《机电一体化技术》课程教学资源（书籍文献）光机电一体化系统设计.pdf_大学文库

衣光机电一体化是燕光技术、徵电子技术、计算视技术、信息技术与机械技米的相互交叉与融合，是诸多商新技术产业和商新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电体化产品是集光学、机械、微电子、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值；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、使用花发展的技术。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、照合性和苦适性，受到了国为外科技养、企业界和政府部门的特利类注，它将在横升传统产业的过程中，带来高度的创新性、渗透性和增值性，威为未来制造业的支柱，被举为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，北京市政府也于2001年7月23 日批准正式成立了北京市光机电一体化产业基地，预计到2010年，京市光机电一体化产业总产值将达到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求也与日俱增但到目前为止，国内还鲜有将光机电一体化技术作为一个整体技术门类米介绍和论述的书箱，这与共方兴未艾的发展势头形成了巨大反差。有鉴于此，由方工业大学、东华大学华中科拉大学和上海交通大学联合编写光机电一体化丛书，白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技丛书，满足科研设计单位、企业及高等院校的科研和教学的簧求，为有关技术人员在开发光机电一体化产品时，提供从产品造型、功能、结构、材料传感测登到控制等诸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)、《玩代数控机床》、《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》、《漱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，一是内容新颖，力求及时地反映光机电一体化技术在国内外的最新进晨和作者的有关研究成果；二是系统全面，丛书分门别英地归纳总结了光机电一体化技术的基本理论和在同民经济各个领城的应用实例，重点介绍了光机电一体化技术的工理应用方法和实现方法，许多内容，知楼宇自动门的专门论述，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，又偏重实月性，力求满足不同层次读者的需求，适合工程技术人员阿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，加之作者水平有限，时间紧促，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》编辑委员会 2003年5月于北京

必言光机电一体化是集精密机械、光学、电子，直动控制和计算机技术于一体的现代机横系统，是知洪经济时代机械工业的发展方向。光机电一体化技术正在全世界范围内引起一场新的技术革奇。如果说20世纪是微电子的世纪，21世纪则是光电子的世纪。美国商务部也指出，滩在光电子行业取得主动权，谁就将在21世纪的尖墙科技中李魅。光机电一体化正是在机电一怀化技术的基础上引入光电子而形成的商新技术。目前，光机电一体化技术正方兴未艾，各国都十分重视光机电一体化技术及其产品的研发，我图也十分重视光机电一体化技术约发展，不少地方成立了光机电一体化高科技园区。高等院校也相继设立了机电一体化或光机电一体化专业，焙养社会急需的光、机、电结合的复合型技术人才。原有的机械行业从业人员也追切希望学习光机电一体化知识，跟上时代的步伐。为了清足大家学习光机电一体化技术的署要，化学工业出版社约请我们出版一套《光机电一体化丛书》。本书是这套丛节中的一本。作者根据多年的教学和科研实践，在原来讲义基础上经过改编和增加新的内容，编写这本光机电一体化系统设计。本书在系统方法论的指导下，围绕光、机、电有机融合的主线，全面地、系统地国球了光机电一体化奚统各组成部件的选型和设计。在此基础上，通过阁服系统设计实例来讨论光松电一体化系统的设计原理和方法。本书的第1章、第3章、第6章由方建军编写，第2章和第4章由郑有春编写，第5章和第？章由田建君编写。全书由方建军统精。罗学科教授在百忙中审阅全部文獭，并提出修改意见。在本书的骗写过程中，景作军、李凯老师，刘仕良、李览博、石杨、郑勇、徐海汪正煜、阴丽、张韬等同学给子了大力支持和协助，在此表示深深的谢意，由于作者水平有限，且时问仓促，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评指正。编者著 2003年6月

第1章光机电一体化系统的组成与应用 1.1光机电一体化的概念 20世纪？0年代，微电子技术引起了新技术领域的深刻变革，机电一体化技术应运而生。20世纪90年代，光机电一体化技术正引起一场新的革命。美、日等发达国家积极抢滩光机电一体化技术，企图在这个新的高技术领域独占整头。有人指出，20世纪是微电子的世纪，21世纪则是光电子的世纪。美国商务部也机饭技不指出，谁在光电子行业取得主动权，谁就将在 21世纪的尖端科技中夺躯。光学机械什么是光机电一休化？到目前为止，没有人能够给出它的精确定义。光机电-一体化概念的萌芽，可以追湖到德国提出的精密工程技术光学枝术早在1981年，在德国工程师协会、德国电气工电与电子技术程技术人员协会及其共同组成的精密工程技术专家组提出的《关于大学精密工程技术专业的建议书》中，提出将梢密工程技术定义为光机、电一体化的综合技术，并用图1-1来说明图-1精密工程技术的定义其定义。它包括机械（含液压、气动及微机械）、电工与电子、光学及其不同技术的组合《电工与电子机械、光电子技术与光学机械)，其核心为精密工程技术。精密工程技术的定义从某种程度上说明了光机电一体化的涵义。一般认为，光机电一体化是由光学、机械学、微电子学、信息处理与控制和软件等各种相关技术交叉融合而构成的群体技术。各种新技术的相互渗透和有机融合是光机电一体化技术的灵魂。光机电一体化是在机电一体化的基础上引入光学技术而形成的一门新技术。光学技术不是简单地加盟机电一体化技术，而是渗透在机电一体化的各个组成部分。在传感器方面，光学传感器得到广泛的应用。利用滋光的单色性强而制作的激光测距仪，提高了测量的精度和量程。例如，航空中心利用原有的测距传感器测量卫星的高度误差为7~10m,而用激光测距仪测量的误差仅为1~2cm。光学蚀刻技术是大规模集戒电路的制造手段。随着光子技术的发展，人们正在研究光子计算机。科用光子技术制作超大规模的集成电路，提高芯片的运行速度和抗干扰能力。在做光机电系统中，利用LGA技术可以在硅片上进行3维体加工，制造微驱动器，如微型电动机。利用微光机电技术，可以制作微型传感器，如微压力传感器、微光学开关等. 1.2光机电一体化系统的组成与实例 1.2.1光机电一体化的组成图12为光机电一体化的组成。它大体包括4个部分，本体结构、计算机控制器、驱动