光机电一体化

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1、光机电一体化光机电一体化1光机电一体化的基本概念光机电一体化的基本概念l光机电一体化技术的概念萌芽可追溯到德国提出的精密工程技术 ，精密工程技术定义为光、机、电一体化的综合。l精密工程技术一定程度上说明了光机电一体化的含义。2l一般认为，光机电一体化技术是在现代光学技术与机电一体化技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科，是综合当前光学、机械学、电子学、信息处理与控制等领域中最新技术的一种群体技术。3光机电一体化产品的组成光机电一体化产品的组成l光机电一体化产品的组成包括4个部分，本体结构、传感器、控制器、驱动装置。4l如果把光机电一体化产品比做一个人，则计算机就是它的头脑，传感器就是它的五官，软

2、件就是使躯体（机械本体）能发挥效能的手段，所以，光机电一体化产品就是具有头脑和五官，能够感知外界环境的变化，并根据这种变化作出响应的机器或机构。56光机电一体化技术的特点光机电一体化技术的特点7小型化，轻型化小型化，轻型化l光机电一体化技术通过采用电力电子器件或用电子装置进行相关动作控制， 使得产品机械结构大大简化。可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何装置的动作可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。8高精度，多功能高精度，多功能l电子技术的采用使得反馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠

3、单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。因此，光机电一体化产品应用领域宽，适用面广，易于满足各种需要。9柔性化，智能化柔性化，智能化l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、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序、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向“软件化” 和“智能化”。10可靠性高可靠性高l光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损

4、。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。11知识密集知识密集l光机电一体化是一门跨学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，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， 这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。12光机电一体化技术的发展光机电一体化技术的发展l国内的发展状况l我国光机电一体化产业虽然起步比较晚，但起点较高，且其发展一直都受到了政府的重视，光机电一体化技术被列入国家高新技术重点扶持项目。近年来，在国家政策的支持和推动下，国内企业不断应用高新技术和先进适用技术来提升光机电

5、一体化产业的技术水平和市场竞争力，优化了产业结构、完善了产业体系。经过20 多年的发展，我国目前已在北京、上海、武汉、长春、深圳、合肥等地形成了光机电一体化产业基地。如中关村科技园区通州园-光机电一体化产业基地、浙江平湖光机电基地、郑州高新区光机电产业园等。13国外的发展状况国外的发展状况l美国、德国、日本等工业发达国家相继将光机电一体化列为国家高技术重点发展目标，目前工业发达国家光机电一体化的应用已十分广泛。从国外发达国家光机电一体化产业的发展来看，出现了以下发展趋势：（1）技术发展迅速：光电子技术、数控技术与传统制造业进一步融合，已成为带动整个制造业发展的动力和源泉。（2）市场不断拓展：产

6、品由单纯的装备类向装备类、消费类并举的方向发展，与人民生活不断靠近，且呈现高速度、多领域的发展态势。（3）产业相互融合：结构不断调整，行业不断融合，涌现了一批新的产业领域和经济增长点。 14光机电一体化的应用光机电一体化的应用15先进印刷装备先进印刷装备3D打印机打印机l利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。l 3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平

7、面内通过扫描形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术分为3DP 技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。 163D打印简史打印简史l1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。l1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。l1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。l2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。l2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而

8、成的汽车Urbee问世。l2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。l2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。l2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。l2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。173D打印技术的前景打印技术的前景l一本名为经济学人的杂志曾经将这种技术列入第三次技术范围。“伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1750年的蒸汽机如此，1450年的印刷术如此，1950年的晶体管也是如此。而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变这个世界。” 183D打印在国内的发展打印在国内的发展l如今在发达国家日渐流行。一些西方媒体认为，它是发达国家从新兴国家手中夺回就业岗位的一大利器。该技术在中国这样的发展中国家还比较少见，但也有有识之士注意到了其巨大潜力。国内已有一些公司开展相关业务，代理国外3D打印机、3D打印技术产品。 l2010年，号称中国第一家3D打印服务公司的杭州铭展网络科技有限公司，受文物保护部门委托，成功复原出了山西天龙山多尊破坏严重的唐代石窟佛像。l2012年5月30-31日，上海工业设计协会在环球金融中心举办中国国际3D打印技术与应用大会，这也是中国首次举办以3D打印技术为主题的国际会议。19l谢谢20