光机电一体化课程期末论文

1、光机电一体化技术应用及发展进程摘要：简述了光机电一体化的核心技术，简单介绍了光机电一体化技术的主要应用范畴。分析光机电一体化发展进程，提出光机电一体化的发展趋势。关键词：光机电一体化核心技术 应用范畴发展进程 应用展望Abstract：Sketched Optical-mechanical-electrical integration technology and common systems. Introduced the Opticalmechanical-electrical integration system commonly used design of organization

2、principle, basic structure, key technology and other important questions. Analysis integrates light development, put forward the development trend of the light machine electricity integration.Key word: The core technology of Optical-mechanical-electrical integration systems Application Development p

3、rocess Development trend and prospect for application.前言：光机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。正文： 一、 光机电一体化技术的发展 1、 发展历程 20世纪90年代后期，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化，出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化

4、技术开辟了广阔的发展天地。 2、 发展情况 （1） 机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。在工业发达国家，数控机床占机床总数的30%40%。工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展，智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。（2） 机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。计算机集成制造系统(CIMS) 是当今世界制造业发展的总趋势, 它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”, 实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。（3） 激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合, 不仅大大扩展了机电一体化的应用

5、领域, 而且使一些行业出现重大变革，是当今信息业与制造业的最佳结合点。二、光机电一体化的核心技术1、机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。2、计算机与信息技术此技术其中的信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。3、系统技术系统技术即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分

6、有机连接的保证。4、自动控制技术自动控制技术其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。5、传感检测技术传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。 6、伺服传动技术伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。1三、机电一体化技术的主要应用范畴 （1）数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的开展，

7、在构造、功用、操作和控制精度上都有疾速进步，详细表如今： 1、总线式、模块化、紧凑型的构造，即采用多CPU、多主总线的体系构造。 2、开放性设计，即硬件体系构造和功用模块具有层次性、兼容性、契合接口规范，能最大限度地进步用户的运用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和完成二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、含糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不只丰厚了数控功用，同时也增强了CNC系统的控制功用。5、能完成多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的才能，并将

8、刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。  6、系统的多级网络功用，增强了系统组合及构成复杂加工系统的才能。  7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成构造紧凑的数控安装2。 （2）计算机集成制造系统（CIMS）  CIMS的完成不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它突破原有部门之间的界限，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，完成从运营决策、产品开发、消费准备、消费实验到消费运营管理的有机分离。企业集成度的进步能够使各种消费要素之间的配置得到更好的优化，各种消费要素的潜力能够得到更大的发挥。 （3）

9、柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它能够随机地、实时地、按量地依照装配部门的请求，消费其才能范围内的任何工件，特别适于多种类、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量消费。 （）工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能依据示教停止反复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏顺应性和灵敏性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，经过计算机处置、剖析，做出一定的判别，对动作停止反应控制，表现出低级智能，已开端走向适用化；第3代机器人即智

10、能机器人，具有多种感知功用，可停止复杂的逻辑思想、判别和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系亲密3。 四、机电一体化的发展进程1、数控机床问世自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。2、微电子技术的发展我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。3、可编程序控制器（PLC）的应用于工业上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular Digita

11、l Controller（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同

12、的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义4。5、激光加工技术 激光具有高相干性、高单色性、高方向性和高亮度的特点，可在亿万分之一秒内聚集数百万亿千瓦的能量，温度高达数千万摄氏度。利用激光进行加工的方法广泛应用于汽车、航空、航天、通信、微电子等行业。 例如，激光强化金属表面就是利用激光进行淬火

13、，可精确控制淬硬层深度，能够进行自冷淬火，易于实现数控。如汽车生产中缸套、曲轴、活塞环和齿轮等的淬火。激光快速成型的基本思想是将传统的材料去除和变形成型转变为逐渐增加材料的方法，将三维实体按照一定方向平面化，然后分层叠加，最后得出快速成形体。基本工作原理是离散/堆积，首先将零件物理模型由概念设计或事物模型反求，得出相应的CAD模型，再将CAD模型转换成各类光成型机所能接受的数据信息，用分层软件将计算机三维实体模型Z方向离散，形成一系列具有一定厚度的薄片，激光束在计算机的控制下有选择地固化或黏结某一区域，从而形成零件实体的一个层面，逐渐形成一个三维实体。激光塑性成形即无需任何模具和任何机械接触就

14、可以产生出金属板料制品。如激光弯曲成形和冲压成形5。五、光机电一体化的应用展望 光机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。开发光机电一

15、体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益，从而造福于人民，有利于国家。六、结语： 通过本课程为期十一周的学习与了解，我对光机电一体化这门技术有了初步的认识。对于我这个非此专业的学生来说，上这门课确实有些吃力，特别是在进行专业知识的讲解时，不怎么懂。我认为我们应该重视光机电一体化这门学科，充分发挥其作用。现在光机电一体化的任务可以概括为两句话：一句是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目