光機電一體化簡介

1、,,光機電一體化,光機電一體化的基本概念,1,光機電一體化的發(fā)展,2,,3,光機電一體化的應(yīng)用及構(gòu)成,4,總結(jié),基本概念,光機電一體化技術(shù)是指將光學(xué)、機械學(xué)、電子學(xué)、信息處理和控制及專用軟件等當(dāng)代各種新技術(shù)進行綜合集成的一種群體技術(shù)。其系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器組成。光機電一體化包括產(chǎn)品與技術(shù)兩方面。,I,基本概念,,I,由德國工程師協(xié)會、德國電氣工程計算人員協(xié)會及其共同組成的精密工程技術(shù)專家組提出將精密加工技術(shù)定義

2、為光、機、電一體化的綜合技術(shù)。,電工機械,光電子技術(shù),光學(xué)機械,基本概念,光機電一體化的技術(shù)特征,I,1、精密化。光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得反饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減

3、小。因此，光機電一體化產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?，適用面廣，易于滿足各種需要。 2、最佳化。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)某一功能或某一控制規(guī)律的方案大大增多。在產(chǎn)品設(shè)計時，可以使機械技術(shù)和電子技術(shù)有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)系統(tǒng)整體的最佳化。 3、智能化。光機電一體化產(chǎn)品可以按照預(yù)定的動作順序或被控制的數(shù)學(xué)模型，有序地協(xié)調(diào)各相關(guān)機構(gòu)的動作，達到最佳控制的目的。其控制系統(tǒng)大多具備自動控制、自動診斷、自動信息處理、自動修正檢測等功能。 4、柔性化。光機

4、電一體化產(chǎn)品往往只需通過軟件改變指令，即可達到改變傳動機構(gòu)的運動規(guī)律。,I,與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化技術(shù)具有的優(yōu)點。,,綜合性與系統(tǒng)性,多層次，覆蓋面廣,結(jié)構(gòu)簡單，方便操作,高可靠性，高穩(wěn)定性,基本概念,精度提高，功能增加,基本概念,光機電一體化產(chǎn)品是一種包含： 光學(xué)技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)的高科技產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)：

5、 指其技術(shù)原理和使光機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。,I,,II,光機電一體化的發(fā)展,機電一體化技術(shù)是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在以機械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)為主的多門學(xué)科相互滲透結(jié)合的過程中逐漸形成的一門邊緣學(xué)科。而激光技術(shù)、信息技術(shù)使機電一體化技術(shù)整體上了一個新臺階，越來越多的光學(xué)元件被應(yīng)用到機電一體化系統(tǒng)中，導(dǎo)致了機電一體化的一個重要分支——光機電一體化的誕生。,光機電一體化的發(fā)展,國內(nèi)外發(fā)展概況,II

6、,1986年我國在啟動863計劃中，將光電子器件及其集成技術(shù)列為信息領(lǐng)域的三大主題之一，光機電一體化技術(shù)也被列為國家“十五”高新技術(shù)中點扶持項目。我國光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已由1995年的10多億美元發(fā)展到2004年的近500億。近年來，隨著光電子技術(shù)在信息領(lǐng)域的作用越來越重要，一些地方興起了“光電子熱”和“光谷熱”。,光機電一體化的發(fā)展,美國政府已將光子學(xué)定為國家發(fā)展的重點，認(rèn)為光子學(xué)對國家安全與經(jīng)濟競爭有這深遠的意義和潛力，并把光子學(xué)列為

7、當(dāng)前20項關(guān)鍵技術(shù)之一。為此，美國已建立了若干個光子學(xué)技術(shù)中心。德國政府已確定光子學(xué)是在21世界初對保持德國在國家市場上先進地位至關(guān)重要的九大關(guān)鍵技術(shù)之一。澳大利亞集中了10個重要單位的力量成立了光子聯(lián)合研究中心，重點開拓信息技術(shù)和新產(chǎn)品。光電子產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)市場潛力巨大，產(chǎn)值迅猛增長的高新技術(shù)支柱產(chǎn)業(yè)。例如，光電子產(chǎn)業(yè)在全世界的產(chǎn)值：2007年世界光電子產(chǎn)業(yè)總值達3150億美元，據(jù)美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會的報告預(yù)測，2010年全球光電子

8、產(chǎn)業(yè)總值將達到4500億美元。,II,II,光機電一體化的發(fā)展,光機電一體化的發(fā)展,光機電一體化的發(fā)展方向,II,光機電一體化是機械、微電子、光學(xué)、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)發(fā)展和進步，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人格化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。,III,,,光機電一體化的應(yīng)用與構(gòu)成,先進制造裝備,計算機輔助設(shè)計計算機輔助制造管理信息系統(tǒng)計算機輔助工藝過程設(shè)備,自

9、動測試技術(shù)信息處理技術(shù)傳感器技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù),數(shù)字印刷技術(shù)制版技術(shù),圖像處理技術(shù)影像顯示技術(shù)醫(yī)用激光技術(shù),光機電一體化產(chǎn)業(yè)的主要領(lǐng)域,先進醫(yī)療裝備,先進印刷裝備,儀器儀表裝備,,,,,,,,,III,,光機電一體化的應(yīng)用與構(gòu)成,動力,傳感器,計算機,執(zhí)行機構(gòu),人機交流,,,,,,,III,,,光機電一體化的應(yīng)用與構(gòu)成,光機電一體化的運用 1 光機電一體化在設(shè)計中的運用（1）信息處理技術(shù)（2）傳感器檢測技術(shù)（3）

10、設(shè)計步驟2 光機電一體化在制造中的運用（1）傳感器檢測技術(shù)（2）激光加工技術(shù) ①激光加工 ②金屬表面的激光強化 ③激光快速成型 ④激光金屬塑性成形,III,,光機電一體化的應(yīng)用與構(gòu)成,精密激光切割機是利用激光技術(shù)和數(shù)控技術(shù)設(shè)計而成的一種切割和打孔專用設(shè)備，具有激光功率穩(wěn)定，光束模式好，峰值功率高，高效率、低成本、安全、穩(wěn)定、操作簡便等特點。整機由精密切割激光器、精密激光切割頭、激光電源、

11、冷卻系統(tǒng)、激光指示定位系統(tǒng)、導(dǎo)光系統(tǒng)、CNC控制系統(tǒng)、氣體控制系統(tǒng)、精密二維工作臺、同軸監(jiān)視系統(tǒng)等組成。適用于金屬或非金屬板材、管材進行非接觸切割打孔，特別適合不銹鋼板，鐵板，硅片，陶瓷片，金剛石等材料的切割打孔。廣泛應(yīng)用于機床、交通運輸機械、冶金機械、電子、電器業(yè)、電機制造業(yè)、汽車制造業(yè)、通訊、廣播及信息業(yè)、航空、航天工業(yè)、石油、化工工業(yè)、石材、塑料及橡膠制品等行業(yè)。工作原理：激光具有高相干性、高強度性、高方向性，激光通過激

12、光器產(chǎn)生后由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到強大的熱能而溫度急劇增加，使該點因高溫而迅速的融化或則汽化，配合激光頭的運行軌跡從而達到加工的目的。我們應(yīng)該先在CORELDRAW、AUTOCAD里將圖形做成矢量線條的形式,氣動打標(biāo)機，然后存為相應(yīng)的PLT、DXF格式，用激光切割機操作軟件打開該文件，根據(jù)我們所加工的材料進行能量和速度等參數(shù)的設(shè)置再運行即可。激光切割機在接到計算機的指令后會根據(jù)軟件產(chǎn)生的飛行路線進

13、行自動切割。,III,,機械制造,光機電一體化產(chǎn)品,設(shè)計環(huán)節(jié),制造系統(tǒng)集成,客戶需求,,制造環(huán)節(jié),電力電子,光電子,,,,,,,,,,,,光機電一體化的應(yīng)用與構(gòu)成,光機電一體化產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)環(huán)節(jié),總 結(jié),光機電一體化技術(shù)是光學(xué)、微電子學(xué)、計算機信息、控制技術(shù)和機械制造及其他相關(guān)技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合性高新技術(shù)，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它從系統(tǒng)過程的角度出發(fā)，使得產(chǎn)品或系統(tǒng)實現(xiàn)整體優(yōu)化。光機電一體化技術(shù)產(chǎn)業(yè)以其特有的技