浅谈光机电一体化技术的应用

浅谈光机电一体化技术的应用Ontheapplicationofelectromechanicalintegrationtechnology文/刘林灵LinLingLiu摘要：人们生活在高度现代化的今天．光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用，光机电技术在现代化水利建设中也得到了充分的应用。据美国高级军事专家调查，以光机电一体化技术为支撑的高技术武器系统，在美国关键军事技术计划中的比例约占91%，在常规武器系统中约占50%【1】。光机电一体化技术的特征是在机电一体化概念的基础上强调了光、光电子、激光和光纤通讯等技术的作用，属于2l世纪应用领域更为宽阔的机电一体化技术。Abstract:Peoplelivinginhighlymodernized.Electromechanicalintegrationtechnologyhasbeenrapiddevelopmentinthecivilianindustryandmilitaryfieldsarewidelyapplied,lightmechanicalandelectricalconstructiontechnologyinmodernwaterhasalsobeenfullyapplied.AccordingtoseniorU.S.militaryexpertsinvestigatedtoelectromechanicalintegrationtechnologytosupporthigh-techweaponssystems,criticalmilitarytechnologyprogramsintheUnitedStatesintheproportionofabout91%ofconventionalweaponssystemsaccountforabout50%ofthe【1】Characteristicsofelectromechanicalintegrationtechnologyisbasedontheconceptmechatronemphasizedlight,photonics,laserandopticalcommunicationandtheroleoftechnology.关键词：光机电一体化技术特征组成应用。Keywords:opto-mechatronicstechnologyfeaturecompositionapplication一光机电一体化技术的基本概念Electromechanicalintegrationtechnology,abasicconcept光机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。光机电一体化系统主要有五个组成部分：动力、机构、执行器、计算机和传感器，组成一个功能完善的柔性自动化系统，其中计算机、传感器和计算机软件是光机电一体化技术的重要组成要素。Electromechanicalintegrationtechnologyreferstotheoptical,mechanical,electronics,informationprocessingandcontrolandspecialsoftwaresuchascontemporarycomprehensiveintegrationofnewtechnologiesasagrouptechnology.Mechatronicssystemmainlyhasfivecomponents:power,institutions,actuators,computersandsensorstoformafullyfunctionalflexibleautomationsystems,computers,sensorsandcomputersoftwareareelectromechanicalintegrationofimportantelementsoftechnology光机电一体化系统具有结构简单、功能多、效率高、精度高、能耗低的特点，与传统的机械产品比较，光机电一体化产品至少有以下个优点。Mechatronicssystemissimple,multi-function,highefficiency,highprecisionandlowpowerconsumption,comparedwiththetraditionalmechanicalproducts,opticalelectromechanicalintegrationproductsatleastthefollowingtwoadvantages.1原有的机构产品中增加信息处理装置及相应软件，来替代原有产品的部分机械控制机构，不仅提高了自动化程度，而且能大大提高产品质量，降低生产成本，提高经济效益。Anincreaseintheexistingbodyproducts,informationprocessingapparatusandcorrespondingsoftwaretoreplacetheoriginalmechanicalcontrolproducts,bodypart,notonlytoimprovethedegreeofautomation,andcangreatlyimproveproductquality,reduceproductioncostsandimproveeconomicefficiency.2以光机电一体化技术为主的新型产品，与原机械产品相比，不仅结构简单，而且功能增加，精度提高。2toelectromechanicalintegrationtechnology-basednewproducts,comparedwiththeoriginalmachineryisnotonlysimpleinstructure,andfunctiontoincreasetheprecisionimproved.3将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，形成综合化优势，可开发出具有多种功能、智能化的高新技术产品【2】。3photonicstechnology,sensortechnology,controltechnologyandmechanicaltechnologycombinetheadvantagesoftheirown,formacomprehensiveadvantages,canbedevelopedwithavarietyoffunctions,intelligenthigh-techproducts【2】.二光机电一体化的技术特征和技术组成Second,thetechnicalcharacteristicsofelectromechanicalintegrationandtechnicalcomponents1光机电一体化的技术特征1,thetechnicalcharacteristicsofelectromechanicalintegration(1)最佳化。随着电子技术的发展，为实现某一功能或某一控制规律的方案大大增多。在产品设计时，可以机械技术和电子技术有机地结合起来，实现系统整体的最佳化。(1)optimization.Withthedevelopmentofelectronictechnologyfortherealizationofaparticularfunctionorprogramofacontrollawgreatlyincreased.Inproductdesign,mechanicaltechnologyandelectronictechnologycanbeorganicallycombinedtoachieveoverallsystemoptimization.(2)智能化。机电一体化产品可以按照预定的动作顺序或被控制的数学模型，有序地协调各相关机构的动作，达到最佳控制的目的。其控制系统大多具备自动控制、自动诊断、自动信息处理、自动修正检测等功能。(2)intelligent.Mechatronicproductscanfollowapredeterminedsequenceofmovementorcontrolofthemathematicalmodel,orderedrelevantagenciestocoordinateactiontoachievethebestcontrol.Mostofthecontrolsystemwithautomaticcontrol,automaticdiagnostics,automaticinformationprocessing,automaticallycorrectdetection.(3)柔性化。机电一体化产品往往只需通过软件改变指令，即可达到改变传动机构的运动规律。(3)flexible.Mechatronicproductsareoftenonlyasoftwarechangeorders,changecanbeachievedbymovementofthetransmissionmechanism.2光机电一体化的技术组成2composedofelectromechanicalintegrationtechnology(1)机械技术。机械技术是光机电一体化的基础，把其他高新技术与机电一体化技术相结合，实现结构、材料、性能上的变更，从而满足减小质量和体积、提高精度和刚性、改善功能和性能的要求。(1)MechanicalTechnology.Machinerytechnologyisthebasisofelectromechanicalintegration,theotherhigh-techtechnologycombinedwiththemechanicalandelectricalintegration,implementationstructure,materials,performancechanges,tomeetthereducedmassandvolumeandimprovetheprecisionandrigidity,improvedfunctionalityandperformancerequirements.(2)计算机与信息处理技术。计算机是实现信息处理的工具。在机电一体化系统中，计算机与信息处理部分控制着整个系统的运行，直接影响到系统工作的效率和质量。(2)computerandinformationprocessingtechnology.Thecomputerisatooltoachieveinformationprocessing.Inmechatronicssystems,computerandinformationprocessingpartofthecontrolofthewholesystem,directlyaffectstheworkefficiencyandqualityofthesystemVolume.（3）系统技术。系统技术是从全面的角度和系统的目标出发，组织应用各种相关技术将总体分解成相互联系的若干个功能单元，找出可以实现的技术方案。(3)systemtechnology.Systemtechnologyfromtheperspectiveofacomprehensiveandsystematicobjective,applicationofrelevanttechnologytoorganizethewholedownintoanumberofinterconnectedfunctionalunitstoidentifytechnicalsolutionscanbeachieved.(4)自动控制技术。自动控制技术的内容广泛，包括高精度定位、自适应、自诊断、校正、补偿、再现、检索等控制。(4)automatic