问题状态 浅析机电一体化的发展趋向 摘要:介绍了光机电一体化技术特征,研究了国内外技术现状和发展趋向,指出了未来发展前景和一些重要技术热点。 网站关键词:光机电一体化技术趋向 近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在平易近用工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为现今机械工业技术发展的1个首要趋向。 一、光机电一体化技术特征 光机电一体化系统首要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部门组成,相互构成1个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。 1、体积小,重量轻,适应性强,操作更利便 光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,可以灵活利便地按需控制和改变生产操作程序,任何一台光机电一体扮装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚或实现操作全自动化和智能化。 2、功能增加,精度大幅提高 光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制?水平提高,运算速度加快,经由过程电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、勘正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动器件减少,机械磨耗及配合间隙等导致的误差也大大减小。 3、部门硬件实现软件化,智能化程度提高 传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动掩护直至自动记录、显示、打印工作结果。经由过程改变程序,指令等软件内容而无须改动硬件部门就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向“软件化”和“智能化”。 4、?产品可靠性得到提高,使用寿命增长 传统的机械装置的运动部门,一般都伴随着磨耗及运动器件配合间隙所导致的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严酷影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动器件减少,磨耗也大为减少,像集成化接近开关甚或无可动器件、无机械磨耗。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。 5、?产品系统性增强,各部门系统间协调性要求提高 光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部门的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部门在综合成1个完整的系统中相互配合有严酷的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。 二、研究现状和发展趋向 1、研究现状 自从我国实行改革开放以来,科技领域奋起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的效果,数字控制产品有了很大的提高,尤其是经济型活络数字控制装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但合用国内市场的需要,部门产品还随主机组成一套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也愈来愈多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此,我国自行研究制造和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 2、发展趋向 光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点愈来愈受到高度正视。?从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热点首要包括。 (1)激光技术 1)高单色性,利用激光高单色性作精密测量时,可极大地提高测量精度和量程。 2)高方向性,因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。 3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光柱在焦点附近可产生几千到几万度的高温,可以使照射点物体熔化或汽化,对各种各样质料和产品进行特殊的一种加工。 4)相干性,由于激光速频率纯一、相位方向相同。合用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研究制造,而在实际运用中也会经由过程一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。 (2)传感检测技术 1)激光准直,能够测量平直度、平面度、平行度、铅直度,也可以做三维空间的基准测量。 2)激光测距,其探测距离远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。 3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。 其他另有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。 ⑶激光快速成型技术 激光快速成型是利用计算机将庞大的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可以使新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。 (4)光能驱动技术 利用光致变形质料可制作光致动器和光机器人。现已研究制造成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状记忆合金上,反复地通、断使质料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将质料末端吸附在衬底上。利用质料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可以使光能驱动技术广泛应用。 3.结束语 技术上的改革和与之相组成一套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的条理和灵活的自由度。在机械技术中得当地引入电子技术,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安然平静附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。 参考文献 [1]?宋云夺编译.?光机电一体化业的未来.?光机电信息,2003(12) [2]?梁进秋.?微光机电系统国内外研究进展.?光机电信息,2000(8)
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