【正文】 （5 分）制造系統(tǒng)中的信息，以一定的流程形式在制造系統(tǒng)內(nèi)部處于連續(xù)的動(dòng)態(tài)變化之中，不斷地被使用、保存、更新、刪除等，形成了制造系統(tǒng)中的信息流。（5 分）制造系統(tǒng)的能量流來(lái)自制造系統(tǒng)外部，一部分用以維持各個(gè)環(huán)節(jié)或子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。（5分）在生產(chǎn)組織中，采用成組單元或成組流水線，可以縮短零件的運(yùn)輸路線，提高生產(chǎn)單元的柔性；在生產(chǎn)管理中，以零件族為基礎(chǔ)編制生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，也可提高生產(chǎn)管理的效率。從而大大節(jié)省工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間和費(fèi)用。（15分）答：成組技術(shù)的原理就是將許多各不相同，但又具有相似性的事物，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，使若干事物采用同一解決方法，從而達(dá)到節(jié)省人力、時(shí)間和費(fèi)用之目的。1 一個(gè)完善的CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)該具有哪些功能？（10分）答：曲面造型實(shí)體造型物體質(zhì)量特性計(jì)算功能機(jī)構(gòu)分析和仿真功能二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能三維幾何模型的顯示處理功能有限元法FEM網(wǎng)格自動(dòng)生成功能優(yōu)化設(shè)計(jì)功能數(shù)控加工的功能信息處理和信息管理功能。（3）加工產(chǎn)物混入液體排出，無(wú)灰塵，無(wú)污染，加工區(qū)溫度低，不產(chǎn)生熱量，適于木材、紙張、皮革等材料的加工。（2）液體束流的能量密度高、流速高，工件切縫很窄，噴嘴壽命高。高壓水射流加工原理：利用水或水中加添加劑的液體，經(jīng)水泵增壓，再經(jīng)貯液蓄能器使高壓液體流動(dòng)平穩(wěn)，最后由人造藍(lán)寶石嘴形成300~900m/s的高速液體束流，噴射到工件表面，從而達(dá)到去除材料的加工目的。電子束加工原理：在真空條件下，由電子槍射出的高速電子束經(jīng)電磁透鏡聚焦后擊工件表面，在轟擊處形成局部高溫，是材料瞬時(shí)熔化和汽化，從而達(dá)到去除、連接或改性的目的。隨著激光能量的不斷吸收，凹坑內(nèi)的金屬蒸汽膨脹，壓力增大，熔融物爆炸式噴射出來(lái)，在工件形成方向性恒強(qiáng)的沖擊波。（6）放電過(guò)程有部分能量消耗在工具電極上，導(dǎo)致電極損耗，影響成型精度。（4）電火花加工后的表面呈現(xiàn)凹坑，有利于貯油和降低噪聲。（2）加工時(shí)無(wú)明顯的切削力，適用于低剛度工件和微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工。10. 簡(jiǎn)述電火花、激光束、電子束、離子束、高壓水射流加工的原理及特點(diǎn)？電火花加工：原理：高頻脈沖電壓加到電極與工件之間，將介質(zhì)擊穿，形成放電通道，由于通道面積小，放電時(shí)間短，使能量高度集中，在放電區(qū)產(chǎn)生局部高溫，使材料融化甚至蒸發(fā)，工具電極不斷進(jìn)給，形成所加工的表面。（4）擠壓成形 擠壓成形是指將熱熔性材料（ABS、尼龍或蠟）通過(guò)加熱器熔化，擠壓噴出并堆積一個(gè)層面，然后將第二個(gè)層面用同樣的方法建造出來(lái)，并與前一個(gè)層面熔結(jié)在一起，如此層層堆積而獲得一個(gè)三維實(shí)體。通過(guò)升降平臺(tái)的移動(dòng)和箔材的送給可以切割出新的層片并將其與先前的層片粘接在一起，這樣層層迭加后得到下一個(gè)塊狀物，最后將不屬于原型的材料小塊剝除，就獲得所需的三維實(shí)體。（2）選擇性層片粘接 選擇性層片粘接采用激光或刀具對(duì)箔材進(jìn)行切割。關(guān)鍵技術(shù)：超高速切削、磨削機(jī)理，超高速主軸單元制造技術(shù)，超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)，超高速加工用刀具、磨具，超高速機(jī)床支撐及輔助單元制造技術(shù)，以及超高速加工檢測(cè)技術(shù)。 （13）強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)化7. 簡(jiǎn)述高速切削的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)？?jī)?yōu)點(diǎn)：（1）加工時(shí)間可縮短35倍； （2）提高生產(chǎn)效率；（3）表面粗糙度降低； （4）輪廓精度提高；（5）減少拋光時(shí)間； （6）減少輔助時(shí)間；（7）在同一工序上即可完成粗、精加工； （8）可直接加工淬硬材料，實(shí)現(xiàn)“以切代磨”；（9）可加工很薄的薄壁； （10）降低加工成本。 （9）強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的環(huán)保性、宜人性； （10）強(qiáng)調(diào)用戶參與；168。 （3）設(shè)計(jì)過(guò)程的并行化、智能化； （4） 設(shè)計(jì)手段的擬實(shí)化；168。5. 分析精密切削時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度對(duì)加工精度的影響？6. 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)？168。4. 簡(jiǎn)述CNC裝置/技術(shù)的插補(bǔ)原理？從產(chǎn)生數(shù)學(xué)模型來(lái)分，有直線插補(bǔ)，二次曲線插補(bǔ)和樣條插補(bǔ)等，從基本原理可分為：以區(qū)域判別為特征的比較法插補(bǔ)，以比例乘法為特征的數(shù)字脈沖乘法器插補(bǔ)，以數(shù)字積分法進(jìn)行運(yùn)算的數(shù)字積分插補(bǔ)，以矢量運(yùn)算為基礎(chǔ)的矢量辨別法插補(bǔ)，以速度運(yùn)算為基礎(chǔ)的時(shí)間分割法以及兼?zhèn)渲瘘c(diǎn)比較和數(shù)字積分特征的比較積分法插補(bǔ)等。b（7）先進(jìn)制造技術(shù)是面向21世紀(jì)的技術(shù)系統(tǒng)，其目的是提高對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。1. 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)？（1）先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)用性b（2）先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的廣泛性b（3）先進(jìn)制造技術(shù)的動(dòng)態(tài)特征b（4）先進(jìn)制造技術(shù)的集成性：制造工程b（5）先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)性：物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。在用LIGA技術(shù)進(jìn)行光刻的過(guò)程中，一張預(yù)先制作的模板上的圖形被映射到一層光刻掩膜上，掩膜中被光照的部分性質(zhì)發(fā)生改變，在隨后的沖洗過(guò)程被溶解，剩余的掩膜即是待生成的微結(jié)構(gòu)的負(fù)體，在接下來(lái)的電鍍成型過(guò)程中，從電解液中析出的金屬填充到光刻的空間形成金屬微結(jié)構(gòu)?？煽啃?、 產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。綠色制造（GM）、是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響（副作用）最小，資源效率最高。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶的要求。納米技術(shù)及主要內(nèi)容、納米技術(shù)是指納米級(jí)（0．1nm～100nm）的材料、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。通過(guò)仿真，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤和缺陷，進(jìn)行產(chǎn)品性能和工藝的優(yōu)化，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，以適宜于多品種、中小批量生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)、用數(shù)字化信號(hào)對(duì)設(shè)備運(yùn)行及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的自動(dòng)化技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)及主要內(nèi)容、先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。預(yù)測(cè)推理模塊：事前對(duì)異常情況進(jìn)行推理，提供處理對(duì)策表供檢索調(diào)用。智能加工：應(yīng)用傳感處理、智能決策、實(shí)時(shí)控制技術(shù)，自主選取數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)獲取的狀態(tài)信息創(chuàng)造新的知識(shí)。 學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力 在實(shí)踐中不斷充實(shí)知識(shí)庫(kù)，具有自學(xué)習(xí)，自行進(jìn)行故障診斷與排除功能。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 借助于音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活中各種過(guò)程，虛擬未來(lái)產(chǎn)品及其制造過(guò)程，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實(shí)的感受。 智能制造系統(tǒng)的特征 自律（Holonic)能力 搜集理解環(huán)境和自身信息，規(guī)劃自身行為的能力，基于知識(shí)的模型是系統(tǒng)自律能力的基礎(chǔ)。智能制造系統(tǒng)（IMS）含義：由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)；模擬人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、推理和決策；取代/延伸人部分腦力勞動(dòng)，發(fā)展人類專家的制造智能。MAS組成:機(jī)械加工系統(tǒng)CNC、MC、FMC、FMS加工設(shè)備；物流系統(tǒng)—對(duì)工件和工具存儲(chǔ)、搬運(yùn)、裝卸等操作；控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工設(shè)備和物流系統(tǒng)的控制；協(xié)同特征協(xié)同組織形式：群體小組（Teamwork）工作方式，小組成員由設(shè)計(jì)、工藝、制造不同代表組成，有自己責(zé)、權(quán)、利，有自身的工作計(jì)劃和目標(biāo)；協(xié)同設(shè)計(jì)思想：強(qiáng)調(diào)一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程的協(xié)同設(shè)計(jì)；協(xié)同的效率：強(qiáng)調(diào)“1+12” ，強(qiáng)調(diào)“工”字鋼協(xié)同強(qiáng)度。MAS組成:機(jī)械加工系統(tǒng)CNC、MC、FMC、FMS加工設(shè)備；物流系統(tǒng)—對(duì)工件和工具存儲(chǔ)、搬運(yùn)、裝卸等操作；控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工設(shè)備和物流系統(tǒng)的控制；MAS目標(biāo):實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)柔性自動(dòng)化；實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本、短周期、高效率生產(chǎn)；創(chuàng)造舒適安全勞動(dòng)環(huán)境。 核心工具：制造資源計(jì)劃MRPII，將企業(yè)內(nèi)各個(gè)管理環(huán)節(jié)進(jìn)行集成，縮短生產(chǎn)周期、減少庫(kù)存、降低成本、提高企業(yè)市場(chǎng)應(yīng)變能力。CIMS核心:是將企業(yè)內(nèi)的人/組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)三要素之間的集成，以保證企業(yè)內(nèi)的工作流程、物質(zhì)流和信息流暢通無(wú)阻。PDM與ERP之間的聯(lián)系作用對(duì)象間因果關(guān)系 ERP系統(tǒng)作用對(duì)象是PDM系統(tǒng)作用對(duì)象物質(zhì)表現(xiàn)，即以物理形式的零部件或產(chǎn)品；執(zhí)行和驗(yàn)證關(guān)系 ERP系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程是對(duì)PDM信息的物理執(zhí)行和驗(yàn)證，ERP系統(tǒng)優(yōu)化基礎(chǔ)與理論依據(jù)是PDM管理的產(chǎn)品信息；第六章 先進(jìn)生產(chǎn)制造模式ISO關(guān)于CIM定義：是將企業(yè)所有的人員、功能、信息和組織等諸方面集成為一個(gè)整體的生產(chǎn)方式。 1）提高設(shè)計(jì)效率，縮短上市時(shí)間2）提高設(shè)計(jì)與制造的準(zhǔn)確性和一致性3）更好地管理工程變更4）更好地控制項(xiàng)目 的功能電子資料室管理和檢索 PDM核心功能，以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，支持各種查詢與檢索，處理和管理存儲(chǔ)于異構(gòu)介質(zhì)上的產(chǎn)品電子數(shù)據(jù)文檔，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的信息共享。 功能層 包括系統(tǒng)管理、工作環(huán)境管理以及其它如文檔管理、產(chǎn)品配置管理、工作流程管理等基本功能模塊。 支持層 以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為支持平臺(tái)，提供數(shù)據(jù)存、取、刪、改、查等管理功能。第五章 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM PDM產(chǎn)生80年代初，為解決大量工程圖樣、技術(shù)文擋管理的困境而出現(xiàn)的一項(xiàng)管理技術(shù)。動(dòng)態(tài)刀具信息：隨時(shí)間不斷變化的刀具參數(shù)，如刀具壽命、實(shí)際參與切削時(shí)間、工作直徑和長(zhǎng)度等。 2 FMS物料輸送基本回路直線輸送回路 沿直線路線單向或雙向移動(dòng)，順序地在各個(gè)連接點(diǎn)停靠；環(huán)形輸送回路 運(yùn)載工具沿環(huán)形路線單向或雙向移動(dòng)；網(wǎng)狀輸送回路 由多個(gè)回路相互交叉組成，可由一條環(huán)路移動(dòng)到另一回路。 工件裝卸站 設(shè)在FMS入口，由人工完成裝卸；托盤緩沖站 工件中間存儲(chǔ)站，起緩沖物料作用；自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù) 多層立體布局結(jié)構(gòu)，由計(jì)算機(jī)控制，服從FMS命令和調(diào)度；物料運(yùn)載裝置 負(fù)責(zé)在機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和托盤緩沖站之間物料搬運(yùn)作業(yè)。一個(gè)工件從毛坯到成品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，只有相當(dāng)小的一部分時(shí)間在機(jī)床上進(jìn)行切削加工，大部分時(shí)間都消耗于物料的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中。柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床在工藝能力上是相互補(bǔ)充或相互替代的； 可混流加工不同的零件；系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作；遞階結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制，可以上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信；可進(jìn)行第三班無(wú)人值守生產(chǎn)。組成：加工系統(tǒng)CNC、MC、FMC機(jī)床及測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)；工件運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)；刀具運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；其他冷卻、潤(rùn)滑、排屑、清洗、去毛刺等附屬設(shè)備。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，柔性自動(dòng)化制造技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。　(2) 工作空間(3) 提取重力(4) 運(yùn)動(dòng)速度(5) 位置精度 柔性制造系統(tǒng)基本概念　　1．FMS的產(chǎn)生和發(fā)展　　柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS)是為解決多品種、中小批量生產(chǎn)中生產(chǎn)效率低、周期長(zhǎng)、成本高及質(zhì)量差等問(wèn)題而出現(xiàn)的。 　4. 工業(yè)機(jī)