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| 微特電機(jī)論文：光機(jī)電一體化系統(tǒng)概述 |
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科技的發(fā)展與人類(lèi)的生活、生產(chǎn)實(shí)踐是息息相關(guān)的，人類(lèi)在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)自然界的規(guī)律，并在不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上豐富了對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)。人類(lèi)一開(kāi)始利用簡(jiǎn)單的技術(shù)和工具參與自然界的活動(dòng)，但是隨著文明程度的進(jìn)步以及近代兩次工業(yè)革命，其改造自然的能力得到大大增強(qiáng)。特別是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使科學(xué)技術(shù)得到了飛速發(fā)展．與此同時(shí)也認(rèn)識(shí)到若只用單一或單個(gè)學(xué)科和技術(shù)去解決實(shí)踐中所面臨的問(wèn)題已經(jīng)不可能了，這是因?yàn)槿祟?lèi)所面臨的技術(shù)任務(wù)和完成任務(wù)的過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜．所要求的精度等級(jí)越來(lái)越高，所生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)越來(lái)越繁雜，而且對(duì)整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還要求做到提高效率、降低能耗、實(shí)時(shí)快速和綠色環(huán)保等，即如果只用簡(jiǎn)單的機(jī)械等方式根本就無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的需求，從而自然地導(dǎo)致由傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)向光機(jī)電一體化高技術(shù)方向的發(fā)展。
光機(jī)電一體化系統(tǒng)(Opto—mechatronics System)是由光學(xué)、光電子學(xué)、現(xiàn)代機(jī)械學(xué)、微電子、信息學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等相互交叉、滲透和融合而形成的高技術(shù)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制機(jī)械部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)以及傳感器系統(tǒng)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理．因此大大增強(qiáng)了光機(jī)電系統(tǒng)的柔性，這樣就能夠使系統(tǒng)在面對(duì)不同任務(wù)時(shí)表現(xiàn)出很高的靈活性，滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)多樣性產(chǎn)品的需求．光機(jī)電系統(tǒng)及其產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)電一體化或機(jī)械產(chǎn)品相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、能耗低、擴(kuò)充容易和精度高等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)使機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)生了革命性的改變．如傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化主要依靠凸輪結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修凸輪系統(tǒng)時(shí)必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的技工人員來(lái)進(jìn)行，而且非常麻煩。自從引進(jìn)了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和傳感器之后．復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和動(dòng)作變得很簡(jiǎn)單，操作和維修等也變得容易了。但是在一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中，一般來(lái)講計(jì)算機(jī)的處理能力是很強(qiáng)的，影響系統(tǒng)速度的因素主要是數(shù)據(jù)的傳輸和處理，因此激光技術(shù)和光纖的應(yīng)用為提高機(jī)電系統(tǒng)的效率注入了新的活力，從而使機(jī)電一體化技術(shù)上升到光機(jī)電一體化技術(shù)。
目前人們所見(jiàn)到和使用的眾多光機(jī)電產(chǎn)品，如果單單只從技術(shù)層面上來(lái)看-幾乎無(wú)法明確界定這方面屬于這種技術(shù)范疇，那方面屬于另外一種技術(shù)范疇，而是光、機(jī)、電等技術(shù)的高度集成。在這種技術(shù)高度集成的系統(tǒng)當(dāng)中，并不是光、機(jī)、電等技術(shù)都被突出化，而是根據(jù)系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和功能，表現(xiàn)出某種技術(shù)占主要的地位．其他的技術(shù)處于輔助地位。當(dāng)然光機(jī)電一體化是一種技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)。這里面還包含其他的相關(guān)技術(shù)。光機(jī)電一體化技術(shù)可體現(xiàn)在多種產(chǎn)品當(dāng)中.例如:辦公自動(dòng)化設(shè)備的打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀等；數(shù)碼照相機(jī)和攝像機(jī)；數(shù)控機(jī)床和無(wú)人化工廠(chǎng)的柔性制造系統(tǒng)；智能機(jī)器人；軍工產(chǎn)品；航天航空產(chǎn)品等。此外，根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光機(jī)電一體化技術(shù)也正在經(jīng)歷一場(chǎng)變革，此技術(shù)產(chǎn)品的功能和工作效率也將會(huì)大大得到提高，因?yàn)樵诟呒夹g(shù)領(lǐng)域，各種類(lèi)型的智能化元器件，以及控制系統(tǒng)的分布式會(huì)使系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)有足夠的時(shí)間和空間來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算和智能規(guī)劃，這樣光機(jī)電一體化系統(tǒng)將更柔性化以及智能化。
作為一個(gè)基本的光機(jī)電一體化系統(tǒng)．應(yīng)該包括計(jì)算機(jī)和傳感器系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、通信系統(tǒng)、軟件及接口以及相應(yīng)的其他輔助系統(tǒng)。
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