程控制的OLEAGV：AutomatedGuidedVehicle自动导向小车CNC：Computernumericalcontrol计算机数控CAPP：ComputerAidedProcessPlanning计算机辅助工艺过程设计PDM：ProductDataManagement产品数据管理FMS：FlexibleManufacturingSystem，柔性制造系统FTL：FlexibleTransferLine，“柔性自动线”或“柔性生产线”CIMS：ComputerIntegratedManufacturingSystem或ContemporaryIntegratedManufacturingSystem“计算机集成制造系统”或“现代集成制造系统”JIT：JustInTime，准时生产AM：AgileManufacturing，敏捷制造MC：MachiningCenter，加工中心第二章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RS－232C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DNC、FMS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。（1）专用网络：美国AB公司DATA－HIGHWAY（DH）和DATA－HIGHWAYPLUS网络（DH+）。（2）MAP网和工业以太网FANUC、Simens、AB等。（3）现场总线（FieldBus结构简单、协议直观；价格低廉、性能稳定；实时性较高，抗干扰能力强，适用与工业现场通信））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。例如计算机网络与RS-232C、RS422、RS485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？1、良好的通信功能。可以通信联网的数控设备多，速率高；传送方式多样，可一次传送、逐次传送、同时传送。2、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；2、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；3、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；4、无人运转功能。实现夜间的无人操作。第三章1、FMS的基本定义、组成和功能是什么？它的基本布局形式有哪些？定义：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。组成：第一部分硬件系统，制造设备：数控加工设备（如加工中心）、测量机、清洗机等；

自动化储运设备：传送带、有轨小车、AGV、搬运机器人、立体库、中央托盘库、物料或刀具装卸站、中央刀库等；计算机控制系统及网络通信系统第二部分软件系统，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）管理控制系统等功能：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。基本布局形式：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，钣金加工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；2、在FMS中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。（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

引导方式：直接坐标导引技术、电磁导引技术、磁条导引技术、光发射引导式、光学导引技术、激光导引技术、激光导引技术、图象识别导引技术、GPS（全球定位系统）导航技术。类型：按照导引原理的不同，分为固定路径导引和自由路径导引两大类型。

按照结构不同，AGV分为无人搬运车、无人牵引车和无人叉车。

驱动形式：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。6、FMS控制系统的组成和主要功能是什么？组成：单元控制器，工作站控制器，设备级控制器单元控制器是FMS控制系统软件的核心，它在FMS运行管理中起着十分重要的作用。一个FMS性能的高低、功能的强弱在某种意义上取决于单元控制的功能。单元控制器的基本功能包括：单元控制系统的通信管理、系统运行历史资料的管理、单元控制系统的总控管理、单元控制系统的起停控制、生产运行监控（视）、作业计划的实时动态调度、系统资源的控制与管理、系统刀具、物料的配置管理与实时动态调度、系统故障的在线诊断与处理、数控程序的传送与管理。这些功能通常按照一定的生产控制逻辑和时序组成几个功能性的子系统来实现。工作站控制器：刀具工作站控制系统；物料工作站控制系统；制造工作站控制系统如果FMS体系结构总中没有设置工作站级，工作站控制器的功能通常被分配到单元控制器上和（或）设备控制器上。设备级控制器：设备控制器通常是由设备制造商提供，运行在设备控制机上，如NC、CNC等。设备控制器的主要功能是对设备进行控制和管理，实现相应的功能，对于集成到FMS中的设备还必须实现FMS接口功能。7、请详细描述FMS控制系统对物料储运系统的控制模型柔性制造系统中物料传送系统就是把各工作站联接起来，实现物料传送的自动化系统。物料储运系统的功能由工作站控制器实现，如果FMS体系结构总中没有设置工作站级，物料储运系统的功能通常被分配到单元控制器上。补充OPC的定义、优势、三种通讯方式OPC----用于过程控制的OLE，它定义了工业客户机和服务器之间进行数据交换的工业标准；是基于Microsoft的OLE(ActiveX),ComponentObjectModel（COM）&Distributed(DOCM),XML&Internet以及.NET技术；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。

通讯方式：1）同步方式读写：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。2）异步方式读写：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。3）订阅：服务器定期向客户端发送更新数据。若相邻两个采集点的数据变化未超过死区范围，则本次更新数据不发送。四种路径网络的优缺点导引路径布局规划设计难度控制难度运行效率适用的系统规模单循环路径布局高简单低不限串级配置导引路径布局高简单低不限双向导引路径网络布局简单高高小规模单向导引路径网络布局适中适中较高不限FMS实时调动的调动循环图、调动的关系，状态集合1）每个活动状态集为：就绪、排队、激发、运行、结束、等待。活动状态转换过程是一个固定循环，称为活动状态周期。常态：排队，运行，等待瞬态：就绪，激活，结束2）调动关系①活动发生受到各元素属性的限制，同时活动的