14.PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用
PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，可以應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制和開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、組合數(shù)字控制，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)及控制機(jī)器人等，PLC也可以用于位置控制中。
15。伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求
按照控制對(duì)象和使用目的的不同，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)可分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)和輔助伺服系統(tǒng)。按照伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可 分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)；按驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作原理又可將其分為電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。按照反饋控制方式，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)有脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)之分。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足高精度、快速響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速大轉(zhuǎn)矩、可靠性高等要求。數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍， 而且能在盡可能寬的調(diào)連范圍內(nèi)保持恒功率輸出。另外，為了滿足不同數(shù)控機(jī)床的加工要求，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)該滿足一些特殊要求。例如，為了能在數(shù)控車床上加 工螺紋要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制；為了保證端面加工的表面粗糙度，要求數(shù)控車床、數(shù)控磨床等機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)具有恒線速切削功能；加工中心的主軸 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有高精度的主軸停位控制功能，以便進(jìn)行自動(dòng)換刀；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有角度控制功能。
16.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，定子磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。定子磁場(chǎng)的激磁磁勢(shì)為脈沖式，使磁場(chǎng)以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也就一步 一步旋轉(zhuǎn)?？梢?，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的電源是脈沖電源，而不是直流電源或正弦交流電 源。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖的頻率，轉(zhuǎn)子總的角位移取決于總的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)向取決于分配脈沖的相序。其步距值不受各 種干擾因素的影響。步距誤差不長(zhǎng)期積累，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度（實(shí)際步距值）與理論步距值之間總有一定的誤差。從某一步到任何一步，即走任意步 數(shù)后，也總會(huì)有一定的累積誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的過載能力比較差。
17.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：
（1）步距精度。我國(guó)生產(chǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度一般在±10~±30分的范圍，有些可達(dá)±2—±5分。
（2）靜轉(zhuǎn)矩。用以衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力。
（3）起動(dòng)頻率。是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠由靜止定位狀態(tài)不失步地起動(dòng)，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖頻率。在電動(dòng)機(jī)空載情況下，稱為空載起動(dòng)頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的頻率將大大降低。
（4）連續(xù)運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，其轉(zhuǎn)速將跟隨控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的控制脈沖的頻率稱為連續(xù)運(yùn)行頻率的工作頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率隨負(fù)載的增大而下降，但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率遠(yuǎn)高于其起動(dòng)頻率。
18.常用的反應(yīng)式、永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)基本相同，也分成若干個(gè)極，極 上有齒和控制線圈。但永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由兩段鐵心和位于中部的環(huán)形磁鋼組成：由于磁路內(nèi)含有永久磁鋼，故當(dāng)定子繞組斷電后仍具有一定的定位轉(zhuǎn) 矩。
19.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速的計(jì)算
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角用下式計(jì)算：
式中：m——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)；
K——與通電方式有關(guān)的系數(shù)，是拍數(shù)與相數(shù)比例系數(shù)，如單拍或雙拍時(shí)K=1，單、雙拍時(shí)K=2； ——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速用下式計(jì)算：
n=60f/N.Zr（r／min）
式中：f——控制脈沖頻率；
N——運(yùn)行拍數(shù)；
Zr——轉(zhuǎn)子齒數(shù)。
20.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求，驅(qū)動(dòng)電源的組成和功能
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電源的綜合體現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)滿足以下基本要求：
（1）電源的相數(shù)、通電方式、電壓、電流應(yīng)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)相適應(yīng)；
（2）能滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率的要求；
（3）工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)；
（4）成本低，效率高，安裝和維護(hù)方便。
驅(qū)動(dòng)電源通常由環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)器組成。環(huán)形分配器的功能可由硬件、軟件以及軟、硬件相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)。其主要功能是將CNC裝置的插補(bǔ)脈沖， 按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所要求的規(guī)律分配給功率驅(qū)動(dòng)器的各相輸入端，以控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的導(dǎo)通或關(guān)斷。由于電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)要求，所以環(huán)形分配器的輸出是周期性 的，又是可逆的。功率驅(qū)動(dòng)器的功能是將環(huán)形分配器輸出的脈沖信號(hào)放大，以便用足夠的功率來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
21.直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及它們之間的區(qū)別
直流主軸電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同。兩者之間的主要區(qū)別是：直流主軸電動(dòng)機(jī)在主磁極上除了繞有主磁極繞組外，還繞有補(bǔ)償繞組，以便 抵消轉(zhuǎn)子反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)氣隙主磁通的影響，改善電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能；直流主軸電動(dòng)機(jī)都采用軸向強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻，以改善冷卻效果；直流主軸電動(dòng)機(jī)尾部都 同軸裝有速度檢測(cè)元件，如測(cè)速發(fā)電機(jī)；直流主軸電動(dòng)機(jī)一般都能承受150%的過載負(fù)荷。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)本體和檢測(cè)部件組成。反饋用的檢測(cè)部件裝在電動(dòng)機(jī)的尾部（非軸伸出端）。電動(dòng)機(jī)本體主要由機(jī)殼、定子磁極和轉(zhuǎn)子三部分組成。
定子磁極是一個(gè)永磁體。由于是采取永磁式勵(lì)磁方式，不需要?jiǎng)?lì)磁功率，在同樣的輸出功率下有較小的體積和較輕的重量。
轉(zhuǎn)子分為普通型和小慣量型兩類。小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。但其過載能力低，當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn) 給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)軸與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。普通型轉(zhuǎn)子與一般直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相似， 也是有槽轉(zhuǎn)子，只是轉(zhuǎn)子鐵芯上的槽數(shù)較多，且采用斜槽，在一個(gè)槽內(nèi)又分布有幾個(gè)虛槽，以減小轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。與一般直流電動(dòng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)度對(duì)直徑的比大 些，氣隙小些。普通型轉(zhuǎn)子永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)與小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，具有以下一些特點(diǎn)：
（1）低速時(shí)輸出的轉(zhuǎn)矩大，慣量比較大，能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連，省去齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而有利于減小機(jī)械振動(dòng)和噪聲，以及齒隙誤差。
（2）轉(zhuǎn)子的熱容量大，電動(dòng)機(jī)的過載性能好，一般能加倍過載幾十分鐘。
（3）調(diào)速范圍寬，當(dāng)與高性能速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時(shí)，調(diào)速范圍可達(dá)1：1000以上。
（4）轉(zhuǎn)子慣量比較大，為了滿足快速響應(yīng)的要求，需要加大電動(dòng)機(jī)的加速轉(zhuǎn)矩，為此需要加大電源容量。
（5）轉(zhuǎn)子溫升高（電動(dòng)機(jī)允許溫升可達(dá)150—180~C），可通過轉(zhuǎn)軸傳到機(jī)械上去，這會(huì)影響精密機(jī)械的精度。
交流主軸電動(dòng)機(jī)都采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。帶有三相繞組的定子和帶有籠條的轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的核心。它沒有外殼，定 子鐵芯直接暴露在空氣中，而且在定子鐵芯上做有軸向通風(fēng)孔，以利于電動(dòng)機(jī)冷卻、縮小電動(dòng)機(jī)體積，增大輸出功率。轉(zhuǎn)于做成細(xì)長(zhǎng)形，以減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。交 流主軸電動(dòng)機(jī)的外形呈多邊形，面不是圓形。交流主軸電動(dòng)機(jī)的尾部都同軸安裝有脈沖發(fā)生器（或脈沖編碼器）。交流主軸電動(dòng)機(jī)也具有一定的過載能力，一般能在 額定負(fù)載的1.2—1.5倍負(fù)載下工作幾分鐘至半個(gè)小時(shí)。
永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)主要由三部分組成：定子、轉(zhuǎn)子和檢測(cè)部件。定子形狀與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子相似，具有齒槽，內(nèi)有三相繞組。但其外表面多呈多邊形，且無外殼，這樣有利于散熱。轉(zhuǎn)子帶有永磁體，由多塊永久磁鐵和沖片組成。
直流伺服電動(dòng)機(jī)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別是前者帶有電刷和換向器而后者不帶。永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)與永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的區(qū)別除了有無電刷和換向 器外，再就是前者的定子磁極是一個(gè)永磁體而后者的轉(zhuǎn)子帶有永磁體。伺服電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)的一個(gè)明顯區(qū)別是前者都同軸裝有用于反饋的檢測(cè)元件而后者沒有。 主軸直流電動(dòng)機(jī)與普通直流電動(dòng)機(jī)以及主軸交流電動(dòng)機(jī)普通交流電動(dòng)機(jī)的區(qū)別比較明顯，不再重復(fù)。還應(yīng)該指出，上述四種電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法也不相同。
22.直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法
直流伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的調(diào)速性能。其缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器容易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)；由于換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花而使轉(zhuǎn)速受到限 制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制；直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。采用交流伺服電動(dòng)機(jī)完全克服了直流伺服電動(dòng)機(jī)固有的缺點(diǎn)，并且通過采取措施也可以獲得 好的調(diào)速性能。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)和永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能，由于其伺服系統(tǒng)的要求，需要用一些特性曲線和數(shù)據(jù)表加以全面描述。其中最重要的是電動(dòng)機(jī)的工作曲線。在數(shù)據(jù)表中給出了有關(guān)電動(dòng)機(jī)性能的一些參數(shù)值，是選購(gòu)和使用電動(dòng)機(jī)不可少的參考資料。
直流主軸電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以表示為：
式中：CT——轉(zhuǎn)矩系數(shù)；
——?jiǎng)?lì)磁磁通（wb）；
——轉(zhuǎn)子回路電流（A）。
由于電磁轉(zhuǎn)矩中的兩個(gè)可控量砂和h是互相獨(dú)立的，所以可以方便地分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且這種關(guān)系無論在靜態(tài)還是在動(dòng)態(tài)都成立，這就保證了電動(dòng)機(jī)的良好的靜、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性、從而得到優(yōu)良的調(diào)速性能。
直流主軸電動(dòng)機(jī)在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度以上為恒功率范圍。因此采用雙域調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，由轉(zhuǎn)子繞組控，制回路和磁場(chǎng)控制回路兩部分組 成。在轉(zhuǎn)子繞組控制回路中，通過改變轉(zhuǎn)子繞組電壓（即外加電壓）調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。在磁場(chǎng)控制回路中，通過改變勵(lì)磁電流 If（即改變磁通 ）調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍。
與直流主軸電動(dòng)機(jī)相類似，交流主軸電動(dòng)機(jī)也存在一個(gè)基本速度，在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，在基本速度以上為恒功率區(qū)域。恒功率的速度范圍只有1：3的速度比，當(dāng)速度超過一定值后，功率一速度特性曲線會(huì)向下傾斜。
對(duì)于交流主軸電動(dòng)機(jī)、氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨(dú)立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進(jìn)行獨(dú)立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標(biāo) 量難控制得多。為了改善交流主軸電動(dòng)機(jī)的控制性能，常采用矢量控制調(diào)速方法。這種調(diào)速方法將被控變量從矢量轉(zhuǎn)換為標(biāo)量，通過這種轉(zhuǎn)換，將交流電動(dòng)機(jī)模擬成 直流電動(dòng)機(jī)來控制其轉(zhuǎn)矩，從而獲得高動(dòng)態(tài)調(diào)速性能。
用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這是因?yàn)檫@種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機(jī)械特性好、經(jīng)濟(jì)性能好等 特點(diǎn)?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)中多采用晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。所謂脈寬調(diào)制調(diào)速，就是利用脈寬調(diào)制器對(duì)大功率晶體管開關(guān)放大器的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控 制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的矩形波電壓，加到直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩端，通過對(duì)矩形波脈沖寬度的控制，改變轉(zhuǎn)子繞組兩端的平均電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的目的。
永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：
式中：nr——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；
ns——定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速；
f——電源頻率；
P——磁極對(duì)數(shù)。
可見，可以通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率來調(diào)速。該方法可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，能夠較好地滿足數(shù)控機(jī)床的要求。為電動(dòng)機(jī)供電的變頻電源采用交一直一交變頻器。可 以采用不同的方案來實(shí)現(xiàn)永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，常見的有自同步控制變頻調(diào)速，電流控制調(diào)速和矢量控制調(diào)速等。
23.工業(yè)機(jī)器人的組成、分類及編程方式
工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。
操作機(jī)也稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由末端執(zhí)行器、手腕、手臂和機(jī)座組成。其功能與人的手臂相似。
驅(qū)動(dòng)裝置為操作機(jī)工作提供動(dòng)力，分為電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)三種類型。其執(zhí)行部件（伺服電動(dòng)機(jī)、液壓缸或氣缸）可以與操作機(jī)直接相連，也可以通過齒輪、鏈條和諧波減速器與操作機(jī)連接。
控制系統(tǒng)功能是控制工業(yè)機(jī)器人按要求動(dòng)作，分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。目前，工業(yè)機(jī)器人多采用計(jì)算機(jī)控制。
工業(yè)機(jī)器人有多種分類方法：
（1）按坐標(biāo)形式分為直角坐標(biāo)式（代號(hào)PPP）；圓柱坐標(biāo)式 （代號(hào)RPP）；球坐標(biāo)式（代號(hào)RRP）；關(guān)節(jié)坐標(biāo)式（代號(hào)RRR），又稱回轉(zhuǎn)坐標(biāo)式，分為垂直關(guān)節(jié)坐標(biāo)和平面（水平）關(guān)節(jié)坐標(biāo)。
（2）按驅(qū)動(dòng)方式分為電力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)。電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件可以是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)可以獲得很大的 抓取能力（可抓取高達(dá)上千牛力），傳動(dòng)平穩(wěn)，防爆性好，動(dòng)作也較靈敏，但對(duì)密封性要求高，不宜于在高、低溫現(xiàn)場(chǎng)工作，需配備一套液壓系統(tǒng)。采用氣壓驅(qū)動(dòng)的 機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速、價(jià)格低，但由于空氣可壓縮而使工作速度穩(wěn)定性差，抓取力小（幾十牛力至百牛力）。
（3）按控制方式分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。點(diǎn)位控制方式簡(jiǎn)單，適用于上下料、點(diǎn)焊、卸運(yùn)等作業(yè)。連續(xù)軌跡控制比較復(fù)雜，常用于焊接、噴漆和檢測(cè)的機(jī)器人中。
工業(yè)機(jī)器人有示教編程和語言編程兩種編程方式。示教編程又分為手把手示教編程和示教盒示教編程。適用于重復(fù)操作型，所面對(duì)的作業(yè)任務(wù)比較簡(jiǎn)單的機(jī)器人。語言編程方式適用于動(dòng)作復(fù)雜，操作精度要求高的工業(yè)機(jī)器人（如裝配機(jī)器人）。
24.工業(yè)機(jī)器人的特性參數(shù)和技術(shù)要求
工業(yè)機(jī)器人的主要特性參數(shù)有：
（1）坐標(biāo)型式。常用的坐標(biāo)型式有直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、球坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等。
（2）運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)。自由度數(shù)表示機(jī)器人動(dòng)作的靈活程度。一般少于6個(gè)，也有多于6個(gè)的。
（3）各自由度的動(dòng)作范圍。指各關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。各關(guān)節(jié)的基本動(dòng)作范圍決定了機(jī)器人操作機(jī)工作空間的形狀和大小。
（4）各自由度的動(dòng)作速度。指各關(guān)節(jié)的極限速度。
（5）額定負(fù)載。指在規(guī)定性能范圍內(nèi)，在手腕機(jī)械接口處所能承受的負(fù)載允許值。
（6）精度。主要包括位姿精度、位姿重復(fù)性、軌跡精度、軌跡重復(fù)性等。
工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)要求包括：外觀和結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備、可靠性和安全性。
25.柔性制造單元的結(jié)構(gòu)形式
柔性制造單元有托盤存儲(chǔ)庫式和機(jī)器人直接搬運(yùn)式兩種結(jié)構(gòu)形式。柔性制造單元是一種在人的參與減到最小時(shí)，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)地對(duì)同一工件族內(nèi)不同的工件進(jìn)行自 動(dòng)化加工的最小單元，它既可以作為獨(dú)立使用的加工生產(chǎn)設(shè)備，又可作為更大、更復(fù)雜的柔性制造系統(tǒng)和柔性自動(dòng)線的基本組成模塊。
26.柔性制造單元與加工中心的區(qū)別
柔性制造單元是在加工中心的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它增加了機(jī)器人或托盤自動(dòng)交換裝置、刀具和工件的自動(dòng)測(cè)量裝置、加工過程的監(jiān)測(cè)裝置。與加工中心相比，它具有更好的柔性，更高的生產(chǎn)率，可實(shí)現(xiàn)某些零件的多品種、小批量加工。
27.柔性制造系統(tǒng)的基本功能、組成及其柔性
柔性制造系統(tǒng)的基本功能包括自動(dòng)加工功能（包括檢驗(yàn)、清洗等）、自動(dòng)搬運(yùn)功能和將以上兩者綜合起來的綜合軟件功能。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)組成。 加工系統(tǒng)由加工中心或加工中心與數(shù)控機(jī)床混合組成的加工設(shè)備。除此之外，還有清洗、切屑處理等輔助裝置或設(shè)備。一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)床配置可按“互補(bǔ)”和“互 替”方式配置，也可按這兩種方式混合配置?！盎パa(bǔ)”是指系統(tǒng)需配置完成不同工序的機(jī)床（如車、銑、磨……），在工序上互相補(bǔ)充，而不能代替。“互替”是指 一個(gè)系統(tǒng)中配置有相同的機(jī)床，如其中一臺(tái)機(jī)床有故障時(shí)，另一臺(tái)相同工序的機(jī)床可以替代加工，以免等待。
物流系統(tǒng)包括工件與刀具夾具的輸送、裝卸及倉(cāng)庫存儲(chǔ)等裝置。工件和夾具的存儲(chǔ)多用立體倉(cāng)庫，并由倉(cāng)庫計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和管理。輸送設(shè)備有傳輸帶、有軌或 無軌小車及行走機(jī)器人等。系統(tǒng)還設(shè)有中央刀庫，由工業(yè)機(jī)器人在中央刀庫和各機(jī)床之間進(jìn)行刀具的輸送和交換。
信息流系統(tǒng)執(zhí)行單元加工中信息流的處理、儲(chǔ)存和傳輸?shù)裙δ?，是協(xié)調(diào)多臺(tái)機(jī)床加工和物料輸送的計(jì)算系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)的柔性體現(xiàn)在隨機(jī)加工能力、容忍故障能力、工作和生產(chǎn)能力的柔性和系統(tǒng)生產(chǎn)綱領(lǐng)的柔性等幾個(gè)方面。
六、其他常見機(jī)器設(shè)備
（一）考試目的
通過對(duì)本部分內(nèi)容的考試，測(cè)試考生對(duì)常見機(jī)電設(shè)備的分類、性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)等知識(shí)熟悉的情況，考核考生對(duì)機(jī)電設(shè)備的認(rèn)知程度。
（二）考試基本要求
1.掌握以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)主要性能指標(biāo)；
（2）汽油機(jī)與柴油機(jī)的主要區(qū)別；
（3）剪板機(jī)的技術(shù)參數(shù)；
（4）通用壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)；
（5）壓力容器的使用工藝條件；
（6）壓力容器的主要分類方法；
（7）鍋爐的分類；
（8）鍋爐的基本參數(shù)；
（9）起重機(jī)的主要參數(shù)；
（10）橋式起重機(jī)、流動(dòng)起重機(jī)的特點(diǎn)及用途。
2.熟悉以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)的分類、基本術(shù)語及型號(hào)的表示方法；
（2）內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造；
（3）燃?xì)廨啓C(jī)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及各組成部分的功能；
（4）鑄鐵、鑄鋼、有色金屬常用熔煉設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；
（5）金屬壓力加工設(shè)備的分類及型號(hào)編制；
（6）鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)、水壓機(jī)的構(gòu)造、應(yīng)用及規(guī)格表示方法；
（7）通用壓力機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分類；
（8）壓力容器的基本結(jié)構(gòu)；
（9）鍋爐各組成部分的功用及工作過程；
（10）起重機(jī)的分類；
（11）起重機(jī)的專用零部件。
3.了解以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)工作原理；
（2）剪板機(jī)的分類；
（3）壓力容器的有關(guān)法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
（三）要點(diǎn)內(nèi)容
1.內(nèi)燃機(jī)分類
燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱為內(nèi)燃機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)分類方法有以下幾種：
（1）按所用燃料分類。
（2）按工作循環(huán)沖程分類。
（3）按氣缸數(shù)和排列方式分類。
（4）按進(jìn)氣方式分類。
（5）按冷卻方式不同分類。
（6）按著火方式分類。
（7）按可燃混合氣形成的方式分類。
2.內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語
內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語主要有：工作循環(huán)；上、下止點(diǎn)；活塞行程；氣缸工作容積；氣缸總?cè)莘e；壓縮比；工況。
3.內(nèi)燃機(jī)型號(hào)
內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下部分組成：
（1）首部為產(chǎn)品特征代號(hào)。
（2）中部由缸數(shù)符號(hào)、氣缸布置形式符號(hào)、沖程數(shù)符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。
（3）后部為結(jié)構(gòu)特征符號(hào)及用途特征符號(hào)。
（4）尾部為區(qū)別符號(hào)。
其中，首部和尾部根據(jù)具體情況允許不表示。
4.四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理
四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)沖程組成。
5.柴油機(jī)增壓
柴油機(jī)增壓是將新鮮空氣在進(jìn)入氣缸之前進(jìn)行壓縮，以提高進(jìn)氣密度，從而達(dá)到提高功率的目的。
6.內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造
內(nèi)燃機(jī)主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、固定件、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)組成。
7.內(nèi)燃機(jī)主要性能指標(biāo)
內(nèi)燃機(jī)性能通常用動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)表示，主要有輸出扭矩、有效功率、有效燃料消耗率、有效熱效率等。 8.汽油機(jī)與柴油機(jī)主要區(qū)別
汽油機(jī)與柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)與原理方面有許多相同之處，其主要不同點(diǎn)在于所用燃料、燃料供給方式和燃料點(diǎn)火方式等。
柴油機(jī)以柴油為燃料，汽油機(jī)以汽油為燃料。
柴油機(jī)柴油由噴油器霧化，與被壓縮的高溫空氣混合。柴油機(jī)電控燃油噴射技術(shù)可優(yōu)化噴油規(guī)律及噴油量。汽油機(jī)采用電控燃油噴射，根據(jù)不同工況要求制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，控制空燃比（空氣與燃料之比）。
柴油機(jī)利用汽缸內(nèi)被壓縮空氣的高溫自燃點(diǎn)火（壓燃）；汽油機(jī)設(shè)有點(diǎn)火系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽油機(jī)利用火花塞電極產(chǎn)生的火花點(diǎn)火 （點(diǎn)燃）；現(xiàn)代汽油機(jī)采用電控點(diǎn)火定時(shí)，保證在各種工況下實(shí)現(xiàn)控制。提高汽油機(jī)的扭矩和功率。
9.燃?xì)廨啓C(jī)
燃?xì)廨啓C(jī)具有功率大、重量輕、體積小、振動(dòng)小、噪聲小、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但其熱效率低。
燃?xì)廨啓C(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室和蝸輪三大部分組成。壓氣機(jī)的作用是完成燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)中的空氣壓縮過程，提高工質(zhì) （氣體）的壓力。壓氣機(jī)有軸流式和離心式兩種基本類型。
蝸輪的作用是將燃?xì)獾臒崮芎蛪毫δ苻D(zhuǎn)換為軸上的機(jī)械功。蝸輪分為軸流式蝸輪和徑流式蝸輪兩類。
燃燒室是將增壓后的空氣同燃料進(jìn)行混合和燃燒，通過燃燒把燃料的化學(xué)能以熱的形式釋放出來。燃燒室從總體結(jié)構(gòu)上分為三大類：圓筒式燃燒室、管形燃燒室和環(huán)形燃燒室。
10.金屬熔煉設(shè)備
金屬熔煉的目的是要獲得預(yù)定的成分和一定溫度的金屬液，并盡量減少金屬液中的氣體和夾雜物。在熔煉中要提高熔煉設(shè)備的熔化率，降低燃料消耗，以提高經(jīng)濟(jì)效益。
（1）鑄鐵熔煉設(shè)備主要有沖天爐、反射爐、工頻感應(yīng)爐。
（2）一般工廠為了生產(chǎn)鑄鋼件，采用電弧爐和感應(yīng)電爐做為鑄鋼熔煉設(shè)備。
（3）有色金屬熔煉的特點(diǎn)是熔點(diǎn)低、合金元素易于氧化燒損，常用的熔爐有坩堝爐、反射爐、電阻爐等。
11.金屬壓力加工
金屬壓力加工包括鍛造和沖壓兩大類加工方法。
鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得具有一定機(jī)械性能、形狀和尺寸的鍛件加工方法。
沖壓是壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材、型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件加工方法。
12.金屬壓力加工設(shè)備的型號(hào)
金屬壓力加工設(shè)備的型號(hào)由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。
13.常用鍛造設(shè)備
（1）鍛錘：鍛錘是由重錘下落或強(qiáng)迫高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能對(duì)坯料做功，使之塑性變形的機(jī)器設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作靈活，萬能性強(qiáng)，使用面廣，易于維修，適用于自由鍛和模鍛，但振動(dòng)大，較難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。常用鍛錘有空氣錘和蒸汽一空氣錘。
①空氣錘：它是生產(chǎn)小型鍛件的常用設(shè)備，其規(guī)格以空氣錘落下部分的質(zhì)量來表示。
②蒸汽一空氣錘：它是生產(chǎn)大、中型鍛件常用的設(shè)備，可分為蒸汽一空氣自由鍛錘和蒸汽一空氣模鍛錘，其規(guī)格以落下部分的質(zhì)量來表示。
（2）機(jī)械壓力機(jī)：機(jī)械壓力機(jī)是用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行加工的鍛壓設(shè)備。常用的機(jī)械壓力機(jī)有摩擦壓力機(jī)和模鍛曲柄壓力機(jī)。
①摩擦壓力機(jī)：摩擦壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維修費(fèi)用低，對(duì)基礎(chǔ)、廠房建筑要求低，工藝萬能性大。缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。摩擦壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作壓力來表示。
②模鍛曲柄壓力機(jī)：模鍛曲柄壓力機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度大，振動(dòng)小，噪聲小，加工精度高，生產(chǎn)率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。模鍛曲柄壓力機(jī)的噸位是用滑塊運(yùn)行到接近下死點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來表示。
（3）水壓機(jī)：水壓機(jī)是以水基液體為工質(zhì)的液壓機(jī)。主要用于大型工件的鍛壓工藝。水壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是工作行程大，沖擊、噪聲小，勞動(dòng)條件好，環(huán)境污染小。水壓機(jī)的規(guī)格以水壓機(jī)的靜壓力來表示。
14.常用板料沖壓設(shè)備
常用板料沖壓設(shè)備有剪板機(jī)、剪切沖型機(jī)和通用壓力機(jī)。 （1）剪板機(jī)分類方法有多種，其技術(shù)參數(shù)主要有：①可剪板厚。②可剪板寬。③剪切角度。④行程次數(shù)。
（2）通用壓力機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分為開式壓力機(jī)和閉式壓力機(jī)。通用壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有：①公稱壓力。②滑塊行程。③滑塊行程次數(shù)。④封閉高度。⑤壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸及滑塊底面尺寸。
15.壓力容器的使用工藝條件
壓力容器是一種內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力的密封容器。由于使用條件惡劣，故對(duì)其安全性有很高的要求。
壓力容器的使用工藝條件是指壓力、溫度、容積、介質(zhì)等。壓力條件包括：工作壓力、設(shè)計(jì)壓力、允許工作壓力；溫度條件包括：設(shè)計(jì)溫度、使用溫 度、試驗(yàn)溫度；容積條件是指對(duì)于圓筒形壓力容器，決定容積大小的關(guān)鍵是直徑與長(zhǎng)度，對(duì)于球形壓力容器，決定容積大小的關(guān)鍵是直徑；介質(zhì)條件可按易懂程度和 毒性程度分類。
PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，可以應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制和開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、組合數(shù)字控制，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)及控制機(jī)器人等，PLC也可以用于位置控制中。
15。伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求
按照控制對(duì)象和使用目的的不同，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)可分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)和輔助伺服系統(tǒng)。按照伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可 分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)；按驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作原理又可將其分為電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。按照反饋控制方式，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)有脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)之分。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足高精度、快速響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速大轉(zhuǎn)矩、可靠性高等要求。數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍， 而且能在盡可能寬的調(diào)連范圍內(nèi)保持恒功率輸出。另外，為了滿足不同數(shù)控機(jī)床的加工要求，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)該滿足一些特殊要求。例如，為了能在數(shù)控車床上加 工螺紋要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制；為了保證端面加工的表面粗糙度，要求數(shù)控車床、數(shù)控磨床等機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)具有恒線速切削功能；加工中心的主軸 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有高精度的主軸停位控制功能，以便進(jìn)行自動(dòng)換刀；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有角度控制功能。
16.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，定子磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。定子磁場(chǎng)的激磁磁勢(shì)為脈沖式，使磁場(chǎng)以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也就一步 一步旋轉(zhuǎn)?？梢?，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的電源是脈沖電源，而不是直流電源或正弦交流電 源。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖的頻率，轉(zhuǎn)子總的角位移取決于總的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)向取決于分配脈沖的相序。其步距值不受各 種干擾因素的影響。步距誤差不長(zhǎng)期積累，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度（實(shí)際步距值）與理論步距值之間總有一定的誤差。從某一步到任何一步，即走任意步 數(shù)后，也總會(huì)有一定的累積誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的過載能力比較差。
17.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：
（1）步距精度。我國(guó)生產(chǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度一般在±10~±30分的范圍，有些可達(dá)±2—±5分。
（2）靜轉(zhuǎn)矩。用以衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力。
（3）起動(dòng)頻率。是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠由靜止定位狀態(tài)不失步地起動(dòng)，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖頻率。在電動(dòng)機(jī)空載情況下，稱為空載起動(dòng)頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的頻率將大大降低。
（4）連續(xù)運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，其轉(zhuǎn)速將跟隨控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的控制脈沖的頻率稱為連續(xù)運(yùn)行頻率的工作頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率隨負(fù)載的增大而下降，但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率遠(yuǎn)高于其起動(dòng)頻率。
18.常用的反應(yīng)式、永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)基本相同，也分成若干個(gè)極，極 上有齒和控制線圈。但永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由兩段鐵心和位于中部的環(huán)形磁鋼組成：由于磁路內(nèi)含有永久磁鋼，故當(dāng)定子繞組斷電后仍具有一定的定位轉(zhuǎn) 矩。
19.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速的計(jì)算
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角用下式計(jì)算：
式中：m——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)；
K——與通電方式有關(guān)的系數(shù)，是拍數(shù)與相數(shù)比例系數(shù)，如單拍或雙拍時(shí)K=1，單、雙拍時(shí)K=2； ——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速用下式計(jì)算：
n=60f/N.Zr（r／min）
式中：f——控制脈沖頻率；
N——運(yùn)行拍數(shù)；
Zr——轉(zhuǎn)子齒數(shù)。
20.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求，驅(qū)動(dòng)電源的組成和功能
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電源的綜合體現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)滿足以下基本要求：
（1）電源的相數(shù)、通電方式、電壓、電流應(yīng)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)相適應(yīng)；
（2）能滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率的要求；
（3）工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)；
（4）成本低，效率高，安裝和維護(hù)方便。
驅(qū)動(dòng)電源通常由環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)器組成。環(huán)形分配器的功能可由硬件、軟件以及軟、硬件相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)。其主要功能是將CNC裝置的插補(bǔ)脈沖， 按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所要求的規(guī)律分配給功率驅(qū)動(dòng)器的各相輸入端，以控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的導(dǎo)通或關(guān)斷。由于電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)要求，所以環(huán)形分配器的輸出是周期性 的，又是可逆的。功率驅(qū)動(dòng)器的功能是將環(huán)形分配器輸出的脈沖信號(hào)放大，以便用足夠的功率來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
21.直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及它們之間的區(qū)別
直流主軸電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同。兩者之間的主要區(qū)別是：直流主軸電動(dòng)機(jī)在主磁極上除了繞有主磁極繞組外，還繞有補(bǔ)償繞組，以便 抵消轉(zhuǎn)子反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)氣隙主磁通的影響，改善電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能；直流主軸電動(dòng)機(jī)都采用軸向強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻，以改善冷卻效果；直流主軸電動(dòng)機(jī)尾部都 同軸裝有速度檢測(cè)元件，如測(cè)速發(fā)電機(jī)；直流主軸電動(dòng)機(jī)一般都能承受150%的過載負(fù)荷。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)本體和檢測(cè)部件組成。反饋用的檢測(cè)部件裝在電動(dòng)機(jī)的尾部（非軸伸出端）。電動(dòng)機(jī)本體主要由機(jī)殼、定子磁極和轉(zhuǎn)子三部分組成。
定子磁極是一個(gè)永磁體。由于是采取永磁式勵(lì)磁方式，不需要?jiǎng)?lì)磁功率，在同樣的輸出功率下有較小的體積和較輕的重量。
轉(zhuǎn)子分為普通型和小慣量型兩類。小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。但其過載能力低，當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn) 給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)軸與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。普通型轉(zhuǎn)子與一般直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相似， 也是有槽轉(zhuǎn)子，只是轉(zhuǎn)子鐵芯上的槽數(shù)較多，且采用斜槽，在一個(gè)槽內(nèi)又分布有幾個(gè)虛槽，以減小轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。與一般直流電動(dòng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)度對(duì)直徑的比大 些，氣隙小些。普通型轉(zhuǎn)子永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)與小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，具有以下一些特點(diǎn)：
（1）低速時(shí)輸出的轉(zhuǎn)矩大，慣量比較大，能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連，省去齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而有利于減小機(jī)械振動(dòng)和噪聲，以及齒隙誤差。
（2）轉(zhuǎn)子的熱容量大，電動(dòng)機(jī)的過載性能好，一般能加倍過載幾十分鐘。
（3）調(diào)速范圍寬，當(dāng)與高性能速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時(shí)，調(diào)速范圍可達(dá)1：1000以上。
（4）轉(zhuǎn)子慣量比較大，為了滿足快速響應(yīng)的要求，需要加大電動(dòng)機(jī)的加速轉(zhuǎn)矩，為此需要加大電源容量。
（5）轉(zhuǎn)子溫升高（電動(dòng)機(jī)允許溫升可達(dá)150—180~C），可通過轉(zhuǎn)軸傳到機(jī)械上去，這會(huì)影響精密機(jī)械的精度。
交流主軸電動(dòng)機(jī)都采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。帶有三相繞組的定子和帶有籠條的轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的核心。它沒有外殼，定 子鐵芯直接暴露在空氣中，而且在定子鐵芯上做有軸向通風(fēng)孔，以利于電動(dòng)機(jī)冷卻、縮小電動(dòng)機(jī)體積，增大輸出功率。轉(zhuǎn)于做成細(xì)長(zhǎng)形，以減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。交 流主軸電動(dòng)機(jī)的外形呈多邊形，面不是圓形。交流主軸電動(dòng)機(jī)的尾部都同軸安裝有脈沖發(fā)生器（或脈沖編碼器）。交流主軸電動(dòng)機(jī)也具有一定的過載能力，一般能在 額定負(fù)載的1.2—1.5倍負(fù)載下工作幾分鐘至半個(gè)小時(shí)。
永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)主要由三部分組成：定子、轉(zhuǎn)子和檢測(cè)部件。定子形狀與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子相似，具有齒槽，內(nèi)有三相繞組。但其外表面多呈多邊形，且無外殼，這樣有利于散熱。轉(zhuǎn)子帶有永磁體，由多塊永久磁鐵和沖片組成。
直流伺服電動(dòng)機(jī)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別是前者帶有電刷和換向器而后者不帶。永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)與永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的區(qū)別除了有無電刷和換向 器外，再就是前者的定子磁極是一個(gè)永磁體而后者的轉(zhuǎn)子帶有永磁體。伺服電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)的一個(gè)明顯區(qū)別是前者都同軸裝有用于反饋的檢測(cè)元件而后者沒有。 主軸直流電動(dòng)機(jī)與普通直流電動(dòng)機(jī)以及主軸交流電動(dòng)機(jī)普通交流電動(dòng)機(jī)的區(qū)別比較明顯，不再重復(fù)。還應(yīng)該指出，上述四種電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法也不相同。
22.直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法
直流伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的調(diào)速性能。其缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器容易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)；由于換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花而使轉(zhuǎn)速受到限 制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制；直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。采用交流伺服電動(dòng)機(jī)完全克服了直流伺服電動(dòng)機(jī)固有的缺點(diǎn)，并且通過采取措施也可以獲得 好的調(diào)速性能。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)和永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能，由于其伺服系統(tǒng)的要求，需要用一些特性曲線和數(shù)據(jù)表加以全面描述。其中最重要的是電動(dòng)機(jī)的工作曲線。在數(shù)據(jù)表中給出了有關(guān)電動(dòng)機(jī)性能的一些參數(shù)值，是選購(gòu)和使用電動(dòng)機(jī)不可少的參考資料。
直流主軸電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以表示為：
式中：CT——轉(zhuǎn)矩系數(shù)；
——?jiǎng)?lì)磁磁通（wb）；
——轉(zhuǎn)子回路電流（A）。
由于電磁轉(zhuǎn)矩中的兩個(gè)可控量砂和h是互相獨(dú)立的，所以可以方便地分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且這種關(guān)系無論在靜態(tài)還是在動(dòng)態(tài)都成立，這就保證了電動(dòng)機(jī)的良好的靜、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性、從而得到優(yōu)良的調(diào)速性能。
直流主軸電動(dòng)機(jī)在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度以上為恒功率范圍。因此采用雙域調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，由轉(zhuǎn)子繞組控，制回路和磁場(chǎng)控制回路兩部分組 成。在轉(zhuǎn)子繞組控制回路中，通過改變轉(zhuǎn)子繞組電壓（即外加電壓）調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。在磁場(chǎng)控制回路中，通過改變勵(lì)磁電流 If（即改變磁通 ）調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍。
與直流主軸電動(dòng)機(jī)相類似，交流主軸電動(dòng)機(jī)也存在一個(gè)基本速度，在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，在基本速度以上為恒功率區(qū)域。恒功率的速度范圍只有1：3的速度比，當(dāng)速度超過一定值后，功率一速度特性曲線會(huì)向下傾斜。
對(duì)于交流主軸電動(dòng)機(jī)、氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨(dú)立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進(jìn)行獨(dú)立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標(biāo) 量難控制得多。為了改善交流主軸電動(dòng)機(jī)的控制性能，常采用矢量控制調(diào)速方法。這種調(diào)速方法將被控變量從矢量轉(zhuǎn)換為標(biāo)量，通過這種轉(zhuǎn)換，將交流電動(dòng)機(jī)模擬成 直流電動(dòng)機(jī)來控制其轉(zhuǎn)矩，從而獲得高動(dòng)態(tài)調(diào)速性能。
用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這是因?yàn)檫@種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機(jī)械特性好、經(jīng)濟(jì)性能好等 特點(diǎn)?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)中多采用晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。所謂脈寬調(diào)制調(diào)速，就是利用脈寬調(diào)制器對(duì)大功率晶體管開關(guān)放大器的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控 制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的矩形波電壓，加到直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩端，通過對(duì)矩形波脈沖寬度的控制，改變轉(zhuǎn)子繞組兩端的平均電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的目的。
永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：
式中：nr——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；
ns——定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速；
f——電源頻率；
P——磁極對(duì)數(shù)。
可見，可以通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率來調(diào)速。該方法可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，能夠較好地滿足數(shù)控機(jī)床的要求。為電動(dòng)機(jī)供電的變頻電源采用交一直一交變頻器。可 以采用不同的方案來實(shí)現(xiàn)永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，常見的有自同步控制變頻調(diào)速，電流控制調(diào)速和矢量控制調(diào)速等。
23.工業(yè)機(jī)器人的組成、分類及編程方式
工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。
操作機(jī)也稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由末端執(zhí)行器、手腕、手臂和機(jī)座組成。其功能與人的手臂相似。
驅(qū)動(dòng)裝置為操作機(jī)工作提供動(dòng)力，分為電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)三種類型。其執(zhí)行部件（伺服電動(dòng)機(jī)、液壓缸或氣缸）可以與操作機(jī)直接相連，也可以通過齒輪、鏈條和諧波減速器與操作機(jī)連接。
控制系統(tǒng)功能是控制工業(yè)機(jī)器人按要求動(dòng)作，分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。目前，工業(yè)機(jī)器人多采用計(jì)算機(jī)控制。
工業(yè)機(jī)器人有多種分類方法：
（1）按坐標(biāo)形式分為直角坐標(biāo)式（代號(hào)PPP）；圓柱坐標(biāo)式 （代號(hào)RPP）；球坐標(biāo)式（代號(hào)RRP）；關(guān)節(jié)坐標(biāo)式（代號(hào)RRR），又稱回轉(zhuǎn)坐標(biāo)式，分為垂直關(guān)節(jié)坐標(biāo)和平面（水平）關(guān)節(jié)坐標(biāo)。
（2）按驅(qū)動(dòng)方式分為電力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)。電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件可以是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)可以獲得很大的 抓取能力（可抓取高達(dá)上千牛力），傳動(dòng)平穩(wěn)，防爆性好，動(dòng)作也較靈敏，但對(duì)密封性要求高，不宜于在高、低溫現(xiàn)場(chǎng)工作，需配備一套液壓系統(tǒng)。采用氣壓驅(qū)動(dòng)的 機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速、價(jià)格低，但由于空氣可壓縮而使工作速度穩(wěn)定性差，抓取力小（幾十牛力至百牛力）。
（3）按控制方式分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。點(diǎn)位控制方式簡(jiǎn)單，適用于上下料、點(diǎn)焊、卸運(yùn)等作業(yè)。連續(xù)軌跡控制比較復(fù)雜，常用于焊接、噴漆和檢測(cè)的機(jī)器人中。
工業(yè)機(jī)器人有示教編程和語言編程兩種編程方式。示教編程又分為手把手示教編程和示教盒示教編程。適用于重復(fù)操作型，所面對(duì)的作業(yè)任務(wù)比較簡(jiǎn)單的機(jī)器人。語言編程方式適用于動(dòng)作復(fù)雜，操作精度要求高的工業(yè)機(jī)器人（如裝配機(jī)器人）。
24.工業(yè)機(jī)器人的特性參數(shù)和技術(shù)要求
工業(yè)機(jī)器人的主要特性參數(shù)有：
（1）坐標(biāo)型式。常用的坐標(biāo)型式有直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、球坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等。
（2）運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)。自由度數(shù)表示機(jī)器人動(dòng)作的靈活程度。一般少于6個(gè)，也有多于6個(gè)的。
（3）各自由度的動(dòng)作范圍。指各關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。各關(guān)節(jié)的基本動(dòng)作范圍決定了機(jī)器人操作機(jī)工作空間的形狀和大小。
（4）各自由度的動(dòng)作速度。指各關(guān)節(jié)的極限速度。
（5）額定負(fù)載。指在規(guī)定性能范圍內(nèi)，在手腕機(jī)械接口處所能承受的負(fù)載允許值。
（6）精度。主要包括位姿精度、位姿重復(fù)性、軌跡精度、軌跡重復(fù)性等。
工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)要求包括：外觀和結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備、可靠性和安全性。
25.柔性制造單元的結(jié)構(gòu)形式
柔性制造單元有托盤存儲(chǔ)庫式和機(jī)器人直接搬運(yùn)式兩種結(jié)構(gòu)形式。柔性制造單元是一種在人的參與減到最小時(shí)，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)地對(duì)同一工件族內(nèi)不同的工件進(jìn)行自 動(dòng)化加工的最小單元，它既可以作為獨(dú)立使用的加工生產(chǎn)設(shè)備，又可作為更大、更復(fù)雜的柔性制造系統(tǒng)和柔性自動(dòng)線的基本組成模塊。
26.柔性制造單元與加工中心的區(qū)別
柔性制造單元是在加工中心的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它增加了機(jī)器人或托盤自動(dòng)交換裝置、刀具和工件的自動(dòng)測(cè)量裝置、加工過程的監(jiān)測(cè)裝置。與加工中心相比，它具有更好的柔性，更高的生產(chǎn)率，可實(shí)現(xiàn)某些零件的多品種、小批量加工。
27.柔性制造系統(tǒng)的基本功能、組成及其柔性
柔性制造系統(tǒng)的基本功能包括自動(dòng)加工功能（包括檢驗(yàn)、清洗等）、自動(dòng)搬運(yùn)功能和將以上兩者綜合起來的綜合軟件功能。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)組成。 加工系統(tǒng)由加工中心或加工中心與數(shù)控機(jī)床混合組成的加工設(shè)備。除此之外，還有清洗、切屑處理等輔助裝置或設(shè)備。一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)床配置可按“互補(bǔ)”和“互 替”方式配置，也可按這兩種方式混合配置?！盎パa(bǔ)”是指系統(tǒng)需配置完成不同工序的機(jī)床（如車、銑、磨……），在工序上互相補(bǔ)充，而不能代替。“互替”是指 一個(gè)系統(tǒng)中配置有相同的機(jī)床，如其中一臺(tái)機(jī)床有故障時(shí)，另一臺(tái)相同工序的機(jī)床可以替代加工，以免等待。
物流系統(tǒng)包括工件與刀具夾具的輸送、裝卸及倉(cāng)庫存儲(chǔ)等裝置。工件和夾具的存儲(chǔ)多用立體倉(cāng)庫，并由倉(cāng)庫計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和管理。輸送設(shè)備有傳輸帶、有軌或 無軌小車及行走機(jī)器人等。系統(tǒng)還設(shè)有中央刀庫，由工業(yè)機(jī)器人在中央刀庫和各機(jī)床之間進(jìn)行刀具的輸送和交換。
信息流系統(tǒng)執(zhí)行單元加工中信息流的處理、儲(chǔ)存和傳輸?shù)裙δ?，是協(xié)調(diào)多臺(tái)機(jī)床加工和物料輸送的計(jì)算系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)的柔性體現(xiàn)在隨機(jī)加工能力、容忍故障能力、工作和生產(chǎn)能力的柔性和系統(tǒng)生產(chǎn)綱領(lǐng)的柔性等幾個(gè)方面。
六、其他常見機(jī)器設(shè)備
（一）考試目的
通過對(duì)本部分內(nèi)容的考試，測(cè)試考生對(duì)常見機(jī)電設(shè)備的分類、性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)等知識(shí)熟悉的情況，考核考生對(duì)機(jī)電設(shè)備的認(rèn)知程度。
（二）考試基本要求
1.掌握以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)主要性能指標(biāo)；
（2）汽油機(jī)與柴油機(jī)的主要區(qū)別；
（3）剪板機(jī)的技術(shù)參數(shù)；
（4）通用壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)；
（5）壓力容器的使用工藝條件；
（6）壓力容器的主要分類方法；
（7）鍋爐的分類；
（8）鍋爐的基本參數(shù)；
（9）起重機(jī)的主要參數(shù)；
（10）橋式起重機(jī)、流動(dòng)起重機(jī)的特點(diǎn)及用途。
2.熟悉以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)的分類、基本術(shù)語及型號(hào)的表示方法；
（2）內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造；
（3）燃?xì)廨啓C(jī)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及各組成部分的功能；
（4）鑄鐵、鑄鋼、有色金屬常用熔煉設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；
（5）金屬壓力加工設(shè)備的分類及型號(hào)編制；
（6）鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)、水壓機(jī)的構(gòu)造、應(yīng)用及規(guī)格表示方法；
（7）通用壓力機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分類；
（8）壓力容器的基本結(jié)構(gòu)；
（9）鍋爐各組成部分的功用及工作過程；
（10）起重機(jī)的分類；
（11）起重機(jī)的專用零部件。
3.了解以下內(nèi)容：
（1）內(nèi)燃機(jī)工作原理；
（2）剪板機(jī)的分類；
（3）壓力容器的有關(guān)法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
（三）要點(diǎn)內(nèi)容
1.內(nèi)燃機(jī)分類
燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱為內(nèi)燃機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)分類方法有以下幾種：
（1）按所用燃料分類。
（2）按工作循環(huán)沖程分類。
（3）按氣缸數(shù)和排列方式分類。
（4）按進(jìn)氣方式分類。
（5）按冷卻方式不同分類。
（6）按著火方式分類。
（7）按可燃混合氣形成的方式分類。
2.內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語
內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語主要有：工作循環(huán)；上、下止點(diǎn)；活塞行程；氣缸工作容積；氣缸總?cè)莘e；壓縮比；工況。
3.內(nèi)燃機(jī)型號(hào)
內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下部分組成：
（1）首部為產(chǎn)品特征代號(hào)。
（2）中部由缸數(shù)符號(hào)、氣缸布置形式符號(hào)、沖程數(shù)符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。
（3）后部為結(jié)構(gòu)特征符號(hào)及用途特征符號(hào)。
（4）尾部為區(qū)別符號(hào)。
其中，首部和尾部根據(jù)具體情況允許不表示。
4.四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理
四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)沖程組成。
5.柴油機(jī)增壓
柴油機(jī)增壓是將新鮮空氣在進(jìn)入氣缸之前進(jìn)行壓縮，以提高進(jìn)氣密度，從而達(dá)到提高功率的目的。
6.內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造
內(nèi)燃機(jī)主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、固定件、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)組成。
7.內(nèi)燃機(jī)主要性能指標(biāo)
內(nèi)燃機(jī)性能通常用動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)表示，主要有輸出扭矩、有效功率、有效燃料消耗率、有效熱效率等。 8.汽油機(jī)與柴油機(jī)主要區(qū)別
汽油機(jī)與柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)與原理方面有許多相同之處，其主要不同點(diǎn)在于所用燃料、燃料供給方式和燃料點(diǎn)火方式等。
柴油機(jī)以柴油為燃料，汽油機(jī)以汽油為燃料。
柴油機(jī)柴油由噴油器霧化，與被壓縮的高溫空氣混合。柴油機(jī)電控燃油噴射技術(shù)可優(yōu)化噴油規(guī)律及噴油量。汽油機(jī)采用電控燃油噴射，根據(jù)不同工況要求制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，控制空燃比（空氣與燃料之比）。
柴油機(jī)利用汽缸內(nèi)被壓縮空氣的高溫自燃點(diǎn)火（壓燃）；汽油機(jī)設(shè)有點(diǎn)火系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽油機(jī)利用火花塞電極產(chǎn)生的火花點(diǎn)火 （點(diǎn)燃）；現(xiàn)代汽油機(jī)采用電控點(diǎn)火定時(shí)，保證在各種工況下實(shí)現(xiàn)控制。提高汽油機(jī)的扭矩和功率。
9.燃?xì)廨啓C(jī)
燃?xì)廨啓C(jī)具有功率大、重量輕、體積小、振動(dòng)小、噪聲小、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但其熱效率低。
燃?xì)廨啓C(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室和蝸輪三大部分組成。壓氣機(jī)的作用是完成燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)中的空氣壓縮過程，提高工質(zhì) （氣體）的壓力。壓氣機(jī)有軸流式和離心式兩種基本類型。
蝸輪的作用是將燃?xì)獾臒崮芎蛪毫δ苻D(zhuǎn)換為軸上的機(jī)械功。蝸輪分為軸流式蝸輪和徑流式蝸輪兩類。
燃燒室是將增壓后的空氣同燃料進(jìn)行混合和燃燒，通過燃燒把燃料的化學(xué)能以熱的形式釋放出來。燃燒室從總體結(jié)構(gòu)上分為三大類：圓筒式燃燒室、管形燃燒室和環(huán)形燃燒室。
10.金屬熔煉設(shè)備
金屬熔煉的目的是要獲得預(yù)定的成分和一定溫度的金屬液，并盡量減少金屬液中的氣體和夾雜物。在熔煉中要提高熔煉設(shè)備的熔化率，降低燃料消耗，以提高經(jīng)濟(jì)效益。
（1）鑄鐵熔煉設(shè)備主要有沖天爐、反射爐、工頻感應(yīng)爐。
（2）一般工廠為了生產(chǎn)鑄鋼件，采用電弧爐和感應(yīng)電爐做為鑄鋼熔煉設(shè)備。
（3）有色金屬熔煉的特點(diǎn)是熔點(diǎn)低、合金元素易于氧化燒損，常用的熔爐有坩堝爐、反射爐、電阻爐等。
11.金屬壓力加工
金屬壓力加工包括鍛造和沖壓兩大類加工方法。
鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得具有一定機(jī)械性能、形狀和尺寸的鍛件加工方法。
沖壓是壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材、型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件加工方法。
12.金屬壓力加工設(shè)備的型號(hào)
金屬壓力加工設(shè)備的型號(hào)由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。
13.常用鍛造設(shè)備
（1）鍛錘：鍛錘是由重錘下落或強(qiáng)迫高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能對(duì)坯料做功，使之塑性變形的機(jī)器設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作靈活，萬能性強(qiáng)，使用面廣，易于維修，適用于自由鍛和模鍛，但振動(dòng)大，較難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。常用鍛錘有空氣錘和蒸汽一空氣錘。
①空氣錘：它是生產(chǎn)小型鍛件的常用設(shè)備，其規(guī)格以空氣錘落下部分的質(zhì)量來表示。
②蒸汽一空氣錘：它是生產(chǎn)大、中型鍛件常用的設(shè)備，可分為蒸汽一空氣自由鍛錘和蒸汽一空氣模鍛錘，其規(guī)格以落下部分的質(zhì)量來表示。
（2）機(jī)械壓力機(jī)：機(jī)械壓力機(jī)是用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行加工的鍛壓設(shè)備。常用的機(jī)械壓力機(jī)有摩擦壓力機(jī)和模鍛曲柄壓力機(jī)。
①摩擦壓力機(jī)：摩擦壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維修費(fèi)用低，對(duì)基礎(chǔ)、廠房建筑要求低，工藝萬能性大。缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。摩擦壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作壓力來表示。
②模鍛曲柄壓力機(jī)：模鍛曲柄壓力機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度大，振動(dòng)小，噪聲小，加工精度高，生產(chǎn)率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。模鍛曲柄壓力機(jī)的噸位是用滑塊運(yùn)行到接近下死點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來表示。
（3）水壓機(jī)：水壓機(jī)是以水基液體為工質(zhì)的液壓機(jī)。主要用于大型工件的鍛壓工藝。水壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是工作行程大，沖擊、噪聲小，勞動(dòng)條件好，環(huán)境污染小。水壓機(jī)的規(guī)格以水壓機(jī)的靜壓力來表示。
14.常用板料沖壓設(shè)備
常用板料沖壓設(shè)備有剪板機(jī)、剪切沖型機(jī)和通用壓力機(jī)。 （1）剪板機(jī)分類方法有多種，其技術(shù)參數(shù)主要有：①可剪板厚。②可剪板寬。③剪切角度。④行程次數(shù)。
（2）通用壓力機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分為開式壓力機(jī)和閉式壓力機(jī)。通用壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有：①公稱壓力。②滑塊行程。③滑塊行程次數(shù)。④封閉高度。⑤壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸及滑塊底面尺寸。
15.壓力容器的使用工藝條件
壓力容器是一種內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力的密封容器。由于使用條件惡劣，故對(duì)其安全性有很高的要求。
壓力容器的使用工藝條件是指壓力、溫度、容積、介質(zhì)等。壓力條件包括：工作壓力、設(shè)計(jì)壓力、允許工作壓力；溫度條件包括：設(shè)計(jì)溫度、使用溫 度、試驗(yàn)溫度；容積條件是指對(duì)于圓筒形壓力容器，決定容積大小的關(guān)鍵是直徑與長(zhǎng)度，對(duì)于球形壓力容器，決定容積大小的關(guān)鍵是直徑；介質(zhì)條件可按易懂程度和 毒性程度分類。