光機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用100例

前言

　　光機(jī)電一體化是激光技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互交叉與融合，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。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，具有很高的功能和附加值；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)。　　目前，國(guó)際上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整使得各個(gè)行業(yè)不斷融合和協(xié)調(diào)發(fā)展。作為光學(xué)、機(jī)械與電子相結(jié)合的復(fù)合產(chǎn)業(yè)，光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)以其特有的技術(shù)帶動(dòng)性、融合性和普適性，受到了國(guó)內(nèi)外科技界、企業(yè)界和政府部門的特別關(guān)注。它在提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中，帶來(lái)高度的創(chuàng)新性、滲透性和增值性，被譽(yù)為21世紀(jì)最具魅力的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)?！　‖F(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)人員，不僅要熟悉機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)系統(tǒng)、傳感器、信息處理和控制等方面的知識(shí)，而且要熟悉計(jì)算機(jī)的硬件接口和軟件設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，這樣才能開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、效率高、精度高、能耗低、附加值高的光機(jī)電一體化產(chǎn)品。本書精選了19項(xiàng)光機(jī)電一體化技術(shù)和81項(xiàng)光機(jī)電一體化產(chǎn)品，盡量以較為豐富的內(nèi)容和翔實(shí)的材料啟迪讀者的思維，起到拋磚引玉的作用。　　本書內(nèi)容新穎，系統(tǒng)全面，在第1版的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行重新分門別類，歸納總結(jié)了光機(jī)電一體化技術(shù)的基本理論和在設(shè)計(jì)、制造、儀器儀表、工程機(jī)械、交通、醫(yī)療衛(wèi)生、日用生活和軍事等方面的應(yīng)用和產(chǎn)品實(shí)例，力求及時(shí)地反映光機(jī)電一體化技術(shù)在’國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展和作者的有關(guān)研究成果，重點(diǎn)介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)的工程應(yīng)用方法和實(shí)現(xiàn)方法，注重理論聯(lián)系實(shí)際，配有大量說(shuō)明圖表，盡量避免冗長(zhǎng)的公式推導(dǎo)，偏重普及性、實(shí)用性和新穎性，在內(nèi)容深度和語(yǔ)言敘述方面力求滿足不同層次讀者的需求，適合工程技術(shù)人員閱讀和高校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)的需求。　　本書由林宋、郭瑜茹編寫，編寫過(guò)程中，劉勇、楊野平、彭興禮、李冬軍、尚國(guó)清、葉天朝、倪志剛、李奇志、張樸、林琳等為了本書的順利完稿做了很多工作。全書由林宋統(tǒng)稿。　　由于作者水平有限，敬請(qǐng)讀者提出批評(píng)和寶貴的意見。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容新穎，系統(tǒng)全面，在第1版的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行重新分門別類，歸納總結(jié)了光機(jī)電一體化技術(shù)的基本理論和在設(shè)計(jì)、制造、儀器儀表、工程機(jī)械、交通、醫(yī)療衛(wèi)生、日用生活和軍事等方面的應(yīng)用和產(chǎn)品實(shí)例，力求及時(shí)地反映光機(jī)電一體化技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展和作者的有關(guān)研究成果，重點(diǎn)介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)的工程應(yīng)用方法和實(shí)現(xiàn)方法，注重理論聯(lián)系實(shí)際，配有大量說(shuō)明圖表，盡量避免冗長(zhǎng)的公式推導(dǎo)，偏重普及性、實(shí)用性和新穎性，在內(nèi)容深度和語(yǔ)言敘述方面力求滿足不同層次讀者的需求。    本書適合光機(jī)電一體化工程技術(shù)人員閱讀，也適合高校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)參考。

書籍目錄

前言 第1章 光機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品開發(fā)  1.1 概述  1.2 光機(jī)電一體化技術(shù)的特征  1.3 光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用  1.4 光機(jī)電一體化產(chǎn)品  1.5 光機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向第2章 在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)品  2.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)  2.2 逆向工程技術(shù)  2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)第3章 在制造方面的應(yīng)用  3.1 激光切割技術(shù)  3.2 激光熱處理技術(shù)  3.3 激光打孔技術(shù)  3.4 激光清洗技術(shù)  3.5 激光焊接技術(shù)  3.6 激光快速成形技術(shù)  3.7 激光再制造技術(shù)  3.8 特種加工技術(shù)  3.9 數(shù)控加工設(shè)備第4章 在儀器儀表中的應(yīng)用  4.1 光電編碼器  4.2 光纖傳感器  4.3 便攜式隧道斷面激光測(cè)量?jī)x  4.4 激光準(zhǔn)直儀  4.5 數(shù)字顯微硬度計(jì)  4.6 活塞外輪廓測(cè)量?jī)x  4.7 激光掃描聲學(xué)顯微鏡  4.8 數(shù)字微鏡器件  4.9 激光微束裝置  4.10 激光掃平儀  4.11 數(shù)字化超聲波探傷儀  4.12 帶有集成傳感器的軸承單元  4.13 掃描隧道顯微鏡  4.14 微致動(dòng)器  4.15 微機(jī)器人  4.16 光柵測(cè)量系統(tǒng)  4.17 激光陀螺儀  4.18 紅外測(cè)油儀  4.19 光柵數(shù)顯表  4.20 激光掃描顯微鏡第5章 在工程機(jī)械方面的應(yīng)用  5.1 盾構(gòu)機(jī)  5.2 枕式包裝機(jī)  5.3 水泥智能包裝機(jī)  5.4 全自動(dòng)液體包裝機(jī)  5.5 高溫線材打捆機(jī)  5.6 圓柱電阻激光自動(dòng)刻槽機(jī)  5.7 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門第6章 在交通方面的應(yīng)用第7章 在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用第8章 在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用第9章 在日用生活方面的應(yīng)用第10章 在軍事方面的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 光機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品開發(fā)　　1.1 概述　　光機(jī)電一體化技術(shù)是由光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息處理和控制及軟件等當(dāng)代各種新技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合技術(shù)。光機(jī)電一體化技術(shù)不是機(jī)械技術(shù)與電子和光學(xué)技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的應(yīng)用技術(shù)，它是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將這些單元技術(shù)在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上加以有機(jī)地綜合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化。隨著微電子技術(shù)和微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。目前，光機(jī)電一體化技術(shù)已成為諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它在工業(yè)設(shè)備改造、提高制造裝備精度和效率方面起到了重要的作用。信息、生物、空間、海洋、新材料、新能源等高科技領(lǐng)域，國(guó)防裝備的信息化、現(xiàn)代化及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造都離不開光機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?！　?.2 光機(jī)電一體化技術(shù)的特征　　與傳統(tǒng)的單元技術(shù)相比較，光機(jī)電一體化技術(shù)具有以下特征：　　1.綜合性與系統(tǒng)性　　光機(jī)電一體化是集激光技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)之大成的綜合性技術(shù)。這種多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分如機(jī)械本體、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制、信息交換與處理、傳感檢測(cè)、輸入輸出接口、模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)化，以及軟件技術(shù)等，在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中有嚴(yán)格的相互配合要求，這就需要取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷向理想化方向發(fā)展。其結(jié)果使原來(lái)各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短，更趨于合理?！　?.多層次。覆蓋面廣　　光機(jī)電一體化是一個(gè)總的技術(shù)指導(dǎo)思想，它不僅體現(xiàn)在一些機(jī)電一體化的單機(jī)產(chǎn)品之中，而且貫穿于工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中。從簡(jiǎn)單的單臺(tái)光機(jī)電一體化產(chǎn)品，到現(xiàn)代工業(yè)中的柔性加工系統(tǒng)；從簡(jiǎn)單的單參數(shù)顯示，到復(fù)雜的多參數(shù)、多級(jí)控制；從機(jī)械零部件連續(xù)自動(dòng)熱處理生產(chǎn)線，到各種現(xiàn)代高速重型機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)線等，光機(jī)電一體化技術(shù)都有不同層次、覆蓋面很廣的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于工程系統(tǒng)，需成套地進(jìn)行開發(fā)和制造。對(duì)于光機(jī)電一體化單機(jī)產(chǎn)品（設(shè)備），應(yīng)采用簡(jiǎn)繁并舉、高低級(jí)并存的多層次發(fā)展途徑?？砂l(fā)展功能附加型的低級(jí)產(chǎn)品，也可發(fā)展功能替代型的中級(jí)產(chǎn)品，還可發(fā)展機(jī)電融合型的高級(jí)產(chǎn)品，成為前所未有的新一代產(chǎn)品?！　　?/pre>








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