02211自考自动化制造系统考试资料全集(含试卷)

02211自考自动化制造系统复习资料全集（附试卷）

一、名词解释

1、机械化：执行制造过程的基本动作是由机器（机械）代替人力劳动来完成。 2、PLC：可编程序控制器。

3、自动化：操纵机器（机械）的动作也是由机器来完成的过程。 4、开环控制：系统的输出量对系统的控制作用没有影响的控制方式。 5、物流：物料的流动过程。 6、模型：系统的抽象形式。

7、闭环控制：系统的输出信号对系统的控制作用具有直接影响的控制方式。 8、RGV：有轨导向小车。

9、机器人：能完成通常由人才能完成工作的一种自动装置。

10、适应控制：系统本身能够随着环境条件或结构的不可预计的变化，自行调整或修改系统参量的控制系统。 11、AGV：自动导向小车。

12、集成：将被称为系统的有机整体再次彼此之间协调而形成一个更大的有机整体的方式。

13、设备诊断：对设备的运行状态做出判断。 14、NC：数控机床。 15、MC：加工中心。 16、FMC：柔性制造单元。 17、FMS：柔性制造系统。 18、CIMS：计算机集成制造系统。 19、CNC：计算机数控。 20、FTL：柔性自动线。 21、ATC：自动换刀装置。 22、AE：声发射。 23、FAS：柔性装配系统。 24、AI：人工智能。 25、ES：专家系统。

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26、CAPP：计算机辅助工艺设计。

27、系统：由相互联系、相互作用和相互制约的各个要素组成且具有一定功能的整体。

28、程序控制：按照预定的程序来控制各执行机构，使之自动进行工作循环的系统。

29、在线测量：指在设备运行、生产不停顿的情况下，对设备和加工过程运行状态的信息数据进行采集的方式。

30、仿真：利用模型对实际系统进行实验研究的一种方法。

31、制造（狭义和广义）：是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。 狭义：生产车间内与物流有关的加工和装配过程

32、自动化制造系统：是由一定范围的加工对象、一定的制造柔性、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。

33、加工中心：是在一般数控机床的基础上增加刀库、自动换刀装置甚至零件更换装置而形成的一类更复杂，但用途更广，效率更高的数控机床。 34、柔性制造系统

35、计算机集成制造系统：是以系统工程理论为指导，强调信息集成和适度自动化，以过程重组和机构精简为手 段，在企业信息系统的支持下，将制造企业的全部要素（人、技术、经营管理）和全部经营活动集成为一个有机 的整体，实现以人为中心的柔性化生产，使企业在新产品开发、产品质量、产品成本、相关服务、交货期和环境 保护等方面 均取得整体最佳的效果。

36、人机一体化制造系统：就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完整系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器共同决策、共同作业，从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局，形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。

37、自动化立体仓库：是一种先进的仓储设备，其目的是将物料存放在正确的位置以便随时向制造系统供应物料。

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38、工业机器人：一种有蓄电池驱动，装有非接触导向装置，在计算机控制下，自动完成运输任务的物料运载工具。

39、AGV：一种有蓄电池驱动，装有非接触导向装置，在计算机控制下，自动完成运输任务的物料运载工具。

40、三坐标测量机：是一种检测工件尺寸误差、几何误差以及复杂轮廓形状的自动检测装置。

41、成组技术：将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似性准则分类归族，并在分类的基础上组织产品生产的各个环节，从而实现产品设计制造工艺和生产管理的合理化。

42、可靠性分配：在产品或系统设计的初期，需要根据用户需求和技术的发展现状确定系统的整体可靠性，整体可靠性表示了系统在其服役周期中的质量稳定程度，一般可用MTBF表示。

43、在线测量：在加工过程中或在加工系统运行过程中对被测对象进行的检测。 44、刚性自动线：是用工件输送系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来，在控制系统的作用下完成单个另加加工的复杂大系统。 18、系统分析：是开发自动化制造系统的一个重要阶段是建立系统模型的第一步。是运用系统观点和方法。对自动化制造系统建设进行全面的分析提出对新建自动化制造系统的功能和性能需求。

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二、判断题

×3. 自动化加工设备是指实现了加工过程自动化的设备。

×4. 加工一个工件的工作循环tg是由切削时间和空程辅助时间组成的，即tg=tq+tf, 显然只要减小tq就能提高生产率。

×17. 工作循环图、表是设计电气控制系统循环程序的主要依据。

×18. 加工设备自动化程序设计中必须考虑联锁要求，且联锁信号越多越好。 ×21. 车削中心与数控卧式车床没有什么区别。

√1. 加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化和实现了辅助工作自动化的加工设备。

√2. 加工中心必须具有刀具库及刀具自动交换机构。

√5. 加工设备的自动化其实质是在终端执行元件上无需由人来直接或间接操作的自动控制。

√6. 对于一台设备自动化的具体控制系统，其基本要求是必须保证各执行机构的动作或整个加工过程能够自动进行。

√7. 开环控制就是指系统的输出量对系统的控制作用没有影响的控制方式。 √8. 若系统的输出信号对系统的控制作用具有直接影响，则称为闭环控制系统。 √9. 具有一个中央指令存储和指令控制装置，并按时间顺序连续或间隔地发出各种控制指令的控制方式称为集中控制方式。

√10. 按照预定的程序来控制各执行机构使之自动进行工作循环的系统称为程序控制系统。

√11. 用电子计算机作为控制装置，实现自动控制的系统称为计算机控制系统。 √12. 机械传动控制方式一般传递动力和信号都是机械连接的。

√13. 在采用机械传动控制方式的自动化加工设备中，几乎所有运动部件及机构通常都由装有许多凸轮的分配轴进行驱动和控制的。

√14. 在电气控制系统中采用可编程序控制器比采用继电器接触器系统可提高电气控制可靠性若干倍。

√15. 液压控制系统的稳定性常受油温变化的影响。

√16. 在实现高速、轻切削工艺的加工自动化中，采用气动控制要比采用电动或液压控制更为方便和实用。

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√19. 切削加工自动化的根本目的是提高零件切削加工精度、切削加工效率、节材、节能和降低零件的加工成本。

√20. 数控车床所采用的各种刀架均可按需要配备动力刀座。

√22. 钻削自动化大部分都是在各类普通钻床基础上，配备点位数控系统来实现的。

√23. 冲压加工自动化包括供料（件）、送料、出料（件）和废料（工件）处理等自动化环节。

√24. 组合机床是一种按工件加工要求和加工过程设计和制造的专用机床。 √25. 加工中心是备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序集中加工的数控机床。

√26. 加工中心刀具的存取方式有顺序方式和随机方式，而刀具随机存取是最主要的方式。

√27. 对纳入通用机床自动线的机床比单台独立使用的机床要更为稳定可靠。 √28. 组合机床自动线对大多数工序复杂的工件常常先加工好定位基准后再上线，以便输送和定位。

√29. 组合机床自动线是针对一个零件的全部加工要求和加工工序专门设计制造的由若干台组合机床组成的自动生产线。

√30. 带式输送系统是一种利用连续运动且具有绕性的输送带来输送物料的输送系统。

√31. 长距离输送的链式输送系统应增加张紧装置和链条支撑导轨。

√32. 步伐式传送带在输送速度较高时易导致工件的惯性位移，故为保证工件终止位置的准确，其运行速度不能太高。

√33. 悬挂输送系统适用于车间内成件物料的空中输送。 √34. FTL的工艺基础是成组技术。 √35. FTL的加工对象基本是箱体类工件。

√36. 柔性自动线的效率在很大程度上取决于系统的控制。

√37. 在料斗上料装置中，并不是所有工件在送出料斗之前都能完成定向。 √38. 供料和隔料机构的功用是定时地把工件逐个输送到机床加工位置。 √39. 物流输送系统决定FMS的布局和运行方式。

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21、为什么说加工设备的自动化是实现零件加工自动化的基础？ 答：①加工设备是机械制造的基本生产手段和主要组成单元。

②单台机床或加工设备的自动化，能满足零件加工过程中某个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要，为多机床管理创造了条件，是建立自动生产线和过渡到全盘自动化的必要前提。 22、自动化加工设备主要有哪几类？ 答：①全（半）自动单机

②组合机床 ③自动线（TL）

④计算机数控机床（CNC） ⑤柔性制造单元（FMC）

23、机械加工设备中常用的控制方式有哪些？ 答：①开环、闭环、分散控制。

②集中、程序、数字控制。 ③计算机控制。

24、联琐在电气控制中的作用是什么？

答：①联锁在电气控制中所起的作用可分为：联锁、自锁、互锁、短时联锁、长时联锁等。

②联锁的作用主要是增加系统的安全性，防止突发事件的发生。 25、请简述一下数控车床的主要特点？ 答：①数控车床的主轴转速和进给速度高

②数控车床具有高精度

③数控车床能实现多种工序复合的全部加工 ④数控车床具有高柔性

26、切削加工自动线主要有哪几部分组成？

答：工艺设备、工件输送系统、控制和监视系统、检测系统、辅助系统。 27、一般地柔性自动线由哪三个部分构成？ 答：①两台以上的数控加工设备

②一个自动化的物料及刀具储运系统

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③若干台辅助设备（如清晰机、测量机、排屑装置、冷却润滑装置等）和一个由多级计算机组成的控制和管理系统。

28、按导向方式的不同可将自动导向小车（AGV）分为哪三种类型？ 答：①线导小车

②光导小车 ③遥控小车

29、常见的自动化仓库有哪两种形式？ 答：①平面仓库

②立体仓库。

30、自动化用刀具通常分为哪两大类？ 答：①标准刀具

②专用刀具。

31、自动化加工设备的辅具主要有哪两大类？

答：①镗铣类数控机床用工具系统（简称“TSG”系统）

②车床类数控机床用工具系统（简称“BTS”系统） 32、常用的自动排屑装置有哪几种类型？

答：①带式排屑装置②刮板式排屑装置③螺旋排屑装置 33、常用的自动换刀装置有哪几种形式？ 答：①回转刀架

②主轴和刀库合为一体的自动换刀装置 ③主轴和刀库分离的自动换刀装置 34、在机械加工中自动化检测方法有哪两种？ 答：①产品精度检测

②工艺过程精度检测

35、机械加工的在线检测一般可分为哪三个方面？ 答：①自动检测

②机床监测 ③自适应控制

36、目前对各种刀具破损和磨损的监测有哪二种方法？

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答：①利用安装在机床上的传感器测量切削过程中产生的振动信号，监控刀具的磨损。

②用声发射法来识别刀具的磨损。

37、在自动装配条件下，零件的结构性应符合哪三项原则？ 答：①便于自动给料

②有利于零件自动传送 ③有利于自动装配作业

38、请简述一下自动装配线的基本特征？

答：在装配工位上，将各种装配件装配到装配基础件上去，完成一个部件或一台产品的装配。

39、自动装配系统主要包括哪三个子系统？ 答：①装配过程的物流自动化

②装配作业自动化 ③信息流自动化等子系统 40、什么是车削中心的C轴功能？

答：通过位置控制使主轴在不同角度上定位。

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六、分析题

1、简述工业机器人的组成及其在自动化制造系统中的应用和地位

一般由主构架（手臂）、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器等组成 2、如何进行自动化制造系统的类型选择。

1）根据生产批量及生产方式选择；2）根据零件的形状结构选择；3）根据企业资金情况选择；4）根据企业的现状及发展规划选择；5）根据自动化制造系统的目标选择

3、建立自动化制造系统总体设计的主要内容有哪些？如何进行总体设计。P105 （1）确定加工对象的类型范围，这项工作长称为零件族选择(2)对所确定的加工对象进行工艺分析，制定加工方案（3）建立系统的功能模型和信息模型(4)确定设备类型及配置，进行系统平面布局设计（5）确定物流系统方案、控制系统方案、质量控制及监控方案（6）计算机通信网络及数据库管理系统设计。（7）辅助装置的确定。（8）对系统配置及运行方案进行计算机仿真以确定最佳方案。（9）对系统进行可靠性分析。（10）对系统进行风险分析和经济效益评估等。 4、什么是自动化制造系统中的静态调度和动态调度？静态调度中的排序与动态调度的排序有什么区别？

答：静态调度是在每天或每班开始加工之前完成的，它主要是当天或当班将要完成的所有零件做一次生产计划安排，保证系统能够以最优的方式完成所接收的任务书。

动态调度是实时在线调度过程，它在系统加工过程中根据系统当前的实际状态，对系统的生产进行动态的优化控制。

答：静态调度中的排序是零件加工地方最优排序，是确定零件加工的先后顺序。 动态调度中的排序是指根据系统当前状态，实时地调度安排零件在系统内的流动过程。

5、一般的自动化制造系统至少应具备哪些功能？

自动变换加工程序； 自动完成多品种零件族的加工； 自动改变作业计划和加工顺序； 高效率换刀； 自动交换待加工零部件； 自动实现零部件的输送和储存； 自动监测系统的运行状态； 自动进行质量检测和控制； 自动排屑； 故障自动检测

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6、自动化制造系统的可靠性分析的目的和意义。

目在于计算所设计的自动化制造系统所能达到的可靠度、可用度、平均无故障间隔时间等可靠性指标，对系统的建立和可靠运行提出要求，这是保证系统可靠性不可缺少的重要环节

7、试分析一下FMC、FML、FMS之间的区别和联系。

区别：FMC是具有独立自动加工功能的基本制造单元，投资小，技术上容易实现；FML是一种介于柔性制造系统和传统自动线之间的制造自动化，兼有它们的特点，用于中大批量生产的零件族变型零件；FMS是一种高效率、高精度、高柔性的加工系统，投资大，适用于多品种、中小批量生产，系统结构复杂，对操作人员要求高。

联系：FMC是FML和FMS组成的制造单元；控制装置的使用相同，只不过选用的功能不同, 都是柔性制造技术的不同应用形式。 8、举例说明柔性自动化制造系统的优缺点。

优点：①可以减少机床操作人员。②由于配有质量检测和反馈控制装置，零件的加工质量很高。③工序集中，可以有效减少生产面积。④与立体仓库相配合，可以实现24h连续工作。 ⑤由于集中作业，可以减少加工时间。⑥易和管理信息系统（MIS）、工艺信息系统（TIS）及质量信息系统（QIS）结合形成更高级的制造自动化系统。

缺点：①系统投资大，投资回收期长。②系统结构复杂，对操作人员的要求很高。③结构复杂使得系统的可靠性较差。

9、自动化制造系统对切屑和冷却液做如何处理？

①把切屑从加工区域清除出往；②把切屑输送到系统以外；③把切屑从冷却液中分离出往。

10、简述在线监测在自动化制造系统中的地位

①机械加工的目的在于加工出具有规定品质的零件; ②把工件从机床上卸下测量难以保证加工质量和生产效率; ③减少工件的加工误差，提高机床运转效率; ④适应控制 加工的必不可少的环节。

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自动化制造系统的评价指标：生产率、经济性、可靠性、质量、制造柔性、可持续发展性。

FMS的基本组成部分有：自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统、多层计算机控制系统。

实时动态调度主要包括两方面的内容，即被加工零件的动态排序和对系统资源生产活动的实时动态调度。

自动化制造系统在三个层面上实现人机一体化，即感知和信息交互层面、控制层面、执行层面。

自动化立体仓库主要由库房、货架、堆垛起重机、外围输送设备、自动控制装置等组成。

刚性自动化设备及系统：刚性半自动化单机、刚性自动化单机、刚性自动线、刚性综合自动化系统

柔性自动化设备及系统：加工中心MC、数控机床NC、混合成组制造单元、分布式数控系统DNC、柔性制造线FML、柔性制造单元FMC、柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS

自动化制造系统的人机界面设计主要体现在三个方面：（1）信息流处理中的人机界面设计（2）物料流处理中的人机界面设计（3）系统运行维护中的人机界面设计

托盘交换装置：是加工中心与工件输送设备之间的连接装置，起着桥梁和接口的作用。

机械式切屑输送机：平板链式、刮板式、螺旋式切屑输送机

选择自动化制造系统时应注意的问题：不能一味追求系统的高自动化和高柔性，适度的人工参与是应考虑的重要因素之一。 机械制造过程中的自动化技术主要有哪几方面？

①机械加工自动化技术；②物料储运过程自动化技术；③装配自动化技术；④质量控制自动化技术

11、试分析机械制造过程中的机械化与自动化的区别。

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答：①自动化不仅使制造过程的基本动作由机器（机械）代替人力劳动来完成，而且操作和管理这些基本动作的操纵动作也是有机器（机械）来完成。

②自动化可以有效改善劳动条件，显著提高劳动生产率，大幅度提高产品质量，有效缩短生产周期，并能显著降低制造成本。 12、试分析一下加工中心与一般数控机床的主要区别。

答：①加工中心是备有刀库并能自动更换刀具，而数控机床没有；

②能对工件进行多工序集中加工，而数控机床用来完成零件一个工序的自动化循环加工。

③加工中心适用范围广，加工精度高，生产率高。而NC常用在零件复杂程度不高、精度较高，品种多变的生产场合。 13、试分析一下柔性制造系统的优缺点。 答：优点：①可以减少机床操作人员。

②由于配有质量检测和反馈控制装置，零件的加工质量很高。 ③工序集中，可以有效减少生产面积。

④与立体仓库相配合，可以实现24h连续工作。 ⑤由于集中作业，可以减少加工时间。

⑥易于和管理信息系统（MIS）、工艺信息系统（TIS）及质量信息系

统（QIS）结合形成更高级的制造自动化系统。

缺点：①系统投资大，投资回收期长。

②系统结构复杂，对操作人员的要求很高。 ③结构复杂使得系统的可靠性较差。

14、试分析一下机械传动控制的主要特点。

答：①机械传动控制方式一般传递的动力和信号都是机械连接的，所以在高速时，可以实现准确的传递与信号处理，并且还可以重复两个动作。

②在采用机械传动控制方式的自动化装备中，几乎所有运动部件及机构，通常都是由装有许多凸轮的分配轴来进行驱动和控制的。 ③控制元件同时又是驱动元件。 15、试分析一下液压控制的主要特点。

答：①液压传动是利用液体工作介质的压力势能实现能量的传递及控制的。

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②液压控制具有功率重量比大、响应速度快。

③即使在动作时负载发生变化也可按一定的速度动作，并且在动作的行程内还可以调节速度。

④它可根据机械装备的要求，对位置、速度、力等任意被控制量按一定的精度进行控制，并且能在有外扰的情况下，也能稳定而准确地工作。

⑤控制系统的稳定性受到环境温度的影响。 16、试分析一下气动控制的主要特点。 答：①易于实现高速、轻切削工艺；

②便于实现轻巧灵活的机床配置形式； ③可以实现短节拍、频繁的工作； ④便于实现设备的快速可调；

⑤具有在恶劣环境下工作的可靠性和抗干扰性能； ⑥具有良好的技术经济效果。 17、试分析一下电气控制的主要特点。

答：①电气控制是为整个生产设备和工艺过程服务的，它决定了生产设备的实用性、先进性和自动化程度的高低。

②它通过执行预定的控制程序，使生产设备实现规定的动作和目标，以达到正确和安全的自动工作的目的。

③电气控制系统的任务就是按照生产设备的生产工艺要求安排工作循环程序，控制执行元件，驱动各动力部件进行自动化加工。

④电控系统应具有自诊断和保护功能，自动或提示操作者作相应的操作处理。

18、试分析一下车削中心与数控卧式车床的主要区别。 答：①车削中心的转塔刀架上带有能使刀具旋转的动力刀座；

②车削中心的主轴具有按轮廓成型要求的连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动；

③车削中心可发展出车磨中心、车铣中心等多工序复合加工的机床。 19、试分析一下组合机床自动线与通用机床自动线的主要不同点。 答：①每台机床的加工工艺都是指定不变的；

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②工件的输送方式除直接输送外，还可以利用随行夹具进行输送； ③线的规模较大,多达几十台机床;有比较完善的自动监视和诊断系统，以提高开动率等；

④主要用于加工箱体类零件和畸形件；一般情况下，工件先加工好基准后再上线，以便输送和定位。

20、试分析一下在自动供料装置的料仓中为什么要安装拱形消除机构。 答：①工件在料斗中容易形成拱形面而阻塞出料口。

②一般应设计拱形消除机构。

③拱形消除机构一般采用仓壁振动器，仓壁振动器使仓壁产生局部、高频微振动，破坏工件间的摩擦力和工件与仓壁的摩擦力，从而保证工件连续地由料仓排出。

21、试分析一下为什么要在带式输送系统的输送带下安置许多托辊。 答：①带式输送系统常用于远距离物料输送；

②为了防止物料重力和输送带自重，造成的带下垂； ③须在输送带下安置许多托辊。

22、试说明一下对物流系统进行仿真的必要性。

答：①仿真是通过对系统模型的实验去研究一个真实系统，这个真实系统可以是现实世界中已存在的或正在设计中的系统。

②物流系统往往相当复杂，利用仿真技术对物流系统的运行情况进行模拟，提出系统的最佳配置。

③可对物流系统的设计提供科学决策，有助于保证设计质量，降低设计成本。 ④同时也可提高物流系统的运行质量和经济效益。 23、试分析一下自动导向小车与有轨导向小车的主要区别？

答：①较高的柔性，只要改变导向程序，就可以方便地改变、修改和阔充AGV的移动路线；

②实时监视和控制，可以实现AGV与计算机的双向通讯；

③安全可靠，AGV能以地速运行,能与本区的其它控制器通信,可以防止相互之间的碰撞；

④维护方便。

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24、试述一下自动化用加工刀具的选用原则。

答：①尽量选用各种高性能、高效率、长寿命的刀具材料制成的刀具，以提高刀具的耐用度和可靠性；

②应选用机夹可转位刀具的结构； ③应尽量采用各种高效刀具；

④应尽可能采用复合刀具，以集中工序，提高生产率及保证加工精度。 25、为什么要对切削液进行处理？

答：①切削液在切削加工中起着不可缺少的作用，但也给环境造成了一定的污染。 ②回收利用，减少切削液的排放量。

③采用干切削或准干切削等先进加工方法来减少切削液的使用量。 ④切削易液的净化处理就是将它在工作中带入的碎屑、砂轮粉末等杂质及时清除。

26、试分析一下在自动选刀方式中顺序选刀与任意选择方式的区别及各自特点。 答：①顺序选刀方式：刀具必须严格按工序先后依次插放在刀库中，使用时按加工顺序指令一一取用。其特点是驱动控制简单、工作可靠、不需识刀装置，但刀具数量不宜太多，更换工件时，刀具顺序必须重排。

②任意选刀方式：根据程序指令的要求任意选择所需的刀具，刀具在刀库中可以不按加工顺序而任意存放，利用控制系统来识别、记忆所有的刀具和刀座。其优点是相同的刀具在工件一次装夹中可重复使用，因此刀具数量少，自动换刀装置通用性增强，应用范围加大。 27、试分析一下自动化检测的主要优点。

答：①传统的人工检测技术无论在检测精度还是检测速度方面，已完全不能满足生产加工的要求。

②自动化检测为控制加工过程、产品质量等提供必要的参数和数据，为控制系统提供必要的数据信息。

③自动检测产品质量及其制造过程状态的技术和相应的检测设备，是发展高效、自动化生产的前提条件之一。

28、为什么说对工件的在线测量（即实施在工件安装状态下进行测量）是十分必要的？

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