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中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点制造系统自动化第一章绪论1，在制造系统中采用自动化技术，可以提高劳动生产率，缩短生产周期，提高产品质量，提高经济效益，降低劳动强度，改善制造系统响应市场变化的能力，提高市场竞争力，带动相关学科的发展2，机械可以实现运动，能量，信息的传递3，自动化系统：自动化系统是自动地实现某种功能的有机整体，这一整体实际上是自动地实现了物料的流动与变换，能量的传递与转换和信息的传输与交换4，机械制造系统自动化是机械制造系统用某种控制方法和手段，通过执行机构来实现其功能，使其按预先规定的程序自动地进行操作，而无需人直接干预的过程。5，机械制造系统的基本要素包括：被控制对象，执行元器件，检测元器件，调节控制装置等，6，对机械制造系统自动化而言，其自动化主要体现在物流，能量流和信息流的传递与转换上。7，机械制造系统自动化的分类：刚性自动化系统，柔性自动化系统8，一个自动化制造系统由机械加工自动化等八个子系统组成:1)毛坯制备自动化子系统中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点2)热处理过程自动化子系统3)储运过程自动化子系统4)机械加工自动化子系统5)装配过程自动化子系统6)辅助过程自动化子系统7)质量控制自动化子系统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立1，生命周期：指一个系统总有一个确定的开始时间和终止时间，这个从开始到终了的时间称为系统的生命周期2，寿命：是指系统或产品出厂或投入使用后至产品报废的不再使用的时间区间3，生命周期4，是个时间概念，它在整个周期内可以分为四个阶段：1)建立期（工程启动阶段）2)实现期（工程研制阶段）3)运行期（工程运行阶段）4)终止期（工程终止阶段5，如何判断其机，电两系统是否等效，则采取分别建立两系统的数学模型，并求其传递函数来判断其等效性中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点注：必须对两系统所对应的参数进行准确的量化标定6，夹具采用一面两销定位的随行夹具，零件在随行夹具上采用螺旋自动夹紧装置，随行夹具与机床的相对位置采用两弹性锥销定位，气动夹紧。随行夹具位置定位精度为0.02mm7，生产节拍的确定生产节拍的确定需要根据每个工位内的机械加工时间，可以大概定为55min第三章制造过程自动化控制系统1，简单的控制系统是由控制器，执行机构，被控对象及检测与转换装置所构成的整体1)检测与转换装置用于将检测被控量，并将检测到的信号转换为标准信号输出，例如热电阻，热电偶，压力传感器和液位传感器2)控制装置用于将检测装置输出信号与设定值进行比较，按一定的控制规律对其偏差信号进行运算，运算结果输出到执行机构，例如温度、压力、液位控制器3)执行机构是控制系统环路中的最终元件，直接用于控制操作变量变化，驱动被控对象运动，从而使被控量发生变化，常用的执行元件有电动机，液压马达，液压缸中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点4)被控对象是控制系统所要操纵和控制的对象，例如换热器，泵和液位储罐2，控制系统的基本类型1)按给定量规律分类a)恒值控制系统在这种系统中，系统的给定输入量是恒值，它要求在扰动存在的情况下，输出量保持恒定，因此其设计重点是要求具有良好的抗扰动性能b)程序控制系统输入量是已知的时间函数，将输入量按其变化规律编成程序，由程序发出控制指令，系统按照控制指令的要求运动c)随动系统这种系统的给定量时间的未知函数，即给定量的变换规律事先无法准确确定。但要求输出量能够准确，快速复现瞬时给定值，这是分析设计该系统的重点2)按控制方式分类中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点a)开环控制系统开环控制系统的特点是系统的输入与输出信号之间没有反馈回路，输出信号对控制系统无影响。开环控制系统结构简单，适用于系统结构参数稳定，没有扰动或扰动很小的场合b)闭环控制系统系统的输出量对控制作用有直接影响的系统。3，对控制系统的性能要求工程上通常从稳定性，准确性，快速性三个方面来评价控制系统的总体精度1）稳定性：指系统在动态过程中的振荡和系统重新恢复平衡工作状态的能力。是保证系统正常工作的前提2）准确性:是就系统过渡到新的平衡工作状态后，或系统受到干扰重新恢复平衡后，最终保持的精度而言，它反映动态过程后期的性能。一般用稳态误差来衡量，具体指系统稳定后的实际输出与理想输出间的差值3）快速性：是就动态过程持续时间的长短而言，指输出量和输入量产生偏差时，系统消除这种偏差的快慢程度，用于表征系统的动态性中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点能4，伺服电动机伺服电动机也称执行电动机，在信号来到之前，转子静止不动，信号来到之后，转子立即转动；信号消失之后，转子又能即时自行停转。由于其“伺服”性能，因而将这种控制性能较好，功率不大的电动机称作伺服电动机。按其电流种类，分为直流和交流两种，它们的最大特点是转矩和转速受信号电压控制，与普通电动机相比有如下特点a)调速范围宽，伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽范围内连续调节b)转子的惯性小，响应快，随控制电压改变反应灵敏，能实现迅速启动，停转c)控制功率小，过载能力强，可靠性好交流和直流伺服电动机的性能比较a)从机械特性和调节特性看，直流伺服电动机的机械特性和调节特性均为线性，交流为非线性，一般来说，特性的非线性越大，系统的动态精度越低b)从体积、质量和效率看，交流较直流体积大，质量大，效率低。所以交流只适用于小功率系统，直流普遍用于大功率控制系统中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点c)从动态响应看，动态响应的快速性常以机电时间常数来衡量，交流和直流的机电时间常数相差不大d)从自转现象看，在参数选择不当或制造工艺上有缺陷时，交流会在单相状态下产生“自转”现象，而直流无自转现象e)从电刷和换向器的滑动接触看，直流因有电刷和换向器，故结构复杂，制造麻烦，稳定性受影响，运行和维护有困难，使用场合受限。两相交流换结构简单，运行可靠，维护方便，宜在不易检修的场合使用f)从放大器装置看，直流放大器会影响系统工作的精度和稳定性，且直流放大器的体积和质量要比交流的大，这是直流伺服系统的缺点5，步进电动机步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电动机分类a)VR型。磁阻反应式步进电动机b)PM型。永磁型步进电动机c)混合（HB）型6，执行装置的特点与性能中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点1）电动执行装置（重点）优点：a)以电源为能源，在大多数情况下容易得到b)容易控制c)可靠性、稳定性和环境适应性好d)与计算机等控制装置的接口简缺点:a)在多数情况下，为了实现一定的旋转运动或者直线运动，必须使用齿轮等运动传递和变换机构b)容易受载荷的影响c)获得大功率比较困难2）液压执行装置优点：a)容易获得大功率b)功率/质量比大，可以减小执行装置的体积c)刚度高，能够实现高速高精度的位置控制d)通过流量控制可以实现无级变速缺点：中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点a)必须对油的温度和污染进行控制，稳定性差b)有因漏油而发生火灾的危险c)液压油源和进油，回油管路等附属设备占空间较大3）气动执行装置优点：a)利用气缸可以实现高速直线转动b)利用空气的可压缩性容易实现缓冲控制c)无火灾危险和环境污染d)系统结构简单，价格低缺点：a)由于空气的可压缩怀，高精度的位置控制和速度控制比较困难b)虽然撞停等简单动作速度较高，但在任意位置上停止的动作速度慢c)能量效率较低中南大学-机械制造系制造系统自动化课程考试复习要点第四章物料传输自动化1，物流的基本任务是完成物资的储存和运输2，按物料的形状，结构分类，固体物料又可分为件料（如齿轮毛坯、轴承内外环毛坯等）和散料3，(重点)大中型工件的自动定向一般采用专门的机械手（机械人）或起重设备实现。小型件料的自动定向一般是靠自动传输系统中专用定向机构和装置在物料的传输过程中完成的，例如在自动上料的料斗式上料装置中都设有零件的自动定向机构，以完成件料的自动定向4，自动定向方法基本有两种：剔除法和矫正法