现代制造系统 - 习题集（含答案）

《现代制造系统》课程习题集

一、名词解释题

1. 计算机集成制造系统（CIMS） 2. 制造

3. 计算机集成制造 4. 成组技术 5. 相似性 6. 复合零件

7. 零件材料的相似性 8. 零件分类编码系统 9. 复合路线 10. 族

11. 数字控制 12. 自适应控制 13. 开环系统 14. 闭环系统 15. 机床零点 16. 柔性制造系统 17. 控制分辨率 18. 重复定位精度 19. 终端效应器 20. 装配

二、论述题

21. 试论述对新一代制造系统能够实现目标的期望。 22. 试论述制造自动化的策略。

23. 试论述自动线设计与制造的考虑因素包括哪些方面。 24. 试论述用复合零件法编制回转体零件成组工艺的原理。 25. 试论述用复合路线法编制非回转体零件成组工艺的原理。 26. 试论述FMC的技术经济效益。

27. 试论述FMC在现代制造系统中的作用。 28. 试简述FMS中计算机的功能。 29. 试论述机器人应用应考虑的因素。 30. 简述装配过程的作业的分类。

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三、 填空题

31. 制造的狭义概念是使用一系列能量，把（ ）的几何、物理和化学性态进行预定变

化以获取（ ）的过程。

32. 从功能上，计算机集成制造（CIM）包含一个制造企业的全部（ ）和（ ）活动。 33. 制造是把生产资源特别是（ ）转换成最终（ ）的变换/转换过程。 34. 提高生产率的基本策略包括：减少生产要素的（ ），提高制造系统的（ ）等。 35. 提高生产率的基本策略包括：缩短单件产品的（ ）时间；延长制造系统的（ ）

时间等。

36. 制造系统是人、机器与装备、（ ）和（ ）的组合。

37. 成组技术的主要原理是（ ）原理；成组技术的基本方法是（ ）。

38. GT在产品设计中的应用，不仅是（ ）的重复使用，意义更为深远的是为产品设计

（ ）明确了方向，提供了方法和手段。

39. 成组技术的效益来源于（ ）的（ ）。

40. 对零件进行分类编码时，首先要将零件划分为（ ）和（ ）两类。 41. 编制成组工艺的重点是（ ）；编制成组工艺的重点是（ ）。 42. 根据各码位之间的关系，编码系统的结构可分为：（ ）、（ ）、混合式。 43. 编制非回转体零件成组工艺时，要求做到（ ）、（ ）和调整的三统一。

44. 用（ ）法编制非回转体零件成组工艺；用（ ）法编制回转体零件成组工艺。 45. 自动化制造系统由自动化机床/设备、自动化运输设施或自动导向小车（AGV）或（ ）、

（ ）、刀夹量辅具、计算机系统、操作/管理/控制/编程人员等硬件要素组成。

46. 领会NC程序与工件（ ）和刀具（ ）的对应关系，是理解机床数字控制的关键。 47. 加工用自适应控制有（ ）和（ ）两种形式。 48. NC机床或机器的运动控制有两类：（ ）和（ ）。 49. NC机床的连续控制可分为：（ ）控制和（ ）控制。 50. NC系统按定位坐标分类分为（ ）系统和（ ）系统。 51. FMC的构成可分为（ ）和（ ）。 52. 工业机器人的典型应用是（ ）、（ ）与装卸、喷漆和装配。

53. 在机器人的工业应用中，一个重要的属性是机器人终端手精确而可靠重复的（ ）

和（ ）的能力。

54. 为有效的完成产品生产过程，必须遵循（ ）约束，以规定的（ ）完成加工、处

理和装配工序。

55. 工业机器人所用的手爪有机械式手爪、真空手爪（ ）和（ ）。 四、简答题 （略）……

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答案

一、名词解释题

1. 计算机集成制造系统（CIMS）：在信息技术、自动化技术、制造技术的基础上，通过计

算机及其软件把制造过程中各种分散的自动化系统有机的集成起来，以形成适用于多品种、中小批量生产并能实现总体高效益的现代化制造系统。

2. 制造：狭义：使用一系列能量，把原材料的几何、物理和化学性态进行预定变化以获

取产品的过程。

广义：包括设计、物料选择、规划、生产、质量保证、管理和对离散顾客与耐用货物营销的一系列相互关联的活动和运作/作业。

3. 计算机集成制造：CIM是各种计算机辅助技术CAX和管理信息系统MIS等在更高水平

上的集成。从功能上，CIM包含一个制造企业的全部生产和经营管理活动；从信息上，整个生产过程实质上是一个数据采集、传送和处理决策的过程，产品是数据（信息）的物质表现。

4. 成组技术是在多品种、中小批生产方式中解决产品开发、生产技术、生产组织与管理

问题的一项重要原理、方法与手段。

5. 相似性（Similarity）：不同类型、不同层次的系统间存在某些共有的物理、化学、生

物性或功能方面的具体属性或特点。相似性是自然界和工程中的基本现象。

6. 复合零件：复合零件是拥有同组零件的全部待加工表面要素的假想零件。

7. 零件材料的相似性指的是材料种类、毛坯形式及所需进行的热处理相同或相似。 8. 零件分类编码系统是用字符（数字、字母或符号）对零件各种特征或属性进行描述、

识别的一套特定规则。根据分类编码系统制定的规则，用字符标识和描述零件就是对零件进行编码。

9. 复合路线：拥有同组零件所需全部工序的工艺路线。

10. 族：具有相似性，可以归并在同一加工族中的零件集合。

11. 数字控制：用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。

12. 自适应控制：指能在（切削）条件变化时自动改变控制参数，达到有效利用机床的一

种控制方式。

13. 开环系统：不把控制对象的输出同输入（数控装置输出的指令信号）比较，即没有反

馈功能的控制系统。

14. 闭环系统：由功率放大和反馈功能，把控制对象输出与数控装置输出的指令信号比较，

修正输出的控制系统。

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15. 机床零点：机床坐标系的原点。

16. 柔性制造系统：借助于自动化传输、装卸于存储系统，以及一组加工、处理、检测或

装配同计算机控制系统组成的制造系统。

17. 控制分辨率：机器人的操作控制器和定位系统细分关节工作范围（空间）为控制器可

以辨识的最近的空间点的距离。

18. 重复定位精度：机器人终端手在给定的工作空间上，对目标点重复定位性能的度量。 19. 终端效应器：又称夹持器，是为了完成规定作业任务而附加在机器人手腕上的专用装

置——工具或手爪。

20. 装配指的是把两个或两个以上分立的零件组合成有一定功能的新整体的过程。

二、论述题

21. 对新一代制造系统能够实现目标的期望：

能根据商务运作和顾客需求的变化快速响应顾客需求/期望的产品品种与产量。

能降低因产品生产寿命期缩短和产品订货批量变化造成的制造系统建造与运行的风险，保证企业获得合理的投资回报率。

可以重复利用和便于技术改进、技术革新和升级。

可诊断的，能保证系统组态快速变更的系统试运行时间最短、质量缺陷最少。 系统及其组元有高的可靠性、鲁棒性与确定性。

22. 制造自动化的策略：

工序专门化。 工序集中（组合）。 工序同步（并行）化。 工序集成。 提高柔性。 改进物流系统。

增强质量瓶颈设备的过程控制质量。 控制和优化制造过程。 集成。

计算机集成制造（CIM）。

23. 自动线设计与制造的考虑因素包括：

加工件的尺寸、重量、材质和几何形状。 装配零部件的尺寸、重量和件数。 公差与加工类型、加工顺序。 要求的生产率，传输系统的类型。 工件定位安装方法。

装配零部件送进和导向方法。

各工作站设备和传输机构的可靠性，整个自动线的可靠性。

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中间缓冲存储容量。 维护的方便性。 要求的控制特征。 生产可用的空间。

产品设计改变后自动线的适应性。 自动线的初期投资。 自动线加工的成本。

自动线是自制还是外承包。

24. 用复合零件法编制回转体零件成组工艺：

编制回转体零件成组工艺时，要将不同的零件合在一组内加工，要求做到“机床、工艺装备（包括夹具、刀具和辅助工具）和调整”的三统一。由于回转体零件的加工，主要是内外回转表面的车削，定位、夹紧方式较简单，所用夹具式样少，所以编制成组工艺的重点是“成组调整”。

常用复合零件法编制成组工艺。复合零件是拥有同组零件的全部待加工表面要素的假想零件。由于其他零件所具有的待加工表面要素都比复合零件少，因此按复合零件编制的成组工艺，既能加工复合零件本身，也必然能加工同组的其他零件，只要删去该零件成组工艺中不为其他零件所具有的表面要素和工序工步即可。由于复合零件的上述特点，复合零件可以是零件组中某个具体的零件，也可以是虚拟的假想零件，尤以假想零件的情况为多。

25. 用复合路线法编制非回转体零件成组工艺：

编制非回转体零件成组工艺时，要求做到“机床、夹具和调整”的三统一。由于非回转体零件几何形状不对称、不规则，其安装和定位方式较回转体零件复杂，所以编制成组工艺的重点是“夹具的统一”。同时，不可能将复合零件原理用于非回转体零件。因此，常用复合路线法编制非回转体零件的成组工艺。

复合路线法是以同组零件中最复杂的工艺路线为基础，与组内其他零件的工艺路线相比较，凡组内其他零件所需要而最复杂工艺路线所没有的工序分别添上，最后能形成满足全组零件全部加工要求的成组工艺过程。

26. FMC的技术经济效益

增大制造系统的柔性。 可实现24小时连续运转。 采用FMC的经济效益比MC高。 FMC便于实现计算机集成。 FMC应用得当可以节省投资。

FMC可减少对操作者的依赖，减少操作人数。

27. FMC在现代制造系统中的地位如下：

FMC的数量越来越多，已部分取代了FMS。 FMC正在形成由NC、CNC或多轴加工单元、加工中心等与机器人装卸集成的系统，成为FMS、CIM、IMS等高级制造系统集成的基础。

FMC是更易与现代制造技术发展结合的基本制造系统。

在现代制造技术及其系统的标准化、通用化进程中，FMC占有重要地位。

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先进的过程监视与质量控制技术与装置更易在FMC中利用。

28. 在FMS中，计算机可完成以下八类功能：

各制造工作站的控制。

把控制指令分散给各工作站。 生产控制。 传输控制。 往返控制。

工件传输与装卸系统的监视。 刀具控制。

对FMS系统性能的监视控制及报告。

29. 应用机器人应考虑以下因素：

在危险、不安全或有害健康的工作环境中替代人，是选用工业机器人的重要原因之一。 在重复的工作循环中，若工作循环的运动和顺序适于用工业机器人替代人，并获得比人高的重复定位精度和一致性，或可达到高的生产率时，应考虑选用工业机器人。 人难于装卸的场合。 多班次作业。

生产批量和操作工位变换多，生产班次厂，当人不能适应其变换频度时，应考虑采用可编程工业机器人完成作业。

现有的工业机器人多数没有视觉功能。

30. 装配过程的作业分为三类：

机械连接与紧固。包括把零件、部件连接或固定在一起的各种机械方法，如：螺纹连接；铆接、卷边和擢边；压配合；滑动配合；挤压与胶合。

熔接连接。指的是钎焊、电焊或气焊等连接方法，亦可指把两三个或更多的零件融合焊接在一起，如用电阻焊、摩擦焊、激光束焊合电子束焊等各种焊接方法。 粘接。利用粘接剂连接零件。粘接剂大体上分为热塑型和热固型两类。

三、 填空题

31. 原材料；产品 32. 生产；经营管理 33. 原材料；产品 34. 输入量；输出量 35. 平均生产；工作

36. 相似性；零件分类编码 37. 相似性；零件分类编码 38. 零件图；标准化 39. 制造资源；重复使用 40. 回转体；非回转体

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41. 成组调整；夹具的统一 42. 链式；树式 43. 机床；夹具

44. 复合路线；复合零件 45. 机器人；物料

46. 加工步骤；运动轨迹

47. 优化自适应系统；约束自适应系统 48. 点位控制；连续控制 49. 直线切削；轮廓 50. 绝对坐标；增量坐标

51. 加工中心与托盘交换系统组合式；数控机床与工业机器人组合式 52. 点焊；物料传输 53. 定位；定向 54. 顺序（流程）；生产率 55. 磁力手爪；粘附装置 四、简答题 （略）……

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