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第一章思考题1.柔性制造系统与刚性自动线有何不同及相同之处刚性自动线特点：设备和加工工艺固定,不灵活,只能加工一个零件,或几个相互类似的零件,即具有刚性。柔性制造系统：设备和加工工艺不固定,灵活,能加工多个零件,或几个相互类似的零件,具有柔性。2.举例说明FMS的基本组成、主要功能、适用范围基本组成：加工系统、物料储运系统、计算机控制系统主要功能：1.自动进行某一零件族零件的生产(数控机床承担自动制造任务)；2.自动运输、储存、交换物料（毛坯、工件、刀具等）；3.自动监视、自动补偿、自诊断等(刀具磨损、破损的监测等）；4.作业计划与调度功能。适用范围：1.产品类型2.零件类型据统计,约70%的FMS用于箱体类的非回转体加工,30%左右的FMS用于回转体的加工.3.材料类型FMS所加工的材料范围很广,但大多是加工铸铁件,其次是刚件和铝件。4.零件的品种与批量FMS适用于多品种,中小批量零件的生产FMS在各种加工方式中所处的地位3.FMM、FMC、FTL、FMS各自有何特点？它们相互关系如何？下面两个图示属于FMM、FMC、FTL、FMS中的哪一类？FMM特点:能独立运行,能承担由多种零件组成的混流作业计划,但不具备工件、刀具的供应管理功能，没有生产调度功能。FMC特点：由工件自动输送设备连接的2~3个FMM组成，能独立工作，具有一定的生产调度能力。FTL特点：是工艺设备按照所采用的工艺操作顺序布置时的FMC,适用于少品种、大批量生产。FMS特点：在FMC基础上增加必要的加工中心台数，配备完善的物料和刀具储运系统,通过计算机控制系统管理全部生产，具有实时控制能力。连杆加工柔性自动线柔性制造系统附加重点：FMC与FMS的区别？1、制造设备（单台多台）2、制造功能（某一种制造功能多种制造功能）3、制造规模（自动化制造孤岛与上位计算机联网并交换信息）2.制造自动化系统：一定范围的加工对象、一定柔性和自动化水平的各种设备、高素质的人构成的有机整体3.FMS的一般定义:1)是一个计算机控制的生产系统;2)系统采用半独立的数控机床;3)这些机床通过物料输送系统联成一体.4.目前FMS发展主要趋势：小型柔性制造单元成为热门高效率柔性制造线发展较快柔性系统向多功能方向发展系统集成是制造业发展所需5.FMS的分类(一)按FMS承担的制造任务分类：柔性加工系统柔性装配系统柔性检测系统(二)按机床与物料输送系统的组合方式分类，柔性零件加工系统分三类：柔性制造模块（FMM）柔性制造单元（FMC）（柔性自动线(FTL)）柔性制造系统（FMS）(三)按物料输送路线的布置方式分类，FMS分三类：1、直线型FMS2、环路型FMS3、机器人型FMS6.FTL与刚性自动线类似处：加工过程有一定的生产节拍，工件沿一定的方向顺序输送不同处：FML多采用多轴主轴箱式加工中心,当工件变换时,各机床主轴箱可自动进行相应的更换.同时调入相应的数控程序,即有“柔性”.7.据统计,约70%的FMS用于箱体类的非回转体加工,30%左右的FMS用于回转体的加工.原因：箱体类零件平面、孔可同时加工；箱体类零件容易装载和输送；箱体类零件容易获得所需的加工精度；箱体类零件加工采用FMS容易收益第二章思考题1.FMS中的机床特征具有高的柔性综合加工能力强，生产效率高结构布局便于工件自动交换有大容量刀库或辅助刀库高性能容易控制具有自保护装置和能力具有必要的辅助设备2.互替机床与互补机床各自有何特点？互替机床：纳入系统的机床可互相代替*柔性高*工艺范围宽*并连环节，可靠性高*机床技术利用率低*生产率低*价格高互补机床：纳入系统的机床是互相补充的，各自完成某些特定的工序，各机床之间不能互相取代，工件在一定程度上必须按顺序经过工位*机床技术利用率高*生产率提高*价格较低*柔性较低*工艺范围较窄*串联环节，可靠性低3.加工中心的哪些功能对FMS的设计和运行有重要影响？为什么？（1）刀具存储与自动换刀刀库容量（关系到混流加工零件种类多少）存储刀具的最大直径、长度、重量（关系到可加工工件的规格）换刀可靠性（影响系统可靠性）换刀速度（直接影响生产效率）（2）工件自动交换（3）工件找正、刀具监测(接触传感器作用)4.车削中心的概念及其结构特点和工艺特点？车削中心：是一种高精度、高效率的自动化机床，它的主体是数控车床，同时兼备车削和铣削等加工能力，具有自动交换刀具和工件的功能，能对多种工件实施柔性自动加工车削中心的主要结构特点（1）主传动系统*主传动系统与数控机床基本相同，采用直流或交流主轴电机——带传动和主轴箱内的变速齿轮——主轴旋转*增加主轴的数控轴（C轴）的坐标功能,实现车削/铣削状态转换（2）刀架及自动换刀装置*回转刀架：在数控车床回转刀架基础上，使工具旋转。工艺特点一、多轴数控加工二、加工综合化三、加工节奏快5.熟悉教材P78“加工轿车铝车轮的车削中心”。（附加：图4-13、4-14、4-15）第二章额外1、FMS中的机床配置形式加工零件类型机床配置箱体类CNC加工中心回转体类CNC车削中心、CNC磨床箱体类+回转体类CNC加工中心+CNC车削中心特殊类专用CNC机床2、加工中心固定刀库的四种常见形式（1）盘式刀库（2）链式刀库（3）盒式刀库（4）架式刀库第三章思考题1、FMS对刀具有何要求及其对策?一、控制刀具的数量1产品设计模块化和标准化2刀具设计模块化和标准化3采用复合刀具和多刃刀具4充分利用机床的数控功能二、刀具自动交换*常规刀具自动交换采用机械手完成*超常刀具自动交换：刀体安装于主轴上，刀具变换只需交换刀头三、高可靠性*采用不重磨刀具2、简述刀具管理系统的任务及运作过程。采购刀具计划刀具数据管理刀具计划刀具供应1）.制定刀具准备计划2）.刀具准备及供应3.）刀具入库3、熟悉刀具管理系统的设备组成。⑴管理站⑵零件柜⑶刀具组装站⑷刀具预调仪⑸刀具缓冲站⑹加工中心盘形刀库⑺NC车床回转刀架⑻换刀机械手⑼备用刀具库⑽盘形刀库交换器⑾读写器⑿盘形刀库用托盘⒀控制器⒁夹具调整装置(15)中央刀库(16)刀具立体仓库4、掌握主要刀具识别与刀具预调方法。一、编码环刀具识别系统*编码环安装于刀柄尾部*凸、凹两种圆环面代表“1”和“0”*凸、凹两种圆环面的不同排列形成刀具码*读码器与编码环接触识别刀具码*可靠性差，寿命短二、条形码刀具识别系统*条形码与刀具编码一一对应*条形码阅读器扫描条形码*不易修改信息，信息量小三、标识块识别系统(ID系统)*标识块：与被标识的物料固联，存储该物料的信息*读写器：通过读写器向标识块写入或读出信息*识别控制单元：标识块识别系统与可编程控制器或上位计算机的接口优缺点*抗环境污染能力强*存储的信息量大*可重复存储数据标识块识别系统应用*检测线上将检测数据写入标识块*出库线上从标识块读出产品名称，规格等数据*装配线上把下道工序的作业数据写入标识块标识块刀具识别系统*标识块一般安装在刀柄上*标识块数据可重写，且保存时间长刀具预调：*进行工件加工的刀具都要进行预调*根据加工要求确定刀具的预调参数，测量其实际的刀具长度和直径等，将数据输入系统*测得的刀具补偿值提供给机床控制器5、刀具监控方法有那些?一、刀具直接监控1.图象匹配法(CCD)2.接触法(接触传感器等)二、刀具间接监控1.工件表面质量监测（激光传感器）2.切削温度监测（热电偶）3.超声波监测（超声波换能器和接受器）4.振动监测（振动传感器）5.切削力监测（应变力传感器）6.功率监测（功率传感器）7.声发射监测（声发射传感器）声发射（AcousticEmission,AE）：固体因变形或破坏而释放出能量，并转变为超声波向四周传播的现象。6、试举例说明你学习过的哪些技术可应用于FMS刀具管理系统？附加刀具预调仪1.刀具定位机构——刀具预调仪主轴*回转精度高*与刀柄锥面接触好*带拉紧刀柄机构*主轴的轴向尺寸基准面与机床主轴相同*主轴中心线对测量轴z、x平行度、垂直度等要求高2.测头部分*接触式测头：千分表直接测刀齿最高点测量精度：（0.002-0.01）mm直观，易损伤表头、刀具切削刃*非接触式测量：显微投影仪测量精度0.005mm可综合检查刃部质量3.测量数据处理刀具预调仪上配置计算机及附属装置，可存储、输出、打印预调数据，并将数据输送给系统。方案一优点：1）有备用刀具组2）有备用机床3）刀具传送系统简单缺点：1）刀具需求量大2）机床重复存储NC程序3）要求机床刀库容量大方案二优点：1）有备用刀具2）每个NC程序只存储在一台机床上3）刀具传送系统简单缺点：1）需有一组以上相同刀具2）无备用机床方案三优点：1）有备用刀具组2）每个NC程序只存储在一台机床上3）对机床刀具库容量要求低4）更换机床刀库中的刀具可形成备用机床缺点：需有较复杂的刀具储存与管理系统方案四优点：1）有备用刀具组2）每个NC程序只存储在一台机床上3）对机床刀具库容量要求4）更换机床刀库中的刀具可形成备用机床5）相对前三种策略，刀具数量少，成本降低6）相对前三种策略，有利于刀具维护*刀具子集：易于断裂的刀具以备用替代刀具：为零件替代工艺计划提供的刀具缺点：需有较复杂的刀具储存与管理系统第四章思考题1、机器人与机械手有何不同?机械手模拟人手和臂动作的机电系统,无自主能力，附属于主机设备动作相对简单只能做固定程序控制的重复性动作机器人具有独立的机械机构和控制系统具有高度的自主能力可实现复杂运动和任意定位可根据需要进行重复编程2、机器人由几个子系统构成?执行系统驱动系统控制系统检测系统3、工业机器人分类方法有哪些?按控制系统分类按驱动方式分类按抓举重量和动作范围分类按运动方式分按结构形式分类笛卡儿坐标机器人（直角坐标机器人）*适用于高精度装配领域圆柱坐标型机器人*使用于着色、定位和工件装载等场合球坐标型机器人*适用于焊接等场合关节型*使用于常规场合4、举例说明工业机器人在物料搬运中的应用.1.自动堆垛系统2.物料供给系统5、举例说明工业机器人在加工制造中的应用.1焊接2切割3喷漆4涂敷6.工业机器人的选用要点(教材).第五章思考题1、自动化仓库的主要功能是什么?1物料存储2定时控制物料流动3准确统计库存物料的种类、规格、数量4对物流和制造实施统一管理5为上层管理系统提供必要的信息6在计算机信息管理系统支持下，实现订货、生产计划、物料控制的集成2、有几种自动化仓库?试介绍固定式自动化仓库的结构.1.固定式自动仓库1货架2堆垛机（自动巷道车）3进出库作业站4载货工具5进出库控制装置2.循环式自动仓库1水平循环自动仓库2垂直循环自动仓库3多层水平循环自动仓库3、自动化物料传送设备有哪些?各自有什么特点?一、传送机传送机特点：*控制相对简单*具有连续输送的能力，单位时间内输送量大*传送设备造价低廉*实施的技术要求低、维护方便*工件（或托盘）定位准确性差二、有轨小车特点:*移动速度快,行走平稳,定位精确*承载能力大,适合搬运笨重零件*控制系统相对简便,可靠性高,成本低易维护*运输路径柔性不高,一般适合在直线布局的系统中采用三、自动导向小车（AutomaticGuideVehicle,AGV)定义:具有电磁或光学的自动导向装置,可以沿着事先预定的路径运行,具有依据应用需求编程及选择停靠点等特殊功能的运输小车.特点*具有良好的柔性*可减少劳动力需求和提高生产率*不同的AGV能够在同一个系统中运行*系统中个别AGV不能正常工作,系统也不会瘫痪*系统容易扩展*提高了产品设备运输的安全性*占用空间少*耗能少,运行噪音低*容易安装,维护方便*易于与其它自动化系统集成4、AGV常用的制导方式有哪些?简述其原理.（见书）1电磁制导2激光制导*特点:对地面无特殊要求3光反射制导4标记跟踪制导5磁制导6三面直角棱镜制导7外景识别制导5、FMS选用AGV时应考虑的主要指标有哪些？外形尺寸载重量运行速度转弯半径蓄电池电压及每两次充电之间的平均寿命安全设备载物平台的结构控制方式定位方式兼容的控制计算机类型6、试介绍一个采用了自动化仓库和