浅谈光机电一体化论文（精选6篇）
篇1：浅谈光机电一体化论文
南车大学15年大专毕业生论文
浅谈光机电一体化的三维显示技术
学生专业班级 电1152
学生姓名（学号）秦腾腾（03）
授 课 教 师 李敏
完 成 时 间 2015年 3月 12 日
2015年 3 月 12 日
南车大学15年大专毕业生论文
摘 要
光机电一体化仪器是光学、机械、电子三个领域的结合，使仪器的性能更加提高。随着激光、光纤、微电子、计算机、高分 子化学、软件等技术的发展，光机电一体化仪器将层出不穷。制造光机电一体化仪器的企业，将扩大到其他各行各业，不局限于原来的光学行业。
关键字：光机电一体化、仪器、发展方向
南车大学15年大专毕业生论文
目 录
一、前言————————————————————————1
二、概念————————————————————————2
三、光机电一体化的特点—————————————————3 3.1多层次，覆盖面广
3.2结构简化，方便操作 3.3 精度提高，功能增加
3.4 高可靠性，高稳定性和高使用寿命 3.5 开发上的知识密集性
3.6 综合性与系统性
四、光机电一体化技术——————————————————6 4.1机械技术 4.2计算机与信息技术
4.3 系统技术 4.4 自动控制技术 4.5 传感检测技术 4.6 伺服传动技术
五、现代科学仪器和装置—————————————————8 5.1光电平印装置 5.2三维显示 5.3平视显示器
六、计量仪器和传感器——————————————————9 6.1 波导型传感器 6.2 纳米级计量及控制 6.3 半导体激光计量 6.4 在线加工计量
七、发展方向——————————————————————10
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7.1 数字化 7.2 智能化 7.3 网络化 7.4 人性化 7.5 微型化 7.6 模块化
八、光电信息装置在信息领域研究动向———————————13 8.1 显示 8.2 信息处理 8.3 光存储 8.4 图像处理
九、光电显示技术————————————————————15
9.1 阴极射线管 9.2 液晶显示 9.3 等离子体显示 9.4 电致发光
十、结言————————————————————————18
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一、前言
光机电一体化技术是由机械技术与激光－微电子等技术揉合融汇在一起的新兴技术。它与传统的机械产品比较，有很大的不同。光机电一体化是一门跨学科的边缘科学，它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就需要取长补短，不断向理想化方向发展。
开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益，从而造福于人民，有利于国家。
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二、概念
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微 电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有丰富的功能和很高附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现、使用和发展的 技术。
光机电一体化技术是由光学、光电子学、电子信息和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它丰富和拓宽了光机电一体化技术的内涵和外延。
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三、光机电一体化的特点
3.1 多层次，覆盖面广
光机电一体化是一个总的技术指导思想，它不仅体现在一些机电一体化的单机产品之中，而且贯穿于工程系统设计之中。从简单的单台光机电一体化产品，到现代工业中的柔性加工系统；从简单的单参数显示，到复杂的多参数、多级控制；从机械零部件 连续自动热处理生产线，到各种现代高速重型机械自动化生产线等，光机电一体化技术都有不同层次、覆盖面很广的应用领域。对于工程系统，需成套地进行开发和 制造。对于光机电一体化单机产品(设备)，应采用简繁并举、高低级并存的多层次发展途径。可发展功能附加型的低级产品；也可发展功能替代型的中级产品；还 可发展机电融合型的高级产品，成为前所未有的新一代产品。
3.2 结构简单方便操作
光机电一体化技术可为过去依靠机械传动链连接的各个相关动作部分，改为多台电机独立驱动，或使用电力电子器件，或使用电子电控装置进行相关动作控制来实现。因此，机械结构大大简化，甚至使有些机械结构“脱胎换骨”，产生了质的变化。光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方 式，能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。任何一台光机电一体化装置或系统各个相关传动机构的动作及功能协调关系，可由预设的程序一步一步地由电子 控制系统指挥，如数控机床、柔性加工系统(FMS)等。有些光机电一体化装置，可实现操作全自动化，如工业机器人、印制电路板数控高速钻床等。有些更高级的光机电一体化系统，还可通过被控对象的数学模型以及根据任何时刻外界各种参数的变化情况，随机自寻最佳工作程序、动作程度和快慢以及协调关系，以实现最优化工作及最佳操作，例如微机控制的热连轧机钢板测厚自控系统、电梯群控系统、智能机器人等。
3.3 精度提高，功能增加
光机电一体化技术使机械传动部件减少，因而使机械磨损及配合间隙等所引起的动作误差大大减小，同时由于采用了电子技术，反馈控制水平的提高并能进行高速处 理，可通过电子自动控制系统精确地按预设量使相应机构动作，因各种干扰因素造成的误差，又
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可通过自控系统自行诊断、校正、补偿去达到靠单纯机械方式所不能 实现的工作精度。因而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。电子技术的引入，使产品面貌发生巨大变化，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“软件比”和“智能化”。
3.4 高可靠性，高稳定性和高使用寿命
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，而发出由于可动摩擦、撞击、振动等引起的声响(噪声)，这显然影响装置的寿命、稳定性和可靠性。而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。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。有些光机电一体化产品甚至做到不需维修或者具有自诊断功能。
3.5 开发上的知识密集性
研制开发光机电一体化产品往往要涉及许多学-科和专业知识，如数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等多门学科以及各门类的专业知识。比如，人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。设计这类产品的工程技术人员对自身的知识结构提出更新更高的要求。现代化的技术更需要现代化的人才 来掌握和开发它。需要发挥多种功能的先进设备、必然要赋予它多种知识和智慧。
开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益，从而造福于人民，有利于国家。
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3.6 综合性与系统性
光机电一体化是一门跨学科的边缘科学，它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。这种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。其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技 术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就需要取长补短，不断向理想化方向发展。其结果使原来各种技术扬长避短，更趋于合理。
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四、光机电一体化技术
4.1 机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
4.2 计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
4.3 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
4.4 自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
4.5 传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
4.6 伺服传动技术
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包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
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五、现代科学仪器和装置
5.1光电平印装置
装置集成电路图样晒舨时，作为光源采用受激准分子激光器。在掩模基板上相位移动180。后利用光振幅干涉。互相抵消产生零的部分，可以转印出高对 比的图案2.5 光化学气相沉积（CVD）装置这是用紫外线和激光照射时，在原料气体中，产生游离。在低温下形成薄膜的装置。现在是在研究中，将会早期实用化。
5.2 三维显示
三维显示利用全息技术的动态图象的三维显示，令人注目 特别是利甩这种技术的全息电影和全息电视的展开有很大希望。
5.3平视显示器
平视显示器飞机的领航员和汽车驾驶员前进中，如实观察前方时。还要能读取各种仪器的显示 这是利用全息图的特殊分束装置 今后也许会在汽车上得到应用。
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六、计量仪器和传感器
6.1 波导传感器
波导型传感器目前国际上光纤传感器在温度、压力、振动、变位等许多计量传感器中已经进行了实用化研究 作为将来的技术，在基底上形成的波导元件的研究弓f人注且。波导元件分成两类，一类是在基板的厚度方向上封人光的平板型波导，另一类是在基板的横向封人光的淘漕型波导 在平板型波导元件中。可以内含有光栅、透镜、可以应用于集成型拾光器、光谱仪和检偏镜。淘漕型波导中由于光在纵、横两个方向封人，波面信息消失。这种沟漕型波导可用于不需要波面信息的多普勒速度计、激光扫描微分干涉显微镜等。
6.2 纳米级计量及控制
纳米级计在纳米级计量中，有平印线宽测定中位置重合精度为4rim的光外差检出系统以及用原子R度为基准的晶格（即硅的完美的晶体）切出的三块平行晶板制成的x线干涉仪。可以进行^级（1^=0.1纳米或=10。米）的超高精度的横向变位测定。
6.3 半导体激光计量
半导体激光计量在半导体激光计量中，有相位移干涉仪和频率调制干涉仪等=所谓相位移干涉仪是在双光束干涉的2个光束之间。可 切换成3个等级，产生柑位差来测定光的强度，通过计算求出相位，达到高精度化。所谓频率诵制干涉仪，就是调制半导体激光器的频率，达到高精度测量的干涉仪。还有，把干涉条纹的光强度反馈给半导体激光器的注入电流，使相位差锁定的相位锁定干涉仪可以用于光纤温度传感器。此外，半导体激光器的共振腔与外部的反射镜和散射体构造复合共振器后，半导体激光器的输出会发生变化。这是众所周知的。利用这种现象的自耦合干涉仪，可以成为简便的变位传感器。
6.4 在线加工计量
在线加工计量在线加工计量中，是在加工中测定各种误差。为了控制工作台。达到高精度。为此。光触针式微小变位计，用于机上形状计量的嫂带板干涉仪，利用散射光的表面粗糙度在线加工计量仪等令人注目。
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七、发展方向
7.1 数字化
微处理器和微控制器的发展奠定了单机数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化制造铺平了道路，如计算机集成制造。数字化要求光机电一体化产品的软件具有高可靠性和可维护性以及自诊断能力，其人机界面对用户更加友好，易于操作，且用户能根据需要参与改进。数字化的实现便于远程操作、诊断和修复，产品的虚拟设计与制造将大大提高设计制造的效率，节省开发费用。
7.2 智能化
赋予光机电产品一定的智能，使它具有人的判断推理、逻辑思考、自主决策能力。例如在CNC数控机床上增加了人机对话功能，设置了智能I／O通道和智能工艺数据库，给使用、操作和维护带来了极大的方便。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为光机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。大量的智能化光机电一体化产品不断涌现。现在，“模糊控制”技术已经相当普遍，甚至还出现了“混沌”控制的产品。
7.3 网络化
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是光机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能。利用家庭网络连接各种家用电器，行成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里充分享受各种高技术带来的好处。因此，光机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
7.4 人性化
光机电一体化产品的最终使用对象是人，如何在其中赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要。光机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，柔和一体，小巧玲珑。使用这些产品，对人来说是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
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7.5 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MEMS)指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，乃至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Betkeley分校研制出第一个直径为200μm的微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了巨大的进展。开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器：微压力传感器、微加速度计、微触觉传感器；各种微构件：微膜、微梁、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等。最近几年来，MEMS正在向光学方面渗透，形成了微光机电系统。
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7.6 模块化
由于光机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的光机电一体化产品单元是一项复杂和有前途的事情。如研制具有集减速、智能调速、电机于一体的动力装置单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及能完成典型操作的装置。利用标准单元迅速开发出新的产品，也可扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和链接。光机电一体化产品模块化的发展促进了新产品的开发，品种不断增多，花样不断翻新，缩短了开发周期。以驱动为核心的驱动模块单元，以伺服为核心的运动控制模块单元，以两根导线把各功能单元连接起来的总线或现场总线等，已形成了标准化的产品。
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八、光电信息装置在信息领域研究动向
8.1 显示
双眼立体视觉，是利用左右双眼分别观察有视差，观察图象时有立体感的方法 而在微透镜顿方式中。利用多个半园锥状的园柱小透镜排列在板上。在各自的焦面上，有左右税差的图象呈条状排列 这种立体观察方法，已被了解。对这种原理，用于显示的研究意义深远；这种装置有排列微透镜板的8眼式{维电视装置和在CRT投影电视中，用110英寸反射型微透镜屏的9眼式三维电视等。
8.2 信息处理
信息处理光计算机中，同电气布线相比较，由于光的频率高。所以可以高速传递信息。而且利用多重波长。信息二维并列传送等，有太的信息传递能力。作为计算机的前处理技术还有模拟光演算-并列数字光演算 但是与这些研究相比，还不如研究有并列信息处理、学习、自组织化机能的光神经网络。但是。光神经网络现在还处于初期试验系统的开发阶段，离开实用系统的开发还有相当距离。作为光布线技术-有光问联接的研究。对于光间联接。有透过型器件多层组合的光传播方法和在平板中反射的光传播方法分别有几种连接方法 由于光可以并列处理，并且没有必要阻抗匹配-和投有必要布线回路，所以可以进行高速信号调制等这些优秀的特点，超过了以前的电气布线的极限，可以实现高速处理系统，还有，随着老龄化社会的到来 健康诊断技术日益重要。从生理学、生化学角度出发，可以进行体内测量的正电子CT技术，高分辨率、高对比的扫描激光显微镜，面发光激光器（VCSEL）等引人注目。
8.3 光存储
光存储过去一向是以磁盘起着中心作用，但是后来光盘的出现，而且最近，可擦可录的光磁盘已实用。现在正进行高密度化，高速存取，高速数据传送等研究。
8.4 图像处理
图象形成和理解随着超精密加工和微细加工技术的进展。正在进行软x线领域使用的新光学器件的研究=重元素（钒、钛）与轻元素（铍、炭等）交替重叠得到高反射率多层
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膜反射镜的研究，实现校正大气起伏的高分辨率天体望远镜的适应光学和有临场感的人工现实感技术的研究，机器人视觉的研究等等。
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九、光机电一体化显示技术
9.1 阴极射线管
阴极射线管的关键部件是连在荧光屏后部成为一体的电子枪。电子枪发射出一束经过图像信号调制的窄电子流，经过加速、聚焦、偏转后打在荧光屏的荧光粉上使之发光。电子枪以一个相当快的速度发射电子流，同时偏转线圈控制电子束方向，逐行在屏幕上扫过，达到显示图像的目的。CRT显示图像是是不断连续刷新着的，因此此类显示器看上去给眼睛一种“闪烁”的感觉。容易引起眼睛疲劳损坏视力。
CRT有黑白和彩色两种，黑白的显像管构造相对简单。图1.为黑白显像管的构造示意图。
图
1.阴极射线管
彩色显像管与黑白显像管的区别是前者有三个电子枪，前端多一个布满微小孔洞的“荫罩”，以及荧光粉是红绿蓝三种原色排列的。彩色显像管显示图像时，三个电子枪发射出三束电子，在同一个荫罩小孔上通过，分别打在三种颜色的荧光粉上，人眼看到的效
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果会自动把三种色光混合，组成一幅图像。如图2.图2.彩色显像原理
荫罩的作用就是保证三个电子共同穿过同一个荫罩小孔，以激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光。不同形状的荫罩有不同的透光率、对比度、分辨率等参数。制造成本也不同。有一种栅条状的荫罩其透过率达到95%。
9.2 液晶显示器
液晶显示器的关键物质是液晶材料，此类显示器也因此而得名。液晶材料具有一个特别的特性：当它被加上适当电压时，液晶材料的分子会发生偏转，引起其透射率变化，从而由“遮光”状态变换到“通光”状态，达到显示的目的。如图：
图1 16
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按照不同的分类方式，液晶显示有多种类型，根据所采用的液晶材料不同而异：分别有扭曲向列型（TN）等多种，并不一一列举。根据显示像素构成不同，液晶显示器分为无源矩阵液晶显示器（PM-LCD）与有源矩阵液晶显示器（AM-LCD）。较早期的扭曲向列型（TN）液晶显示器与超扭曲向列型（STN）液晶显示器均同属于无源矩阵液晶显示器。新一代的薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）等属于有源矩阵液晶显示器。作为STN的换代产品具有响应速度快、不产生闪烁等优点。AM-LCD与PM-LCD的差别在于前者每象素加有开关器件，可克服交叉干扰，可得到高对比度和高分辨率显示。9.3 等离子显示器
等离子显示器是利用两块玻璃基板之间的惰性气体电子放电，产生紫外线激发所涂布的红、绿、蓝荧光粉，呈现各种彩色光点的画面。PDP适合应用于中大型尺寸（约40-70寸）显示器。等离子体显示器具有阴极射线管的优点，但其超薄体积与重量远优越于传统大尺寸CRT电视，在高解析度、不受磁场影响、视角广及主动发光等胜于TFT-LCD的特点，图像具有丰富的层次。缺点是功率大，比较耗电。1.4其他光电显示产品
除了LCD、PDP外，还有应用于各种智能家电、汽车仪表、数码电子产品显示屏、投影设备以及电子纸等等多种显示技术。
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十、结言：
以上简单介绍了一些未来的光机电一体化科学仪器的装置。这仅仅是一部分 它们尽管初露苗头，但有着无限的生命力 这些仪器装置，将在21世纪广泛使用。我们应跟踪世界先进水平，为缩短与国外差距作出积极的努力。最近，美国的OIDA（光电产业开发协会）报导，美国在光电产业上明显落后于日本。为了加强竞争力，建议政府在四大领域加以支持 那就是：光显示、光通信、光记录、光输入输出设备 我们是发展中国家，底子较薄，但是我们应该利用改革开放的大好机会，贯彻 科教兴国。科学技术是第一生产力 的方针，将我们的光电事业更上一个台阶。
开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益，从而造福于人民，有利于国家
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参考文献：
《平板显示技术》 应根裕等 北京人民邮电出版社，2002
《光电显示技术》
李文锋 赵亚辉
清华大学出版社，2010
篇2：浅谈光机电一体化论文
机电一体化技术是面向应用的跨学科的技术,它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更新日新月异。
一、机电一体化技术的发展历程
“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。直到70年代,人们一直把机电一体化看做是机械与电子的结合。
80年代,信息技术崭露头角。微处理机的性能提高,为更高级的机电一体化产品所采用,典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后,使机械一电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。
进入90年代,通信技术进入了机电一体化,机器可像机器人系统那样避控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微传感器和执行器技术的发展,和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的纬合,开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支“微机电一体化”虽然微加工方法尚未成熟,但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后,机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展,稳步进入了21世纪。
二,典型机电一体化产品的发展趋势
(一)数控机床。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家(近320万台),但数控机床只占约5%且大多数是普通数控(发达国家数控机床占10%)。近些年来数控机床为适应加工技术的发展,在以下几个技术领域都有巨大进步。
1.高速化。由于高速加工技术普及,机床普遍提高了各方面的速度。车床主轴转速有3 000~4 000r/min提高到8 000~10 000r/min快速移动速度由过去的10~20m/min提高到48m/min,60m/min,80m/rain,120m/min:在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度,由过去一般机床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可达15G:直线电机在机床上开始使用,主轴上大量采用内装式主轴电机。
2.高精度化。数控机床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008左右;亚微米级机床达到0.0005mm左右:纳米级机床达到0.005~O.Olum最小分辨率为1nm(O.000001mm)的数控系统和机床已问世。
3.复合加工,新结构机床大量出现。如5轴5面体复合加工机床,5轴5联动加工各类异形零件。同时派生出各种新颖的机床结构,包括6轴虚拟机床,串并联绞链机床等,采用特殊机械结构,数控的特殊运算方式,特殊编程要求。
4.使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎天翼”。如内冷转头由于使高压冷却液直接冷却转头切削刃和排除切屑,在转深孔时大大提高效率。加工刚件切削速度能达1 000m/min,加工铝件能达5 000m/min。
因此,计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、并行工程等等各和新技术都在数控机床基础上发展起来,这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。
(二)自动机与自动生产线。在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备,是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:各种高速香烟生产线;易拉罐自动生产线:FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等,这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。使用这些自动机和生产线的企业越来越多,对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多。
三、机电一体化技术的发展趋势
以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。专家预测,机电一体化技术将向以下几个方向发展:
(一)光机电一体化方向。一般机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术,利用光学技术的先天特点,就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。
(二)柔性化方向。未来机电一体化产品,控制和执行系统育足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在这系统中,各子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同环境条件做出不同反应。
(三)智能化方向。今后的机电一体化化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。
四、仿生物系统化方向
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。就目前情况看,机电一体化产品虽然有仿生物系统化七方向发展的趋势,但还有―段很漫长的道路要走。
五、微型化方向
目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当这一成果用于实际产品时,就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时,机械和电子完全可以“融合”机体,执行结构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。□
篇3：浅谈机电一体化技术发展
机电一体化的发展概念源自于日本, 因此机电一体化的技术发展历经了非常漫长的发展周期, 而且这项技术的发展也随着当代计算机技术发展水平的提升而不断的提高, 从而形成了大规模的成熟集成电路技术, 如今机电一体化技术更是开拓出了更加宽广的发展应用方向和领域。比如在机械工程的领域当中, 机电一体化技术的发展正在不断的改进和完善, 最终促进了我国机械工业发展水平的提升[1]。机电一体化技术是一项综合性非常强的技术, 必须要在传统的技术层面上加入更多现代化的先进技术元素来来对其进行创新和改革, 并以此来促进其发展的方向和水平。
1 机电一体化概述
机电一体化技术是非常科学的机械工程领域概念, 这项技术主要是由信息技术、微电子技术以及计算机技术、机械制造技术和其他方面的多种组合而成。如今对于机电一体化技术方面的科学定义主要是在对工业产品的生产、设计以及制造和研发方面, 同时还在机械工程以及智能电子计算机技术等多方面的过程来进行整体全面的协同控制技术。机电一体化的形成和发展直接推动了我国现代工业的发展水平和发展质量。最终促使机电一体化技术在世界范围当中获得不断的深入应用和拓展, 导致世界工业现代化、机械化的发展, 同时机电一体化也在现代工业发展的过程当中扮演着越来越重要的角色。
2 机电一体化技术的特点
机电一体化技术的特点主要体现在机电一体化的产品以及产品所具有的优越性这两个方面:
(1) 机电一体化技术产品的功能主要是通过其内部相应的组成部分互相之间的协调作用而实现的, 而从机电一体化产品本身的结构来看, 其本身具有自动化、智能化以及多功能化的特点, 其中多功能化的实现主要依靠机电一体化产品本身所具有的几项主要功能, 这几项功能分别为检测功能、动力功能以及主功能, 还有控制功能和执行功能等, 这些功能本身的构成部分和相应的技术结合直接组合长了机电一体化产品的功能系统[2]。
(2) 机电一体化产品具有一定的优越性, 和传统的机电产品相比较机电一体化产品具有自动监视、诊断、报警以及保护的功能, 能够是加以使用的过程当中实现最优化的自动操作, 而且其所具有的复合功能也具有更加广泛的使用面, 能够自动的对相应的工作采取一定的解决措施, 以此来保证工作的正常有序的进行。
3 机电一体化技术的应用情况
3.1 工业机器人的开发和利用
工业机器人的出现有效的替代了人类的劳动, 特别是在那种辐射强、噪音污染严重、有害气体浓密的工作场合当中, 工业机器人更一个非常理想的选择对象。工业机器人的形成和发展主要历经了三代主要时期, 第一代机器人被研制出来时, 因为智能化的水平不高, 所以只能给通过一些简单的预设程序来做出一个非常简单的重复动作, 所以很难胜任一些相对复杂的岗位和环境。但是随着科技的不断发展, 第二代的机器人能够通过内部各种传感器的使用来实现对周围环境信息的获取、分析和处理等工作, 并将这类信息反馈给动作单元以此来做出相应的动作, 虽然第二代机器人所具有的智能化水平依然比较低, 但是却已经能够在一些比较特定的领域当中成功的获得应用。而且和如今相对比较成熟的机电一体化技术发展的如今, 第三代机器人在智能方面的程度获得了大幅度的提升, 而且可以通过一些比较强大的传感原件来进行信息数据的手机, 并以此啦根据实际的情况来分析出类似于人脑的判断能力, 能够有效的适应多种不同的工作环境。唯一的缺点是这类机器人的成本太高, 所以极大了限制了实际的推广和利用[3]。
3.2 应用于数控机床
数控机床的应用是机电一体化成功应用的典范, 数控机床在经过多年的研究和发展滞后, 所实现的精度控制程度越来越高, 而且所具有的功能也是更加的丰富, 真正操作起来极为方便, 整体的结构构架非常的合理, 其结果的发展方向直接向着模块化以及总线式, 还有紧凑型的方向发展, 而且一般采用的是许多cpu和主总线的结构体系。因此, 在数控机床当中采用相应的开放性设计理念, 能够有效的提升系统本身所具有的兼容性和层次感, 这样对于用户方面的编程、改装和升级工作来说将变得极为方便。同时, 因为模块化的设计促使系统能够通过相应的模块之间的组合关系来实现其丰富多样的功能系统, 从而促使控制系统的操作过程能够变得更加的简单便捷, 最终实现一台机床即可同时操控多个独立任务, 大大提升了工作的效率。
3.3 应用于分布式控制系统
分布式控制系统主要是相比那些集中式的控制系统来说的, 主要是通过其中的一台中央计算机来对那台主要负责现场测控的多台计算机进行指挥和控制。而且也由于其本身具有非常强大的安全性和功能性, 因此就很容易促使其真正成为当前一些比较大型的机电一体化系统当中的主流技术。所以就必须要结合实际情况来进行分布式的系统控制工作, 并通过层级的划分来实施两到三级, 甚至是多级的划分, 再根据中央计算机所完成的对现场的实时监控、控制以及管理等操作。分布式控制系统也随着测控技术的不断发展和创新而不断的进步和变革, 同时在生产过程当中也能够切实实现实时的调度和处理以及在线的优化、生产计划的统一管理等多种功能于一体的综合性系统。
4 机电一体化的发展趋势
4.1 人格化方向发展
人格化是机电一体化发展的重要方向, 机电一体化人格化的发展主要是指机电一体化系统能够有效的模仿人类的生命机能, 而且这整个过程当中非常的注重人和产品之间的联系, 因此是一种比较适合人类操作和使用的机电一体化的产, 和人之间具有一种共性的存在。同时也由于机电一体化产品的最终操作使用者还是人, 因此其形成和产出的主要目的也是为了能够有效的完成人类所需要完成的目标和任务, 所以提升机电一体化产品的智能化的过程, 其实也就是以人的情感融入其中, 从而真正实现机电一体化人格化的发展趋势。
4.2 智能化的发展方向
机电一体化技术所要追求的终极目标还是为了能够赋予机械产品具有相应的智能, 因此近年来, 对于机电一体化技术当中的模糊逻辑系统和专家系统方面的研究已经取得了非常显著的成功。就比如在一些人工智能系统当中, 很多模糊的逻辑系统都统一采用的是对人思维方式的模仿, 同时展示那些不够精确的信息, 这项操作的实现已经在机械制造的领域当中受到极为广泛的应用和发展。模糊逻辑系统主要被应用在地铁系统当中, 在地铁当中采用此类系统, 主要是为了保证乘客们不再出现由于惯性而产生的前仰后翻的情况[4]。而专家系统则主要是针对一些问题不解的智能软件系统来进行, 这样就能够在某一个专业的领域当中将某些相关的经验和知识通过计算机能够识别出的代码的形式来表现, 再利用专家系统来进行推理和控制。
4.3 微型化方向发展
为了能够实现机电一体化产品的微型化发展, 以此来制造出更多具有微型化性质的机电一体化产品, 这都是未来发展的主要趋势之一。机电一体化技术经过多年的发展里, 如今在这方面的已经取得了一些客观的研究成果, 然而这其中与之相关的产品体量仍然比较大。因此, 这对机电一体化产品的发展方向来说, 其发展趋势必将是一些尺寸不过1立方厘米的机电一体化的产品, 这类产品通常都将生产的重点偏向于微米级和纳米级的发展方向靠拢。正是由于微机型的机电一体化产品所具有的体积普遍较小, 因此其所要消耗的能源也相对较少, 真正运用起来必然将十分的灵活, 因此就可以利用这个特点真正的进入到很多机械都无法进入到的微型空间当中, 这就非常方便于精细化的操作过程, 而这这种微机型的产品在生物医疗、军事以及信息等多个方面都有着非常独特的发展优势。
5 结语
综上所述, 机电一体化技术的形成和发展, 有效的改变了工业社会方面的发展情况, 同时随着经济的发展, 社会的进步, 机械行业当中的科技水平也在不但的提高, 机电一体化技术开始广泛的应用到各个领域当中, 因此未来的机电一体化技术的发展具有非常广阔的发展空间。
摘要：经济的发展, 社会的进步, 机电行业的发展速度越来越快, 其中几点一体化技术开始成为我国经济发展当中最重要的一项技术之一。机电一体化技术获得了大力的宣传和推广, 在如今的人们生活领域当中获得了比较广泛的应用。这项技术通过结合计算机通信网络直接突破了以往机电技术在时间以及地域方面的有效限制, 促使机电一体化的发展在空间和范围方面也获得了方便、快捷和可靠的技术运用发展模式。本文主要针对机电一体化技术的发展进行浅析, 并对此进行讨论以供参考。
关键词：机电一体化技术,发展趋势,信息技术
参考文献
[1]左亮.浅析机电一体化的实际应用[J].黑龙江交通科技, 2014 (03) .
[2]朱柏龙, 徐晓娜.谈机电一体化系统的仿真发展趋势[J].科技致富向导, 2014 (17) .
[3]陈雷, 王力丰.机电一体化技术在现代武器装备中的应用[J].科技创新与应用, 2013 (32) .
篇4：浅谈光机电一体化论文
关键词：高速公路机电工程；机电一体化；施工机械；模块化作业
中图分类号：U415.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 06-0139-01
一、高速公路机电工程机电一体化
望文生义，从其字面上来看，它主要指的是将相应的电气以及机械进行一定程度上的结合，并将之统一于一个系统之中。目前状况下，计算机控制技术和电气控制技术已经有了一定程度上的结合，并且随着时代的发展，它们的结合程度会越来越高。与之相对应的，机电一体化也逐渐摆脱了传统的“机电自动化”的模式，并逐渐向智能化以及电子自动化的方向迅速发展。这种机电一体化主要是基于相应的智能化控制系统，在一定程度上完善了工业生产的流速。除此之外，改变了原来的人工化模式，逐渐趋于无人生产线。并有效的实现了对于计算机的引入，发挥其强大的计算能力，并最终实现动态化的控制，这主要是通过相应的网络信息传递以及集成化电子终端来完成的。这样一来，就形成了一个全新的机电一体化系统。
二、高速公路中的机电一体化
高速公路机电工程中机电一体化的作用与地位逐渐的显现出来，若想对其进行有效的实现，就必须将相应的工程机械制造以及电子控制系统有效的结合在一起。只有这样，才有可能促使其施工的机械能能够自行完成作业以及自行进行检测，并且在这一过程之中实现智能化。简单的说，高速公路的机电一体化其实就是进行相关工程机械的改造，使其具有自动化功能。并且实现对于施工工艺的结合，使得多种的施工工艺可以通过一组机械来完成。目前状况下，随着其控制模块以及微处理器技术的不断完善与提高，相关的工程作业机械对于工程施工的自动化以及智能化的适应能力也越强，这在很大程度上促进了机电一体化的实现。
（一）电子控制系统实现机械自检。对于机电一体化来说，它可以有效的进行对于机械设备的自我检测，这也成为了它一个十分突出的优势。因为它在一定程度上为相关的工程机械的运行提供了一个动态化的监控模式，并且基于此能够更为合理的对工程机械进行操作。除此之外，对于工程之中可能会出现的问题以及事故能够提前预知并采取合理有效的措施予以解决。电子控制系统有一个十分突出的功能，那就是当设备运行时，可以对其各个部分进行有效的动态监控，这些部分主要包括发动机、传动系统、液压系统以及相应的电子系统。这一监控系统主要存在两个组成部分，分别是监控和信息处理系统以及相应的报警系统。
（二）机电一体化的应用提高了作业的精度。随着我国经济的迅速发展以及科学技术水平的进步，高速公路的等级也随之上升，这就给高速公路的质量提出了更高的要求。所以对于施工工艺的实施如果还只是停留在人为操作之上是不能适应其发展的，不仅如此，如果只是利用相关的仪器对其进行检测的话，需要多次反复检测，这就带来了相当大的工作量，对于人力以及物力也有着较大的消耗。因此，实现对于作业精度以及检测及时性的提高势在必行。而机电一体化可以进行对于这些问题的有效解决，适应了发展的需要。首先，机电一体技术能够实现对于作业模式的设定，使之形成一定的作业顺序以及作业标准，并具有一定的固定性。这样一来，就可以对高速公路机电工程施工的精确程度进行一定程度的保证。不仅如此，因为相关的机械自动作业能够同参数的调整来实现对于施工精度的提高，而对于精度的设定过程是开放的，这样一来，就能够进行高精度持续作业的实现。
（三）机电一体化可以降低机电工程施工的能源消耗。传统的施工操作中，进行对于工作输出功率的调整都是人为的。但是这种调整往往过于僵化，且精确程度不高。它仅仅是做出简单的换挡以及变换转速的操作，这为进行对于能源消耗的控制制造了很大的麻烦，受到的制约较多。面对这种情况，一些厂商采取的措施是：引入相应的电子控制技术，并基于此实现对于挖掘机工作效率的有效降低，这样一来，在工作中就在很大程度上提高了燃油使用的效率。因此，机电一体化能够在很大程度上实现对于能源消耗的降低以及工作效率的提高，且效果明显。
三、机电一体化技术在高速公路机电工程施工中的应用前景
（一）系统的智能化程度将会在未来的发展过程之中有着明显的提高。之所以要提高机电一体化的程度，就是为了实现智能化的控制。也就是在一定程度上进行电子技术以及机械控制技术的利用，并基于此实现机械的智能化。对于智能化这一概念来说，它具体指的是：进行对于相应工况分析系统的预先设计，然后将之运用到不同的情况之下，并以此完成对于工况的评估。除此之外，能够随時改变运行模式。目前状况下，模拟智能、模糊数学、计算机技术以及传感技术不断发展，并且呈现出相互融合的趋势，这将在很大程度上促进机电一体化朝着智能化的方向发展。
（二）模块化作业。目前，机电一体化正朝着控制自动化、操作模式简单化的方向发展，也就是实现相应的智能模块化控制。这种模块化的操作以及实施主要是对于某些固定的程序化模块进行有效的利用，并将之与特定机械设备组合进行一定程度的配合，以此来进行特定工况下的作业。
（三）机电一体化技术在高速公路施工中的应用将会为环保做出巨大的贡献。前文中，我们已经说明进行机电一体化的运用可以在很大程度上实现工程机械的能耗的降低。由此可见，随着机电一体化的不断应用于推广，它将对环保事业做出巨大的贡献。随着机械智能化程度越来越高，它可以利用较少数量的智能化施工机械实现对于较大工程量的完成，这样一来，就在一定程度上节约了相关的资源。
四、结束语
我们主要对机电一体化进行了简要的介绍，然后对机电一体化的应用前景和机电一体化技术在高速公路机电工程方面的应用进行重点分析。希望我们的研究能够使得人们对于高速公路机电工程机电一体化有更深层次的理解，同时，还为业内人士提供了一定的参考。
参考文献：
[1]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京:化学工业出版社,2003
[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2004
篇5：高校机电一体化实验教学浅谈范文
来源：http://[ 12-05-13 09:18:00 ]作者：孙锡军编辑：studa090420
当前，机电一体化综合实验方法已经在各个领域得到了广泛的应用并产生了深远的影响，综合实验技术有了新的希望和活力。自然地，机电一体化实验设备在研制和实验内容、方法的研究方面均须围绕这些要素开展。依据机电一体化技术的综合性和面向实践应用的特点，根据多年实验教学的经验，对机电一体化实验教学方法和实验内容分析和总结下面浅谈几点看法：
一、实验环节的安排要围绕机电一体化各知识点，由单一到综合，由易到难实训项目要根据实训室的具体条件进行设置，实践教学计划与大纲要明确各阶段学生做什么、怎样做、完成什么、达到什么标准等，据此制定具体量化的内容。安排若干与专业课程相对应的、典型的专题实验项目，使学生对知识要领在机电一体化系统中的应用产生感性的认识，为系统综合性设计和实验奠定基础。实训项目按基本技能、专业技能、综合应用模块分类，其中综合应用项目可独立设置为实训课程。
二、淘汰过时实验内容，以适应新形势现今开设的实验中有许多已不适应技术的发展。对于机械专业的学生来讲，电类基础课应该以应用为主，现在其他高校早已淘汰了此种方式，采用的是将汇编语言直接输入计算机，由计算机直接翻译成机器码自动运行。计算机在翻译的过程中如出现错误，会相应地提示用户，用户只需对汇编程序修改即可。这样可大大提高实验效率。学生可通过选做多个实验来巩固所学的知识，而不用在改错的环节上浪费大量的时间。
三、实验方法由教师演示过渡到学生自我设计实验方法采用析因实验、对照实验、模拟实验相结合，由教师的演示过渡到学生自我设计实现。学生从理论学习到实际实验设计，是从知识接受到知识应用的质的飞跃，采用“任务驱动”的方法，此方法为建立在建构主义理论基础上的教学方法。“任务驱动”主张在“用中学”。这与当前教育“重视现场教学和案例教学”的要求是相一致的。实践中，学生对机电一体化系统中各学科知识的相关联性达到真正的理解，提高了解决实际问题的能力，达到实验教学的目的。这种实验模式在培养学生的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力方面有较强的优势，很好地培养了学生对机电知识的运用能力。
篇6：浅谈光机电一体化论文
论文关键词：机电一体化 应用 就业前景 论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本应用，并对机电一体化专业就业前景及就业方向进行了分析。
论文关键词：机电一体化应用就业前景 论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本应用，并对机电一体化专业就业前景及就业方向进行了分析。
0引言
作为全国发展较为落后的省份，到贵州主政不到一年的省委书记栗战书、省长赵克志指出，工业强省战略是贵州更好更快发展的必然选择，因此，“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略和城镇化带动战略。在这样的时代背景下，作为职业院校的一名教师，深感机电一体化专业又迎来了发展的春天。随着现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。但机电一体化专业就业前景如何，机电一体化专业就业方向有哪些？这些问题成了很多家长和同学们想要了解的问题。
1机电一体化技术的基本应用
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
1.1在现代机械制造业中的应用
1.2在饮料行业中的应用
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
1.3在钢铁企业中的应用
在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。
2机电一体化专业就业前景