什么是光机电一体化技术以及他的国内外发展现状知识分享
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机电一体化的现状和发展趋势一、现状分析机电一体化是指将机械与电气控制相结合,实现自动化控制的一种技术。
在当前的工业领域,机电一体化已经得到了广泛的应用。
下面将从几个方面分析机电一体化的现状。
1.1 应用领域机电一体化技术广泛应用于创造业、交通运输、能源、医疗健康等领域。
在创造业中,机电一体化可以提高生产效率,降低劳动强度,提高产品质量。
在交通运输领域,机电一体化可以实现车辆自动驾驶、智能交通管理等功能。
在能源领域,机电一体化可以提高能源利用效率,降低能源消耗。
在医疗健康领域,机电一体化可以实现医疗设备的自动化操作,提高医疗水平。
1.2 技术发展水平随着科技的不断进步,机电一体化技术也在不断发展。
目前,机电一体化技术已经实现了数字化、网络化、智能化的发展。
数字化技术使得机电系统可以通过数字信号进行控制和通信;网络化技术使得机电系统可以实现远程监控和远程操作;智能化技术使得机电系统可以自动化地进行决策和调整。
1.3 市场需求随着经济的发展和人们对生活品质的要求提高,对机电一体化产品的需求也在不断增加。
市场上浮现了各种各样的机电一体化产品,如智能家居系统、智能创造设备等。
这些产品不仅可以提高生产效率,降低能源消耗,还可以提供更加便捷的生活方式。
二、发展趋势展望机电一体化技术在未来有着广阔的发展空间。
以下是机电一体化的发展趋势展望:2.1 智能化发展随着人工智能技术的快速发展,机电一体化将更加智能化。
未来的机电系统将具备自主学习、自主决策的能力,能够根据环境和任务的变化做出相应的调整和优化。
2.2 网络化发展随着物联网技术的普及和应用,机电一体化系统将更加网络化。
各个机电设备之间可以通过互联网进行通信和协作,实现远程监控、远程操作和远程维护。
2.3 高效节能节能减排是当前社会的重要课题,机电一体化技术可以在能源消耗方面发挥重要作用。
未来的机电系统将更加注重能源的高效利用,通过优化控制算法和节能设备的应用,实现能源的节约和环保。
光机电一体化探析光机电一体化技术的发展现状及热点姓名:摘要:简述了光机电一体化产品的组成和特点,综述了国内外光机电一体化技术的发展现状,分析了光机电一体化技术的未来发展热点。
关键词:光机电一体化技术组成特点发展现状发展热点一.引言光机电一体化技术的概念萌芽可追溯到德国提出的精密工程技术,是在现代光学技术与机电一体化技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科,是综合当前光学、机械学、电子学、信息处理与控制等领域中最新技术的一种群体技术,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。
其技术水平直接反映了一个国家现代科技和现代工业的发展水平,也是国家综合实力的重要体现。
二.光机电一体化产品的组成光机电一体化产品一般由机械本体、传感器、接口、微处理器和执行机构等5部分组成。
如果把光机电一体化产品比做一个人,则计算机就是它的头脑,传感器就是它的五官,软件就是使躯体(机械本体)能发挥效能的手段,所以,光机电一体化产品就是具有头脑和五官,能够感知外界环境的变化,并根据这种变化作出响应的机器或机构。
三.光机电一体化产品的特点3.1体积小,易操作光机电一体化技术通过采用电力电子器件或用电子装置进行相关动作控制,使得产品机械结构大大简化。
可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序,任何装置的动作可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操作全自动化和智能化。
3.2反应快,精度高电子技术的采用使得反馈控制水平提高,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。
同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
因此,光机电一体化产品应用领域宽,适用面广,易于满足各种需要。
3.3柔性化,智能化光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。
浅谈机电一体化技术的现状及发展趋势机电一体化技术是将机械与电子技术相结合,实现机械设备与电子系统的有机整体,它是现代高新技术的重要组成部分之一,对于提高工业自动化水平,提高生产效率,降低生产成本具有重要意义。
机电一体化技术的应用广泛,包括军事、航空航天、交通运输、船舶、制造业等领域。
目前,机电一体化技术在中国已经取得了显著的进展。
从工业领域来看,机电一体化技术已经在许多制造业企业中得到了广泛应用。
在汽车制造业中,先进的机电一体化技术使得汽车生产线更加高效、智能化;在船舶制造业中,机电一体化技术实现了自动船舶控制和维修,提高了船舶的可靠性和安全性;在军事装备制造业中,机电一体化技术使得作战系统更加智能化、精准化。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展,机电一体化技术在未来还有巨大的发展潜力。
机电一体化技术在工业制造领域的应用将更加广泛。
随着智能制造的发展,机电一体化技术将会与其他领域的技术相结合,实现工业制造的全方位自动化和智能化。
机电一体化技术将会进一步与人工智能、大数据等技术相结合,实现智能工厂的建设,并提升制造过程的精益化、高效化。
机电一体化技术在军事领域的应用前景广阔。
随着军事装备的现代化和智能化发展,机电一体化技术将成为军事装备制造的核心技术之一。
机电一体化技术可应用于无人作战系统,实现作战指挥、数据传输、目标识别等功能;机电一体化技术可应用于军舰、战机的制造和维修,提高军事装备的可靠性和作战能力。
机电一体化技术在交通运输、航空航天等领域的应用也将进一步推广。
在交通运输领域,机电一体化技术可以应用于自动驾驶汽车、高速铁路、交通信号控制等方面,提高交通运输的安全性和效率;在航空航天领域,机电一体化技术可以应用于无人机、卫星等领域,实现自主飞行、精确导航等功能。
机电一体化技术的现状已经取得了显著进展,并将在未来得到更广泛的应用。
随着科技的不断发展,机电一体化技术将与其他高新技术相结合,实现人机协同、智能化的工作方式,为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
光机电一体化技术研究随着科技的不断发展,光机电一体化技术在各个行业中越来越受到重视,尤其是在制造业领域中应用广泛。
本文将从概念、发展历程、应用领域和未来展望等方面,阐述光机电一体化技术的研究现状。
1. 概念解释光机电一体化技术是将光学技术、机械技术和电子技术三大技术有机结合起来,形成一个集成的技术体系。
它的主要特点在于能够用一套系统实现光、机、电的混合控制,且无需进行繁琐的接口转换,实现了多种信号的高速传输和处理,为实现高速、高精、高效、智能化的生产提供了全新的技术手段。
2. 发展历程在20世纪50年代末期,光机电一体化技术开始呈现出初步的雏形,其主要表现在对机床动态性能研究和提高机床生产力方面。
60年代至70年代,在电子计算机控制技术和数字信号控制技术的带动下,光机电一体化技术得到了迅速的发展,如利用数字控制技术实现了机床数值控制、自动化生产线以及高精度立体光刻。
80年代至90年代,光机电一体化技术继续以精度提高、速度提升、智能化程度提高为目标,如激光加工、微加工以及智能化制造等领域的迅速发展。
21世纪以来,随着系统集成技术和微纳加工等前沿技术的迅猛发展,光机电一体化技术已经被广泛应用于包括射频、光学通信、机器人、生物医学等领域。
3. 应用领域(1)航空航天制造,包括高质量航空部件的加工和检测、飞机翼型和蒙皮的制造等。
(2)钢铁冶金制造,包括钢板切割、炼钢过程中的在线检测等。
(3)汽车工业,主要应用在汽车零部件的加工、生产线自动化和质量控制等领域。
(4)医疗器械和生物医学,涉及影像诊断、激光治疗仪以及光谱分析等领域。
(5)电子制造,包括电子元器件制造、射频信号处理、光学通信等方面。
4. 未来展望当前,随着中国经济的转型,推动高端制造业高质量发展已经成为了国家发展战略中的重点之一。
在这一背景下,光机电一体化技术在制造业领域的广泛应用具有重要意义。
针对未来发展,光机电一体化技术应该在以下方面加强研究:(1)光、机、电的融合程度:加强光、机、电的深度融合,进一步优化系统结构及控制算法,提高系统性能和自动化水平。
机电一体化的技术及其前景趋势机电一体化是指将机械和电子两种技术融合在一起,实现联合设计、联合制造和联合控制。
随着科技的不断进步,机电一体化技术在各行各业中得到了广泛的应用,为生产和生活带来了诸多便利。
本文将探讨机电一体化技术以及其在未来的发展趋势。
一、机电一体化技术的特点1.联合设计:机电一体化技术实现了机械和电子两个领域的联合设计,使得产品的设计更加综合和高效。
通过数字化设计软件,可以实现产品的多方位仿真和优化,提高了产品的质量和可靠性。
2.联合制造:在传统的生产方式中,机械和电子产品的制造是分开进行的,而机电一体化技术实现了机械和电子的联合制造。
通过自动化生产线和智能制造设备,可以实现整个生产过程的自动化和智能化,大大提高了生产效率和品质。
二、机电一体化技术在各领域的应用1.工业制造:在工业制造领域,机电一体化技术已经得到了广泛的应用。
在汽车制造中,机电一体化技术使得汽车的自动化生产和智能控制得以实现,提高了汽车的生产效率和品质;在航空航天领域,机电一体化技术实现了飞机零部件的自动化制造和智能控制,大大提高了飞机的性能和安全性。
2.家居生活:在家居生活领域,机电一体化技术也得到了广泛的应用。
智能家居产品通过机电一体化技术实现了家电设备的自动化控制和智能联动,提高了家庭生活的舒适度和安全性。
3.医疗健康:在医疗健康领域,机电一体化技术也有着重要的应用价值。
医疗设备通过机电一体化技术实现了智能化控制和远程监测,帮助医生实现了对患者的精准诊断和治疗,提高了医疗效率和品质。
三、机电一体化技术的前景趋势1.智能化发展:随着人工智能和物联网技术的不断发展,机电一体化技术也将朝着智能化方向发展。
未来的机电产品将具备更加智能的感知和决策能力,可以实现更加智能化的控制和应用场景。
2.数字化转型:数字化技术在机电一体化领域的应用将会更加广泛。
通过虚拟实验和数字化仿真技术,可以大大缩短产品的设计和制造周期,提高了产品的创新能力和竞争力。
一、光机电一体化技术概要光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现,使用和发展的技术。
光机电一体化技术是由机械技术与激光-微电子等技术揉合融汇在一起的新兴技术。
它与传统的机械产品比较,有很大的不同。
光机电一体化是一门跨学科的边缘科学,它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。
其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就需要取长补短,不断向理想化方向发展。
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。
它包括产品和技术两方面:光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品,具有很高功能和附加值;光机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。
从20世纪90年代开始,光机电一体化技术引导着一场新的变革,光机电一体化是由光学、微电子、信息和机械及其他相关技术交叉与融合而构成的综合性高新技术,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。
从加工系统到医疗仪器、从家用电器到军事装备都离不开它。
信息、材料、能源、空间、海洋等高科技领域的技术发展和产业化、传统产业的技术改造、武器装备的现代化都要用到光机电一体化技术。
光机电一体化包括产品和技术两个方面。
光机电一体化产品是包含光学技术、机械技术、微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和通讯技术的高科技产品;光机电一体化技术是指其技术原理和光机电一体化产品。
光机电一体化产品具有结构简单、功能多、效率高,能耗低等特点,光机电一体化产品与传统的机械产品比较,具有以下特点:( 1)综合性与系统性:(2) 多层次,覆盖面广;(3) 结构简化,方便操作;(4)精度提高,功能增加;(5)高可靠性,高稳定性和高使用寿命;(6)产品开发上的只是密集性。
机电一体化技术的现状及发展趋势机电一体化技术是指在现代工业生产中,通过对机械和电气控制系统的融合,实现更高效、更智能化的生产方式。
随着科技的发展和工业生产的需求,机电一体化技术在各个领域都得到了广泛的应用,并且不断取得了新的突破和进展。
本文将对机电一体化技术的现状及发展趋势进行探讨。
一、机电一体化技术的现状1. 产业应用领域广泛机电一体化技术已经在许多领域得到了广泛应用,例如工业自动化、智能制造、物流装备、机器人技术、航空航天、汽车制造等。
这些领域中,机电一体化技术的应用都能够大大提高生产效率、产品质量和工作安全性。
2. 技术水平不断提高随着科技的发展和机电一体化技术的不断研究,各种新的技术不断涌现。
比如机械传动和传感技术的进步、自动化控制系统的发展、智能化制造技术的应用等,都为机电一体化技术的发展提供了坚实的技术基础。
3. 制造业转型升级随着人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术的发展,制造业正在迎来一次全新的转型升级。
在这个背景下,机电一体化技术的应用将会更加广泛,生产方式将会更加智能化,制造业的竞争力也将会得到极大的提升。
4. 国家政策的支持为了推动中国制造业的发展,中国政府出台了一系列的产业政策,对机电一体化技术的研发、应用和推广提供了强有力的支持。
这些政策的出台为机电一体化技术的发展提供了良好的政策环境和政策保障。
1. 智能化制造未来,随着人工智能、云计算、大数据等技术的快速发展,智能化制造将会成为机电一体化技术发展的主要趋势。
智能化制造将通过物联网技术实现设备之间的联网和信息共享,实现生产过程的智能化管理和控制,提高生产效率和智能化水平。
3. 绿色制造未来,随着制造业的转型升级和产业结构的调整,机电一体化技术将会成为产业转型升级的重要动力。
机电一体化技术将会通过智能制造、柔性制造、定制化生产等,为中国制造业的转型升级提供强大的技术支持和保障。
5. 国际化发展未来,随着全球化经济的发展和产业的国际化竞争,机电一体化技术的国际化发展将会成为必然趋势。
2024年光机电一体化市场分析现状引言光机电一体化是近年来兴起的一种新兴技术,将光学、机械和电子三个领域进行有机结合,实现对光学系统进行精确控制和高效运作。
该技术在各个领域中有着广泛的应用前景,涉及医疗、通信、工业等多个行业。
本文旨在对光机电一体化市场进行分析,并探讨其当前的现状。
市场规模与趋势据市场调研机构统计,光机电一体化市场的规模在过去几年不断扩大,预计在未来几年内仍将持续增长。
在全球范围内,光机电一体化市场的价值已经超过100亿美元,在一些发达国家,如美国、日本和德国,该市场的规模更是达到了数十亿美元。
市场增长主要受益于以下几个因素:1.技术的进步:光机电一体化技术在控制精度、工作效率和系统稳定性方面不断优化和改进,使得其在各个应用领域中愈发受到青睐。
2.新兴应用的涌现:光机电一体化市场在医疗、通信、工业等领域中的应用越来越广泛,新的应用场景的涌现进一步推动了市场的增长。
3.国家政策支持:各国政府在技术创新和产业发展方面给予光机电一体化以政策上的支持,为市场带来了更好的发展环境。
应用领域分析医疗领域光机电一体化在医疗领域中有着广泛的应用。
例如,在激光诊疗设备中,光机电一体化技术能够实现对激光的输出功率、波长和束直径等参数的精确控制,提高了激光治疗的效果和安全性。
此外,光机电一体化技术还广泛应用于医学成像设备、手术机器人等领域,为医疗技术的进步提供了强有力的支持。
通信领域在光纤通信领域,光机电一体化技术起到了至关重要的作用。
通过光机电一体化系统,可以实现光纤通信设备中的光源发射、光的调制和检测等功能,保证通信信号的高质量传输。
随着5G通信的普及和数据传输需求的增加,光机电一体化市场在通信领域中的应用前景更加广阔。
工业领域在工业自动化领域,光机电一体化技术可以用于实现高精度的位置控制、光学检测和自动化生产等功能。
例如,在半导体制造过程中,光机电一体化系统可以实现对芯片刻蚀和光刻的精确控制,提高了生产效率和产品质量。
光机电一体化技术!刘志朱文坚摘要综述光机电一体化技术的概念;光机电一体化技术在设计和加工制造中的运用;展望光机电一体化的发展前景和我国现状。
关键词:光机电一体化技术现状展望中图分类号:!"—#$文献标识码:%文章编号:&’(&—#&##()**&)&)—**+#—*#近几年,全世界光机电一体化技术产业的市场规模将达)+*亿美元,产品销售额的年平均增幅将达到+*,-(*,。
据美国高级军事专家调查,以光机电一体化技术为支撑的高技术武器系统,在美国关键军事技术计划中的比例约占$&,,在常规武器系统中约占+*,。
一、光机电一体化技术的基本概念光机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。
光机电一体化系统主要有五个组成部分:动力、机构、执行器、计算机和传感器,组成一个功能完善的柔性自动化系统,其中计算机、传感器和计算机软件是光机电一体化技术的重要组成要素。
光机电一体化系统具有结构简单、功能多、效率高、精度高、能耗低的特点,与传统的机械产品比较,光机电一体化产品至少有以下#个优点。
&.原有的机构产品中增加信息处理装置及相应软件,来替代原有产品的部分机械控制机构,不仅提高了自动化程度,而且能大大提高产品质量,降低生产成本,提高经济效益。
).以光机电一体化技术为主的新型产品,与原机械产品相比,不仅结构简单,而且功能增加,精度提高。
#.将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来,形成综合化优势,可开发出具有多种功能、智能化的高新技术产品。
二、光机电一体化技术的运用光机电一体化技术的运用主要包括在设计中和在加工制造中的运用。
光机电一体化技术在设计中的运用也就是光机电一体化设计,它要求设计者不仅要熟悉光学系统、机械结构、传感学、信息处理和控制等方面的知识,而且要熟悉计算机的硬件接口和软件设计方面的知识。
什么是光机电一体化技术以及他的国内外发展现状什么是光机电一体化技术及其国内外发展现状专业:机械制造及其自动化姓名:王路路学号:s120300298摘要:随着科学技术的迅猛发展,机电一体化的概念被我们广泛地接受和普遍应用并为之发展。
从系统科学的观点来看,机电一体化产品又可称之为机电一体化系统,它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库,连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。
这样,对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。
现在的机电一体化技术,是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,可以充分发挥这些技术的各自的长处和特点,实现整个系统的最优化,并综合应用到实际中去的综合技术。
此外,光学也进入了机电一体化,产生了“光机电一体化”的新领域。
现代化的自动生产设备几乎都是机电一体化的设备。
机电一体化技术的系统即机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。
较高级的系统不但有硬件,而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。
典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。
机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外,还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。
关键字:光机电一体化;机械;特点;光学;电子;应用;发展现状1、机电一体化技术的概念:光机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。
光机电一体化系统主要有五个组成部分:动力、机构、执行器、计算机和传感器,组成一个功能完善的柔性自动化系统,其中计算机、传感器和计算机软件是光机电一体化技术的重要组成要素。
2、光机电一体化技术特点:采用光机电一体化技术与传统的机械结构相比,可以简化结构、提高精度、增强功能、提高稳定性和使用寿命,具体分析如下。
2.1 结构简化,操作方便光机电一体化技术改变以往靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作的控制来实现,使得机械结构大大简化,甚至使有些机械结构“脱胎换骨”,产生了质的变化。
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能够灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。
任何一台光机电一体化装置或系统各个相关传动机构的动作及功能协调关系,可由预设的程序一步一步地由电子控制系统指挥,如数控机床、柔性加工系统(FMS)等。
有些光机电一体化装置,可实现操作全自动化,如工业机器人、印制电路板数控高速钻床等。
有些更高级的光机电一体化系统,还可通过被控对象的数学模型以及根据任何时刻外界各种参数的变化情况,随机自寻最佳工作程序、动作程度和快慢以及协调关系,以实现最优化工作及最佳操作,例如微机控制的热连轧机钢板测厚自控系统、电梯群控系统,智能机器人等。
2.2 精度提高,功能增强光机电一体化技术由于采用了电力电子技术,反馈控制水平的提高并能进行高速处理,可通过电子自动控制系统精确地按预设量使相应机构动作,因各种干扰因素造成的误差,又可通过自控系统自行诊断、校正、补偿去达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。
因而光机电一体化产品应用领域宽,适用面广,易于满足各种需要。
电子技术的引入,使产品面貌发生巨大变化,电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示,打印工作结果等等。
2.3 可靠性、稳定性和使用寿命大大提高传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,而发出由于可动摩擦、撞击、振动等引起的噪声,这显然影响装置的寿命、稳定性和可靠性。
而光机电一体化技术的应用,可以利用激光加工、激光检测、激光清洗和激光成型,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少。
因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。
有些光机电一体化产品甚至做到不需维修或者具有自诊断功能。
3、光机电一体化技术的运用:光机电一体化技术的运用主要包括在设计中和在加工制造中的运用。
光机电一体化技术在设计中的运用也就是光机电一体化设计,它要求设计者不仅要熟悉光学系统、机械结构、传感学、信息处理和控制等方面的知识,而且要熟悉计算机的硬件接口和软件设计方面的知识。
光机电一体化技术在加工制造中的运用主要包括各种激光加工技术、先进制造技术、工业生产过程控制和精密检测技术。
3.1 设计中的运用对于光机电一体化系统的设计,需注意其从整体到局部的设计原则,应根据系统功能和设计要求提出系统设计的总任务,并进行系统的总体框图设计;然后,将总体框图分解成一个个独立的框图,可分解为光学系统、机械与执行机构、光电传感、信号采集与处理、驱动与控制、软件设计、计算机及其接口等分框图,然后再进一步设计。
设计制作完成后,先对光学系统、机械结构、计算机及其接口、软件进行单独调试,然后再将它们装配起来进行光、机、电、计算机联调[5]。
3.2 制造中的运用1)激光加工技术(1)金属表面的激光强化(a)激光淬火,其特点是淬硬层深度可精确控制,易于实现数控,可实行自冷淬火,只要光束能照到的部位均可进行处理。
在汽车生产中,如钢套、曲轴、活塞环和齿轮等经激光热处理后,不必再进行后处理,可直接送到装配线上安装;(b激光合金化与熔覆,是将一种或多种合金元素与基材表面快速融凝,从而使基材表层具有预定的高合金特性的技术;(c)激光表面非晶化和微晶化,非晶材料以其异常的电磁、机械和化学性能日益受到普遍关注,激光非晶化是用激光作用于材料,使材料表面满足形成非晶的急冷条件。
(2)激光焊接激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。
激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起,然后再进行冲压,这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。
采用激光焊接,可以减少搭接宽度和一些加强部件。
激光焊接可由CNC控制,一天可连续运行24h。
激光也解决了异种金属焊接的难题。
激光焊接还可以在焊条和电子束无法到达的三维构件内部细微区域中实施。
(3)激光切割激光切割的主要特点有:(a)割缝窄,节省材料,还可割盲缝;(b)切割速度快,热影响区小,因而热畸变程度低;(c)割缝边缘垂直度好,切边光滑,可直接焊接;(d)可切割各种不同性质材料;(e)光束无惯性,可实行高速切割;(f)能实现多工位操作,易于实现自动化;(g)切割噪音小。
在汽车生产中大量使用二维和三维激光束切割机,对普通铝、不锈钢等薄板及带材的切割加工,其切割速度已达10m/min,不仅大幅度缩短了生产准备周期,并且使车间生产实现了柔性化。
由于它的加工效率高,比机械加工方式的加工费用减少了50%。
(4)激光清洗技术与机械清洗法、湿法化学清洗法、超声波清洗法相比,激光清洗法技术作为一项新兴的清洗技术,能适应各种表面污物的清洗,对环境污染极小,也不损伤基体。
其特点为:“干式”清洗;清洗污物范围和适用基材范围广;可不损伤基材表面;可实现自动化操作;可长期使用,并且是一种“绿色”清洗工艺。
其他还有激光打孔、刻槽、标记、光化学沉积等加工技术。
2)先进制造技术激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,然后利用“积分”的思想,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。
激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的应用能力和产品的竞争能力。
激光金属塑性成形技术是一种较新的先进制造技术,它没有任何的机械接触就可以生产出金属板料制品,而不需任何模具。
板料成形是由于激光加热后上、下表面收缩引起的。
可用适当的件夹持和操作系统来实现。
4、国外机电一体化发展现状:机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:第一阶段(又称初级阶段)是20 世纪 60 年代以前,这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认;第二阶段,机电一体化技术和产品得到了极大发展;第三阶段,各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
1989 年在日本东京召开的第一届国际先进机电一体化学术会议,是机电一体化向纵深发展的标志,各国政府也开始有计划地推动和发展机电一体化技术和产品[6]。
目前,日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。
美国商务部曾发表过一份关于日本机电一体化的研究报告,对日美两国机电一体化技术的基础研究、超前开发与形成产品等三方面进行了比较,结论是除机器视觉与软件外,日本的基础研究与美国是可以比拟的。
当前,两国都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题,并投入大量资金支持发展相关技术。
20 世纪 90 年代后期,机电一体化进入了深入发展时期。
光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化,出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。
同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。
机电一体化产品得以迅猛发展,主要表现在以下四个方面[6]:(1)机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。
在工业发达国家,数控机床占机床总数的30%~40%。
工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展,数量在未来十年将以 25%~30%的速度增长。
智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。
(2)机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。
计算机集成制造系统CIMS)是当今世界制造业发展的总趋势,它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。
CIMS 的实现是全局动态的最优综合。
(3)激光技术进入机电一体化领域。
激光技术与机械、电子技术的结合,不仅大大扩展了机电一体化的应用领域,而且使一些行业出现重大变革,是当今信息业与制造业的最佳结合点。
(4)微细加工技术与设备发展迅猛。
微电子技术及其产业的高速发展,带动了大量高新技术的兴起,微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的发展,且对微机械的诞生和发展也起了决定性的作用。
5、国内机电一体化发展现状:我国从 20 世纪 80 年代初开始进行机电一体化的研究和应用,国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863 计划”。
在制定“九五”规划和2010 年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响,许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。