《机电一体化技术》课程教学资源（书籍文献）光机电一体化实用技术.pdf_大学文库

前言经过数十年爱展，早期阶段的机电一体化技术在内酒和外延方面都得到不断地丰赏和拓宽，而进入到光机电一体化的阶段。光机电一体化技术是由光学、光电子学、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桂商新技术，也是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。光机电一体化技术扩展了机电一体化技术的应用领城，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、传统产业的技术政通、武器装备的现代化都要用到光机电一体化技术。一个机橄工程师或机械枝术人员如果仅有机械学方面的知识将越来越雅以胜任本职工作，技术的发展要求能们必须要不断地了解和掌握足够的光机电一体化方面的综合知识。因此，培养和培训尽可能多的光机电一体化技术人员以满足日益增长的需求将是今后长期和大量的工作。《光机电一体化技术丛书》编写的目的就在于，适时推出一套侧重普及和应用，综合了光机电一体化技术茶础理论和实例的科技书以满足上述需求。本书是该丛书的一册，全书共分8章，各章节的顺序安排便于读者学习和掌握，并且这些章节的内容基本上涵盏了光机电一体化技术的各个主要方面。其中，第1章对光机电一体化技术的基本内容和方法做了概述；第2章介绍了光机电一体化术系统通用的典型传感器技术，以便于设计选型：第3章介组了光抱探则器技术的基本理论、主要探测器的工作原理和结构，以及一些典型应用电路；第4章介绍了传感器接口电路与基于微型计算机的数据集技术，本章偏重于介绍对摸拟量的数据采集技术：幕5章介细了蒸于草片机、P1C和工业控制P℃机的信息处理技术；第6章伺系统设计和选型介绍了光机电一体化技术系统常月的几和典型间服控割系统的原理和选举设计的基本计算方法：第7童个绍了光机电一体化系统机械本体技术签方面的内容；第8章介绍了光机电一体化系统构獎方法，并分析了一岁光机电一体化系统应用实例。本书偏重普及性、实用性和新颖性，并配有大量说明图表。本书尽量避免出现无益的、且过于繁复冗长的公式导出过程，在内容深度和语言叙迷方面力求面句不同层次的读者。本书可作为从事机械工程领城，或其他工程领减中光机电一体化技术应用和开发人员的技术参考书，以及大专院校机械工程类相关专业本科学生的教材和学习参考书。本书第2章、第3章、第4章和第8章的8.2.1和8.2.2由殷际英编写，第1章、第7 章，第8幸的8.1和8.2.3、8.2.4由林宋编写，第5章和第6章由方建军编写，全书由殿际英统稿。参加编写的还有何广平、徐宏海、田建君、张超英、谢富春、李余江、侯艳丽、韩秀梅、赖锡煌、胡春江、白传栋、孟荣光、张若青、吴壮志。由于编者水平所限，极清读者对书中的缺点错误提出宝贵批评和意见绵老 2003年3月

序光机电一体化是澈光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机被技术的相互交又与融合，是诸多商新技术产业和高新技术装备的基确。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、徽电子、自动控制和通讯技术于一体的高科技产品，具有很高的功能和附加信；光机电一体化技术是指共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。目前，国际上产业结构的调整使得各个行业不断融合和协调发展。作为光学：机械与电子相结合的复合产业，光机电一体化以其特有的技术带动性、融合性和苦适性，受到了国内外科技界、企业界和政府部门的特别关注，它将在提升传统产业的过程中，带来高度的创新性、渗适性和增值性，成为未来制造业的支柱，被誉为21世纪最具魅力的朝阳产业。我国已经将发展光机电一体化技术列为重点高新科技发展项目，北京市政府也干2001年7月23 日批准正式成立了北京市光机电一体化产业陪，预计到2010年，北京市光机电一体化广业总产值将达到336亿元。随着光机电一体化技术的不断发展，各个行业的技术人员对其兴趣和需求也与日俱增。但到目前为止，国内还鲜有特光机电一体化技术作为一个整体技术门类来介绍和论述的书箱，这与其方兴未艾的发展势头形成了巨大反差。有鉴于此，由北方工业大学、东华大学华中科技大学和上海交通大学联合编写光机电一体化丛书，旨在适时推出一套光机电一体化技术基本知识和应用实例的科枝丛书，满足科研设计单位、企业及高等院校的科研和散学的需求，为有关技术人员在开发光机电一体化产品时，提供从产品遍型、功能、结构、材料、传感测量到控制等清方面有价值的参考素材。本丛书共十本，包括《光机电一体化实用技术》、《现代数控机床》、《光机电一体化系统设计》、《智能机器人》、《光机电一体化技术产品实例》、《楼字设备自动化技术》、《关节型机器人》、《微机电系统设计与制造》、《藏光在加工和检测中的应用》、《光电传感器及其应用》。自2003年8月起陆续出版发行。丛书的基本特点，一是内容新额，力求及时地反映光机电一体化技术在国内外的最新进展和作者的有关研究成果；二是系统全面，丛书分门别类地归纳总结了光机电一体化技术的茶本理论和在国民经济各个领城的应屑实例，重点介绍了光机电一体化技术的工程应用方法和实现方法，许多内容，如楼宇白动门的专门论述，尚属国内首次；三是深入浅出，每本书重点突出，注重理论联系实际。既有一定的理论深度，又偏重实用性，力求满足不同层次读者的霄求，蓮合工程技术人员阅读和高校机械类专业教学的需要，由于本丛书涉及内容广泛，相关技术发展迅速，加之作者水乎有张，时问紧促，书中错误和不妥在所难免，恳请专家、学者和读者不吝指教为盼】《光机电一体化丛书》编委黄会 2003年5月于北京

第1章光机电一体化技术概述现代机械系统已发展成为集光、机、电、磁、声、热、液、气、算于一体的技术系统在20世纪70年代，微电子技术曾引起新技术领域的深刻变革，机电一体化技术就是在微电子技术向机械工业领城渗透过程中逐渐形成并发展起来的一门独立的综合性交叉学科，经过儿十年的发展，使得机电一体化的内涵和外延得到不断地丰富和拓宽。从最初的机械电子化、机械电脑化进而发展到光机电一体化、机械智能化和微机被化阶段从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又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、海洋等高科技领峨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。光机电一体化技术的待征是在机电一体化概念的禁础上强调了光、光电子、激光和光纤通讯等技术的作用，属于21世纪应用领域更为究阔的机电一体化技术。世界各国高新技术及其产业竞争的焦点正从微电子产业转向光电子信息产业，光机屯体化产业已经成为21世纪最具魅力的朝阳产业，光机电一体化技术产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性成为高新技术产业中的主导产业，将成为新世纪经济发展的重要支柱。目前国际上产业结构不断进行调整，使各行业不断胞合和协调发展，在提升传统产业的作用中，光机电一体化技术具有高度创新性、渗透性和增值性 1.1光机电一体化基本概念光机电一体化包括产品和技术两方面。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。光机电一体化产品是在其组成的各种技术相互渗透、相互结合的基础上，相互辅助、相互促进和提高，充分利用各个相关技术的优势，扬长避短，使组合后的整体功能大于组成整体的各个部分功能之和，使系统或设备的性能达到精密化、高柔化智能化。机技术早在1981年，由德国工程师协会、德国电气工程技术人员协会及其共同组成的精密工程技术专光学视械电工机家组提出的《关于大学精密丁程技术专业的建议书》中，将精密工程技术定义为光、机、电一体化相密工程技的综合技术，并用图1-1来说明其含义。它包括机光学校械（含液压：气动及微机械）、电工与电子、光学电子技及其不同技术的组合（电工与电子机、光电子技术与光学机械)，其核心为精密汇程技术。光机电一体化产品具有结构简单、功能多、效图1-1精密工程技术的含义