第一篇：医疗卫生系统一体化
乡村医疗卫生系统一体化管理实践评述及政策转型
摘要：通过对国内乡村医疗卫生系统一体化管理的相关文献和政策文本的梳理，采用定性和定量相结合的研究方法，在宏观层面上利用调研所得数据，阐述我国中部五省农村医疗卫生的基本状况，同时选择安徽省无为县作为微观样本进行考察，综合评述了乡村医疗卫生系统一体化管理的实践做法。所得结论为：乡村一体化管理是一项具有过渡性质的政策，目前在基层已不具备实施条件。政府应当通过赋予村医独立的执业权利，以政府购买的方式提供公共卫生服务，改革村医补助发放方式等途径完善农村医疗卫生体系。
关键词：乡村医疗卫生系统;一体化管理;农村医生;政府购买
一、相关研究回顾
(一)乡村一体化管理回顾
乡村一体化管理是从20世纪80年代初各地逐渐兴起的一种将乡镇卫生院和村级医疗机构纳入统筹管理的医疗资源配置模式。从文献中看，针对各地乡村一体化管理的经验和问题探讨较多，而对我国各地为什么要实施乡村一体化管理，以及乡村一体化管理的发展脉络等问题的探讨则较少。
在可见资料中，乡村一体化管理这一模式最早出现于1981年12月28日钱信忠部长在全国三分之一县卫生事业整顿建设座谈会的讲话稿中。钱部长指出，随着各种生产责任制的推行，大队卫生所与农村合作医疗制度在组织形式和管理方法上有很大变化，出现了大队办、社队联办、赤脚医生集体办、公社卫生院设点等多种办医形式。这便是我国乡村一体化管理的最初形式。
在20世纪80年代，我国政府对乡村医疗服务市场采取“允许各地以县为单位自行尝试”①〓〓①1980年卫生部在《关于搞好三分之一左右县的卫生事业整顿建设的意见》中指出：“要发扬实事求是和敢于创新的精神，在机构设置、布局、规模以及开展业务工作等方面要讲究实效，不务虚名，因地制宜，切合实际，不能一刀切。”的态度，其直接结果是各地可在结合自身情况的基础上探索根植于本地的医疗供给模式。更重要的是，在这种宽松政策下，各地的做法为我国后续农村医疗体制改革提供丰富的经验和政策参考。孟庆杰(1999)[2]等曾总结出那个年代江苏宝应和山西黎城的典型做法，即由乡政府或乡镇卫生院对村卫生室(赤脚医生)的业务进行统一领导、人员统一聘任和报酬统一管理(即“三统一”)。20世纪80年代末，我国部分地区开始逐步探索并正式实施乡村一体化管理，其中较典型的案例是江苏如东县、吉林四平市、河北保定市等②〓〓②江苏如东县1986年开始对村级卫生组织实施“五统一”管理(即行政、业务、财务、药品和工资统一管理)，1989开始一体化管理试点，1993年在面上全面推开。吉林省1991―1992年仅从四平市起步，1993年试点已波及其他市州，但那时全省尚不足10%，1994年全省达到30%，1995年达到64. 9%。，所实施的乡村一体化管理的实质仍是上文提到的“三统一”或“五统一”，由于国家没有把村级卫生组织纳入正式的统计序列，所以笔者无从得知当年乡村一体化管理的各项实施指标。但从前卫生部长陈敏章在1996 年全国卫生工作会议上的报告中可以看出①〓〓①陈敏章部长指出：“要因地制宜办好村级卫生组织，倡导集体办为主，有些地区实行乡、村联办，一体化管理，取得较好效果，但不宜一刀切。各级政府要落实对农村公立卫生机构的补助政策，切实保证预防保健人员的基本工资和活动经费。乡、村两级集体经济组织在卫生投入方面要明确责任和承担的义务。”见《中国乡村医药》1997年第5期。，在20世纪80年代末和之后相当长的一段时间里，中央及地方政府均高度重视乡村一体化管理的工作，可以说，当年的乡村一体化管理已经成为一种趋势。但即便如此，从笔者所见的文件和各地的实际情况来看，乡村一体化管理的范围，尤其是这种“几统一”的模式，即使到了21世纪也只停留在部分地区，并没有在全国范围内统一推行，且具体实行哪几种“统一”，在不同地区也存在明显不同。到了20世纪初，有关实施乡村一体化管理的批评越来越多。批评者多认为乡村一体化管理实际上破坏了基层医疗卫生服务市场的竞争格局，同时降低了卫生服务利用的公平性。
简单回顾乡村一体化管理的历史后，有必要对为什么要实施乡镇一体化管理做出总结。有少量文献对此问题进行说明，如刘平等(1996)认为我国实施乡村一体化是因为村级卫生机构管理混乱，乡镇卫生院的医疗资源闲置，得不到充分利用，“乡镇卫生院设备陈旧，技术落后，人浮于事，办医条件差。加之社会办医混乱，村卫生室截留病人，使其业务清淡，业务收入减少”[4]。由于村卫生室与乡镇卫生院在业务上存在竞争，乡镇卫生院在竞争中不具备明显优势，致使医疗资源闲置和浪费。而乡村一体化管理正是为了扭转这一局面，让村卫生室和乡镇卫生院的医疗资源能够统筹使用，使医疗资源最大化利用。毕四岭等(2005)也认为乡村一体化管理的目的是为了规范农村地区的医疗市场，健全农村三级医疗预防保健网，并构建一套适合当前市场经济发展的农村基层卫生管理体制。[5]
以上探讨均认为，乡镇卫生院在与村级医疗机构的竞争中不具备明显优势，致使乡镇卫生院医疗资源闲置，为“挽救”乡镇卫生院，乡村一体化管理应运而生。笔者认为，乡村一体化管理是我国基层医疗卫生转型中的一个过渡模式，在我国农村医疗卫生市场尚未发育完全的情况下有其存在的合理性，但是当基层医疗市场发展成熟并替代原先集体经济支撑的医疗模式时，乡村一体化管理这一做法就失去了存在的理由。为说明这一点，需阐述乡村一体化管理是否有效防止农村地区的医疗资源浪费，在实施过程中存在哪些问题。在回答这些问题前，笔者先试图阐明乡村一体化管理的确切内涵。
(二)乡村一体化管理的内涵
有关乡村一体化管理的内涵，学术界存在不同观点。争论核心是实施乡村一体化管理的两个主体：乡镇卫生院和村卫生室之间的关系以及村医性质。
刘平等(1996)认为，乡村一体化管理是把村卫生室作为乡镇卫生院的下层经营单位，在“五统一”管理原则及乡村医生性质不变的前提下，赋予卫生院对卫生室的行政管理权、考核奖惩权、人员调配权和经营监督权，把乡村卫生资源按实际需要重新配置，充分加以利用，使两级卫生组织有机结合，协调发展。[4]但由于乡村医生长期游离于体制外，如何能够实现这一目标，即怎样在保证乡村医生性质不变的情况下赋予乡镇卫生院以这些行政权力，作者并未提及。孟庆杰等(1999)同样认为乡村一体化管理是将村级卫生机构全面管理权真正纳入乡镇卫生机构的管理范围之内。不同的是，乡镇卫生院不仅应拥有对村级卫生机构的考核权和行政管理权，还应拥有对村卫生室的财权、人事权、业务管理权和药品调配权。[2]毕四岭等(2005)提出“四制六统一”管理模式，即人员聘任制、工资报酬制、养老金保险制、风险金抵押制，村卫生室的业务和财务由乡镇卫生院统一管理、统一药品采购、统一规章制度、统一收费价格、统一调配人员、统一发放工资，将村卫生室全面纳入乡镇卫生院的管理之中。[5]可见，孟庆杰等人的观点比刘平等人的观点要更进一步，他们认为村卫生室应该是乡镇卫生院的院外科室。村医的身份也应等同于乡镇卫生院的医生身份。
而李长明(2001)却认为，乡村一体化管理应更多体现在乡镇卫生院对村医的培训和预防保健的管理上，而不应过分强调对村卫生室的所有权。“农村暂时不宜医药分开，不是医药分开没道理，而是农村条件太差。目前来讲，应实行有别于城里的政策。”[6]李长明的考虑是：财政无法保证在实施医药分开的前提下，乡村医生的收入不下降。这也就是为什么乡村一体化管理在我国始终无法全面推开的原因。
卫生部在2010年的一份文件中给出定义：“乡村一体化管理指在县级卫生行政部门统一规划和组织实施下，以乡镇为范围，对乡镇卫生院和村卫生室的行政、业务、药械、财务和绩效考核等予以规范的管理体制。”①〓〓①《卫生部办公厅关于推进乡村卫生服务一体化管理的意见》 农卫发【2010】48号。这份文件确认了长期以来乡镇卫生院作为基层医疗卫生市场中服务提供者的角色，并赋予乡镇卫生院对基层医疗市场的参与主体――乡村医生的管理权，借助乡村一体化管理，乡镇卫生院在基层医疗市场中建立管办合一的体制。
从目前各地实际做法来看，乡村一体化管理的内容应至少包括：1.规定区域内医疗机构的设置数量和标准;2.规定区域内医疗从业人员的资格和性质;3.明确要求村卫生室实行基本药物制度。对于乡镇卫生院对村卫生室的统一管理，正如上述文件所指：“鼓励有条件的地方，逐步实行村卫生室由政府或集体举办，乡村医生在暂不改变农民身份的前提下实行聘用制，并在村卫生室执业，乡村医生的业务收入、社会保障和村卫生室的资产纳入乡镇卫生院统一管理。”事实上，卫生部的定义鼓励在财政“有条件的”地区，村级医疗机构由政府或集体举办，也就意味着在财政没有条件的地区，村级医疗机构就需要依靠自身运营来维持，但同时还要接受乡镇卫生院的行政、业务、药械、财务和绩效考核等管理。而2011年由国务院办公厅发布的一份相关文件在这方面的表述则较为模糊，仅指出“加强乡镇卫生院对村卫生室的业务指导和管理”，且在“不改变乡村医生人员身份和村卫生室法人、财产关系”的前提下。②〓〓②《国务院办公厅关于进一步加强乡村医生队伍建设的指导意见》 国办发【2011】31号。可见，国办文件更多强调乡镇卫生院的业务指导，而非针对村卫生室的行政管理甚至产权变更。
上述两份国家层面的政策文件对村医的身份问题均未做出明确回答，这就为在实施乡村一体化管理，尤其是在基本药物制度推行之后村医的补偿问题留下隐患。
(三)乡村一体化管理实施的经验与不足
学界认为乡村一体化管理的经验主要体现在两方面：1.优化基层的医疗资源配置，规范药品流通;2.有利于乡镇卫生院的发展。对乡村一体化管理的负面影响学界也有论述。杨九龙等(1998)在对山东章丘市、嘉祥县、邹城市三县市，9个乡镇、113个农村诊所进行抽样调查的基础上，总结出阻碍实施一体化管理的原因是乡村医生的补偿机制不到位，大部分乡村医生的经济收入主要来自药品销售。未进行乡村一体化管理时，每个医生年平均收入在8000元左右。实行乡村一体化管理以后，药品由乡镇卫生院统一采购，按统一价格销售，销售收入按一定比例提成给乡村医生，其经济收入明显降低，年均收入4000―5000元。[7]
除乡村医生的收入受到影响，实施乡村一体化管理对医疗卫生系统公平性的影响也有研究涉及。如王建生等在对山东部分市县的调查中发现，乡村一体化管理卫生系统的卫生服务利用公平性低于非乡村一体化管理卫生系统。其原因是乡村一体化管理取缔个体医生，人为压制竞争，造成乡镇卫生院在当地卫生服务市场中的垄断地位。乡村一体化管理由于垄断性造成相对较高的卫生服务价格， 而较高的卫生服务费用对人们利用卫生服务产生影响，且对不同经济状况的人的效用不同，其中低收入人群所受影响最大，从而导致他们对卫生服务的利用率降低，最终表现为卫生服务利用公平性下降。
廖坚等(2003)对此有不同观点，认为乡村一体化管理确实为乡镇卫生院的发展提供新的契机。他强调，“乡村一体化管理重点在管理，而非统一或垄断”[9]，但他却未明确说明如何防止乡镇卫生院取得事实上的农村医疗服务市场的垄断权，尽管他也强调在乡村一体化的大背景下，要“切实保障乡村医生利益”，“正确处理好乡卫生院与村卫生所的关系，明确权责，妥善协调与解决村卫生所发展规划、人员聘用等问题”。
纵观目前针对乡村一体化管理的研究，学者们均认为乡村一体化管理有助于规范基层医疗卫生市场，但对乡村医生、村卫生室(所)的定位上仍然存在分歧。一个不容回避的现实问题是实施乡村一体化管理，尤其是推行基本药物制度以来，究竟对基层医疗市场和公共卫生服务的格局产生怎样的影响及其后果，学者在这方面较少论及，或缺乏有力的证据证明其观点。本文利用中国社科院经济研究所公共政策研究中心2012年村医抽样调查数据(简称CPPR2012)，描述我国安徽、河北、河南、湖北和湖南等五个中部省份的基层乡村一体化管理现状并以安徽省无为县作为案例进行分析，并进一步探讨了完善我国乡村医疗卫生体系的对策建议。
二、中部五省农村医疗卫生情况的调研数据阐释
基于中国社科院2012年村医抽样调查(CPPR2012)的相关数据，本节从中部五省农村人口健康状况、农村医疗资源情况、农村医生文化程度及其年龄分布等方面分析我国中部五省农村医疗卫生的基本情况(表1)。
由表1可知，调研数据中农村人口健康状况，按照百分比计算，孕妇比例为12%，高血压人口比例为82%，2型糖尿病人口比例为19%，重症精神病患者比例为03%。就农村医疗资源基本情况而言，每个行政村的卫生室数量为一到两个，村医数量为3人左右。值得注意的是，村医平均从业时间高达20年左右，如果一个村医从20岁开始执业，目前村医的平均年龄应该在40岁左右。乡村医生文化程度现状是大多数村医的文化程度仍限于医护类中专(及以下)文凭，约占70%;约四分之一的村医具有医护类大专或本科文凭。相较于发达国家的全科医生和国内综合医院医生的学历水平，村医的学历水平明显偏低。而图1显示中部五省村医的年龄结构，可看出村医年龄结构分布已出现明显的“截尾”特征，这一断层在30岁左右，年龄在30岁以下的村医数量仅为18%。正如诸多学者所言，乡村医生年龄结构老化，后备力量严重匮乏已成为我国农村医疗服务环境恶化的重要因素。
此外，调研数据还包括中部五省农村人口构成，即2012年中部五省农村男性户籍人口比例为51%，0―3岁儿童比例为8%，65岁以上户籍人口比例为145%。这些数据与2011年《中国人口和就业统计年鉴》公布数据基本一致①〓〓①《中国人口和就业统计年鉴》中的这些数字分别为：农村男性户籍人口占比51.19%，0―3岁儿童比例5.38%，65岁以上户籍人口比例10.06%。，从而为后续测算乡村医疗卫生系统一体化管理的实践效果提供了调研数据基础。
三、乡村医疗卫生系统一体化管理实践：以安徽省无为县为例
尽管在国家层面出台过一系列乡村一体化管理政策，但是各地在执行层面的政策细节不尽相同，只能选择其中较有代表性的样本进行考察。比之近年来其他有关乡村一体化管理方面的研究，这种深入到县域层面考察乡村一体化管理实施现状的研究并不多见。因此，本文选择安徽省无为县作为一个微观样本对其政策实施细节进行考察，分析乡村一体化管理对基层医疗卫生系统所带来的影响。
无为县位于安徽省东南部，2010年GDP为2192亿元，在安徽省各县市中排名第3;财政收入为1012亿元，在安徽省各县市中排名第6;财政支出为255亿元，在安徽省各县市中排名第3，而2011年全年农民人均纯收入7285元，同比增长176%，人均生活消费支出4815元，同比增长189 %。②〓〓②数据来自2011年无为县国民经济和社会发展统计公报。由此可见，无为县经济发展水平在安徽省内处于中上游水平。③〓〓③2011年安徽省农民人均纯收入为6300元，同比增长16%。本节试图说明：如果乡村一体化管理在这样一个经济较为发达、财政能力较强的县尚无能力实施，那么乡村一体化管理在全国范围内的推广将是不明智的。
根据2011年印发的《无为县卫生服务一体化管理村卫生室绩效考核办法》，村卫生室在乡村一体化管理中主要任务被分为4大块，分别为基本公共卫生服务、基本医疗服务、综合管理和患者满意度，权重分别为3∶3∶3∶1。从该管理办法的政策文本上看，基本公共卫生服务被分割为8个分项，分别为健康教育(2分)、健康档案管理(5分)、新农合门诊统筹(5分)、孕产妇儿童保健(5分)、老年人保健(3分)、慢性病防治(4分)、传染病防控和报告(6分)和卫生监督协管(5分)。经过简单计算可知，仅就公共卫生服务中的部分项目，村医如果按照正常时间完成，每天需要约75个小时。
栏目中所计算的项目尚且不包括健康教育、新农合宣传、传染病防控等难以量化的指标，也不包括其他乡村一体化管理中的基本医疗服务、综合管理和患者满意度等项目。但可以肯定地说，若村医保质保量地完成公共卫生服务中规定的任务，那么他将没有剩余精力进行正常接诊和其他业务活动。
该管理办法规定考核对象是全县范围内纳入乡村卫生服务一体化管理的村卫生室(含农村社区卫生室)，而考核的主体是县卫生局，但由各个乡镇卫生院负责具体实施。值得注意的是，该管理办法同时规定“县卫生局将会同财政等部门对各卫生院实施绩效考核情况进行随机复核，复核比例每乡镇不少于20%行政村，以保证绩效考核工作的客观、公正及考核结果的科学运用”。
从上述说明至少可引申两个问题：1作为考核主体的乡镇卫生院如何能够做到秉公执法，尤其是乡镇卫生院与村卫生室存在业务上竞争的前提下。对此的解决办法有诸多学者认为可通过将村医纳入国有事业单位编制，使其成为或视同为和乡镇卫生院职工一样待遇的医生。但笔者认为，在事业单位编制日益紧缩的现状下，全国约90余万村医显然不可能纳入国有事业单位编制， 即使要纳入，也只能在部分老少边穷地区。2从乡村一体化管理的实施内容上看，不少项目――诸如健康教育、是否合理用药、是否完成上级交办任务、工作环境、群众满意度等――是难以量化的。即这些项目的监督职能赋予监管主体较大的自由裁量空间，在这种情况下，目前没有任何机制能够确保监管主体的依法行政。
乡村一体化管理的案例再一次证明政府行政是有边界的。乡村一体化管理的初衷是为了规范农村医疗服务市场，各级政府也为此投入相当数量的财政支持。但对全国广大农村地区中的乡村医生，县级卫生主管部门没有精力进行完善的监管，只得委托各个乡镇卫生院代为监管。较大的自由裁量空间和业务上的竞争关系，在农村医疗服务市场中建立了典型的管办合一的体制，这使得村医在乡村一体化管理过程中处于明显的弱势地位，收入也显著下降。收入降低造成村医积极性低落，后继乏人，甚至抵制国家政策，这显然造成了大量医疗资源的浪费。
而表3是基于调查数据，对2012年村医补贴在不同发放途径之间所进行的方差分析。笔者发现补助的发放途径对于村医实际拿到的补助数额存在显著影响，具体统计结果见表3。其他条件不变时，定期打入村医账户的补助金额比村医到乡镇卫生院领取的金额高出196845元，且这一数字是统计显著的。这也说明传统的村医补贴方式――由人到乡(镇)卫生院定期领取，给村医带来的实际收益是偏低的，现行的乡村一体化管理实践在村医补贴发放途径上有待于进一步革新。
四、结论与政策建议
基于前文表述，各地无论实施何种“乡村一体化”相关政策，其目的都是试图在集体经济解体的前提下，对乡村医生进行辅助，以保障农村居民病有所医，因此需要对乡村地区的医疗资源实施统筹的一体化管理。而一旦当乡村地区医疗卫生市场发育成熟，农民收入提高的情况下，这种制度就不再适应社会的
需要。本文竭力阐明如下事实：乡村一体化管理所赋予的乡镇卫生院在农村医疗市场上的经营权和监督权已经妨碍农民就医的公平性，同时也导致乡村医生数量的锐减。这样一种政策显然已不适合继续执行。笔者综合以上论述，提出三点可供参考的政策建议：
第一，赋予村医以独立执业权。村医根植于农村，为农民提供快捷和廉价的基本医疗服务。长期以来，村医处于自收自支、自我管理的状态。鉴于上文所谈到村医收入在实施乡村一体化管理后显著下降的事实，笔者认为当务之急是赋予村医独立执业权，对其卫生行政监督应转变为法律监督。
独立执业权利包括独立财务及用药选择权等。以独立用药选择权为例，基本药物制度在农村的实施客观上并没有显著降低患者的就医成本。大部分病人对药物都具有很强的选择性。例如一个咳嗽、咳痰的支气管病人，可能服用一种名叫“消炎止咳片”的药品一点作用也没有，但服用另一种名叫“克咳胶囊”药品后，症状就会很快消失。基本药物制度规定村医只能使用目录内有限的药品，这客观上使得村医不能根据病人的个人情况选择用药，若患者的疾病在村卫生室得不到治疗，则只能是输液打吊针或转到上级医院，这就增加了农民的就医成本。即便是到别处购买所需药品，也很难享受新农合的报销补偿。
对乡村医生的管理超过了政府行政的能力，基本药物制度在基层推行受阻的事实再一次证明这一点。这也是笔者建议将目前的行政管理为主改为法律监督为主的主要原因。
第二，公共卫生服务的提供方式应转变为政府购买服务。由患者与村医或乡镇卫生院自愿签订购买服务协议，政府将用于购买服务的资金直接拨付给患者，赋予患者充分的选择权，村医也可根据自身的服务能力和水平选择最优的服务供给水平，同时也刺激农村医疗卫生服务的市场竞争，优胜劣汰，提高资源利用效率。
第三，改革村医补助的发放方式。基于前文的分析，村医从定期打入个人账户途径中实际拿到的公共卫生补助金额比从乡镇卫生院亲自领取的金额要高。因而，将财政用于支持乡村一体化管理资金中的村医补助部分统一直接打入村医个人账户，村医将从中获得更多的收益。
以上三条政策建议均是技术性的。笔者认为，乡村一体化管理不应该追求形式上的乡镇卫生院和村卫生室的一体化。正如前文所述，这样的一体化管理实际上既管理不住(如村医待遇、养老等问题)，也管理不好(如乡镇卫生院的管办合一问题)。根本的解决之道是尽快放弃农村医疗服务市场中不必要的行政管制，允许村民根据自身需求在村卫生室、乡镇卫生院和县医院之间自由公平选择，允许村卫生室、乡镇卫生院和县医院在平等的市场中竞争，公平发挥自身所长为广大群众提供医疗服务，主管部门只需做好法律监督和购买服务即可。一个时下流行的看法是，医疗市场为信息严重不对称的市场，因此需要引入政府管制。然而正如一个长期研究政府管制的学者(2011)所指出的，医患之间存在信息不对称，政府和被监管者之间同样存在信息不对称。[18]作为本文研究的乡村一体化管理的监管对象，全国90多万村医和2800余个县级卫生行政部门之间的信息不对称显然无法避免。既然如此，何不将这部分监管权交由作为需求方的患者，而政府部门只专注于法律监督，既节约政府有限的精力和财力，也防止不当行政带来的危害。
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第二篇：机电一体化系统
多选题
CNC控制体统综合应用了( )技术。正确答案：ABCD CNC控制系统的基本组成包括( )。正确答案：ABCDE FR-A500变频器常用的外置选件可能有( )。正确答案：ABCDE PLC常用的编程元件有( )。正确答案：ABCDE PLC可以分为( )结构形式。正确答案：ABCDE PLC指令分为( )。正确答案：ABCD 步进电机可以为( )。正确答案：ABCDE 采用PWM技术的逆变器具具有( )特点。正确答案：ABCD 齿轮传动的优点有( )。正确答案：ABCDE 当PLC用于开关量逻辑程序控制时，其执行过程可分为( )。正确答案：ABCDE 电力电子器件有( )特点。正确答案：ABCDE 电气控制系统设计的步骤包括( )。正确答案：ABCDE 多选题
工业上所使用的机电一体化控制系统一般由( )组成。正确答案：ABCD 光电编码器的信号输出形式有( )。正确答案：ABCDE 光电编码器的信号输出形式有( )。正确答案：ABCDE 光栅内部由( )组成，正确答案：ABCDE 滚珠丝杠副的有点有( )。正确答案：ABCDE 恒量PLC性能的主要技术指标有( )。正确答案：ABCD 机电一体化包括( )。正确答案：ABCDE 机电一体化的优点有( )。正确答案：ABCD 基本单元加扩展型PLC是机电一体化产品常用的PLC，它由( )组成。正确答案：ABCDE 交流电机具有( )优点。正确答案：ABCDE 交流伺服驱动器常用的DO信号有( )。 正确答案：ABCDE 交流伺服驱动系统硬件组成包括( )。正确答案：ABCDE 开环CNC属于经济性产品，一般无内置PLC，I/O信号直接连接到CNC的接口上，通常需要( )基本输入信号。正确答案：ABCDE
气动控制系统有一些基本的回路组成，包括( )。正确答案：ABCDE
数控机床种类繁多，包括( )。正确答案：ABCDE
无论就爱那个一个系统分解为多少子系统，都必须具备( )基本要素，才能称之为“机电一体化系统”，否则只能是一正确答案：ABCD
下列哪些属于FX系列PLC计数器( )。正确答案：ABCDE 现代工业自动化技术的4大支柱是( )。正确答案：ABCD 直线滑动导轨的截面形状常用的有( )。正确答案：ABCD
单选题：
∑Ⅱ操作单元分为( )个区域。正确答案：B
∑Ⅱ操作单元分为( )种显示模式。 正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.02，其对应报警名称为( )。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.03，其对应报警名称为( )正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.04，其对应报警名称为( )正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.05，其对应报警名称为( )。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.30，其对应报警名称为( )。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.32，其对应报警名称为( )正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.33，其对应报警名称为( )正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.40，其对应报警名称为( )。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b1，其对应报警名称为( )。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b2，其对应报警名称为( )正确答案：B
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.bF，其对应报警名称为( )正确答案：C
∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.C1，其对应报警名称为( )。正确答案：D
∑Ⅱ系列驱动器的DI输入信号ON电流可能为( )mA。正确答案：A
∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un000，代表( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un001，代表( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un002，代表( )。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00A，代表( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00B，代表( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00C，代表( )。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00D，代表( )。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un012，代表( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un013，代表( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un014，代表( )。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un015，代表( )。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器集电极开路输出响应时间可能为( )ms。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-25/26，其作用是( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-27/28，其作用是( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-29/30，其作用是( )。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-31/32，其作用是( )。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-40，其作用是( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-41，其作用是( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-42，其作用是( )。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-43，其作用是( )。正确答案：D ∑Ⅱ系列伺服电机型号为SGMPH01AAA2S，由型号可知，该电机额定电压为( )。正确答案：B ∑Ⅱ系列伺服驱动器控制凡事设定参数参数号为Pn301，其对应参数名称为( )。正确答案：A ∑Ⅱ系列伺服驱动器型号为SGDM-01ADAR，由型号可知，该驱动器输入电压等级为( )V。正确答案：B CNC键盘简称为( )。正确答案：A CNC一次在不同的场合使用具有( )种不同的含义。正确答案：C CNC主轴控制包括( )方面内容。正确答案：B
FR-700系列S形加减速分为( )种方式。正确答案：D FR-A700系列变频的的参数Pr570=0时，负载类型为( )。正
确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为FU，其意义代表( )。
正确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为IPF，其意义代表( )。
正确答案：D
FR-A700系列变频器的连接端端子号为OL，其意义代表( )。
正确答案：C
FR-A700系列变频器的连接端端子号为RES，其意义代表( )。
正确答案：D
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STF，其意义代表( )。
正确答案：A
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STOP，其意义代表( )。
正确答案：C
FR-A700系列变频器的连接端端子号为STR，其意义代表( )。
正确答案：B
FR-A700系列变频器的连接端端子号为SU，其意义代表( )。
正确答案：B
FR-A700系列变频器若想反转禁止PU操作，则需要将Pr78参数
设定为( )。D
FS-0iC/0iD的特点有( )。正确答案：D
FX1S基本单元有( )种规格。正确答案：D FX3U基本单元有( )种规格。正确答案：C
FX系列PLC的输入OFF电流可能为( )mA。正确答案：A
FX系列PLC继电器输出电阻负载功率可能为( )W/点。正确答案：A FX系列PLC是日本三菱公司在F系列PLC基础上发展起来的小型PLC产品，主要由( )种基本型号，D PLC常用的编程语言有( )。正确答案：D PLC的功能有( )。正确答案：D PLC的输入电源通常有( )种。正确答案：B PLC的梯形图程序可用等效继电器控制线路进行描述。等效工作电路图分为( )部分组成。正确答案：C PWM控制逆变具有( )优点。正确答案：D STEPDRIVE C/C+步进驱动器由( )组成。正确答案：D 安川驱动器的参数功能与现实形式分为( )类。正确答案：B 按照功能区分，机械手可分为( )种。正确答案：D 按照控制信号的传递方式不同，液压伺服系统可分为( )种。正确答案：C 闭环CNC连接包括( )。正确答案：D 变频控制线性加速可分为( )种方式。正确答案：B 变频器操作模式一般分为( )种。正确答案：C 不仅驱动系统包括( )部分组成。正确答案：B 步进驱动器的输入来自位置控制装置的指令脉冲，输出连接到电机绕组，这样的驱动器应具有( )功能。正确答案：D 磁栅由( )组成。正确答案：D 磁栅由( )组成。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为( )。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为( )。正确答案：D 当触发角a=0时，整流输出电压为最大值( )U。正确答案：C 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是( )。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是( )。正确答案：B 等效工作电路图中的输入部分由( )部分组成。正确
答案：B
根据受力情况，滚珠导轨分为( )种。正确答案：B 根据输入信号的方式不同，伺服阀分为( )种。正确答案：B 功率MOSFET的优点有( )。正确答案：D
钩刀机械手换刀一次所需的基本动作分为( )步。正确答案：C
光栅常用的输出信号有( )。正确答案：D 光栅常用的输出信号有( )。正确答案：D
滚珠丝杠的精度等级分为( )各等级。正确答案：C 机电一体化产品是电子控制与机械装置的结合物，在产品设计时突出体现了( )个方面的思想。正确答案：B
机电一体化机械系统通常包括( )部分组成。正确答案：C
机电一体化控制装置包括( )。正确答案：D
机电一体化设备使用的驱动器可分为( )种。正确答
案：B
机械手一般由( )部分组成。正确答案：D
机械装置的运动要素包括( )。正确答案：D
机械装置的运动要素包括( )。正确答案：D
交流伺服驱动系统的优点有( )。正确答案：D
较常用的双螺母消除间隙的方法有( )种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有( )种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有( )种。正确答案：C 接近开关的特点有( )。正确答案：D 接近开关的特点有( )。正确答案：D
禁区保护包括( )。 正确答案：D
控制系统的安全性包括( )方面。正确答案：B 利用液压缸传位实现定位的转塔刀架动作次序分为( )部。正确答案：D 内置扩展选件与附件包括( )。正确答案：D 逆变电路可以采用( )基本形式。正确答案：D 气动马达分类包括( )。正确答案：D 驱动控制分为( )类。正确答案：B 若变频器操作错误代号为CP代表( )。正确答案：C 若变频器操作错误代号为Er.1代表( )。正确答案：A 若变频器操作错误代号为PS代表( )。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.CPU代表( )。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.EP代表( )。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.LF代表( )。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.THT代表( )。正确答案：A 弱变频器今报显示代号为E.OC1代表( )。正确答案：A 数控装置包括( )。正确答案：D 伺服驱动器的给定输入包括( )类。 正确答案：B 系统设定包括( )个阶段。正确答案：B 下列哪个∑Ⅱ系列驱动器报警显示对应报警名称不是“绝对编码器初始化、通信错误”( )。正确答案：D 显像管显示器简称为( )。正确答案：B 液晶显示器简称为( )。正确答案：C 已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的辅助标记为( A)。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的输入电压等级为( A)。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的系列号为( A)。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品控制电机功率为( B)。
已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品性能为( A)。
运动保护功能包括( )。正确答案：D
运动控制包括( )方面内容。正确答案：B
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板
上，( )按钮用于带锁旋钮。正确答案：D在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于换刀。正确答案：A
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于机床或CNC关闭按钮。正确答案：B 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于机床或CNC启动按钮。正确答案：A 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于进给保持。正确答案：D
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于冷却。正确答案：B
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于润滑。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于循环启动。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于主轴点动。正确答案：D
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于主轴反转。正确答案：B在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于主轴停止。正确答案：C
在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，( )按钮用于主轴正转。正确答案：A
在部分CNC上，为了能够在驱动器发生故障时，停止CNC运行，可能需要使用( )互锁输入信号。正确答案：D
在进行光栅信号处理时需要注意( )。正确答案：D 在进行光栅信号处理时需要注意( )。正确答案：D
直线滚动导轨副分( )个等级。正确答案：D
指令代码中AND代表( )。正确答案：B 指令代码中ANI代表( )。正确答案：C 指令代码中LD代表( )。正确答案：A 指令代码中OR代表( )。正确答案：D 指令一般由( )部分组成。正确答案：B 轴安全保护功能包括( )方面。正确答案：B 主轴位置控制包括( )。正确答案：D 自动换刀装置是数控机床加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，包括( )。D
判断
∑Ⅱ系列驱动器的内部参数不可以通操作单元显示、模拟量输出等方式进行监控。正确答案：B 50MHz以上的频段的电磁干扰一般可用“零相电抗器”消除。正确答案：B CNC的轮廓控制能力被称为CNC的轴控制功能。正确答案：B CNC可通过反向奸细补偿、螺距误差补偿等功能对机械传动装置的间隙、丝杠的螺纹误差进行自动补偿。正确答案：A CNC一词在广义上代表一种控制系统的实体。正确答案：B CNC一词在狭义上代表一种控制技术。正确答案：B CNC坐标轴控制能力被称为CNC的插补功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有Cs轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有定向准停功能。
FS-0iC/0iD不具有加工禁区功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有内置PMC功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有前瞻控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有倾斜轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有任意位置定位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有软件限位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有双电机驱动功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有同步控制功能。正确答案：B FX1N和FX2N系列PLC均可以进行AC100V输入/上相晶闸管输出。正确答案：B FX1S和FX3U系列PLC均具有高速计数、定位模块。正确答案：B FX系列PLC晶体管输出最小负载为2mA/DC5V。正确答案：B I/O扩展单元用来增加PLC的I/O点。正确答案：B I/O扩展模块是PLC的核心。正确答案：B KND100CNC具刚性攻丝功能。正确答案：B KND100CNC具有Cs轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有定向准停功能。正确答案：B KND100CNC具有加工禁区功能。正确答案：B KND100CNC具有内置PMC功能。正确答案：B KND100CNC具有前瞻控制功能。正确答案：B
KND100CNC具有倾斜轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有任意位置定位功能。正确答案：B KND100CNC具有双电驱动功能。正确答案：B KND100CNC具有同步进控制功能。正确答案：B
KND100M&KND100T的连接器XS54用于面板输入连接。正确答案：B
KND100M&KND100T的连接器XS56用于机床输入连接。正确答案：B
KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A
PLC控制系统有时需要用一个按钮交替控制执行元件通断，这种控制方法称为二分频控制。正确答案：A
PWM调压驱动电源既可以实现高低压驱动功能还可以根据步进电机的运行频率自动改变供电电压。正确答案：A
北京KND公司生产的CNC可以直接与步进驱动器或通用型交流伺服驱动器连A
操作码可多可少，甚至没有。正确答案：B 操作数是唯
一、且必不可少的。正确答案：B
磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B 磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B
磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A
磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A
从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。
正确答案：A
从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。
正确答案：A
当刀库中的道具排列较密时，常用叉刀手。正确答案：A 当负载转矩超过电机输出转矩时将直接导致“失步”。正确答
案：A 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 电流控制型逆变在换流瞬间将产生瞬间冲击电压。正确答案：A 电压控制型逆变的电机电流波形为近似的正弦波。正确答案：A 电压控制型逆变器不能用于回馈制动。正确答案：A 电压控制型逆变只能进行回馈制动。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有刚性攻丝功能。正确答案：B
功率二极管的工作原理与普通二极管相同。正确答案：A
固定I/O型PLC在机电一体化产品中用量最大。正确答案：B
光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A
滚珠丝杠螺母副的滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为内循环。正确答案：A
滚珠丝杠螺母副需要安装制动装置以满足其传动要求。正确答
案：A
混合式步进电机的结构与反应式步进电不同。正确答案：A 混合式步进电机在同样的定子电流下产生的转矩有大于反应式步进电机。正确答案：A
霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A 霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A
激光加工类数控机床称为加工中心。正确答案：B 继电器只能用用于驱动直流负载。正确答案：B
简单CNC系统内置的PLC和CNC分用两个cpu。B通信处理、输出刷新为PLC的公共处理部分，它与用户程序执行无直接关联。B
交流逆变需要使用专门的，用弱电控制强电的半导体器件，称为电力电子器件。正确答案：A
交流伺服电机不适合金属切削机床的主轴控制等“恒功
率负载”。正确答案：A
接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A 接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A
禁区保护用于紧急情况的停运与运行禁止。正确答案：B
晶体管输出即可以用于驱动交流负载，又可以用于驱动直流负载。B 绝大多数变频器都采用了“交-直-交”逆变。正确答案：A 控制系统包括了传统意义上的伺服驱动系统与电气传动系统两方面。正确答案：A
控制系统的现场调试是检查优化控制系统硬件软件，提高系统可靠性的重要步正确答案：A
控制系统运行的稳定性与可靠性是设计成败的关键。正确答案：A 利用转矩提升、断电V/f输出曲线来提升输出转矩时，频率为0时的输出电压一般不能超A 联动轴的数量是恒量CNC控制系统性能的重要技术指标之一。正确答案：A 能够控制的主轴数、Cs轴控制也归入轴控制的范畴。正确答案：A 逆变功率管不需要并联续流二极管。正确答案：A 气动方向阀与逻辑援建体积不同，所以功能也不同。正确答B 驱动器可以通过“增益”参数来改变输入输出特性的斜率。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际控制系统大都采用了载波调制技术来生成SPWM波。正确答案：A 实际中通常拆用双电压驱动电源。正确答案：A 输出电路由输出触点与执行元件组成。正确答案：A 输出关闭信号MRS用于关闭变频器逆变功率管输出。正确答A 数据是PLC程序最基本的元素。正确答案：B 数据输入与显示装置是CNC控制系统中承担多维运动轨迹控制的核心部分。B 数控技术又称为计算机数控。正确答案：A 通过结构的改进与创新、新材料的应用等手短来提高精度与刚性、减轻重量、缩小体积是机电一体化产品技术的主要特点与研究A 通俗的来说，操作码告诉CPU要用什么去做。正确答案：B
通俗的来说，操作数告诉CPU要做什么。正确答案：B 通用驱动器在基本控制方式的基础上，往往还付加油“伺服锁定”、“指令脉冲禁止”等特殊控制方式。正A 网络与通信功能是PLC的基本功能。正确答案：B
为了保证功率管通断的有序进行，需要在交流伺服电机转子上安装用于位置检测的编码器或霍尔元件。A
为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件条件，这些硬件的整体称为CNC控制系统。正确答案：B
系统的设计应不惜一切简单实用、降低成本。正确答案：B
镶条应放在导轨受力面大的一侧。正确答案：B 信号处理是检测技术的关键。正确答案：B
液压管道安装是否准确牢固可靠和整洁，将对液压系统工作性能有着重要的影响。A
以加工中心和FMC为主要加工设备，配备物流系统、装卸机器人及其他设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理的制造系统称为刚性制造系统。正确答B 运动保护用于防止加工过程中的碰撞与干涉。正确答B在PLC程序中，需要产生恒0与恒1的程序段，以便随时使用。正确答案：A
在不影响系统刚性的前提下，系统的等效传动惯量应尽可能小。
正确答案：A
在交流电机控制系统中，关断不可控器件主要用于逆变主回路。
正确答案：B
在交流电机控制系统中，全控型器件主要用语整流主回路。正确
答案：B
在驱动器实际使用前，可先单独接通控制电源主电源，进行点动、回参考点运行试验。正确答案：A
在设备调试完成后么需要进行系统技术文件的整理与汇编工作。正确答案：A
在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A
在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A 在伺服系统中，通常才用负载角加速度最大原则选择总传动比。正确答案：A 整流电路的交流输入一般直接来自电网或为电网通过变压后的输出，所以其额定频率一定为50Hz。正确答案：B 整流电路的作用是将直流输入转换为交流输入。正确答案：B 只要CNC控制系统的脉冲当量足够小，拟合线就完全可以等效代替理论曲线。A 只要改变脉冲输出速度，即可改变坐标轴的运动速度。正确答案：A 只要改变坐标轴的脉冲分配方式，既可以改变拟合线的形状，从而达到改变运动轨迹的目的。正确A 执行装置是机电一体化系统的核心。正确答案：B 直流电机、感应电机、伺服电机、步进电机则是机电一体化系统常用的测量装置。答案：B 指令中的操作数又称指令代码。正确答案：B 主接触器不能用于驱动器正常工作时的电机启动停止控制，通段频率原则上不超过30MIN一次。正确答案：A 转子产生电磁力的前提是转子导条与旋转磁场之间存在切割磁力线的相对运动。A
第三篇：机电一体化技术与系统
论机电一体化产品与机械产品的异同
摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，以及和普通机械产品的区别。
关键词机电产品机电一体化产品优点对比
与传统的机电产品相比，机电一体化产品更方便于我们的生活，使我们充分享受到科技的优越性。
下面对比一下机电一体化产品和普通机械产品的优缺点
(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。
(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。涡街流量计
(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单
技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。
(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
结论：机电一体化技术产品大大优先于普通的机械产品，是未来发展的必然选择，学好机电一体化技术也是我们的责任和使命。
参考文献：
1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004
第四篇：机电一体化系统设计讲稿
项目一 数控车床主传动系统设计与部件选择
1. 1无级变速传动链
1. 1. 1机床主传动系统设计满足的基本要求
机床主传动系统因机床的类型、性能、规格尺寸等因素的不同，应满足的要求一也不一样。在设计机床主传动系统时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行分析，一般应满足下述基本要求: (1)满足机床使用性能要求。
首先应满足机床的运动特性，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数(对于主传动为直线运动的机床，则有足够的每分钟双行程数范围及变速级数);传动系统设计合理，操作方便灵活、迅速、安全可靠等。 (2)满足机床传递动力要求。
主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。
1.1.2数控机床主传动系统分类
机床主传动系统可按以下不同的特征来分类: (1)按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分为单速交流电动机驱动或调速交流电动机驱动两种。调速交流电动机驱动又有多速交流电动机驱动和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 (2)按传动装置类型可分为机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置及其组合。 (3)按变速的连续性可分为分级变速传动和无级变速传动(此部分在下面详细介绍)。 数控机床的主传动要求有较大的调速范围，以保证在加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。大多数数控机床采用无级变速系统，数控机床主传动系统主要有以下四种配置方式: (1)主轴电动机直接驱动。
如图2一1 (a)所示，电动机轴与主轴用联轴器连接，这种方式大大简化了主轴箱和主轴结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴影响较大。目前，多采用交流伺服电动机，它的功率很大，但输出功率与实际消耗的功率保持同步，效率很高。 (2)电动机经同步齿形带带动主轴。
如图1一1 (b)所示，电动机将其运动经同步齿形带以定比传动传递给主轴。由于输出扭矩较小，这种传动方式主要用于小型数控机床低扭矩特性要求的主轴，可以减小传动中的振动和噪声。
(3)电动机经齿轮变速传动主轴。
如图1一1 (c)所示，主轴电动机经二级齿轮传动变速，使主轴获得低速和高速两种转速，从而使之实现分段无级变速，这种方式在大、中型数控机床中采用较多。经过齿轮传动降速后，电动机输出转矩可以扩大，以满足主轴低速运转时输出扭矩大的特性要求。一部分小型数控机床一也采用这种传动方式，以获得强力切削时所需要的扭矩。 (4)电主轴。
如图1一1 (d)所示，将调速电动机与主轴合成一体(电动机转子轴即机床主轴)，其优点是主轴部件结构紧凑、刚度高、质量轻、惯量小，且可提高调速电动机启动、停止的响应特性;其缺点是电动机发热易引起热变形。 1.1.3无级变速传动链的设计 无级变速传动链可以在一定的变速范围内连续改变转速，以得到最有利的切削速度;能在运转中变速，便于实现变速自动化;能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。无级变速传动可由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电气无级变速器来实现。机械摩擦无级变速器结构简单、使用可靠，常用于中、小型车床、铣床等主传动系统中。液压无级变速器传动平稳、运动换向冲击小，易于实现直线运动，常用于主运动为直线运动的机床，如磨床、拉床、刨床等机床的主传动系统中。电气无级变速器有由直流电动机或交流调速电动机驱动的两种，由于它可以大大简化机械结构，便于实现自动变速、连续变速和负载下变速，故其应用越来越)’一泛，尤其在数控机床上目前几乎全都采用电气无级变速器。
数控机床的主运动广泛采用无级变速传动，这不仅能使其在一定的调速范围内选择到合理的切削速度，而且还能在运转中自动变速。无级变速系统有机械、液压和电气等多种形式，数控机床一般采用由直流或交流调速电动机作为驱动源的电气无级变速。由于数控机床主运动的调速范围较宽，一般情况下单靠调速电动机无法满足;另一方面调速电动机的功率和转矩特性一也难以直接与机床的功率和转矩要求安全匹配。因此，需要在无级调速电动机之后串联机械分级变速传动，以满足调速范围和功率、转矩特性的要求。 (1)无级变速装置的分类。
机床主传动中常用的无级变速装置有三类:变速电动机、机械无级变速装置和液压无级变速装置。
1)变速电动机。
机床上常用的变速电动机有直流电动机和交流电动机，它们在额定转速以上为恒功率变速，通常变速范围仅为2 ~3;额定转速以下为恒定转矩变速，调整范围很大，变速范围可达30甚至更大。上述功率和转矩特性一般不能满足机床的使用要求。为了扩大恒功率变速范围，可在变速电动机和主轴之间串连一个分级变速箱。变速电动机I’一泛用于数控机床和大型机床中。
2)机械无级变速装置。
机械无级变速装置有柯普(Koop)型、行星锥轮型、分离锥轮钢环型和宽带型等多种结构，它们都是利用摩擦力来传递转矩的，通过连续地改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。由于它的变速范围小，多数是恒转矩传动，通常较少单独使用，而是与分级变速机构串联使用，以扩大变速范围。机械无级变速器应用于要求功率和变速范围较小的中、小型车型、铣床等机床的主传动中，更多的是用于进给变速传动中。
3)液压无级变速装置。
液压无级变速装置通过改变单位时间内输入液压缸或液动机中液体的油量来实现无级变速。它的特点是变速范围较大，变速方便，传动平稳，在运动换向时冲击小;易于实现直线运动和自动化。液压无级变速装置常用在主运动为直线运动的机床中，如刨床、拉床等。 (2)无级变速装置与机械分级变速机构的串联。 在无级变速系统装置单独使用时，其调速范围都较小，远远不能满足现代通用机床变速范围的要求。因此，常常将无级变速装置与机械分级变速机构串联，以扩大其变速范围。 (3)采用直流或交流电动机无级调速。
机床上常用的无级变速机构为直流或交流调速电动机。直流电动机是采用调压和调磁方式来得到主轴所需转速的。直流电动机从额定转速向上至最高转速是用调节磁场电流(简称调磁)的办法来调速的，属于恒功率调速;从额定转速向下至最低转速是用调节电枢电压(简称调压)的办法来调速的，属恒转矩调速。通常，直流电动机的恒功率变速范围较小，仅为2~4，而恒转矩变速范围很大，可达几十，甚至超过100。 交流调速电动机靠调节供电频率的方式来调速，所以其常被称为调频主轴电动机。通常额定转速向上至最高转速气max为恒定功率，变速范围为3~5;额定转速至最低转速气为恒转矩，变速范围为几十，甚至超100。直流和交流电动机的功率转矩特性如图1 -2所示。
交流调速电动机由于体积小、转动惯性小、动态响应快、没有电刷且能达到的最高转速比同功率的直流电动机高，故磨损和故障也少。现在在中、小功率领域，交流调速电动机已占优势，应用一也更加广泛。伺服电动机和脉冲步进电动机都是恒转矩的，而且功率不大，所 以只能用于直线进给运动和辅助运动。 基于上述分析可知，如果直流或交流调速电动机用于拖动直线运动执行器，例如龙门刨床工作台(主运动)或立式车床刀架(进给运动)，可直接利用调速电动机的恒转矩变速范围，用电动机直接带动或通过定比减速齿轮拖动执行机构。
1. 2主传动系统分析
数控车床用于加工回转体零件。它集中了卧式车床、转塔车床、多刀车床、仿形车床、自动和半自动车床的功能，是数控机床中应用较广泛的品种之一。下面以一个典型数控车床C K3263 B为例说明如何分析数控机床主传动系统，图1一4所示为C K3263 B主传动系统。 主电动机经带轮副和四速变速机构驱动主轴，其传动路线表达式是
拟定转速图如图2 -5所示，从图中可知，主轴共得到四段转速:
1. 3 车床数控化改装主传动系统方案设计
将06140卧式车床改造成用MCS -51系列单片机控制的经济型数控车床，采用步进电动机开环控制，纵向和横向均具有直线和圆弧插补功能。将原来的主传动系统改装为主变速系统。 一般的卧式车床在改装为经济型数控车床时，主传动系统和变速操纵机构是不动的，可利用暂停指令进行手动变速换挡，然后再继续加工。如果要提高机床的自动化程度或者所加工工件的直径相差较大，在加工过程中需要自动变速时，可考虑设置加工过程中的自动变速装置，本任务即后一种情况。
将机械主传动系统改装为自动变速装置的几种方案说明见下文介绍。 1.采用多速电动机改装
目前采用多速电动机对主传动系统进行改装，一般是将主电动机更换为双速或四速电动机，由微机系统信号自动控制切换电动机的转速。这样做的好处是机床性能良好，主传动链改装量较少，但多速电动机的功率是随着转速的变化而变化的，所以电动机功率要选的大一些，同时电动机的尺寸一也大，因此还要增加一套电动机变速系统。 2.主变速系统改装
对主轴箱内变速系统进行改装，一般是将滑移齿轮变速改为电磁离合变速。这种变速机构仍为有级变速，一般变速级数不超过四级。 3.采用直流主轴电动机或交流主轴电动机改装
改装后，机床主轴由直流主轴电动机(或交流主轴电动机)通过皮带直接带动，并通过电气系统实现无级变速。
采用直流主轴电动机或交流主轴电动机改装，其改装成本高，但效果好，能获得满意的速度，而且由于传动链中没有齿轮，故噪声很小。另外在改装中要注意，主轴电动机的选择要与进给系统电动机配套，以利于使用CNC系统。 图1 -5所示为本任务改装后的主传动系统示意。拆下原操纵手柄，装上齿轮2;以一个180 W的交流小电动机8通过蜗轮副7和齿轮3, 2将运动传给手柄轴1，带动主轴箱内的拨叉和滑块进行变速。另外将手柄轴接长，在接长轴4上安装带单个压块6的圆盘，并在附加的机壳上固定一个装有6个微动开关的圆盘5, 6个微动开关的位置与6级变速挡位对应。当手柄轴带动圆盘转动时，压块6依次压下6个微动开关，发出6个不同信号，数控系统通过对电路信号的识别来控制变速。
自动变速过程如下:当变速电动机接到S指令后，便开始转动，通过传动装置使手柄轴带动拨叉滑块使变速齿轮移位。与此同时，在速度继电器的控制下，主电动机低速点动，以便滑移齿轮顺利地进人啮合位片。当压块压下的触点信号与数控系统S指令信号相符时，小电动机制动，主运动变速完成。这种方案保留了原主轴箱的结构，改装量小，但只适合于06140型车床。
1. 3. 2主传动系统设计过程 1.明确已知条件，草拟转速图 拟定转速图的一般步骤如下: (i)确定变速组数及各变速组的传动副数; (2)安排变速组的传动顺序，拟定结构式(网); (3)分配传动副传动比.绘制转凉图 2.齿轮齿数的确定
齿轮的齿数取决于传动比和径向尺寸要求。在同一变速组中，若模数相同且不采用变位齿轮，则传动副的齿数和相同;若模数不同，则齿数和S与模数m,成反比，即:
对于三联滑移齿轮，当采用标准齿轮且模数相同时，最大齿轮与次大齿轮的齿数差应大于4，以避免滑移过程中的齿顶干涉。
当传动比i采用标准公比的整数次方时，齿数和S及小齿轮齿数可以从表1一1中查得。
1. 4 实训准备
1.项目任务单
项日任务单见附录二。 2.项目要求
学完基础知识及实例后，学生自主分析数控车床主轴箱实物，熟悉内部组成，然后分组制订设计方案，方案合格后，开始具体设计。 3.仪器与设备 (1) CAK4085数控车床6 (2)《机床设计手册》若干。 (3)扳手、钳子、直尺。 4.实训步骤
(1)学生分组，并在现场分析数控车床主轴箱实物。 (2)学生分组，制定任务实施方案。
(3)根据任务实施方案，学生将任务实施过程填入记录表1一2中。 1. 4. 2项目评价
项日的整体评价如表1-3所示。
图1一1数控机床主传动的配置方式
图1 -2直流和交流调速电动机的功率转矩特性
图1 -4 CK3263B主传动系统
图1 -5改装后主传动系统示意图
表1一1常见传动比的适用齿数
表1一2项目实施过程记录表
表1-3项目评价表
项目二数控车床导轨副设计 2. 1. 1导轨副设计步骤
(1)根据已知的工作条件，选择合适的导轨类型，常见导轨形式见表2 -1. (2)选择导轨截面形状与组合方式。 常见导轨截面形状见表2一2。 1)双三角形导轨。 如图2 -1所示，双三角形导轨导向性和精度保持性都很高，磨损后能自动下沉补偿磨损量。两条三角形导轨副同时起支撑和导向作用，由于结构对称，两条导轨磨损均匀，故接触刚度好。但由于超定位，加工、检验、维修都较困难，而且当量摩擦系数也高，因此适于精度高的场合。例如丝杠车床、单柱坐标锁床的导轨副等。 2)双矩形导轨。
如图2一2所示，双矩形导轨的刚度高，当量摩擦系数比双三角形导轨低，承载能力强，加工、检验、维修都较方便，因此被广泛使用，例如数控机床的导轨副。双矩形导轨承载面和导向面是分开的，存在侧向间隙，必须用镶条调节。
如图2一2 (a)所示，用两外侧面做导向面时，间距大、热变形大、间隙大，因而导向精度低、承载能力大;如图2-2 (b)所示，以内外侧面做导向面时，间距小、热变形小、间隙小，因而导向精度高、易获得较高的平行度;如图2一2 (c)所示，用两内侧面做导向面时，由于导轨面对称分布在导轨中部，当传动件位于对称中心线上时，避免了由于牵引力与导向中心线不合而引起的偏转，不致在改变运动方向时引起位置误差，故导向精度高。 3)三角形与矩形组合。
如图2-3 (a)和图2 -3 ( b)所示，三角形与矩形组合导轨兼有三角形导轨的良好导向性及矩形导轨的制造方便、刚性好等优点，并避免了由于热变形所引起的配合变化。其缺点是三角形导轨比矩形导轨磨损快，易造成磨损不均匀，磨损后又不能通过调节来补偿，故对位置精度有影响。
三角形与矩形组合导轨兼有导向性好、制造方便和刚度高等诸多优点，因此被广泛使用，例如车床、磨床、龙门刨床、龙门铣床、滚齿机、坐标锁床的导轨副等。 4)双燕尾形导轨。
如图2一4 (a)所示，它的高度较小，可以承受颠覆力矩，是闭式导轨中接触面最少的一种结构。间隙调整方便，用一根镶条就可以调节各接触面的间隙。这种导轨刚度较差，加工、检验、维修都不大方便，适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的场合，例如牛头刨床和插床的滑枕导轨、升降台铣床的床身导轨、车床刀架导轨副和仪表机床导轨等。 5)矩形与燕尾形导轨组合。
如图2一4 (b)所示，由于它兼有调整方便、能承受较大力矩的优点，故多用于横梁、立柱和摇臂的导轨副。 6)双圆柱导轨组合。 圆柱导轨具有制造方便、不宜积存较大切屑的优点，但间隙难以调整，磨损后一也不易补偿，因此适用于移动件只受轴向力的场合，例如攻螺纹机、机械手的导轨副等。 (3)通过计算选择结构参数。
1)计算额定动载荷Ca’(单位N)。
式中: KW—负荷系数，按表2一3选取; KH----硬度系数，按表2一4选取; KT—温度系数，按表2一5选取; KC—接触系数，按表2一6选取; K—寿命系数，一般取K=50; 2)依据 的原则，选择结构参数。 (4)其他参数选择。 1)导轨材料选择。
铸铁耐磨性好，热稳定性高，减振性好，成本低，易于加工，在滑动导轨中应用广泛。淬硬的钢导轨耐磨性好。镶装塑料导轨具有耐磨性好，动、静摩擦系数接近，化学稳定性好，抗振性好，抗撕伤能力强，工作范围广，成本低等诸多优点。在选材时，支撑导件与运动件应选不同的材料，其热处理的方式一也有所不同。 2)调整装置。
导轨工作时会产生间隙，间隙过小会增加摩擦阻力，间隙过大会降低导向精度，所以应选择合适的调整装置进行调整。例如滑动导轨副采用压板和镶条两种方法调整。 ①镶条。
镶条用来调整矩形导轨、燕尾形导轨的侧隙，以保证导轨面能正常接触。镶条应放在导轨受力较小的一侧，常用的有平镶条和楔形镶条两种。
平镶条如图2一5所示，它是靠调整螺钉1移动镶条2的位置来调整间隙的，图2一5(c)所示为在间隙调整好后，再用螺钉3将镶条2紧固。平镶条调整方便，制造容易，图2一5(a)和图2一5 (b)所示的镶条较薄，而且只在与螺钉接触的几个点上受力，容易变形，刚度较低，日前较少使用。 楔形镶条如图2一6所示，镶条的两个面分别与动导轨和支撑导轨均匀接触，所以比平镶条刚度高，但加工较困难。
楔形镶条的斜度为1 : 100一1:40,镶条越长，斜度应越小，以免两端厚度相差太大。如图2一6( a)所示的调整方法是用调节螺钉1带动镶条2做纵向移动以调节间隙。镶条上的沟槽a在刮配好后加工，这种方法构造简单，但螺钉头凸肩和镶条上沟槽之间的间隙会引起镶条在运动中窜动。图2一6( b)所示为从两端用螺钉3和5调节，避免了镶条4的窜动，性能较好。图2一6 (c)所示为通过螺钉6和螺母7调节，镶条8上的圆孔在刮配好后加工，这种调节方法方便，且能防止镶条8的窜动，但其纵向尺寸较长。 ②压板。
压板用来调整辅助导轨面的间隙和承受的颠覆力矩，如图2一7所示。
2. 2. 1选择导轨副
1.确定最大载荷F-max 已知作用在单滑座上的最大载荷Fmax ，滑座数M=4，工作台受到进给方向的载荷(与丝杠轴线平行) Ff= 1 401 N，工作台受到横向的载荷(与丝杠轴线垂直)F-n= 337 N ,工作台受到垂直方向的载荷(与工作台面垂直) Fe=512 N，移动部件总重量G =736 N。 单滑块所受的最大垂直
2.确定额定工作时间寿命孔 要求该导轨副每天开机6h，每年工作300个工作日，且工作8年以上，则额定工作时间寿命:
3.确定行程长度系数TS 要求单向行程长度LS = 0. 52m，每分钟往返次数为3，则额定行程长度系数: 4.计算额定动载荷Ca’(单位为N) 要求工作温度不超过120 0C，工作速度为40 m/min，滚道表面硬度取60 HRC。由前面的计算结果得额定工作时间寿命Th = 14 400 h。则:
表2一7为JSA一KL型直线滚动导轨副(宽型螺孔)尺寸参数，图2一8所示为其外形图;表28 JSA-ZL型直线滚动导轨副尺寸参数
表2-9项目实施过程记录表
表2-10项目评价表
项目三 简易机电产品设计与制作
3. 1. 1设计原则
一方面，在保证产品完成规定功能的前提下，通过对构成各子系统的方案进行优化组合，降低成本，使系统功能平稳、准确、快速，以满足用户的要求。机电一体化产品的主要特征是自动化操作，功能是产品的生命，只有功能可靠，产品才具有价值。另一方面，要使功能达到最佳，机械子系统、电子信息处理子系统、动力子系统、传感检测子系统和执行机构子系统5部分构成要素的匹配、相互协调和相互补充也极为重要。而通过降低成本，并且使系统功能达到稳、准、快，又增强了产品的市场竞争力。
3. 1. 2设计工作流程
一个全新的机电一体化产品的正向设计和开发过程大体可以分为产品规划、概念设计和详细设计三个阶段。 1.产品规划阶段
产品规划包括需求分析、市场预测和技术可行性分析，最后确定设计参数及设计制约条件，提出设计要求，并将其作为设计、评价和决策的依据。 (1)需求分析。
需求分析从需求识别开始，认识需求是一种创造性工作，设计人员应深人实际，细致观察，敏锐捕捉市场的需求，并及时完成产品的开发和试制工作。 (2)市场预测。
市场预测是产品的前期调研工作，调研内容主要有以下三方面: 1)面向用户的产品市场调研:主要有产品销售对象的可能销售量，用户对产品的功能、性能、质量、使用维护、包装及价格等方面的要求。此外，还应了解竞争产品的种类、优缺点和市场占有率等情况。
2)面向产品设计的技术调研:主要有行业和专业技术发展动态，相关理论的研究成果和新材料、新器件的发展动态，竞争企业、竞争产品的技术特点分析等。此外，还要了解本单位的生产基础条件。
3)面向产品生命周期的社会环境调研:主要有产品生产和目标市场所在地的经济技术政策(如产业发展政策、投资动向、环境保护及安全法规等)，产品的种类、规模及分布，社会的风俗习惯，社会人员构成状况及消费水平、消费心理和购买能力等。
通过调研应确定开发产品的必要性、种类和生命周期，预测产品的技术水平、经济效益和社会效益等，确定用户对产品的功能、性能、质量、外观和价格等方面的要求，即形成产品的初步概念，然后进行技术可行性分析。 (3)技术可行性分析。
技术可行性分析包括以下几个方面: 1)关键技术和技术线路:研究本产品需要的关键技术，指明产品实现的技术路线和技术标准。例如，一个新概念汽车，采用什么样的发动机、什么样的控制总线和什么样的人机接口等。所使用的关键性技术应该是比较成熟的、成本和技术风险容易控制的。如果要采用比较前沿的新技术，则需要在市场和成本方面多做考虑。
2)可选技术方案:同样的产品可能有多种技术方案可选择，设计人员必须根据一定的准则从中选择一个最合适的方案或将这些方案进行综合处理。
3)主要性能指标及技术规格的可行性:产品的性能指标及技术规格对产品的成本和市场竞争力至关重要。性能指标和技术规格越高，产品的成本就越高，价格也就越高。但市场竞争力不完全由技术性能决定，还与其价格、品牌等许多因素有关。用户往往追求性价比高的产品。因此制定产品的规格和性能指标需要综合考虑各方面的因素，突出产品的特色，力争做到高性能、低价格。在制定主要产品的规格和性能指标时还要充分参考竞争对手的产品及发展趋势，制定最合理的参数。
4)主要技术风险:综合分析产品功能、技术规格及性能指标实现的可能性，分析产品开发、生产中可能存在的各种问题和风险，以及这些问题与风险的解决和规避方法。如果不充分考虑这些问题和风险，产品开发时间则可能拖延，从而错过市场最佳时机，使产品的成本过高、质量和成品率低或者大规模地更换生产设备等。因此，必须提前对这些问题进行充分的评估，使产品开发和生产能顺利进行。
5)成本分析:根据所制定的产品技术规格和技术路线，综合分析产品成本，包括技术成本、原材料成本、制造成本和人力成本等，为产品的立项提供决策支持。
6)结论和建议:根据产品的成本分析和技术风险分析，对产品的技术规格、性能指标和市场定位等参数提出修改建议，确定产品是否立项。产品立项应给出生产设计要求表，表中所列要求分为特征指标、优化指标和寻常指标，各项要求应尽可能量化，并按重要程度分出等级。 2.概念设计阶段
在概念设计阶段输人生产设计要求表，输出总体方案。该方案主要包括产品外观和结构布置方案、产品部件或子系统划分以及设计目标、各部件或子系统的接口设计等三个方面，并制订详细设计任务书、验收规范及进度计划。
3. 3案例导入
(3)确定小带轮齿数Z1和小带轮节圆直径d1. 应使小带轮齿数
，而带轮最小许用齿数Z min可查表3一3获得。当带速和安装尺比寸允许时，Z1尽可能选用较大值，初步选取Z1=12。 (4)确定大带轮齿数Z2和大带轮节圆直径d2 (5)初选中心距久ao、带的节线长度Lop、带的齿数Zb。
根据表9 -4选取接近标准的节线长度Lp=381mm，相应齿数Zb= 40。 (6)计算实际中心距a。
设计同步带传动时，中心距a应该可以调整，以便获得适当的张紧力。 (7)校验带与小带轮的啮合齿数Zm 啮合齿数: (8)计算基准额定功率P0
(9)确定实际所需的同步带宽度bs。
式中bs0—选定型号的基准宽度，由表9 -5可查得bs0 = 25. 4mm; Kz—小带轮啮合齿数系数，由表9 -6可查得K, = 0. 8 。 10)带的工作能力验算。
根据下式计算同步带额定功率P的精确值，若结果满足 率)，则带的工作能力合格。
带的设计功
同步带传动示意简图如图3 -9所示。 (11)结果整理。
同步带:选用L型同步带， 订购型号为150 L100
最后，经过厂家订购与协商，确定带轮及带，零件如图3一
10、图3一11所示，同步带传动效果如图3一12所示。 3. 3. 3锥齿轮传动设计
(1)确定齿轮材料及精度等级。
锥齿轮材料选择45 #钢调质，齿面硬度为217~225 HBS 。 经过计算齿轮传动的最大圆周速度为4. 19 m/s，查表3一8可确定锥齿轮精度等级为7级) (2)确定模数及齿数。 (3)计算相关参数。
根据以上尺寸画出小锥齿轮零件(见图3一13)和大锥齿轮零件图(见图3一14)。锥齿轮传动啮合部分三维造型如图3一15所示。 3. 3. 4计数系统设计 在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数的，有直射式和反射式两种。直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线反射到接收器上，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有反射，接收器没有接收到反射来的红外线信号则没有输出。有工件经过时，其将挡住光电路使发射器发出的红外线信号反射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。 本项目的设计日的是每推一个料，计数器显示一个数，逐次递增。整体方案是:通过传感器(光电开关或磁性开关)检测到推杆动作，将信号传到单片机，单片机输出，并令数码管显示推出工件个数)其结构如图3一16所示。
本设计是两种传感器均可，接线图如图3一17所示。
本设计中的计数器、光电开关、磁性开关均需外购，其外形如图3一18所示。
3. 4. 1实训准备
1.项目目的
(1)使学生具备一般机电产品方案的设计能力。 (2)熟练掌握同步带设计方法。 (3)学会查《机械设计手册》。 2.项目要求
每组学生自行设计同步带系统和计数系统。 3.仪器与设备
(1)电脑若干(二维设计软件、三维设计软件必有)。 (2)《机械设计手册》若干。 4.实训步骤 (1)学生分组设计方案。
(2)两位指导教师及各组组长审核方案。
(3)方案通过后，具体设计，学生将项目实施过程填入记录表3 -9中。 3. 4. 2项目评价
项目的整体评价见表3一10。
图3一1机电一体化系统设计流程
图3一2常用电子类组装工具
图3一4方案一草图
图3一5风能供料装置结构示意
图3一6风能供料装置主要部件示意
图3一7同步带
表3 -1同步带载荷修正系数KA
表3一3带轮最小许用齿数Zmin
表3一4同步带节线长度L P
表3 -5同步带在基准带宽下的许用工作拉力和线密度
表3一6小带轮啮合齿数系数
图3 -9同步带传动示意简图
图3一10小带轮零件
图3一11大带轮零件
图3一12同步带传动效果
表3-10项目评价表
第五篇：机电一体化系统设计论文
班级：数控姓名：潘万顺学号：081841191
摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机的认识。
关键词：机电一体化;技术;应用
引言
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。