【正文】 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].山西焦煤科技。淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技。電測與儀表。張吉周。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。高端產(chǎn)品則大多帶有外部存儲器，而大多數(shù)的低端數(shù)碼復(fù)印機(jī)，由于成本的原因通常是不帶外部存儲器的。這樣，用戶便可以將一些經(jīng)常需要掃描的文件信息存儲在硬盤中，以后需要使用時(shí)便無需原稿復(fù)印，直接調(diào)用即可，在操作應(yīng)用上更加方便快捷?！　?4)存儲器　　一般來說，數(shù)碼復(fù)印機(jī)都會配置較大容量的內(nèi)存，以便有能力實(shí)現(xiàn)連續(xù)復(fù)印，并且在作為網(wǎng)絡(luò)輸出設(shè)備時(shí)能夠容納盡可能多的等待隊(duì)列。首頁輸出時(shí)間對多頁小批量復(fù)印時(shí)的速度影響比較大。不過，預(yù)熱時(shí)間主要是和產(chǎn)品電子部件的多少和電路的復(fù)雜性有關(guān)，一些高檔產(chǎn)品的預(yù)熱時(shí)間反而更長，有的甚至要達(dá)到360秒?！　☆A(yù)熱時(shí)間是指復(fù)印機(jī)從開機(jī)狀態(tài)到能夠進(jìn)行正常的復(fù)印工作這一段間隔的時(shí)間，在這段時(shí)間中復(fù)印機(jī)需要對感光材料進(jìn)行充電，利用電暈放電使感光材料的表面帶上一定數(shù)量的靜電電荷，從而可以開始復(fù)印工作。　　輸出速度是影響復(fù)印機(jī)運(yùn)行速度的最主要因素，同時(shí)也在很大程度上影響到了產(chǎn)品的檔次和價(jià)格?！　?2)掃描分辨率　　掃描分辨率的意義在于保證輸出原稿的清晰度，由于黑白數(shù)碼復(fù)印機(jī)主要用于文稿和圖表的復(fù)印，因此，對于黑白數(shù)碼復(fù)印機(jī)來說，600dpi的掃描精度已經(jīng)足夠了，事實(shí)上，絕大部分彩色復(fù)印機(jī)的掃描精度也是600dpi。目前的數(shù)碼復(fù)印機(jī)的輸出分辨率都達(dá)到600dpi以上，主流數(shù)碼復(fù)印機(jī)已經(jīng)達(dá)到了1200dpi甚至2400dpi。如圖1，圖2. 數(shù)碼復(fù)印機(jī)技術(shù)指標(biāo)數(shù)碼復(fù)印機(jī)的技術(shù)指標(biāo)很多，下面這幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)是我們在選購時(shí)要考慮的重中之重。光學(xué)系統(tǒng)可形成等倍、放大或縮小的影像。原稿放置在透明的稿臺上，稿臺或照明光源勻速移動(dòng)對原稿掃描。70年代以后，間接法已成為靜電復(fù)印的主流和發(fā)展方向。靜電復(fù)印有直接法和間接法兩種。這種復(fù)印方法現(xiàn)在主要用于傳真機(jī)接收傳真。熱敏復(fù)印是將表面涂有熱敏材料的復(fù)印紙，與單張?jiān)遒N在一起接受紅外線或熱源照射。光化學(xué)復(fù)印有直接影印、藍(lán)圖復(fù)印、重氮復(fù)印、染料轉(zhuǎn)印和擴(kuò)散轉(zhuǎn)印等方法。按復(fù)印介質(zhì)分類：可分為特殊圖層復(fù)印機(jī)和數(shù)碼復(fù)印機(jī)。 復(fù)印機(jī)的分類復(fù)印機(jī)按用途分類：家用復(fù)印機(jī)、辦公復(fù)印機(jī)、大幅面工程圖樣復(fù)印機(jī)、傳真復(fù)印機(jī)和膠印板復(fù)印機(jī)。 (2) 數(shù)碼復(fù)印機(jī)的工作原理 數(shù)碼復(fù)印機(jī)的工作原理是：首先通過電荷耦合器件(即CCD)將原稿的模擬圖像信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，然后將經(jīng)過數(shù)字處理的圖像信號輸入到激光調(diào)制器，調(diào)制后的激光束對被充電的感光鼓進(jìn)行掃描，在感光鼓上產(chǎn)生靜電潛像，再經(jīng)過顯影、轉(zhuǎn)印、定影等步驟，完成整個(gè)復(fù)印過程。 1984年,日本計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)著手研制第五代計(jì)算機(jī)具有人工智能的計(jì)算機(jī)。 1979年,夏普公司宣布制成第一臺手提式微電腦。 1978年,超大規(guī)模集成電路開始應(yīng)用。 1977年,TRS80微電腦誕生。 1975年,ATARI8800微電腦問世。 1972年,微處理機(jī)基片開始大量生產(chǎn)銷售。 1971年,伊利諾大學(xué)設(shè)計(jì)完成伊利阿克IV巨型計(jì)算機(jī)。 1969年,IBM公司研制成功90列卡片機(jī)和系統(tǒng)3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 1964年,第三代計(jì)算機(jī)IBM360系列制成。 1961年,第一臺分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)由麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)完成。 1960年,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)IBM1401研制成功。 1957年,程序設(shè)計(jì)語言FORTRAN問世。 1955年,第一臺利用磁心的大型計(jì)算機(jī)IBM705建造完成。 1954年,第一臺半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)由貝爾電話公司研制成功。 1952年,第一臺大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IBM701宣布建造完成。 1949年,英國建造完成延遲存儲電子自動(dòng)計(jì)算器(EDSAC) 1950年,自動(dòng)化一詞第一次用于汽車工業(yè)。 1947年,美國計(jì)算器協(xié)會(ACM)成立。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert負(fù)責(zé)這計(jì)劃的執(zhí)行。 1943年12月, Tommy Flowers與他的隊(duì)伍，完成第一部“Colossus”，它有2400個(gè)真空管用作邏輯部件，5 個(gè)紙帶圈讀取器(reader)，每個(gè)可以每秒工作5000字符。這部機(jī)器有51尺長，重5頓，由750,000部份合并而成。它有多于1200個(gè)的算術(shù)及控制部件，而程序編寫，輸入，輸出的與 Z1 相同。它亦是用浮點(diǎn)操作，有7個(gè)位的指數(shù)，14位的尾數(shù)，以及一個(gè)正負(fù)號。 1941年夏季，Atanasoff及Berry完成了一部專為解決聯(lián)立線性方程系統(tǒng)(system of simultaneous linear equations) 的計(jì)算器，后來叫做ABC (AtanasoffBerry Computer)”，它有60個(gè)50位的存貯器，以電容器(capacitories)的形式安裝在2個(gè)旋轉(zhuǎn)的鼓上，時(shí)鐘速度是60Hz。在同年9月，電傳打字 etype 安裝在一個(gè)數(shù)學(xué)會議里，由New Hampshire 連接去紐約。它用電話開關(guān)部份做邏輯部件：145個(gè)斷電器，10個(gè)橫杠開關(guān)。 193940年,Schreyer 完成了用真空管的10位加數(shù)器，以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。 1939年,Zuse 與 Schreyer 開鈶制造了V2”［后來叫Z2］，這機(jī)器沿用 Z1的機(jī)械貯存器，加上一個(gè)用斷電器邏輯(Relay Logic)的新算術(shù)部件。 1939年11月,John Vincent Atannsoff 與 John Berry 制造了一部16位加數(shù)器。 1937年,Alan Turing 想出了一個(gè) 通用機(jī)器(Universal Machine)” 的概念，可以執(zhí)行任何的算法，形成了一個(gè)可計(jì)算(putability)”的基本概念。 它對科學(xué)及商業(yè)的計(jì)算起很大的作用。 1931年,Vannever Bush 發(fā)明了一部可以解決差分程序的計(jì)數(shù)機(jī)，這機(jī)器可以解決一些令數(shù)學(xué)家，科學(xué)家頭痛的復(fù)雜差分程序。但在1924年，改名為International Business Machine Corporation (IBM)。 1908年,英國科學(xué)家 Campbell Swinton 述了電子掃描方法及預(yù)示用陰極射線管制造電視。 1906年,Lee de Foredt 加了一個(gè)第三活門在Felming 的二極管， 創(chuàng)制了三電極真空管。 1901年,打孔鍵出現(xiàn)，之后的半個(gè)世紀(jì)只有很少的改變。 1895年,Guglielmo Marconi 傳送廣播訊號。這機(jī)器使本來需要十年時(shí)間才能得到的人口調(diào)查結(jié)果，在短短六星期內(nèi)做到。 1889年,Herman Hollerith 的電動(dòng)制表機(jī)在比賽中有出色的表現(xiàn)，并被用于 1890 中的人口調(diào)查。 1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析機(jī)及潮汐預(yù)測機(jī)。 1861年,一條跨越大陸的電報(bào)線把大西洋和太平洋沿岸連接起來。 1854年,George Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”，是講述符號及邏輯理由，它后來成為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基本概念。 1786年, 設(shè)計(jì)了一部差分機(jī)，可惜沒有撥款去制造。 1773年, PhilippMatthaus 制造及賣出了少量精確至12位的計(jì)算機(jī)器。 1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圓柱形轉(zhuǎn)輪的計(jì)數(shù)機(jī),叫“Stepped Reckoner”，這部計(jì)算器可以把重復(fù)的數(shù)字相乘，并自動(dòng)地加入加數(shù)器里。與 IBM PC 競爭的 Apple Macintosh 系列于 1984 年推出， Macintosh 提供了友好的圖形界面，用戶可以用鼠標(biāo)方便地操作。 1981 年， IBM 推出個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC) 用于家庭、辦公室和學(xué)校。可以在硬幣大小的芯片上容納如此數(shù)量的元件使得計(jì)算機(jī)的體積和價(jià)格不斷下降，而功能和可靠性不斷增強(qiáng)。 第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) (1972現(xiàn)在) 大規(guī)模集成電路 (LSI) 可以在一個(gè)芯片上容納幾百個(gè)元件。更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。新的職業(yè)(程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家)和整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。計(jì)算機(jī)中存儲的程序使得計(jì)算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計(jì)算機(jī)。1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。 第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語言，功能受到限制，速度也慢。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計(jì)算能力。在接下來的若干年中，許多工程師在另一些方面取得了重要的進(jìn)步，美國人Herman Hollerith（18601929），根據(jù)提花織布機(jī)的原理發(fā)明了穿孔片計(jì)算機(jī)，并帶入商業(yè)領(lǐng)域建立公司。起先他設(shè)計(jì)差分機(jī)用于計(jì)算導(dǎo)航表，后來，他發(fā)現(xiàn)差分機(jī)只是專門用途的機(jī)器，于是放棄了原來的研究，開始設(shè)計(jì)包含現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本組成部分的分析機(jī)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的真正起源來自英國數(shù)學(xué)教授Charles Babbage。1694年，德國數(shù)學(xué)家Gottfried Wilhemvon Leibniz（16461716）改進(jìn)了Pascaline，使之可以計(jì)算乘法。直到17世紀(jì)，計(jì)算設(shè)備才有了第二次重要的進(jìn)步。第三章 光機(jī)電一體化產(chǎn)品—復(fù)印機(jī) 復(fù)印機(jī)產(chǎn)生的背景公元前5世紀(jì)，中國人發(fā)明了算盤，廣泛應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易中，算盤被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)，并一直使用至今。北京市政府于2001年7月23日批準(zhǔn)正式成立了北京市光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)基地，預(yù)計(jì)到2010年北京市光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到336億元。它豐富和拓寬了光機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和外延。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；光機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)，使用和發(fā)展的技術(shù)?？梢哉f，機(jī)電一體化技術(shù)將以智能化為內(nèi)核進(jìn)入21世紀(jì)。大量的智能化機(jī)械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。　　從90年代后期開始為第三階段，稱其為“智能化階段”，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化新階段邁進(jìn)。相對日本機(jī)電一體化技術(shù)著重用于家用電器方面，美國則在大型電站設(shè)備、航空航天和制造設(shè)備方面獨(dú)占鰲頭?！癕ECHATRONICS”的中文直譯是“機(jī)械電子學(xué)”，但俗稱“機(jī)電一體化”，容易上口，更為流行，更合我國人的語言習(xí)慣?！　≡贛ECHATRONICS問世之前，曾用過“THE INTEGRATION OF MECHANICAL AND ELECTRONIC SYSTEMS”，即“機(jī)械與電子系統(tǒng)集成”。　　1996年版的“WEBSTER”大詞典已經(jīng)收錄了這個(gè)日本造的英文字。由于3C技術(shù)與微電子技術(shù)有著極為密切的關(guān)系，因而“MECHATRONICS”基本上反映了多學(xué)科融合、交叉的意義，特別是包含了機(jī)械學(xué)科與信息學(xué)科的“滲透”與“粘帖”。因而，“機(jī)電一體化”一詞由日本人創(chuàng)造也就不足為奇了。但是，日本的企業(yè)界為了生存，竭盡全力實(shí)施了政府的這一法規(guī)。這就是日本政府在機(jī)械產(chǎn)品中貫徹“精益求精”思想的檄文?！　≡谶@一階段，應(yīng)該特別指出的是，日本在推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方面起了主導(dǎo)作用。稱其為“蓬勃發(fā)展階段”。這些機(jī)電結(jié)合的軍事用途的技術(shù)，在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的作用。在這一時(shí)期，人們自覺或不自覺的利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械