柔性制造系统 (FMS) 和计算机集成制造系统 (CIMS)

基本概念1.NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是计算机数字控制机床，FMS的含义是柔性制造系统, CIMS的含义是计算机集成制造系统。

2.数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、点位直线控制和轮廓控制等几种。

按控制方式又可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制等。

3.数控机床的进给伺服系统可以分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。

4机电一体化系统的设计过程，主要包括系统总体设计、机械结构设计、控制系统设计、软件设计等几个方面。

编程1.数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用右手定则判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋判断。

2.在数控机床坐标系中，绕平行于X、Y和Z轴的回转运动的轴，分别称为 A 轴、B轴和 C轴。

3.以下常用G代码含义分别是：（1）G01 直线插补指令，G02 顺时针圆弧插补（2）G17 XY平面选择（3）G42 刀具右补偿（2）G41 刀具左补偿6.数控铣床中以下常用G代码含义分别是：（1）G00 点定位（2）G18 ZX平面选择（3）G41 刀具左补偿数控车床中以下常用G代码含义分别是：（4）G98 指定每分钟移动量（5）G50 主轴最高转速设置4.数控机床的坐标联动数是指数控装置控制的坐标轴同时到达空间某一点的坐标数若G01X50Y126Z200A60F90S500是一合法程序段，说明此机床数控系统能控制的联动坐标数为4轴以上。

5.在数控编程时，使用刀具半径补偿指令后，就可以按工件的轮廓尺寸进行编程，而不需按照刀具的中心线运动轨迹来编程。

7.轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具半径和长度补偿功能。

8.APT（自动编程系统）中，刀具运动轨迹由1）零件面 2）驱动面 3）检查面三个面控制。

1.数控加工的编程方法主要有_手工编程_和__自动编程_两大类。

3.编程时的数值计算，主要是计算零件的__基点和__节点__的坐标，或刀具中心轨迹的__对刀点_和__换位点__的坐标。

1、数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高自动化的特点。

2、数控机床的发展经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路及小型计算机和微处理机或微型计算机等五代数控系统。

3、FMS表示柔性制造系统。

4、CIMS表示计算机集成制造系统。

5、DNC表示直接数控系统。

6、NC表示普通数控系统。

1、按切削运动在切削加工中的功用不同分为主运动和进给运动。

2、主运动只有一个。

3、工件在切削过程中形成了三个不断变化的表面已加工表面、待加工表面、过渡表面。

4、切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。

5、刀具切削部分组成要素前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。

6、正交平面参考系由基面(Pr)、切削平面(PS)、正交平面(Po)组成。

7、在正交平面中测量的角度有前角(γo) 、后角(αo)、楔角(βo)。

8、在基面中测量的角度有主偏角（κr）、副偏角(κrˊ) 、刀尖角(εr) 。

9、在切削平面中测量的角度有刃倾角(λS)。

10、当刀尖相对于车刀刀柄安装面处于最高点时，刃倾角为正值；当刀尖处于最低点时，刃倾角为负值；当切削刃平行于刀柄安装面时，刃倾角为0°。

11、刀具材料有高速钢、硬质合金、其他刀具材料。

12、常用的硬质合金有三大类钨钴类硬质合金(YG)、钨钛钴类硬质合金(YT)、钨钛钽(铌)类硬质合金(YW)。

13、钨钴类硬质合金(YG)：适用于加工脆性材料(铸铁等)。

14、钨钛钴类硬质合金(YT)：适用于切屑呈带状的钢料等塑性材料。

15、钨钛钽(铌)类硬质合金(YW) ：既能加工钢、铸铁、有色金属，也能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难加工材料。

16、其他刀具材料包括涂层刀具材料、陶瓷材料、金刚石、立方氮化硼(CNB)。

17、涂层刀具材料：刀具既具有基体材料的强度和韧性，又具有很高的耐磨性18、陶瓷材料：主要用于钢、铸铁、高硬度材料及高精度零件的精加工。

“数控加工工艺与编程”复习题一、填空1） CIMS是（计算机集成制造系统）的缩写，FMS是（柔性制造系统）的缩写。

2） FMC是（柔性制造单元）的缩写，CAM是（计算机辅助制造）的缩写。

3） APT是（自动编程系统）的缩写，MRP是（制造资源计划/生产管理）的缩写。

P44）在切削过程中，工件上形成三个表面：①（已加工表面）；②（待加工表面）；③（过渡表面）P105）在金属切削过程中，刀具和工件之间的相对运动就称为金属切削运动，按其在切削加工中的功用不同可分为主运动和进给运动。

P96）切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动的方向就称为主运动方向，切削刃上选定点相对于工件的瞬时速度就称为切削速度。

P97）生产类型是指工厂专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。

P308）切削液的作用主要有冷却作用、润滑作用、清洗作用和防锈作用。

P269）所谓“先粗后精”是指按照粗加工f半精加工f精加工的顺序进行，逐步提高加工精度。

10）粗铣平面时，因加工表面质量不均，选择铣刀时直径要（小）一些。

精铣时，铣刀直径要（大一些），最好能包容加工面宽度。

11）基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点线面，根据基准功能的不同，基准分设计基准和工艺基准两大类12）划分工步依据主要是加工表面、切削用量和工具是否变化。

P2913）工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。

按其作用不同可以分为工序基准、测量基准、定位基准和装配基准。

P4014）所谓的加工余量是指使加工表面达到所需的精度和表面质量而应切除的金属层厚度，分为加工总余量和工序余量_________ 。

P5015）所谓的加工精度是指零件加工后的几何参数和—理想_____ 零件几何参数的符合程度，它们之间的偏离程度则为加工误差。

P8316）主轴的回转运动误差可分为轴向窜动、径向漂移（径向跳动）和角度摆动三种基本形式。

P8517）在机械加工中，由机床、夹具、刀具、工件组成的系统称为工艺系统。

南航柔性制造试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 柔性制造系统（FMS）的核心组成部分是：A. 机器人技术B. 计算机集成制造系统（CIMS）B. 自动化仓库D. 物料搬运系统答案：B2. 在柔性制造系统中，用于实现设备和工作站之间信息交换的技术是：A. 条形码扫描B. 无线射频识别（RFID）C. 红外通信D. 蓝牙技术答案：B3. 下列哪项不是柔性制造系统设计时需要考虑的因素？A. 生产批量B. 产品多样性C. 设备利用率D. 员工数量答案：D4. 柔性制造系统能够适应市场需求变化，主要是因为它具有：A. 高度自动化B. 模块化设计C. 快速响应能力D. 成本低廉答案：C5. 在柔性制造系统中，用于减少设备故障和维护成本的技术是：A. 预防性维护B. 定期大修C. 故障后维修D. 设备过载运行答案：A6. 柔性制造系统通常不适用于以下哪种生产类型？A. 多品种小批量生产B. 单件生产C. 大批量生产D. 定制生产答案：C7. 柔性制造系统在生产过程中，对于物料的需求通常是通过以下哪种方式来实现的？A. 人工搬运B. 自动化物料搬运系统C. 客户自提D. 外部物流服务答案：B8. 在柔性制造系统中，为了提高生产效率，通常会采用哪种类型的生产计划？A. 固定生产计划B. 滚动生产计划C. 随机生产计划D. 无计划生产答案：B9. 柔性制造系统中的机器人通常需要具备哪些功能？A. 单一重复动作B. 复杂决策能力C. 多自由度运动D. 固定程序执行答案：C10. 下列哪项不是柔性制造系统的优点？A. 提高生产效率B. 降低人工成本C. 增强市场适应性D. 增加生产复杂性答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 柔性制造系统的特点包括（）。

A. 高度自动化B. 灵活性高C. 产品单一化D. 生产批量大答案：A B12. 柔性制造系统在设计时需要考虑的市场因素包括（）。

A. 客户需求B. 竞争对手C. 产品价格D. 产品生命周期答案：A B D13. 柔性制造系统中的自动化仓库可以实现以下哪些功能？（）A. 自动存取物料B. 物料分类C. 物料搬运D. 物料质量检测答案：A B C14. 柔性制造系统在生产过程中可以实现（）。

柔性制造系统摘要：本文旨在介绍柔性制造系统的组成，工作原理，优势以及其面临的困惑，并简单介绍它的发展情况和发展趋势，为以后进一步地学习打下基础。

关键词：柔性制造系统、FMS引言：随着科学技术的迅速发展，新产品不断涌现，产品的市场寿命日益缩短，更新换代加速，中、小批量生产占有越来越重要的地位。

面临这一新的局面，必须大幅度提高制造柔性和生产效率，缩短生产周期，保证产品质量，降低生产成本，以获得更好的效益。

柔性制造系统正是这种形势下应运而生的。

一、概述柔性制造系统（英文全称为Flexible Manufacturing System,简称FMS）是由数控加工设备，物料贮运装置和计算机控制等系统等组成的自动化系统。

它包括多个柔性制造单元（FMC），是一种集多种高新技术于一体的现代化制造系统。

二、FMS的一般组成柔性制造系统是一个很复杂的系统，可概括为下列三部分：1、加工系统。

加工系统的功能是以任意自动化加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具通常由若干台对工件进行加工的数控机床和所使用的刀具构成。

2、物流系统。

工件、工具流统称为物流，物流系统，即物料贮运系统，是柔性制造系统中一个重要组成部分。

物流系统一般由下列三部分组成：/输送系统建立各加工设备之间的自动化联系。

它与传统的自动生产线或流水线不同，FMS的工件输送系统可以不按固定节拍，固定顺序运送工件，甚至是几种工件混杂在一起输送。

贮存系统具有自动存取机能，用以调节加工节拍的差异，使用的是自动化存储仓库。

操作系统建立加工系统和贮存系统之间的自动化联系。

3、信息系统。

包括过程控制和过程监控个系统。

过程控制系统进行加工系统及物流系统的自动控制；过程监控系统进行在状态数据自动采集和处理。

三、FMS的工作原理FMS工作过程：柔性制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和加工信息后，由其信息系统进行数据信息的处理，分配，并按照所给程序对物流系统工程进行控制。

物料库和夹具库根据生产的品种及调度计划信息提供相应品种的毛坏，选出加工所需要的夹具。

柔性制造系统FMS70年代末80年代初,随着计算机辅助治理、物料自动搬运、刀具治理和计算机网络、数据库的进展以及CAD/CAM技术、成组技术(GT)、工业机器人等技术的成熟,更加系统化、规模化的柔性制造系统(FMS)就出现了。

所谓FMS,是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息操纵系统和物料自动储运系统有机结合的整体,能适合加工对象变换的自动化机械制造系统(FlexibleManufacturingSystem)。

下面就柔性制造系统的组成、分类、优势及进展趋势实行阐述。

一、柔性制造系统(FMS)的组成1.加工系统柔性制造系统采纳的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。

2.物料系统物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。

3.计算机操纵系统计算机操纵系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出操纵CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。

通常采纳三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机操纵系统,其中单元级操纵系统(单元操纵器)是柔性制造系统的核心。

4.系统软件系统软件用以确保柔性制造系统有效地适合中小批量多品种生产的治理、操纵及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统治理和监控软件。

二、柔性制造系统的分类1.柔性制造单元(FMC)FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适合加工多品种产品的灵活性。

FMC的柔性最高。

2.柔性制造线(FML)柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS,但生产效率更高。

3.柔性制造系统(FMS)FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的操纵系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工治理。

运营管理题集一：名词解释1、运营系统答案:由输入-转换-输出过程构成,包括反馈机制,通过增值这一直接目标实现顾客满意、经济效益最终目标的一种系统。

答案解析:略难易程度:中知识点:运营系统2、运营管理答案:对提供产品或服务的运营系统进行规划、设计、组织、控制。

答案解析:略难易程度:中知识点:运营管理3、运营战略答案:企业在运营系统的规划与设计、运营系统的运行与控制以及运营系统的维护与改善方面所做出的长期规划。

答案解析:略难易程度:难知识点:运营战略4、产业革命答案:开始于18世纪70年代的英国,19世纪又扩展到美国和其他国家,以机器代替人力,特别是蒸汽机的应用为特征,实现了劳动分工和标准化生产的工业变革。

答案解析:略。

难易程度:中知识点:产业革命5、标准化答案:在经济、技术、科学和管理等社会实践中,对重复性的事物和概念,通过制订发布和实施标准,以达到统一,获得最佳秩序和社会效益的活动。

答案解析:略难易程度:中知识点:标准化6、泰勒制答案:泰勒在20世纪初创建的科学管理理论的体系。

答案解析:略难易程度:中知识点:科学管理原理7、精益生产答案:以多功能团队活动与持续改进为基础,以丰田生产系统( Toyota Productio Systen,TPS)、并行工程的产品开发和稳定快捷的供应链为攴撑,通过精准定义价值,让设备浪费环节的价值流真正流动起来,最终实现卓越绩效的生产模式。

答案解析:略难易程度:中知识点:精益生产8、大规模定制答案:以满足顾客个性化需求为目标,以顾客愿意支付的价格,并以能够获得一定利润的成本高效率地进行定制,从而提高企业适应市场需求变化的灵活性和快速响应能力的先进产方式。

答案解析:略难易程度:难知识点:大规模定制9、低碳运营模式答案:对企业的碳源进行分析,跟踪碳足迹,测算其碳排放量,以企业内部小循环为支撑,实现投资、技术引进、产品开发等的低碳运营方式。

答案解析:略难易程度:中知识点:低碳运营模式10、工业4.0答案:以信息物理系统( cyber-physical system,CPS)为基础,实现企业制造系统的网络化集成以及价值链数字化集成,进而构建智能工厂,实现智能制造,以全面提升生产过程智能化水平和制造业的商业价值的工业变革。

先进制造技术试题一、填空题（每空2分，共30分）1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。

2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。

3、CIMS系统的三要素：人、经营、技术。

4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。

二、名词解释（共15分，每题3分）1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。

面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。

DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。

2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。

敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。

3、CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。

换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。

在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。

4、CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。

第一章概述1、先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。

2、先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。

3、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计（2）快速成形技术（3）并行工程制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配（4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术（4）传感器和控制技术4、先进制造技术研究的四大领域：（1）现代设计技术（2）先进制造工艺技术（3）制造自动化技术（4）系统管理技术4、美国的先进制造技术发展概况 P10美国先进制造技术发展概况：美国政府在 20 世纪 90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。

先进制造技术计划美国的发展目标：1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。

2、不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。

3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。

4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。

5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标三个重点领域的研究：1、成为下一代的“智能”制造系统2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具3、基础设施建设第二章柔性制造系统（FMS）技术1、柔性制造系统（FMS）的特点：（1）主要特点：柔性和自动化（2）设备利用率高，占地面积小（3）减少直接劳动工人数（4）产品质量高而稳定（5）减少在制品库存量（6）投资高、风险大，开发周期长，管理水平要求高2、FMS与传统的单一品种自动生产线（即刚性自动生产线，其物流设备和加工工艺是相对固定的，只能加工一个零件，或加工几个相互类似的零件）缺点：改变加工产品的品种，刚性自动线做较大改动，投资和时间方面耗资大，难以男足市场要求。