疑难题目状况 浅析机电一体化的发展趋势 摘要:介绍了光机电一体化技能特征,研究了国内外技能近况和发展趋势,指出了未来发展前景和一些重要技能热点。 关键词:光机电一体化技能趋势 近些年来,光机电一体化技能得到迅猛发展,在人民生活所使用的工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技能成为当今机械工业技能发展的一个主要趋势。 一、光机电一体化技能特征 光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一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能的重要组成要素。与传统的机械产品比力,光机电一体化产品具有以下技能特征。 1、体积小,重量轻,适应性强,操作更方便 光机电一体化技能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,可以矫捷方便地按需控制和改变出产操作程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制使成为事实,甚至使成为事实操作全自动化和智能化。 二、功能增加,精度大幅提高 光机电一体化系统包括以激光、pc等现代技能集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技能的采用使得包馈控制?水平提高,运算速度提速,路程经过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、赔偿功能可减少误差,达到靠纯真机械方式所不能使成为事实的工作精度。同时,由于机械传动器件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。 3、部分硬件使成为事实软件化,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。光机电一体化技能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、赔偿、自诊断、自动保护直至自动记录、预示、打印工作结果。路程经过过程改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分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势向“软件化”和“智能化”。 4、?产品可靠性得到提高,施用寿命增加 传统的机械装置的运动部分,一般都伴跟着磨损及运动器件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加剧,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技能的应用,使装置的可动器件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动器件、无机械磨损。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。 五、?产品系统性增强,各部分系统间协调性要求提高 光机电一体化是一门学科的边缘科学技能,多种技能的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技能及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技能扬长避短,提高系统协调性。 二、研究近况和发展趋势 1、研究近况 自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技能已取得较着的成效,数字控制产品有了很大的提高,尤其是经济型灵敏数字控制装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不单适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技能控制设备也越来越多,笼罩面也日益扩大,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、轻工业机械都是云云,我国自行研制和出产的光机电设备,在质量上也有重大冲破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 二、发展趋势 光机电一体化技能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加点越来越受到高度重视。?从世界科学技能的发展情况来看,光机电一体化技能的未来技能热点主要包括。 ⑴激光技能 1)高单色性,哄骗激光高单色性作精密丈量时,可极大地提高丈量精度和量程。 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讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。 3)高亮度性,哄骗激光的高亮度特性,中常亮度激光柱在核心相近可产生几千到几万度的高温,可使映射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。 4)相关性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会路程经过过程一些激光技能改变激光辐射的特性,应用规模更广。 (2)传感检测技能 1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。 2)激光测距,其探量观测距离远,测距精度高,抗滋扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。 3)光纤探量观测器,在目标很小,距离受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探量观测器。 其他另有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技能。 ⑶激光快速度完成型技能 激光快速度完成型是哄骗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。激光快速度完成型技能可使新产品尽早投放市场,极大地提高了汽车出产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。 ⑷光能驱动技能 哄骗光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状影象合金上,反复地通、断使材料伸缩,再哄骗感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。哄骗材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能使成为事实所要求的动作。实验证验,该致动器能可在顶面步行。这种状况目标处于低级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可使光能驱动技能广泛应用。 3.结语 技能上的改革和与之相配套的技能支持是创新技能的基础。开闪光机电一体化产品有不同的层次和矫捷的自由度。在机械技能中恰当地引入电子技能,产品的面貌和行业的面貌就能够迅速发生巨大变化。产品一旦使成为事实光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开拍发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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