测试技术与仪器

制造系统自动化技术(A)试 题

哈工大 2007 年 春 季学期

一、当前制造自动化发展的主要趋势有哪几“化”？（6分）

答：1) 制造敏捷化（1分）； 2) 制造网络化（1分）； 3) 制造虚拟化（1

分）； 4) 制造智能化（1分）； 5) 制造全球化（1分）；6) 制造绿色化（1分）。

二、系统分析的基本原则是什么？（8分）

答：1) 内部条件与外部条件相符合（2分）；2) 当前与长远利益相结合（2分）；3) 整体效益和局部效益相结合（2分）；4) 定量分析与定性分析相结合（2分）。

三、控制系统一般由哪几部分组成? 各部分功用如何? （8分）

答：控制系统一般由控制器、执行机构、被控对象及检测与转换装置构成。（4分）

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。（1分） 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。（1分）

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。（1分）

被控对象是控制系统所要操纵和控制的对象。（1分）

四、如何将一个机械加工车间的若干台数控设备形成DNC 系统？

该系统主要功用有哪些？（7分）

答：一是通过数控设备配置的串口（RS-232协议）接入DNC 网络，二是通过数控设备配置的以太网卡（TCP/IP协议）接入DNC 网络。（2分）

系统主要功用：（1）程序双向通讯功能（2）信息采集功能（3）与生产管理系统的集成功能（4）数控程序管理功能（5）与PDM 系统集成功能。（5分）

五、简述步伐式输送装置的型式、原理、特点和应用场合。（10

分）

答：常用的步伐式输送装置有弹簧棘爪式、摆杆式、抬起带走式及托盘式四种。（2

分）

（1）弹簧棘爪式输送带:输送杆在支承滚子上往复移动，向前移动时棘爪推动工件或随行夹具前进一个步距；返回时棘爪被后一个工件压下从工件底面滑过，退出工件后在弹簧作用下又抬起。（1分）

（2）摆杆式输送带：在驱动油缸作用下，输送杆向前移动，杆上拨块卡着工件输送到下一个工位；摆杆在返回前，在回转机构作用下，旋转一定角度，使拨块让开工件后再返回原位。（1分）

（3）抬起带走式输送装置：输送板上装有工件限位用的削边销，通过油缸，齿条杆，齿轮及滑柱使输送板升起，则限位销插入连杆孔中连杆从固定夹具上抬起。下面联动油缸驱动工件水平移动一个步距；输送板下降，工件落入夹具中，输送板继续下降使其上限位销完全脱开工件后再水平返回原位。（1分）

(4) 托盘式输送装置——工件装在托盘上以后，输送带向前移动一个步距；输送到位时即把工件从托盘中拉出并装到夹具上，然后输送带退回半个步距，使托盘位于两个工位之间，以免阻碍刀具加工；加工完毕后托盘再退半个步距，以便上料及将工件从夹具上卸下并装到托盘上。（1分）

托盘式输送装置和一般步伐输送不同，工件不是在支撑板上滑动，而是在托盘中由步伐输送带带走，为在输送中保持工件位置正确，托盘中设有工件定位元件，但没有夹紧机构。（2分）

步伐式输送装置在组合机床自动生产线的加工箱体类零件及带随行夹具的场合使用非常普遍。托盘输送则还适用于输送畸形工件，需要保护基面的软质工件与经加工工件；也可在托盘上放多个或多种工件进行成组输送。（2分）

六、说明检测监控基本单元的组成和各部分的主要作用。（12分）

答：传感器：检测设备及生产过程的运行状况信息（1.5分）。二次仪表：

对信号进行放大、滤波和整形等预处理（1.5分）。数据采集接口：进行模数转换、数据格式转换等， 将信号格式转换为计算机接收的格式（1.5分）。取状态特征：采用相应的信号处理方法，从输入的信号中提取出能够表征被检测对象状态变化的特征值（1.5分）。状态判别模块：处理状态特征值，得出被检测项目的状态（1.5分）。推理机：根据系统的初始状态及相关的知识和数据，做出最后决策（1.5分）。

检测监控单元的基本组成与工作过程（3分）

七、自动化装配对零部件的结构工艺性提出那些要求？（7分）

答：对零部件的结构工艺性的要求：

1）零件几何形状尽量规则，结构要便于自动传输、自动上料和定向识别。（1分） 2）零件结构要便于夹持，刚度要满足夹持力的要求，受力后的变形应在弹性范围内，而且变形量不应给装配带来困难。（1分）

3）零件结构设计时应考虑避免采用在自动上料时相互镶嵌等不易顺利分开的结构。（1分）

4）设计者应考虑零件装配的初始连接时易于导入，如设计倒角、锥面等。（1分） 5）应尽量采用便于装配的联接方式，而且尽可能的减少零件数量。（1分）

6）零件设计尽量做到标准化、通用化和系列化，这样可以减少装配工装的种类。（1

分）

7）设计时应尽量考虑统一的装配方向，减少翻转装配次数。（1分）

八、什么是物料需求计划？如何制定物料需求计划？它有何作用？

（12分）

答：物料需求计划（MRP ）是生产和采购产品所需各种物料的计划。（2分）

制定物料需求计划工作过程的步骤：1）掌握正确、可靠的信息资料，包括生产计划和计划中规定生产的产品品种、规格、数量和交货日期（1分）。2）正确编制产品结构图以及各种零件和材料明细表（1分）。3）掌握正确的库存资料、最高储备量和保险储备量，正确规定各种材料、零件的采购交货日期以及定货周期和批量（1分）。4）根据上述资料，通过MRP 的逻辑计算，确定各种物料的总需要量和实际需要量（1分）。5）按照各种物料的实际需要量、订货批量和周期，向采购部门发出采购通知单，同时向生产车间发出生产指令（1分）。

作用：为企业的生产计划服务的，它从数量和时间两方面对原材料及在制品库存进行控制。（1分）

功能：1）向生产供应部门提出准确和完整的物料明细表以及它们的需要时间（1分）。2）充分利用库存来控制物料进货时间，确保按期交货且尽可能降低库存（1分）。3）按产品的生产过程和工艺流程确定每个计划周期对生产单位的生产能力需求量（1分）。4）动态跟踪计划的实施，根据生产实际进度和主生产计划的变化，调整，更新物料需求计划（1分）。

九、实验成绩（20分）

十、平时表现（10分）