哈工大制造系统自动化技术考试范围

1、第一章简介1.机械制造、机械、系统、自动化、机械制造系统自动化的定义是什么？机械制造：将材料或毛坯加工为零件部件或产品的过程。机械：由允许运动、能量、信息传递或转换的构件组成的机械、设备或仪器。系统：结合成相互关系、相互依存、相互约束和相互作用的多个组件，是具有特定功能的有机整体。自动化：通过执行机构，使用特定的控制方法和方法，根据预定义的过程自动执行任务，而无需用户直接干预。机器制造系统自动化：机器系统通过运行机制，使其按照预定义的程序自动工作，而无需人的直接干预，从而使用某种控制方法和手段来执行其功能。系统的共同特征是什么？1.目的2 .集合3 .相关性4。第5层。环境适应性机械制造系统的

2、基本要素？受控执行部件测试部件调整控制装置4.机械制造自动化的发展分为哪四个阶段，各自的特点是什么？步骤1:刚性自动化装置，机器控制方法40-50年代初期，以批量生产为主的刚性自动化系统和刚性自动化独立执行型以生产率高的刚性结构为特征，固定产品固定生产节拍，难以实现生产产品的变化。步骤2:数控技术，单机数控20世纪50-60年代中期，应用了多种、中小型批量生产的NC (NC)和计算机数控(CNC)技术。其特点是灵活性和处理质量优秀，可以应用编程技术改变生产产品。步骤3:灵活的自动化20世纪60-80年代中期，应用了灵活的制造技术进行多种、中小批量生产。可扩展制造单元(FMC)、可扩展制造系统(

3、FMS)和可扩展处理线(FML)。特点是高灵活性、质量和效率。步骤4:计算机集成制造，智能集成自动化从20世纪80年代到现在，面临多种、中小批量生产。此技术包括计算机集成制造系统(CIMS)、计算机集成制造(CIM)、智能制造、并行工程、敏捷制造、和其特点是更广泛的适应性和灵活性，更全面的技术，更多的学科领域，更广泛的领域。自动化开发取决于几个因素？(1)客观要求是自动化开发的前提(2)基础理论研究是自动化发展的基础。(3)科学技术的发展保障了自动化的发展6.当前制造自动化发展的主要趋势是什么？(1)制造灵活性(2)制造网络(3)制造虚拟化(4)制造智能(5)制造全球化(6)制造绿色自动化制造

4、系统可分为哪八个子系统？1)空白准备自动化子系统2)热处理工艺自动化子系统3)储运过程自动化子系统4)加工自动化子系统5)装配过程自动化子系统6)辅助流程自动化子系统7)质量管理自动化子系统8)系统控制自动化子系统第二章机械制造自动化系统的建设1.什么是系统的生命周期？包括哪四个阶段？生命周期：从产品或系统提出构建或改造到系统未运行或被新系统替换之间的结束时间。阶段4:设立期、实现期、运营期、终止期2.结合逐步说明系统构建过程的示例。系统分析和系统设计的基本原则是什么？系统分析：(1)内部条件与外部条件匹配(2)当前和长期利益相结合(3)整体利益与区域利益相结合(4)定量分析与定性分析相结合系

5、统设计：(1)全系统最优原理(2)大概率事件的原则(3)重复，慎重处理需求原则(4)目标函数精度原则(5)充分把握信息的原则(6)继承和理解吸收原则(7)最大利益原则(8)尽可能简化的原则(9)尽可能定量的原则(10)动态设计原则(11)多学科知识和技术综合应用的原则(12)具有法律概念的原则。模型的概念是什么？建模的方法有几种？建模的原则和注意事项是什么？模型是客观实体系统的特征要素、相关信息和变异规律的抽象表现。反映系统的某些必需属性，这些属性描述了物理系统中要素之间的相互关系以及系统与环境之间的相互作用。建模方法：机构建模方法：一般特殊推理演绎法实验建模方法：特殊的一般逻辑归纳法综合建模

6、方法：有机结合建模原理：简洁；准确性可靠性实用性注意：目的必须明确。方法要得当。结果需要验证5.自动化系统计算机仿真的基本内容和步骤3？建立系统的数学模型，并将数学模型输入电脑，以达到分析、研究、设计系统或讲师的目的。1)建模阶段2)模型转换阶段3)模型测试阶段可靠性计算，可靠性分配计算。7.系统可靠性分配应遵循哪些原则？1)主要子系统，可靠性指标要高。2)可靠性指标可能更高的高可靠性子系统；3)服务，不容易更换的子系统，可靠性指标可能更高；4)易受高可靠性指标工作环境影响的子系统；5)结构复杂，难以确保高可靠性子系统，可靠性指标应低。6)对于对系统稳定性影响不大的子系统，可靠性指标应该有些低

7、。整体原则：对整个系统的可靠性有重大影响，对确保系统性能有重要作用，完成执行任务的可靠性高、可靠性高的要求构成的子系统易于实现，反之则可靠性低第三章制造过程自动化控制系统1.控制系统通常由哪些部分组成？结合实例绘制控制系统框图。简单的控制系统由控制器、执行机构、控制对象和检测和转换设备组成。分析了图3-11、3-13中控制系统的工作原理。根据控制块图描述控制过程。教材P50分析图3-26和3-31的工作原理。教材P62交流和直流伺服电动机的性能在哪六个方面进行比较？(1)机械特性和调整特性(2)体积、重量和效率(3)动态响应(4)“自转”现象(5)刷子和换向器的滑动接触(6)放大器装置根据计算

8、机数字控制系统的配置和分类进行尝试。配置：(1)硬件部分：主机参数检查和输出驱动器I/O通道人机交互设备。(2)软件部分：系统软件应用软件根据功能和结构特征分类：v数据收集和处理系统v直接数字控制系统(DDC)v监督控制系统(SCC)v分布式控制系统(DCS)v现场总线控制系统(FCS)6.DNC系统配置和主要功能？主要功能：(1)程序双向通信功能(2)信息收集功能：RS-232协议的串行模式TCP/IP协议的以太网模式各种总线模式(3)与生产管理系统集成的能力(4) NC程序管理功能：内容管理版本控制流程控制管理程序内部信息管理设定权限(5)与PDM系统集成的功能7.介绍了企业多级分布式计算

9、机控制系统的一般结构和各级的功能。第一级计算机控制：也称为工作站级。这台分级计算机专门负责控制生产工艺，并与辅助计算机通信。第二级计算机控制：也称为单位级控制。主要功能是在控制下协调低级计算机操作，收集各机床和观察点的操作数据，依次向各处理过程的观察点传送指令，向单个机器计算机发送或接收信息。第三级计算机控制：也称为车间级控制。在工厂(工厂)的各个部分收集、聚合生产数据，并及时向相关部门报告。四级计算机控制：也称为工厂级控制。这个等级的计算机收集和编制工厂所属的各个工厂(分厂)的数据，统筹各分厂及整个工厂的工作，完成原材料价格分析、生产历史、管理报告、经济指标会计等任务，实现对整个系统的综合管

10、理和自动化控制。第四章物料传输自动化1、料号的方向、地点、定量及识别与追踪的作用与方式为何？方向：排列杂乱无序的物质以确定姿势和方向的过程方法：手动完成；自动定向：卷边和补偿方法。地点：物料在加工或发运地点保持正确的地点方法：加工站、工件位置夹具；传输中的专用定位装置定量：粉末一般量化为重量、容量(身体)产品等。项目经常以计数方式量化。识别与追踪：料号的自动识别是决定原物料流程的主要特性，无需手动介入。方法：材料信息可通过声音、光、磁、电子等各种介质获取。具体实施的时候，就是在生产的核心部分配置自动识别装置。通过计算机网络系统传输和统一处理从每个小区获取的信息。您可以在整个生产流程中跟踪有关物

11、料的信息。2、线圈和杆装置由多种样式组成，为什么(教材P92)线圈：1)杠杆馈线结构；2)珠馈线结构；3)滚筒给料机结构；负载：无供给恰克：自重供给方式；锤供应方法；摩擦轮供应方法；使用供应卡盘：锤凸轮供应方法；弹簧凸轮供给方法；圆盘凸轮供给法圆柱凸轮供给法；个别电动机供应方法；气缸供应方法；汽缸供给方法。有3、45号钢、长度、直径D=40mm、两个倒角大小为245的圆柱工件。将使用家庭自重滚动方式。选择油罐材料，并确定槽宽。工件的直径达到10mm时，能发送到自重吗？(2009年模拟问题)4、展示自动导向汽车如何实现自动导向的例子。自动导向卡(AGV):自动制造系统中使用的大多数AGV都是磁感

12、应AGV。下图是同时搬运两个工件的AGV，它由运载汽车、地下电缆和控制器三部分组成。以感应电动线4为中心，装有与感应线垂直的平面上的弓天线3的感应原理：汽车。感应线通过交变电流产生交变磁场。如果天线3偏离感应线的任一侧，则天线2对称线圈的感应电压存在差异，错误信号放大，驱动左右马达2。左右马达存在速度差异，并且通过驱动轮1反转电动车方向，使引导线重新位于天线中心，直到故障信号为零。5、简述了工业机械手的主要设计要求。1、手的设计要求(1)手要有足够的夹紧力(2)夹紧范围必须适合工件(3)夹紧精度要高(4)夹紧动作要快、灵活(5)结构简单、结实、自重、容易磨损的地方应易于更换，安装在手腕或手臂上

13、，更换要快。2、手腕设计要求(1)选择腕部自由度(2)手腕的动作要灵活、自我重要、轻盈(3)手腕运动的位置要确定3、手臂设计要求(1)手臂要搬运能力大、结实、自重(2)手臂运动速度要高，惯性要小(3)手臂动作要灵活(4)位置准确度要高6、材料传输机器人末端效应器的几种主要类型，分别是原理和特性？根据结构可以大幅度划分：(1)钳取手；(2)吸附捡拾手；(3)专用操作员和转换器；(4)仿生多指灵巧手。(1)钳接手：用手指的开闭动作钳住东西。在这里，弹性爪夹紧物体的抓地力由弹性元件提供，摆动爪的运动状态围绕固定轴摆动，平移爪的运动状态变换。(2)吸附拣选器：气体分离和磁吸附。起落式充电手利用吸盘内压

14、力和大气压力之间的压差工作，结构简单，吸附力均匀。磁性吸波器是利用电磁铁供电后产生的电磁吸波，因此只对铁磁物体起作用，对不允许残留磁性的部件禁止使用。7、说明了机器人在供应自动化中的应用。纸浆成品及铸锻移动；CONSIGHT波段视觉处理系统8、自动化仓库由几个部分组成？其中自动化仓库的机械设备包括哪些设备和设备？自动化仓库包括三大类别：土木设施、机械设施、电气设施。机械设备通常包括存储机、搬运机、输送机、车床、托盘或容器等设备。第五章自动检测监控系统1.简述了测试监控子系统在制造自动化系统中的作用和功能。1)确保整个系统按设置的操作顺序运行。2)确保系统生产的产品符合质量要求。3)防止系统组件

15、异常或流程错误引起的事故。4)监控和分析系统运行状态的发展趋势。5)分析和诊断发生的故障。2.说明测试监视基本单元的配置及其各个部分的主要作用。1)在设备和辅助设备的选定部分安装相应的传感器，以检测设备和生产过程的状态信息。2)传感器输出的信号振幅很小，有很多噪声和干扰信号，因此需要进行信号放大、滤波、甚至整形等预处理。3)将模拟信号输入计算机的数据收集接口、模数转换、数据格式转换等信号数据转换为计算机可接受的格式。4)输入到计算机的信号是多个因素综合作用的结果，因此很难直接用于被监视对象的状态识别，计算机根据需要使用该信号处理方法从输入的信号中提取特征被监视对象状态变化的唯一值。5)状态判别模块根据相应的判别策略和方法处理输入的状态特征值(如果是智能方法，则需要对相关算法进行学习训练)，推导被监视项目的状态，然后将其传递给推理引擎。6)推理引擎根据系统的初始状态和相关知识和数据做出最终决定，将处理结果和相关信息报告给系统管理计算机，如果需要对系统进行反馈控制和调整，则向执行机构发出控制命令和相关参数。3.传感器的I/o特性包括什么？在设计或使用各自的意义和传感器时，如何考虑这些特性？传感器的输入和输出特性包括灵敏度、线性、滞后和运动特性。1)灵敏度：正常状态下传感器输出与输入量的比率。一般