基本概念
精度提高，功能增加
综合性与系统性
与传统的机械产品比较，光机 电一体化技术具有的优点。
多层次，覆盖面广 结构简单，方便操作 高可靠性，高稳定性
基本概念
• 光机电一体化产品是一种包含：
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：
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。
光机电一体化的发展
机电一体化技术是随着生产的发展，在以机 械技术、电子技术、计算机技术为主的多门 学科相互渗透结合的过程中逐渐形成的一门 边缘学科。而激光技术、信息技术使机电一 体化技术整体上了一个新台阶，越来越多的 光学元件被应用到机电一体化系统中，导致 了机电一体化的一个重要分支——光机电一
光机电一体化
光机电一体化的基本概念
光机电一体化的发展 光机电一体化的应用及构成 总结
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。其系统主要由动力、 机构、执行器、计算机和传感器组成。 • 光机电一体化包括产品与技术两方面。
先进制造装备
计算机辅助设计 计算机辅助制造 管理信息系统计算机辅助工艺过程设备
光机电一体 化产业的 主要领域
仪器仪表装备
自动测试技术 信息处理技术 传感器技术 现场总线技术
先进印刷装备
数字印刷技术 制版技术
先进医疗装备
图像处理技术 影像显示技术 医用激光技术
光机电一体化的应用与构成
动力
传感器
计算机
精密激光切割机是利用激光技术和数控技术设计而成的一种切 割和打孔专用设备，具有激光功率稳定，光束模式好，峰值功 率高，高效率、低成本、安全、稳定、操作简便等特点。 整机由精密切割激光器、精密激光切割头、激光电源、冷却系 统、激光指示定位系统、导光系统、CNC控制系统、气体控 制系统、精密二维工作台、同轴监视系统等组成。适用于金属 或非金属板材、管材进行非接触切割打孔，特别适合不锈钢板， 铁板，硅片，陶瓷片，金刚石等材料的切割打孔。 广泛应用于机床、交通运输机械、冶金机械、电子、电器业、 电机制造业、汽车制造业、通讯、广播及信息业、航空、航天 工业、石油、化工工业、石材、塑料及橡胶制品等行业。
体化的诞生。
光机电一体化的发展
• 国内外发展概况
1986年我国在启动863计划中，将光电子 器件及其集成技术列为信息领域的三大主 题之一，光机电一体化技术也被列为国家 “十五”高新技术中点扶持项目。我国光 电子产业总产值已由1995年的10多亿美 元发展到2004年的近500亿。近年来，随 着光电子技术在信息领域的作用越来越重 要，一些地方兴起了“光电子热”和“光 谷热”。
工作原理：
激光具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产 生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物 品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而 迅速的融化或则汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的 目的。我们应该先在CORELDRAW、AUTOCAD里将图形做 成矢量线条的形式,气动打标机，然后存为相应的PLT、DXF 格式，用激光切割机操作软件打开该文件，根据我们所加工的 材料进行能量和速度等参数的设置再运行即可。激光切割机在 接到计算机的指令后会根据软件产生的飞行路线进行自动切割。
光机电一体化的应用与构成
客户需求 设计环节 机械制造 制造环节
光机电一体化产品
光电子
制造系统集成
电力电子
光机电一体化产业链的技术环节
总
结
• 光机电一体化技术是光学、微电子学、计算机信 息、控制技术和机械制造及其他相关技术交叉与 融合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。它从系统过程的角度 出发，使得产品或系统实现整体优化。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 成为新世界经济发展的重要支柱。因此，光机电 一体化技术及其产品反映了当今机械工业技术和 产品发展的主要趋势。当然，与光机电一体化相 关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展, 各 种技术相互融合的。
执行机构
人机交流
光机电一体化的应用与构成
光机电一体化的运用
1 光机电一体化在设计中的运用 （1）信息处理技术 （2）传感器检测技术 （3）设计步骤 2 光机电一体化在制造中的运用 （1）传感器检测技术 （2）激光加工技术 ①激光加工 ②金属表面的激光强化 ③激光快速成型 ④激光金属塑性成形
光机电一体化的应用与构成
谢谢！
制作人：刘怀刚
基本概念
由德国工程师协会、德国电气工 程计算人员协会及其共同组成的 精密工程技术专家组提出将精密 加工技术定义为光、机、电一体 化的综合技术。
机械 技术
电工机械
电工与电 子技术
精密工 程技术 光电
光学机械
子技术
光学技术
基本概念
• 光机电一体化的技术特征
1、精密化。光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自 动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。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。 2、最佳化。随着电子技术的发展，为实现某一功能或某一控制规律的方案 大大增多。在产品设计时，可以使机械技术和电子技术有机地结合起来，实 现系统整体的最佳化。 3、智能化。光机电一体化产品可以按照预定的动作顺序或被控制的数学模 型，有序地协调各相关机构的动作，达到最佳控制的目的。其控制系统大多 具备自动控制、自动诊断、自动信息处理、自动修正检测等功能。 4、柔性化。光机电一体化产品往往只需通过软件改变指令，即可达到改变 传动机构的运动规律。
光机电一体化的发展
• 美国政府已将光子学定为国家发展的重点，认为光子学对 国家安全与经济竞争有这深远的意义和潜力，并把光子学 列为当前20项关键技术之一。为此，美国已建立了若干个 光子学技术中心。德国政府已确定光子学是在21世界初对 保持德国在国家市场上先进地位至关重要的九大关键技术 之一。澳大利亚集中了10个重要单位的力量成立了光子联 合研究中心，重点开拓信息技术和新产品。光电子产业是 21世纪市场潜力巨大，产值迅猛增长的高新技术支柱产业。 例如，光电子产业在全世界的产值：2007年世界光电子 产业总值达3150亿美元，据美国光电子产业振兴协会的 报告预测，2010年全球光电子产业总值将达到4500亿美 元。
光机电一体化的发展
光机电一体化的发展
• 光机电一体化的发展方向
光机电一体化是机械、微电子、光 学、控制、计算机、信息处理等多 学科的交叉融合，其发展和进步有 赖于相关技术发展和进步，其主要 发展方向有数字化、智能化、模块 化、网络化、人格化、微型化、集 成化、带源化和绿色化。
光机电一体化的应用与构成