光机电一体化论文1.doc

湖北大学 专 业： 光机电一体化 班 级：001 学 号：014608200590 学生姓名：汪开 指导教师：葛玉峰2011年12月3日光机电一体化论文0a _P+dz#0前言：光机电一体化技术是以当代光电子技术为先导、以先进制造技术为基础，融合微电子、自动化、计算机和信息管理等有关技术而形成的综合性高新技术，是当今信息业与制造业的最佳结合点和发展方向。光机电一体化技术以及装备是诸多发展领域的基础，是现阶段国民经济面临的重要课题和发展的战略重点。9:s,stNL Vr0台湖生活网.k!a 1Q;?科技发展趋势表明，光电技术将成为影响所有生产制造业的关键技术。而我所学的材料成型类也是属于制造方面的。光电子产业有可能在21世纪成为全球最大的、最有前途的产业，对世纪人类文明将由电子时代步入光电子时代。谁在这个领域取得主动权，谁就会在市场竞争中取得优势地位。台湖生活网%d8R:h_H P p台湖生活网)m3aoAutvo今后五年到十五年，是我国实施第三步战略部署的重要时期。要提高人民生活水平，要迅速提高人民生存和生活质量的重要物质基础，就必须加快装备制造业的发展。要紧紧抓住扩大内需，发展市场的机遇，抓住西部大开发的机遇，抓住加入WTO参与国际分工的机遇，抓住加大加快发展高新技术的机遇，努力提高装备水平，迅速改变装备产业严重滞后生产建设需要的状况，这就为光机电一体化产业发展提供了广阔的市场前景。一材料成型专业的基本情况材料成型专业培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。材料成型专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程的人才。毕业生凭借在多种材料成型方面的知识和扎实的机械学基础知识，可在汽车、家电、轻工、机械等多种行业中从事模具设计、制造、成型等生产工艺方面工作。同时，也可从事引进技术消化和新技术开发及经营管理等工作。专业涉及的范围：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础等材料成型专业主要研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。二：光机电一体化的应用光机电一体化主要应用于设计和制造中，而设计可以分为信息处理技术和传感检测技术；制造主要分为激光加工技术、激光强化金属表面、激光快速成型技术、激光金属塑性成形技术。一、设计中的运用（一）信息处理技术光电子技术：光存储技术、光电数据采集技术用于计算机辅助设计。信息传递媒体：光纤。比头发丝还细的光纤用一束激光理论上可以同时传递100亿路电话和1000万路电视节目；信息采集：使用图像传感器和图像识别与处理技术，对设计资料和数据进行采集，利用计算机软件进行逆向设计。如利用激光扫描仪对零件、文物、装置外形等进行扫描，得到物体的外形和色彩数据，在计算机软件的处理下，在电脑中生成立体的影像，并且生成相关的数据库。现代汽车的逆向工程设计方法就是典型的应用。（二）传感检测技术利用激光的方向性和单色性可提供各种基准，如长度、时间、频率等。如大型设备的安装、准直，水坝应力检测（通过测变形换算成应力），机场夜间导航，长隧道开挖导航、海上钻井平台的准直定位。二、制造中的应用（一） 激光加工技术激光具有高相干性、高单色性、高方向性和高亮度的特点，可在亿万分之一秒内聚集数百万亿千瓦的能量，温度高达数千万摄氏度。利用激光进行加工的方法广泛应用于汽车、航空、航天、通信、微电子等行业。有如此下应用特点：激光强化金属表面：利用激光进行淬火，可精确控制淬硬层深度，能够进行自冷淬火，易于实现数控。如汽车生产中缸套、曲轴、活塞环和齿轮等的淬火（二）激光快速成型基本思想将传统的材料去除和变形成型转变为逐渐增加材料的方法，将三维实体按照一定方向平面化，然后分层叠加，最后得出快速成形体。基本工作原理是离散/堆积，首先将零件物理模型由概念设计或事物模型反求，得出相应的CAD模型，再将CAD模型转换成各类光成型机所能接受的数据信息，用分层软件将计算机三维实体模型Z方向离散，形成一系列具有一定厚度的薄片，激光束在计算机的控制下有选择地固化或黏结某一区域，从而形成零件实体的一个层面，逐渐形成一个三维实体。（三）激光塑性成形无需任何模具和任何机械接触就可以产生出金属板料制品。如激光弯曲成形和冲压成形。三、数控机床结构与原理现代计算机数控机床由控制介质、输入输出设备、计算机数控装置、伺服系统及机床本体组成。数控机床工作原理图1、 控制介质控制介质又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。目前常用的有穿孔带、磁带或磁盘等。2、 输入、输出装置是CNC系统与外部设备进行交互的装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。3、 数控装置CNC装置是数控机床实现自动加工的核心，主要由计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件等组成。作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。4、 伺服系统它是数控系统与机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统以及位置检测反馈装置组成。伺服电机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电机的动力源。数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经过驱动系统的功率放大后，带动机床移动部件作精确定位或按照规定的轨迹和进给速度运动，使机床加工出符合图样要求的零件。5、 检测反馈系统测量反馈系统由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测机床的实际位置、速度等信息，并将其反馈给数控装置与指令信息进行比较和校正，构成系统的闭环控制。6、 机床本体机床本体指的是数控机床机械机构实体，包括床身、主轴、进给机构等机械部件。由于数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，它与传统的普通机床相比，应具有更好的刚性和抗振性，相对运动摩擦系数要小，传动部件之间的间隙要小，而且传动和变速系统要便于实现自动化控制。四、光机电一体化的应用展望光机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。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。五、感想与体会在学习完光机电一体化后，我的感触颇深。在这里想提出自己对于授课的一些建议，我希望老师能够让我们更多的观看一些关于光机电应用技术方面的视屏，同时给予深刻的讲解。总体来说，我对这门课程是非常喜欢的。我觉得我们需要在光机电这个新兴的领域里展现自己的才能，同时也要不断的在这个方面取得突破，因为光台湖生活网J2sSZ3ge|U3v5机电产品和相应的生产装备种类与水平是一个国家工业基础能力的重要标志之一。光机电一体化技术使产品或体积减小、重量减轻，降低资源消耗；或增强智能化和可靠性，使产品具备更加良好的性能价格比；或降低成本，让更多的人有能力享用新产品变化的实质是使产品具有更强的市场竞争能力。机电产品生产装备的进步往往带来一个具体生产行业技术与产品的升级换代，工业生产与人民生活产生质的变化、甚至是革命性的飞跃。支持发展这一技术领域的目的在于：提高和改变传统机电产品的性能、质量、品种结构和配套现状，开发新一代具有国际竞争能力的智能型产品，