第二章 自动化制造系统的人机一体化设计与评价

第一章1制造：人类按照市场的需求，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产品并投放市场的全过程。

2系统的性质：①目的性②整体性③集成性④层次性⑤相关性⑥环境适应性3自动化制造系统定义：由一定范围的被加工对象、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。

4自动化制造系统的五个典型组成部分：①具有一定技术水平和决策能力的人②一定范围的被加工对象③信息流及其控制系统④能量流及其控制系统⑤物料流及物料处理系统5自动化制造系统的功能组成：（毛坯制备，储运过程，机械加工，装配过程，辅助过程，质量控制，系统控制，热处理）自动化子系统6自动化制造系统的分类：刚性自动化系统及设备（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），柔性自动化系统及设备（数控机床NC，加工中心MC，混合成组制造单元，分布式数控系统DNC，柔性制造单元FMC，柔性制造线FML，柔性制造系统FMS，计算机集成制造系统CIMS）7自动化制造系统的评价指标：①生产率②产品质量③经济性④寿命周期可靠性⑤柔性制造⑥可持续发展性第二章1 人机一体化的定义：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。

2人机一体化的总体结构在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统应该在三个层面上实现一体化，即感知和信息交互层面、控制层面和执行层面，这三个层面的有机结合，就构成了人机一体化制造系统的总体结构3 人机一体化设计的主要步骤：①定义系统目标和作业要求②系统定义③系统设计④人机界面设计⑤作业辅助设计⑥系统检验和评估4人机功能分配：定义：人机功能分配确定了某些功能由人或机器还是由他们相互协作完成的，确定了人机界面的具体位置及人与机器各自的功能职责和配合协作要求。

自动化制造系统复习要点第一章1.制造的定义P12.系统的性质P23.自动化制造系统的定义P54.自动化制造系统五个典型的组成部分P55. 自动化制造系统的功能组成P66.自动化制造系统的分类P137.自动化制造系统的评价指标P19第二章1.人机一体化的定义P232.人机一体化的总体结构P243.人机一体化设计的主要步骤P264.人机功能分配P315.人机界面设计（一）（二）（三）P376. 人机一体化的评价内容P46第三章1.自动化制造系统的常见类型P492.组合机床的特点P583.数控机床的特点P614.工件输送设备（一）（二）（三）（四），注，托盘的定义P615.工件尺寸检测与监控P756.去毛刺的设备P847.多层计算机控制的定义以及包括的层次P88第四章1.为什么要进行可行性论证，可行性论证的内容P992. 选择自动化制造系统的类型时应注意什么问题？什么情况下选择较刚性的自动化生产线？什么情况下选择柔性较高的自动化生产线？P1033.刚性自动线的组成P1054.总体设计的内容和步骤P1075.影响零件族确定的因素，成组技术的定义P1096.工艺分析的目的P1107.工艺分析的要点8.平面布局设计的目标、依据、原则P1219.可靠性分析的主要内容（1.2.）P139第五章1.加工设备选择的内容和原则P1482.工件输送设备的选择原则P1523.刀具管理系统功能组成P1594.检测和监控系统的组成P1695.刀具摩擦、磨损的监测方法P172第六章1.仿真的定义2.仿真的作用第七章1.综合性评价的内容P2002.效益分析和风险分析P217，P2193.综合评价的步骤P223第八章1.自动化制造系统制造系统实施流程第九章CIMSLPAMIM同时，也要注意其它章节中简单名词的英文缩写。

1. 什么是自动化制造系统？自动化制造系统是由一定范围的被加工对象, 一定的制造柔性和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, 它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等作为输入, 在人和计算机控制系统的共同作用下, 实现一定程度的柔性自动化制造, 最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。

2. 大制造和小制造的概念大制造: 人类按照市场需求, 运用主观的知识和技能, 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。

（因此制造不是指单纯的加工和装配过程, 而要包括市场调研和预测、产品设计、选材和工艺设计、生产准备、物料管理、加工装配、质量保证、生产过程和生产现场管理、市场营销、售前售后服务以及报废后的回收处理等产品寿命循环周期内一系列相互联系的活动。

小制造: 生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

3. 是否制造系统的自动化程度越高越好？在操作层面, 过分强调自动化, 将增加软件实现的技术难度, 增加了运行成本维护也更加困难,4. 什么是人机一体化制造系统？所谓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的系统, 各自执行自己擅长的工作, 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。

5. 人机一体化的总体结构是什么？1）感知层面上的人机联合作用 2）控制层面上的人机共同决策3）执行层面上的人机交互协作、取长补短, 充分发挥各自优势6. 人机一体化制造的目的是什么？人机一体化的目的是就是从总体上系统级的最高层次上正确解决好人机功能分配, 人机关系协调, 人机界面匹配三个基本问题以求得令人满意的人机系统。

7. 什么是自动化制造系统的作业空间？自动化制造系统的作业空间是指制造系统中各种制造设备本身及各种操作人员所占据的空间, 包括加工设备、运输设备、工件及刀具储存、工具箱等所占空间以及作业人员操作空间、行走空间、检修空间、休息空间等的总和。

机电一体化系统的设计与评估1.引言机电一体化系统是将机械、电气和电子技术相结合，形成一个整体的系统。

其设计与评估是保证系统高效运行和性能优化的重要环节。

本文将从设计流程、关键技术和评估方法等方面进行探讨。

2.设计流程机电一体化系统的设计流程包括需求分析、系统设计、电气设计、机械设计和联合调试等环节。

首先，需求分析阶段明确系统的功能和性能要求，确定设计目标。

然后，进行系统设计，包括确定系统的整体框架、模块划分以及传感器、执行器等元件的选型。

接下来，进行电气设计，包括电路设计、控制策略设计和通信设计等。

同时，进行机械设计，包括结构设计、传动设计和配置布局等。

最后，进行联合调试，验证系统的功能和性能是否满足需求。

3.关键技术（1）传感技术：机电一体化系统需要对系统内外的物理量进行测量和控制，传感技术是实现这一功能的关键。

传感器的选型和布局要根据系统的需求进行合理选择，并考虑传感器精度、可靠性和成本等因素。

（2）控制技术：机电一体化系统的控制是对系统各部分进行协调和调整，确保整个系统的稳定运行。

控制方法可以采用传统的PID控制、模糊控制或者现代的自适应控制等。

（3）通信技术：机电一体化系统中的各个模块需要相互通信，实现信息的交互和控制命令的传递。

常见的通信技术包括CAN总线、以太网和无线通信等，根据系统的需求和规模选择合适的通信技术。

（4）集成技术：机电一体化系统的设计要求不同模块之间的紧密集成和协同工作。

集成技术包括硬件集成和软件集成，其中软件集成包括系统架构设计、接口协议设计和数据交换等。

4.评估方法机电一体化系统的评估可从性能评估和可靠性评估两个方面进行。

（1）性能评估：通过实验和数值模拟等手段，对机电一体化系统的性能进行评估。

性能评估指标可以包括系统的响应速度、能耗、精度和稳定性等。

对于不同应用领域的机电一体化系统，可以根据具体要求设计相应的性能评估指标。

（2）可靠性评估：机电一体化系统的可靠性评估主要包括MTBF（平均无故障时间）、MTTR（平均修复时间）和系统冗余设计等。

第一章一．制造的定义？制造是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借用手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效地方法，将原材料转化为最终物质产品并投向市场的全过程。

二．系统的性质？1.目的性2.整体性3集成性4.层次性5.相关性6环境适应性三．自动化制造系统的定义？自动化制造系统(AMS)是由一定范围的被加工对象、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。

四．自动化制造系统的组成部分？1、具有一定技术水平和决策能力的人2、一定范围的被加工对象3、信息流及其控制系统4、能量流及其控制系统5物料流级物料处理系统五．自动化制造系统的功能组成（P6）六．自动化制造系统的分类？刚性自动化设备及系统：1刚性半自动化单机2刚性自动化单机3刚性自动线4刚性综合自动化系统柔性自动化设备及系统：5一般数控机床6加工中心7混合成组制造单元8分布式数控系统9柔性制造单元10柔性制造系统11柔性制造线12计算机集成制造系统七．加工中心（填空）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。

由于具有刀库和自动换刀装置，就可以在一台机床上完成车、铣、镗、钻、铰、攻螺纹、轮廓加工等多个工序的加工。

因此，加工中心具有工序集中、可以有效缩短调整时间和搬运时间，减少在制品库存，加工质量高等优点。

加工中心常用于零件比较复杂，需要多工序加工，且生产批量中等的场合。

根据所处理的对象不同，加工中心又可分为铣削加工中心和车削加工中心。

八．柔性制造系统的组成部分（填空）两台以上的数控加工设备、一个自动化的物流及刀具储运系统、若干台辅助设备和一个由多级计算机组成的控制和管理系统九．自动化制造系统的评价指标？1生产率2产品质量3经济性4寿命周期可靠性5柔性制造6可持续发展性第二章一．人机一体化制造系统的定义？所谓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组合的自动化制造系统。

人机交互系统的设计与评价随着信息时代的到来，人们对于人机交互的需求也变得越来越高，人机交互系统也得到了广泛的应用和发展。

人机交互系统旨在通过设计和评价用户界面，使人与机器之间的互动更加便捷和高效。

本文将探讨人机交互系统的设计和评价。

设计人机交互系统的设计过程一般分为需求分析、设计、开发、测试和发布。

需求分析是最基础的一步，它重点关注用户的需求和需求背景，并以此为基础制定出设计方案。

人机交互系统的设计要保证其具有易用性、可靠性、可扩展性和可维护性。

易用性是人机交互系统的基本要求之一。

用户能够很容易地上手使用并且能够快速地完成自己的任务。

易用性主要包括界面设计、交互设计、识别设计、反馈设计、帮助设计。

界面设计是用户看到和与之交互的界面设计。

界面的设计要美观大方、简洁明了、易于阅读、符合用户习惯，同时能够引导用户完成操作。

交互设计是实现人机交互的关键，包括指导用户如何完成操作。

在这一方面，考虑到不同用户的需求和经验，交互设计应该具备个性化和智能化的特点。

识别设计是负责系统的认知功能。

识别设计是指如何使用户能够在不同的组织结构下快速而准确地找到所需要的信息。

反馈设计是负责系统的反馈功能。

反馈设计是指系统在用户完成操作后，给予用户有效的反馈信息，反馈信息要及时而准确。

帮助设计是负责系统的指导功能。

帮助设计是指在用户遇到困难、不清楚操作流程或不理解系统的某些功能时，系统能够给予及时解决问题的支持和帮助。

评价人机交互系统的评价是指对系统的使用效果和用户体验进行评估。

评价内容包括效率、易用性、可扩展性、可维护性、安全性、可靠性和满意度。

效率是指用户在完成操作时所需的时间。

系统必须能够很快地响应，减少用户浪费的时间，提高效率。

易用性评估以用户为中心，从用户需求的满足程度来评价系统的易用性，让用户通过评价自身的使用经验记录，对人机互动过程中的问题和瓶颈进行评估。

可扩展性是指系统在不会有太大改变的情况下也能够适应新的需求。

第一章1、露制适是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能,借助于手工或利用客观物质工具，采用有效的方法，将原材料转化为所需物质产品并投放市场的全过程。

2、麵翌：将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。

是所有与制造有关的企业机构的总体。

3、趣:具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要索所构成的不可分割的整体。

系统的性质|：目的性、整体性、集成性、层次性、相关性、环境适应性4、愉］造系缄为了达到预定的制造H的，将制适过程所涉及的皱件、软件和人员组成一个具有特定功能的有机整体；其功能是将制造资源有效地转变成有用的产品。

5、 |制造自动化在广义制适过程的所育环节采用自动化技术,实现制诰:全过程的口动化。

6、 |自动化制造系统的定义、组成？定义：山一定范围的被加工对象、一定自动化水平的各种设备和高素质的人纽成的一个有机整体。

在人和计算机控制系统的共同作用下，接受外部信息、能源、和原材料等，实现一定程度的自动化制造过程，完成产品的生产。

组成：a.具有一定技术水平和决策能力的人（是人-机一体化的系统，对人的要求不是降低了，而是提高了；）b、一定范围的被加工对象（能在一定范倒内适应被加工对象的变化：）C、信息流及其控制系统（信息流控制着物流，进HU控制产品的制适质最）D、能最流及其控制系统（能戢流为物流过程提供能量，以维持系统的运行）E、物料流及物料处理系统（是系统的主要运作方式,是制造自动化系统规划的重要内容）7、 |自动化制造系统的寿命周期;:系统的设汁、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废这些过程的集合。

8、|自动化制造的叙:（I）、缩短生产周期，提高生产率。

（2）、提高产品质昴:，提高经济效益。

（3）、隆低劳动强度，提高劳动者的索质。

（4）、制造自动化的发展体现出一个国家的科技水平。

9、 |自动化制造系统的评价指栩:（I）提高生产率途径。

机电一体化系统的设计与制造第一章机电一体化系统的概述随着智能化的发展，机电一体化系统因其在工业自动化方面的应用而逐渐受到人们的关注和认可。

机电一体化系统是以自动控制技术为核心，将机械、电气、电子、计算机等多种技术有机地结合在一起的一种复杂的系统。

机电一体化系统可以实现多方面的功能，包括自动化生产、安全控制、精密检测、高速传输等等。

因此，设计与制造机电一体化系统不仅需要掌握机械、电气、电子、计算机等多种技术，还需要具备系统设计的能力。

第二章机电一体化系统的设计机电一体化系统的设计需要按照系统工程的思路，考虑各个环节之间的协调和一致性。

以下是一些关键设计环节的讲解。

2.1 机械部分设计机械部分的设计需要首先确定机械的结构形式，包括外形、框架、传动装置、运动轨迹等。

其次，需要采用CAD和CAE等技术，对机械部分进行详细的数值分析和仿真，以优化机械的结构，提高系统的效率和稳定性。

2.2 电气部分设计电气部分的设计是机电一体化系统设计中最为复杂的一部分，需要选取合适的电气元器件，并设计电气控制系统。

控制系统需要充分考虑系统的安全性和可靠性，避免出现短路、漏电等问题，同时还需要设计符合工业标准的接线布局和电源系统。

2.3 电子部分设计电子部分是实现机电一体化系统智能化的重要组成部分。

电子部分的设计可能包括传感器、单片机、PLC、人机界面等多个方面。

在设计过程中，需要考虑电子元器件的选取、电路设计及其仿真、调试和测试等方面问题，以确保所设计出的机电一体化系统能够实现高效、安全、稳定的控制。

2.4 计算机部分设计计算机部分是机电一体化系统的大脑，它可以进行数据处理、存储、分析等多种任务。

通常，计算机部分设计包括软硬件的选取，界面的设计，以及通讯模块的开发等方面。

在选择计算机硬件时，需要考虑能耗、处理速度、运行速度等因素。

第三章机电一体化系统的制造机电一体化系统的制造是将设计方案落实成实际的系统的过程。

以下是一些关键制造环节的讲解。