光機電一體化論文1.doc

湖北大學 專 業(yè)： 光機電一體化 班 級：001 學 號：014608200590 學生姓名：汪開 指導教師：葛玉峰2011年12月3日光機電一體化論文0a _P+dz#0前言：光機電一體化技術是以當代光電子技術為先導、以先進制造技術為基礎，融合微電子、自動化、計算機和信息管理等有關技術而形成的綜合性高新技術，是當今信息業(yè)與制造業(yè)的最佳結合點和發(fā)展方向。光機電一體化技術以及裝備是諸多發(fā)展領域的基礎，是現(xiàn)階段國民經濟面臨的重要課題和發(fā)展的戰(zhàn)略重點。9:s,stNL Vr0臺湖生活網.k!a 1Q;?科技發(fā)展趨勢表明，光電技術將成為影響所有生產制造業(yè)的關鍵技術。而我所學的材料成型類也是屬于制造方面的。光電子產業(yè)有可能在21世紀成為全球最大的、最有前途的產業(yè)，對世紀人類文明將由電子時代步入光電子時代。誰在這個領域取得主動權，誰就會在市場競爭中取得優(yōu)勢地位。臺湖生活網%d8R:h_H P p臺湖生活網)m3aoAutvo今后五年到十五年，是我國實施第三步戰(zhàn)略部署的重要時期。要提高人民生活水平，要迅速提高人民生存和生活質量的重要物質基礎，就必須加快裝備制造業(yè)的發(fā)展。要緊緊抓住擴大內需，發(fā)展市場的機遇，抓住西部大開發(fā)的機遇，抓住加入WTO參與國際分工的機遇，抓住加大加快發(fā)展高新技術的機遇，努力提高裝備水平，迅速改變裝備產業(yè)嚴重滯后生產建設需要的狀況，這就為光機電一體化產業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市場前景。一材料成型專業(yè)的基本情況材料成型專業(yè)培養(yǎng)能適應社會需求，掌握焊接成型的基礎理論、金屬材料的焊接、焊接檢驗、焊接方法及設備、焊接生產管理等全面知識的高級技術人才。材料成型專業(yè)培養(yǎng)具備機械熱加工基礎知識與應用能力，能在工業(yè)生產第一線從事熱加工領域內的設計制造、試驗研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程的人才。畢業(yè)生憑借在多種材料成型方面的知識和扎實的機械學基礎知識，可在汽車、家電、輕工、機械等多種行業(yè)中從事模具設計、制造、成型等生產工藝方面工作。同時，也可從事引進技術消化和新技術開發(fā)及經營管理等工作。專業(yè)涉及的范圍：工程力學、機械原理及機械零件、電工與電子技術、微型計算機原理及應用、熱加工工藝基礎、熱加工工藝設備及設計、檢測技術及控制工程、CAD/CAM基礎等材料成型專業(yè)主要研究通過熱加工改變材料的微觀結構、宏觀性能和表面形狀，研究熱加工過程中的相關工藝因素對材料的影響，解決成型工藝開發(fā)、成型設備、工藝優(yōu)化的理論和方法；研究模具設計理論及方法，研究模具制造中的材料、熱處理、加工方法等問題。本學科是國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)。二：光機電一體化的應用光機電一體化主要應用于設計和制造中，而設計可以分為信息處理技術和傳感檢測技術；制造主要分為激光加工技術、激光強化金屬表面、激光快速成型技術、激光金屬塑性成形技術。一、設計中的運用（一）信息處理技術光電子技術：光存儲技術、光電數(shù)據(jù)采集技術用于計算機輔助設計。信息傳遞媒體：光纖。比頭發(fā)絲還細的光纖用一束激光理論上可以同時傳遞100億路電話和1000萬路電視節(jié)目；信息采集：使用圖像傳感器和圖像識別與處理技術，對設計資料和數(shù)據(jù)進行采集，利用計算機軟件進行逆向設計。如利用激光掃描儀對零件、文物、裝置外形等進行掃描，得到物體的外形和色彩數(shù)據(jù)，在計算機軟件的處理下，在電腦中生成立體的影像，并且生成相關的數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)代汽車的逆向工程設計方法就是典型的應用。（二）傳感檢測技術利用激光的方向性和單色性可提供各種基準，如長度、時間、頻率等。如大型設備的安裝、準直，水壩應力檢測（通過測變形換算成應力），機場夜間導航，長隧道開挖導航、海上鉆井平臺的準直定位。二、制造中的應用（一） 激光加工技術激光具有高相干性、高單色性、高方向性和高亮度的特點，可在億萬分之一秒內聚集數(shù)百萬億千瓦的能量，溫度高達數(shù)千萬攝氏度。利用激光進行加工的方法廣泛應用于汽車、航空、航天、通信、微電子等行業(yè)。有如此下應用特點：激光強化金屬表面：利用激光進行淬火，可精確控制淬硬層深度，能夠進行自冷淬火，易于實現(xiàn)數(shù)控。如汽車生產中缸套、曲軸、活塞環(huán)和齒輪等的淬火（二）激光快速成型基本思想將傳統(tǒng)的材料去除和變形成型轉變?yōu)橹饾u增加材料的方法，將三維實體按照一定方向平面化，然后分層疊加，最后得出快速成形體?；竟ぷ髟硎请x散/堆積，首先將零件物理模型由概念設計或事物模型反求，得出相應的CAD模型，再將CAD模型轉換成各類光成型機所能接受的數(shù)據(jù)信息，用分層軟件將計算機三維實體模型Z方向離散，形成一系列具有一定厚度的薄片，激光束在計算機的控制下有選擇地固化或黏結某一區(qū)域，從而形成零件實體的一個層面，逐漸形成一個三維實體。（三）激光塑性成形無需任何模具和任何機械接觸就可以產生出金屬板料制品。如激光彎曲成形和沖壓成形。三、數(shù)控機床結構與原理現(xiàn)代計算機數(shù)控機床由控制介質、輸入輸出設備、計算機數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)及機床本體組成。數(shù)控機床工作原理圖1、 控制介質控制介質又稱信息載體，是人與數(shù)控機床之間聯(lián)系的中間媒介物質，反映了數(shù)控加工中的全部信息。目前常用的有穿孔帶、磁帶或磁盤等。2、 輸入、輸出裝置是CNC系統(tǒng)與外部設備進行交互的裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)或將調試好了的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的控制介質上。3、 數(shù)控裝置CNC裝置是數(shù)控機床實現(xiàn)自動加工的核心，主要由計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應的控制軟件等組成。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應的處理（如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件(伺服單元、驅動裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內硬件和軟件協(xié)調配合，合理組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進行工作的。4、 伺服系統(tǒng)它是數(shù)控系統(tǒng)與機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電動機、驅動控制系統(tǒng)以及位置檢測反饋裝置組成。伺服電機是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅動控制系統(tǒng)則是伺服電機的動力源。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號與位置反饋信號比較后作為位移指令，再經過驅動系統(tǒng)的功率放大后，帶動機床移動部件作精確定位或按照規(guī)定的軌跡和進給速度運動，使機床加工出符合圖樣要求的零件。5、 檢測反饋系統(tǒng)測量反饋系統(tǒng)由檢測元件和相應的電路組成，其作用是檢測機床的實際位置、速度等信息，并將其反饋給數(shù)控裝置與指令信息進行比較和校正，構成系統(tǒng)的閉環(huán)控制。6、 機床本體機床本體指的是數(shù)控機床機械機構實體，包括床身、主軸、進給機構等機械部件。由于數(shù)控機床是高精度和高生產率的自動化機床，它與傳統(tǒng)的普通機床相比，應具有更好的剛性和抗振性，相對運動摩擦系數(shù)要小，傳動部件之間的間隙要小，而且傳動和變速系統(tǒng)要便于實現(xiàn)自動化控制。四、光機電一體化的應用展望光機電一體化產業(yè)復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。開發(fā)光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益，從而造福于人民，有利于國家。五、感想與體會在學習完光機電一體化后，我的感觸頗深。在這里想提出自己對于授課的一些建議，我希望老師能夠讓我們更多的觀看一些關于光機電應用技術方面的視屏，同時給予深刻的講解?？傮w來說，我對這門課程是非常喜歡的。我覺得我們需要在光機電這個新興的領域里展現(xiàn)自己的才能，同時也要不斷的在這個方面取得突破，因為光臺湖生活網J2sSZ3ge|U3v5機電產品和相應的生產裝備種類與水平是一個國家工業(yè)基礎能力的重要標志之一。光機電一體化技術使產品或體積減小、重量減輕，降低資源消耗；或增強智能化和可靠性，使產品具備更加良好的性能價格比；或降低成本，讓更多的人有能力享用新產品變化的實質是使產品具有更強的市場競爭能力。機電產品生產裝備的進步往往帶來一個具體生產行業(yè)技術與產品的升級換代，工業(yè)生產與人民生活產生質的變化、甚至是革命性的飛躍。支持發(fā)展這一技術領域的目的在于：提高和改變傳統(tǒng)機電產品的性能、質量、品種結構和配套現(xiàn)狀，開發(fā)新一代具有國際競爭能力的智能型產品，