【正文】 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。開發(fā)光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。（4）光能驅動技術利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。（3）激光快速成型技術激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。（2）傳感檢測技術1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。 發(fā)展趨勢光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業(yè)，而這些產業(yè)作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。 產品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調性要求提高光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創(chuàng)新的新型產品。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩(wěn)定性。 產品可靠性得到提高，使用壽命增長傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。 功能增加，精度大幅提高光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。與傳統(tǒng)的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領域得到廣泛地應用?，F(xiàn)從機電一體化技術的發(fā)展、現(xiàn)狀、前景等方面談機電一體化技術以及培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會工業(yè)發(fā)展需要機電一體化專業(yè)高職人才的必要性。對機電一體化技術的基本與成長進行了簡要介紹,并闡述了機電一體化的發(fā)展進程及未來的發(fā)展趨勢。前景無限呀。工作的情況，經驗的，你就要好好展示你的才華了。現(xiàn)在中型的小工廠都會用得上 機電一體化，只要有控制機械的工廠都可以去實踐學習。只要你認真領會了機電一體化化的實踐知識，去到那里都會很容易找到工作的。的事件，失效(或故障)越頻繁可靠性就越低。例如，同一半導體器件，在使用時要求輸出不同的功率，但不同的溫度和濕度等環(huán)境條件、存儲條件都會影響其可靠性。可見失效(或故障)是一種破壞產品(或系統(tǒng))工作能力系統(tǒng)(產品)完成規(guī)定的功能是相對于“規(guī)定條件”和“規(guī)定時間”而言的。并聯(lián)接地，單點接地，光電隔離。由于經過RC濾波后的脈沖信號往往有脈動和抖動，為了改善脈沖前沿，故增加了一級整形電路。對于近距離的檢測傳感器發(fā)出的數字或脈沖信號，不必再經過放大，可采用下圖c所示的抗干擾電路。轉換接口的隔離：為了防止各種干擾影響由檢測傳感器傳來的較弱的模擬信號，通常采用差分式運算放大器來隔離干擾信號，其原理如下圖b所示。采用光隔離措施以防止驅動接口中的強電干擾及其他干擾信號進入控制器。對于這種干擾以及從空間感應受到的其他輻射干擾，也需采取隔離的辦法，以免通過轉換接口進入控制器。對于這種干擾，首先是采取吸收的方法抑制其產生，然后采取隔離的方法，阻斷其傳導。在可靠性要求很高的地方，可采用不間斷電源(具有備用直流電源)，以解決瞬時停電或瞬時電壓降所造成的危害。增加低通濾波器，用來濾去電源進線中的高頻分量或脈沖電流。供電系統(tǒng)的抗于擾措施：針對交流供電網絡這個干擾源所采取的抗干擾措施主要是穩(wěn)(穩(wěn)壓)、濾(濾波)、隔(隔離)。（2)抗干擾措施。人體和處于浮動狀態(tài)的設備都可能帶有靜電，甚至可能積累很高的電壓。輻射干擾：如果在控制系統(tǒng)附近存在磁場、電磁場、靜電場或電磁波輻射源，就可能通過空間感應，直接干擾系統(tǒng)中的各設備(控制器、驅動接口、轉換接口等)和導線，使其中的電平發(fā)生變化，或產生脈沖干擾信號。下圖為接地環(huán)路的兩種典型情況。這種強電干擾信號能通過外部接口通道影響控制器內部I/O接口的狀態(tài)，并通過I/O接口進入控制器。強電干擾：驅動電路中的強電元件如繼電器、電磁鐵和接觸器等感性負載，在斷電時會產生過電壓和沖擊電流。此外，雷電感應也會產生沖擊電流。這些干擾信號主要來源于附近大容量用電設備的負載變化和開、停時產生的電壓波動。這些渠道可分為兩大類型：一是傳導型，通過各種線路傳入控制器，包括供電干擾、強電干擾和接地干擾等；二是輻射型，通過空間感應進入控制器，包括電磁干擾和靜電干擾等。一般來說，在機電一體化系統(tǒng)（產品）中，用專用或通用微型計算機組成的控制器，其硬件經過篩選和老化處理，可靠性非常高，平均無故障工作時間較長，因此，引起控制器故障(失效)的原因多半不在于其本身，而在于從各種渠道進入控制器的干擾信號。前面簡述了保證系統(tǒng)(產品)可靠性的方法，其中裕度法主要是一種改進硬件的措施，自動控制法以及冗余技術和診斷技術是用硬件、軟件或兩者結合來保證系統(tǒng)(產品)可靠性的措施。標準數據是根據系統(tǒng)(產品)或元、部件輸出參數的極限值來設定的。盡管如此，間接癥兆在診斷技術中還是得到了廣泛應用。采用間接癥兆進行診斷的主要優(yōu)點是，可以在系統(tǒng)(產品)處于工作狀態(tài)及不作任何拆卸的情況下,評價產品的工作能力。間接癥兆是從那些與系統(tǒng)(產品)工作能力存在函數關系的間接參數中取出的異常性診斷信號。直接癥兆是在檢測產品整機的輸出參數或可能出現(xiàn)故障的元、部件的輸出參數時，取得的異常性診斷信號。測試：通常有兩種測試，一是在故障出現(xiàn)之后，為了迅速確定故障的種類和位置，對診斷對象進行的試驗性測試，這時診斷對象處于非工作狀態(tài)，這種情況稱為診斷測試；二是在故障發(fā)生之前，診斷對象處于工作狀態(tài)，為了預測故障或及時發(fā)現(xiàn)故障而進行的在線測試，這種情況稱為故障監(jiān)測。它的任務有兩個：一是出現(xiàn)故障時，迅速確定故障的種類和位置，以便及時修復；二是在故障尚未發(fā)生時，確定產品中有關元器件距離極限狀態(tài)的程度，查明系統(tǒng)(產品)工作能力下降的原因，以便采取維護措施或進行自動調整，防止發(fā)生故障。（3）診斷技術。平時只需一個單元工作，另一個單元是冗余的，用于待機備用。只有當所有的單元都失效時系統(tǒng)才失效，如果還有任何一個單元未失效，系統(tǒng)就可靠地工作，不過這個單元要負擔額定的全部工作應力。工作冗余：又稱工作儲備或掩蔽儲備，是一種兩個或兩個以上單元并行工作的并聯(lián)模型。它是利用系統(tǒng)的并聯(lián)模型來提高系統(tǒng)(產品)可靠性的一種手段。（2）冗余技術。保證系統(tǒng)（產品）可靠性的方法：自動控制：在系統(tǒng)(產品)設計中，利用機電一體化技術的優(yōu)勢，使系統(tǒng)(產品)具有自適應、自調整、自診斷甚至自修復的功能，可以大大提高系統(tǒng)(產品)的可靠性。F．計算：系統(tǒng)調節(jié)方法：，可靠性設計：所謂可靠性，是指“產品(或系統(tǒng))在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力”。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如上圖b所示。這時光敏晶體管截止，輸出信號幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓。說明光電耦合器的光電隔離原理：控制輸出時，從上圖a可知，微機輸出的控制信號經74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。換句話說，4位機常用于較簡單、規(guī)模較小的系統(tǒng)(或產品)，16位與32位機及64位機主要用于較復雜的大系統(tǒng)，8位機則用于中等規(guī)模的系統(tǒng)。在要求很高的實時控制及復雜的過程控制、高速運算及大量數據處理等場合，如智能機器人、導航系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)應主要使用16位與32位微機。像家用電器、商用產品，計算機一般裝在產品內，故應采用單片機或微處理器。微機選用要點：不同領域可選用不同品種、不同檔次的微機。上述微處理機、微型計算機都是從硬件角度定義的，而計算機的使用離不開軟件支持。微型計算機，簡稱MC。說明CPU,MC,與MCS的關系：微處理機簡稱CPU。／(z m)式中 z轉子齒數；m運行拍數，通常等于相數或相數整數倍，即m=KN(N為電動機的相數，單拍時K＝1，雙拍時K＝2)。假定轉子具有均勻分布的四個齒，當A、B、C三個磁極的繞組依次通電時，則：A、B、C三對磁極依次產生磁場吸引轉子轉動。半閉環(huán)，閉環(huán)系統(tǒng)：伺服電動機。內燃機定位運動的微機控制較難，故通常僅被用于交通運輸機械。根據這個要求，用微機控制最方便的是電氣式執(zhí)行元件。、安裝，執(zhí)行元件最好不需要維修。設執(zhí)行元件的重量為G，則功率密度 為 P/G。氣壓驅動雖可得到較大的驅動力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮性，故不能在定位精度較高的場合使用。氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質外，與液壓式執(zhí)行元件無什么區(qū)別。主要包括往復運動的油缸、回轉油缸、液壓馬達等，其中油缸占絕大多數。其中，利用電磁力的電動機和電磁鐵，因其實用、易得而成為常用的執(zhí)行元件。故該諧波減速器的剛輪齒數為101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉向相反。圓柱導軌用于承受軸向載荷的場合。若要限制轉動。圓形導軌：此類導軌制造方便，外圓采用磨削，內孔經過珩磨，可達到精密配合，但磨損后很難調整和補償間隙。對于相當大的傳動比，并且要求傳動精度與傳動效率高、傳動平穩(wěn)、體積小、重量輕時，可選用新型的諧波齒輪傳動。對于增速傳動，由于增速時容易破環(huán)傳動齒輪系工作的平穩(wěn)性，應在開始幾級就增速，并且要求每級增速比最好大于1：3，以利于增加輪系剛度、減小傳動誤差。對于變負載的傳動齒輪系統(tǒng)的各級傳動比最好采用不可約的比數，避免同期齒合以降低噪聲和振動。具體來講有一下幾點：1，對于要求體積小、重量輕的齒輪傳動系統(tǒng)可用重量最輕原則。各級傳動比的最佳分配原則：。滾珠絲桿副支承方式的選擇：1之承方式：1)單推單推式，2)雙推雙推式，3)雙推簡支式4)雙推自由式。推薦采用的精度等級：數控機床、精密機床和精密儀器等用于開環(huán)和半閉環(huán)進給系統(tǒng)，根據定位精度和重復定位精度的要求可選用3級，一般動力傳動可選5級，全閉環(huán)系統(tǒng)可選4級。外循環(huán)外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內或體外作循環(huán)運動。滾珠絲杠副的結構類型可以從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向間隙的調整方法進行區(qū)別。當絲杠2轉動時，可動螺母1的移動