【正文】 產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機(jī)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(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。這種狀態(tài)目標(biāo)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(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)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(qū)動技術(shù)利用光致變形材料可制作光致動器和光機(jī)器人。（3）激光快速成型技術(shù)激光快速成型是利用計算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。3）光纖探測器，在目標(biāo)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(shù)1）激光準(zhǔn)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(zhǔn)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(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。 發(fā)展趨勢光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)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(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。 產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長傳統(tǒng)的機(jī)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(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動保護(hù)直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。同時，由于機(jī)械傳動部件減少，機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計算機(jī)和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。現(xiàn)從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀、前景等方面談機(jī)電一體化技術(shù)以及培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會工業(yè)發(fā)展需要機(jī)電一體化專業(yè)高職人才的必要性。對機(jī)電一體化技術(shù)的基本與成長進(jìn)行了簡要介紹,并闡述了機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程及未來的發(fā)展趨勢。前景無限呀。工作的情況，經(jīng)驗的，你就要好好展示你的才華了?，F(xiàn)在中型的小工廠都會用得上 機(jī)電一體化，只要有控制機(jī)械的工廠都可以去實踐學(xué)習(xí)。只要你認(rèn)真領(lǐng)會了機(jī)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(dǎo)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?？梢娛?或故障)是一種破壞產(chǎn)品(或系統(tǒng))工作能力系統(tǒng)(產(chǎn)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(jīng)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(shù)字或脈沖信號，不必再經(jīng)過放大，可采用下圖c所示的抗干擾電路。轉(zhuǎn)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(qū)動接口中的強(qiáng)電干擾及其他干擾信號進(jìn)入控制器。對于這種干擾以及從空間感應(yīng)受到的其他輻射干擾，也需采取隔離的辦法，以免通過轉(zhuǎn)換接口進(jìn)入控制器。對于這種干擾，首先是采取吸收的方法抑制其產(chǎn)生，然后采取隔離的方法，阻斷其傳導(dǎo)。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(jìn)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(wǎng)絡(luò)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(shè)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(yīng)，直接干擾系統(tǒng)中的各設(shè)備(控制器、驅(qū)動接口、轉(zhuǎn)換接口等)和導(dǎo)線，使其中的電平發(fā)生變化，或產(chǎn)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(qiáng)電干擾信號能通過外部接口通道影響控制器內(nèi)部I/O接口的狀態(tài)，并通過I/O接口進(jìn)入控制器。強(qiáng)電干擾：驅(qū)動電路中的強(qiáng)電元件如繼電器、電磁鐵和接觸器等感性負(fù)載，在斷電時會產(chǎn)生過電壓和沖擊電流。此外，雷電感應(yīng)也會產(chǎn)生沖擊電流。這些干擾信號主要來源于附近大容量用電設(shè)備的負(fù)載變化和開、停時產(chǎn)生的電壓波動。這些渠道可分為兩大類型：一是傳導(dǎo)型，通過各種線路傳入控制器，包括供電干擾、強(qiáng)電干擾和接地干擾等；二是輻射型，通過空間感應(yīng)進(jìn)入控制器，包括電磁干擾和靜電干擾等。一般來說，在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中，用專用或通用微型計算機(jī)組成的控制器，其硬件經(jīng)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(jìn)入控制器的干擾信號。前面簡述了保證系統(tǒng)(產(chǎn)品)可靠性的方法，其中裕度法主要是一種改進(jìn)硬件的措施，自動控制法以及冗余技術(shù)和診斷技術(shù)是用硬件、軟件或兩者結(jié)合來保證系統(tǒng)(產(chǎn)品)可靠性的措施。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是根據(jù)系統(tǒng)(產(chǎn)品)或元、部件輸出參數(shù)的極限值來設(shè)定的。盡管如此，間接癥兆在診斷技術(shù)中還是得到了廣泛應(yīng)用。采用間接癥兆進(jìn)行診斷的主要優(yōu)點是，可以在系統(tǒng)(產(chǎn)品)處于工作狀態(tài)及不作任何拆卸的情況下,評價產(chǎn)品的工作能力。間接癥兆是從那些與系統(tǒng)(產(chǎn)品)工作能力存在函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)中取出的異常性診斷信號。直接癥兆是在檢測產(chǎn)品整機(jī)的輸出參數(shù)或可能出現(xiàn)故障的元、部件的輸出參數(shù)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(jìn)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(yù)測故障或及時發(fā)現(xiàn)故障而進(jìn)行的在線測試，這種情況稱為故障監(jiān)測。它的任務(wù)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(fù)；二是在故障尚未發(fā)生時，確定產(chǎn)品中有關(guān)元器件距離極限狀態(tài)的程度，查明系統(tǒng)(產(chǎn)品)工作能力下降的原因，以便采取維護(hù)措施或進(jìn)行自動調(diào)整，防止發(fā)生故障。（3）診斷技術(shù)。平時只需一個單元工作，另一個單元是冗余的，用于待機(jī)備用。只有當(dāng)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(fù)擔(dān)額定的全部工作應(yīng)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(chǎn)品)可靠性的一種手段。（2）冗余技術(shù)。保證系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性的方法：自動控制：在系統(tǒng)(產(chǎn)品)設(shè)計中，利用機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，使系統(tǒng)(產(chǎn)品)具有自適應(yīng)、自調(diào)整、自診斷甚至自修復(fù)的功能，可以大大提高系統(tǒng)(產(chǎn)品)的可靠性。F．計算：系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法：，可靠性設(shè)計：所謂可靠性，是指“產(chǎn)品(或系統(tǒng))在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，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(jī)輸出的控制信號經(jīng)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(jī)常用于較簡單、規(guī)模較小的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，16位與32位機(jī)及64位機(jī)主要用于較復(fù)雜的大系統(tǒng)，8位機(jī)則用于中等規(guī)模的系統(tǒng)。在要求很高的實時控制及復(fù)雜的過程控制、高速運算及大量數(shù)據(jù)處理等場合，如智能機(jī)器人、導(dǎo)航系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)應(yīng)主要使用16位與32位微機(jī)。像家用電器、商用產(chǎn)品，計算機(jī)一般裝在產(chǎn)品內(nèi)，故應(yīng)采用單片機(jī)或微處理器。微機(jī)選用要點：不同領(lǐng)域可選用不同品種、不同檔次的微機(jī)。上述微處理機(jī)、微型計算機(jī)都是從硬件角度定義的，而計算機(jī)的使用離不開軟件支持。微型計算機(jī)，簡稱MC。說明CPU,MC,與MCS的關(guān)系：微處理機(jī)簡稱CPU。／(z m)式中 z轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m運行拍數(shù)，通常等于相數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，即m=KN(N為電動機(jī)的相數(shù)，單拍時K＝1，雙拍時K＝2)。假定轉(zhuǎn)子具有均勻分布的四個齒，當(dāng)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(chǎn)生磁場吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。半閉環(huán)，閉環(huán)系統(tǒng)：伺服電動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)定位運動的微機(jī)控制較難，故通常僅被用于交通運輸機(jī)械。根據(jù)這個要求，用微機(jī)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(shè)執(zhí)行元件的重量為G，則功率密度 為 P/G。氣壓驅(qū)動雖可得到較大的驅(qū)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(zhì)外，與液壓式執(zhí)行元件無什么區(qū)別。主要包括往復(fù)運動的油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達(dá)等，其中油缸占絕大多數(shù)。其中，利用電磁力的電動機(jī)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(shù)為101,（柔輪）輸出軸方向與（波發(fā)生器）輸入軸轉(zhuǎn)向相反。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場合。若要限制轉(zhuǎn)動。圓形導(dǎo)軌：此類導(dǎo)軌制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。對于相當(dāng)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(yīng)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(fù)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(shù)，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(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和精密儀器等用于開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，根據(jù)定位精度和重復(fù)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(nèi)或體外作循環(huán)運動。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)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(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。當(dāng)絲杠2轉(zhuǎn)動時，可動螺母1的移動