光机电一体化技术应用及发展

光机电一体化是在机械工业生产领域中不断渗透和融入微型电子技术，并与机械技术密切融合后而展现出的现代化工业技术，它不仅融合了多门类的学科理论知识，还整合了其相关技术。光机电一体化系统是一个聚集了结构简单、功能齐全、资源利用率高、精度准确、能耗较低、使用操作方便等特点的柔性电气自动化控制系统。
目前许多高新技术产业及其装备都是以光机电一体化技术为基础的，比如机械加工、医疗器械、家用电器以及军事装备。在一些信息通讯、生物化工、能源开采、资源利用等高科技领域以及传统产业技术的升级和改造中都与光机电一体化技术息息相关。未来的工业生产和人们生活需要一种既具备带动性和融合性，又能适用广泛的技术产业，因此具备这些特点的光机电一体化技术将会不可替代。
1、光机电一体化技术的国内外研究现状
20世纪70年代，机械与电子专业的相互融合，促进了机电一体化的迅猛发展。大家通常把“机电一体化”理解为涵盖机、电两个学科在内的多学科集成方法，可以对产品的开发和制造系统进行全面系统自由设计。由此可见，产品和产品的生产制造系统是机电一体化常运用的场所。光机电一体化技术在20世纪90年代的崛起，促使*的技能产业领域发生了具有深远意义的革新。在国外一些发达国家对于光机电一体化系统的开发与研究非常重视，以致其发展比较迅速。像欧美和日本等发达国家有着汽车制造工业、电气设备制造业等与机
电一体化技术密切关联的工业基础，因此在这些国家里由机电一体化技术延伸而来的光机电一体化技术的产品的商业化和市场存有量和新产品的开发与研制以及新的理论的建立等方面都处在技能产业领域的位置。
由于我国的工艺技术水平较国外一些发达国家落后，因此在产业技能领域还存在很大差距。自改革开放以来，我国在科技产业方面比较重视，促使我们在科技领域出现了奋勇直追的赶超现象，从而推进了我国在光机电一体化技术方面研究与发展，并取得了显著的成绩。由于光机电技术的发展使我国的数字产品在控制方面的水平出现了很大的提升，针对我国现状，*的既经济又实用的科技产品—经济灵敏型数字自动控装置的发展尤为迅速，在国内市场科技产品的数量上需求比重较大。目前还有一部分光机电一体化技术相关的产品和主机组合在一起成套出口国外。就现阶段而言，我们国内运用可编程序逻辑控制器（PLC）和微电子技术控制技术的机械产品数量较多，这种机械产品的运用范围也比较广泛，它涉及到纺织加工机械设备、机床设备、轴承加工以及重、轻型机械设备等，我国自主开发研制并生产应用光机电一体化设备的性能和质量也有很大的提高，性价比也很高，为以后的推广做好了充足的准备。
2、光机电一体化技术的运用情况
光机电一体化技术的运用领域范围较广，涵盖了机械制造设计行业、电力行业、微电子行业、钢铁行业以及材料业等各行各业。光机电一体化技术包含的学科技术层面较为繁杂，主要体现在以下四个技术层面上：
2.1信息处理技术
运用计算机从大量的数据中采集出所需数值，并进行相关处理，结果以图文并茂的形式形象的显示出来，同时对处理数据时所产生的误差进行修正和补偿；由于计算机具有高速运算以及快速存储数据的能力，可用来提升光机电一体化系统分析数据、问题及实时反应的速度；运用计算机自动识别和处理图像信息，并通过网络来进行协同工作，使信息达到共享目的。
2.2激光技术
激光具有一些别具*的优点，可作精密测量用，以提高测量的度和量程范围；在光纤通讯和航海航天领域利用激光可实现远距离通信和导航服务；利用激光束产生的高温熔化或汽化物体，对各种材料和产品进行打孔、切割、划线、光刻和微细加工等特殊处理；由于激光束频率单一，光线叠加幅度稳定，在印刷技术以及光学计算机的研制方面应用优化了产品的性能。
2.3传感检测技术
在数控机床工件加工过程中常用激光传感器来测量和校验所需数据。利用激光与众不同的多普勒物理特性，用来快速准确地确定被测物体的运动速度；激光的空间感和距离感较强，可以用来测量三维空间的基准数据，并可实现高度的远距离测量；使用光纤探测器可在空间较小和危险的环境中进行检测。
2.4先进制造技术
利用计算机制图方法，将立体的三维物体的复杂图形转化为二维层面的简单图形，然后运用高等数学中的“积分”思想，以激光形成的点和线为基础构造出零件的二维层面，由二维层面逐层叠加以塑铸成元器件。此过程不需要与机械接触和任何产品模具的参与就可以直接生产出金属材质的产品，这是激光金属塑性成形的先进制造技术，它简化了新产品的生产过程，缩短了生产
产品所需用的时间，并提升了产品在市场上的说服力和
竞争力。
3、光机电一体化技术的未来发展方向光机电一体化是把机械制造技术、微电子技术、光感技术、自动控制技术以及计算机、信息处理等多学科技术相互交叉融合在一起的群体技术。高科技术作为“引路人”，带领着光机电一体化技术向着数字智能化、模块集成化、网络人性化以及微型、绿色的方向勇往直前。
3.1数字智能化
要求光机电一体化产品的系统必须可靠，管理和维护简单便捷，自诊断能力较强。光机电一体化的人机界面应更加方便用户操作，并且用户可根据自己不同的需求自行调整和改进人机界面。随着高科技术在人工智能、神经网络及光纤等领域的研发突破，使光机电一体化产品融入了类似于人类的思维逻辑、判断推理以及自主决策能力的功能。
3.2模块集成化
光机电一体化的产品种类繁多，生产厂家也层出不穷，研发具有机械、电气等标准化的模块是一件有利于光机电一体化技术发展并具有举足轻重的事。把一些相关功能集成在一个单元模块上不仅有利于产品的安装，还便于快速研发新产品。集成化是现代科学所追崇的技术趋势，它包含了各种不同的技术，可优化产品结构，增加产品的种类，以小批量生产模式来提高自动化的生产效率，从而使光机电一体化产品的系统功能更加齐全，并达到优化性能、强化功能的效果。
3.3网络人性化
由于现在网络技术在人们的生产生活中随处可见，已达到*的地步，作为光机电一体化产品的远程控制的终端设备正具优势。利用先进的网络技术将各种家用电器以不同的模式在一起，形成以计算机为中心的控制系统，以便于人们对自家用电设备的总体控制。在未来，家用电器网络化将会实现家庭电气自动控制的智能化家庭。人是光机电一体化产品的zui终使用对象，调整光机电一体化产品的外形和色彩等方面要求，使其外界环境相协调一致，以达到满足人们在视觉上和感观上的艺术享受。把光机电一体化产品的网络化和人
性化相结合，达到理想人性化设计。
3.4微型化
光机电一体化技术作为一项高科技术，要跟随技术发展潮流向微观世界“进军”。微型化的光机电一体化产品有着小体积以及耗能少、灵活、多变的特性，决定了它在信息通讯领域、生物医疗领域以及军事装备领域等方面中应用的不可替代和的作用。
3.5绿色化
绿色产品的呼声越来越高，体现了人们对保护环境、崇尚自然、回归本真的愿望，也就是在环境保护规定以及人类健康生活的标准下设计、生产和使用以及回收产品过程都要严格，做到不破坏生态环境、资源利用率高、回收及时的要求。光机电一体化的绿色产品将更具市场适应力。