光機電一體化技術應用及發展

光機電一體化是在機械工業生產領域中不斷滲透和融入微型電子技術，并與機械技術密切融合后而展現出的現代化工業技術，它不僅融合了多門類的學科理論知識，還整合了其相關技術。光機電一體化系統是一個聚集了結構簡單、功能齊全、資源利用率高、精度準確、能耗較低、使用操作方便等特點的柔性電氣自動化控制系統。
目前許多高新技術產業及其裝備都是以光機電一體化技術為基礎的，比如機械加工、醫療器械、家用電器以及軍事裝備。在一些信息通訊、生物化工、能源開采、資源利用等高科技領域以及傳統產業技術的升級和改造中都與光機電一體化技術息息相關。未來的工業生產和人們生活需要一種既具備帶動性和融合性，又能適用廣泛的技術產業，因此具備這些特點的光機電一體化技術將會不可替代。
1、光機電一體化技術的國內外研究現狀
20世紀70年代，機械與電子專業的相互融合，促進了機電一體化的迅猛發展。大家通常把“機電一體化”理解為涵蓋機、電兩個學科在內的多學科集成方法，可以對產品的開發和制造系統進行全面系統自由設計。由此可見，產品和產品的生產制造系統是機電一體化常運用的場所。光機電一體化技術在20世紀90年代的崛起，促使*的技能產業領域發生了具有深遠意義的革新。在國外一些發達國家對于光機電一體化系統的開發與研究非常重視，以致其發展比較迅速。像歐美和日本等發達國家有著汽車制造工業、電氣設備制造業等與機
電一體化技術密切關聯的工業基礎，因此在這些國家里由機電一體化技術延伸而來的光機電一體化技術的產品的商業化和市場存有量和新產品的開發與研制以及新的理論的建立等方面都處在技能產業領域的位置。
由于我國的工藝技術水平較國外一些發達國家落后，因此在產業技能領域還存在很大差距。自改革開放以來，我國在科技產業方面比較重視，促使我們在科技領域出現了奮勇直追的趕超現象，從而推進了我國在光機電一體化技術方面研究與發展，并取得了顯著的成績。由于光機電技術的發展使我國的數字產品在控制方面的水平出現了很大的提升，針對我國現狀，*的既經濟又實用的科技產品—經濟靈敏型數字自動控裝置的發展尤為迅速，在國內市場科技產品的數量上需求比重較大。目前還有一部分光機電一體化技術相關的產品和主機組合在一起成套出口國外。就現階段而言，我們國內運用可編程序邏輯控制器（PLC）和微電子技術控制技術的機械產品數量較多，這種機械產品的運用范圍也比較廣泛，它涉及到紡織加工機械設備、機床設備、軸承加工以及重、輕型機械設備等，我國自主開發研制并生產應用光機電一體化設備的性能和質量也有很大的提高，性價比也很高，為以后的推廣做好了充足的準備。
2、光機電一體化技術的運用情況
光機電一體化技術的運用領域范圍較廣，涵蓋了機械制造設計行業、電力行業、微電子行業、鋼鐵行業以及材料業等各行各業。光機電一體化技術包含的學科技術層面較為繁雜，主要體現在以下四個技術層面上：
2.1信息處理技術
運用計算機從大量的數據中采集出所需數值，并進行相關處理，結果以圖文并茂的形式形象的顯示出來，同時對處理數據時所產生的誤差進行修正和補償；由于計算機具有高速運算以及快速存儲數據的能力，可用來提升光機電一體化系統分析數據、問題及實時反應的速度；運用計算機自動識別和處理圖像信息，并通過網絡來進行協同工作，使信息達到共享目的。
2.2激光技術
激光具有一些別具*的優點，可作精密測量用，以提高測量的度和量程范圍；在光纖通訊和航海航天領域利用激光可實現遠距離通信和導航服務；利用激光束產生的高溫熔化或汽化物體，對各種材料和產品進行打孔、切割、劃線、光刻和微細加工等特殊處理；由于激光束頻率單一，光線疊加幅度穩定，在印刷技術以及光學計算機的研制方面應用優化了產品的性能。
2.3傳感檢測技術
在數控機床工件加工過程中常用激光傳感器來測量和校驗所需數據。利用激光與眾不同的多普勒物理特性，用來快速準確地確定被測物體的運動速度；激光的空間感和距離感較強，可以用來測量三維空間的基準數據，并可實現高度的遠距離測量；使用光纖探測器可在空間較小和危險的環境中進行檢測。
2.4先進制造技術
利用計算機制圖方法，將立體的三維物體的復雜圖形轉化為二維層面的簡單圖形，然后運用高等數學中的“積分”思想，以激光形成的點和線為基礎構造出零件的二維層面，由二維層面逐層疊加以塑鑄成元器件。此過程不需要與機械接觸和任何產品模具的參與就可以直接生產出金屬材質的產品，這是激光金屬塑性成形的先進制造技術，它簡化了新產品的生產過程，縮短了生產
產品所需用的時間，并提升了產品在市場上的說服力和
競爭力。
3、光機電一體化技術的未來發展方向光機電一體化是把機械制造技術、微電子技術、光感技術、自動控制技術以及計算機、信息處理等多學科技術相互交叉融合在一起的群體技術。高科技術作為“引路人”，帶領著光機電一體化技術向著數字智能化、模塊集成化、網絡人性化以及微型、綠色的方向勇往直前。
3.1數字智能化
要求光機電一體化產品的系統必須可靠，管理和維護簡單便捷，自診斷能力較強。光機電一體化的人機界面應更加方便用戶操作，并且用戶可根據自己不同的需求自行調整和改進人機界面。隨著高科技術在人工智能、神經網絡及光纖等領域的研發突破，使光機電一體化產品融入了類似于人類的思維邏輯、判斷推理以及自主決策能力的功能。
3.2模塊集成化
光機電一體化的產品種類繁多，生產廠家也層出不窮，研發具有機械、電氣等標準化的模塊是一件有利于光機電一體化技術發展并具有舉足輕重的事。把一些相關功能集成在一個單元模塊上不僅有利于產品的安裝，還便于快速研發新產品。集成化是現代科學所追崇的技術趨勢，它包含了各種不同的技術，可優化產品結構，增加產品的種類，以小批量生產模式來提高自動化的生產效率，從而使光機電一體化產品的系統功能更加齊全，并達到優化性能、強化功能的效果。
3.3網絡人性化
由于現在網絡技術在人們的生產生活中隨處可見，已達到*的地步，作為光機電一體化產品的遠程控制的終端設備正具優勢。利用先進的網絡技術將各種家用電器以不同的模式在一起，形成以計算機為中心的控制系統，以便于人們對自家用電設備的總體控制。在未來，家用電器網絡化將會實現家庭電氣自動控制的智能化家庭。人是光機電一體化產品的zui終使用對象，調整光機電一體化產品的外形和色彩等方面要求，使其外界環境相協調一致，以達到滿足人們在視覺上和感觀上的藝術享受。把光機電一體化產品的網絡化和人
性化相結合，達到理想人性化設計。
3.4微型化
光機電一體化技術作為一項高科技術，要跟隨技術發展潮流向微觀世界“進軍”。微型化的光機電一體化產品有著小體積以及耗能少、靈活、多變的特性，決定了它在信息通訊領域、生物醫療領域以及軍事裝備領域等方面中應用的不可替代和的作用。
3.5綠色化
綠色產品的呼聲越來越高，體現了人們對保護環境、崇尚自然、回歸本真的愿望，也就是在環境保護規定以及人類健康生活的標準下設計、生產和使用以及回收產品過程都要嚴格，做到不破壞生態環境、資源利用率高、回收及時的要求。光機電一體化的綠色產品將更具市場適應力。