智能制造概论习题答案机工版CH4-智能加工-答案1.pdf

第4章智能加工技术

【思考与练习题】

4.1请阐述数控机床的组成部分。如果将数控机床作为智能制造系统的一个组成部分，它的哪一部

分将通过哪种方式上位管理系统相连？

答：

数控机床的组成部分如图1所示，具体解释略。

图1数控机床的组成

它可以通过PLC或计算机数控装置与上位管理系统相连。

4.2数控系统的主要功能是什么？在智能制造中，将会如何生产数控加工代码？

答：

（1）主要功能包括如下：插补功能、进给功能、主轴功能、刀具补偿功能、操作功能、辅助功能

（2）智能制造中数控加工代码可以自动生成：

首先将被加工零件的几何图形及有关工艺过程用计算机能够识别的形式输入计算机，利用计算

机内的数控编程系统对输入信息进行翻译，形成机内零件的几何数据与拓扑数据；然后进行工艺处

理，确定加工方法、加工路线和工艺参数。通过数学处理计算刀具的运动轨迹，并将其离散成为一

系列的刀位数据；根据某一具体数控系统所要求的指令格式，将生成的刀位数据通过后置处理生成

最终加工所需的NC指令集；对NC指令集进行校验及修改；通过通讯接口将计算机内的NC指令

集送入机床的控制系统。实现自动编程的CAM软件常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，

Powermill，CAXA制造工程师等，可以实现多轴联动的自动编程并进行仿真模拟。

4.3机床的智能加工技术中，虚拟化加工和防碰撞是怎么实现的？

答：

这里选用Vericut仿真软件进行虚拟化加工流程如下：

1)前期准备。明确机床数控系统的型号、机床结构形式和尺寸、机床工作原理、主轴行程、坐标系

统及毛坯、刀具和夹具等。

2)机床构建。软件中提供了常见的几种机床模型，可供调用，但一般不能满足需求。此时用户需自

己构建机床。

4-1

第4章智能加工技术

3)机床控制系统设置。用户可以根据实际使用机床的控制系统从Vericut进行选择，如果控制系统

不存在，也可以根据IEC61131-3的规则定制相关的控制系统。

4)建立机床刀具库。

5)设置机床系统参数。

防撞工作流程如图2所示。

图2智能防撞技术

4.4请列表说明常见的3D打印方法。

答：

4.5请举例说明在智能制造中为何需要3D打印？

答：

智能制造的一个特点是小订单生产。在产品的设计阶段，采用3D打印技术后，产品的研发人员可

4-2

第4章智能加工技术

以借助3D打印技术制作出相应的产品模型，在缩短产品研发周期的同时，产品研发成本也降低了许多。

而在产品的制造过程中，借助3D打印前沿技术，传统制造流程中不必要的环节被有效剔除，材料的利

用率也得到了进一步提高。

4.6阐述复合加工方式常见三种类型的工作原理。

答：

激光加工：利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔、增材加工

及微加工等的一门加工技术。

电子束加工：利用能量密度较低的电子束轰击高分子材料，使其分子链切断或重新聚合，从而使高

分子材料的化学性质和分子量产生变化，进行加工。

超声波加工：利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种加工方法。

4.7工业机器人的分类方式有几种？具体怎么分类？

答：

工业机器人的种类很多，其功能、特征、驱动方式、应用场合等不尽相同。关于机器人的分类，国

际上没有制定统一的标准。从不同的角度，会有不同的分类方法。

（1）按机器人的结构特征划分

机器人的结构形式多种多样，典型机器人的运动特征用其坐标特性来描述。按结构特征来