Presentó las características técnicas de la optomecatrónica, estudió el estado tecnológico actual y las tendencias de desarrollo en el país y en el extranjero, y señaló las perspectivas de desarrollo futuro y algunos puntos técnicos importantes. .
Palabras clave: Tendencias en tecnología de integración óptica, mecánica y eléctrica
En los últimos años, la tecnología de integración óptica, mecánica y eléctrica se ha desarrollado rápidamente y se ha utilizado ampliamente en la industria civil y en los campos militares. Por lo tanto, la tecnología de integración óptica, mecánica y eléctrica se ha convertido en una tendencia importante en el desarrollo de la tecnología de la industria mecánica.
1. Características técnicas de la optomecatrónica
El sistema optomecatrónico se compone principalmente de cinco partes: fuente de alimentación, mecanismo, actuador, ordenador y sensor, formando un flexible totalmente funcional. sistema de automatización. Entre ellos, el software, el hardware y los sensores son componentes importantes de la tecnología opto-mecatrónica. En comparación con los productos mecánicos tradicionales, los productos de integración óptica, mecánica y eléctrica tienen las siguientes características técnicas.
1. Tamaño pequeño, peso ligero, gran adaptabilidad y más fácil de operar.
La tecnología de integración optomecánica y eléctrica permite a los operadores deshacerse del modo de trabajo anterior de tener que operar de acuerdo con procedimientos prescritos o realizar operaciones monótonas y repetitivas con frecuencia después de las vacaciones. Pueden controlar y cambiar de manera flexible y conveniente. procedimientos operativos de producción según sea necesario. Las acciones de cualquier dispositivo opto-mecatrónico se pueden controlar paso a paso mediante programas preestablecidos, e incluso el funcionamiento puede ser totalmente automatizado e inteligente.
2. Funciones añadidas y precisión muy mejorada
El sistema de integración optomecánica y eléctrica incluye equipos, instrumentos y componentes mecánicos automatizados e inteligentes que integran tecnologías modernas como láseres y computadoras. ¿La adopción de tecnología electrónica permite controlar la alimentación de paquetes? Se mejora el nivel y se acelera la velocidad de cálculo. El sistema de control automático electrónico puede seguir con precisión acciones preestablecidas y sus funciones de autodiagnóstico, corrección y compensación pueden reducir errores y lograr una precisión de trabajo que no se puede lograr por medios puramente mecánicos. Al mismo tiempo, debido a la reducción de componentes de transmisión mecánica, los errores causados por el desgaste mecánico y la holgura de ajuste también se reducen considerablemente.
3. Parte del hardware está basado en software y se mejora el grado de inteligencia.
Los equipos mecánicos tradicionales generalmente no cuentan con funciones de automantenimiento ni de autodiagnóstico. La tecnología de integración optomecánica y eléctrica permite que los equipos electrónicos controlen, detecten, recopilen y procesen información automáticamente, ajusten, corrijan, compensen, autodiagnostiquen, protejan y registren, muestren e impriman automáticamente los resultados del trabajo de acuerdo con las intenciones humanas. Sin cambiar la parte de hardware, la función del producto se puede cambiar cambiando el contenido del software, como programas e instrucciones, de modo que la determinación y la tendencia cambiante del contenido de la función de control mecánico estén "basadas en software" y sean "inteligentes". p>
4. Mejorar la confiabilidad del producto y extender la vida útil.
Las partes móviles de los dispositivos mecánicos tradicionales generalmente van acompañadas de errores de movimiento causados por el desgaste y la holgura de las partes móviles, lo que resulta en un aumento de la fricción, el impacto y la vibración del movimiento, afectando gravemente la vida útil, la estabilidad y la confiabilidad de los dispositivos mecánicos tradicionales. dispositivo. La aplicación de tecnología de integración óptica, mecánica y eléctrica reduce la cantidad de partes móviles del dispositivo y reduce en gran medida el desgaste. Por ejemplo, los interruptores de proximidad integrados incluso no tienen partes móviles ni desgaste mecánico. Por lo tanto, se prolonga la vida útil del equipo, se reduce la tasa de fallas y se mejora la confiabilidad y estabilidad del producto.
5. Se ha mejorado el sistema del producto y se han mejorado los requisitos de coordinación entre varias partes del sistema.
La optomecatrónica es una disciplina a la vanguardia de la ciencia y la tecnología. La integración de múltiples tecnologías y la combinación de múltiples partes hacen que las tecnologías y productos de integración óptica, mecánica y eléctrica sean más sistemáticos, completos y científicos. La integración en un sistema completo tiene requisitos estrictos para la cooperación mutua de varios componentes, lo que requiere que varias tecnologías aprovechen al máximo sus respectivas ventajas, maximicen sus fortalezas y eviten debilidades, y mejoren la coordinación del sistema.
2. Estado de la investigación y tendencias de desarrollo
1. Estado de la investigación
Desde la reforma y apertura de China, el campo científico y tecnológico se ha ido poniendo al día. La tecnología de integración óptica, mecánica y eléctrica de nuestro país ha logrado logros notables y los productos CNC han mejorado enormemente. En particular, los dispositivos CNC económicos y sensibles se han desarrollado rápidamente y son productos económicos y prácticos únicos en mi país. No sólo satisfacen las necesidades del mercado interno, sino que algunos productos también se exportan junto con la computadora central. Cada vez hay más productos de maquinaria nacional que utilizan controladores programables (PC) y equipos de control de tecnología microelectrónica, y su cobertura también se expande día a día, desde maquinaria textil, equipos de procesamiento de rodamientos, máquinas herramienta, máquinas de moldeo por inyección hasta máquinas de fabricación de neumáticos de caucho. , maquinaria pesada, maquinaria ligera, etc. Maquinaria industrial.
Los equipos optomecánicos desarrollados y producidos en nuestro país también han logrado importantes avances en calidad, sentando una buena base para su futura promoción y aplicación. 2. Tendencia de desarrollo
La tecnología de integración eléctrica y optomecánica ha penetrado en diversas disciplinas y campos, convirtiéndose en una nueva disciplina y gradualmente convirtiéndose en una industria. Estas industrias están recibiendo cada vez más atención como nuevos puntos de crecimiento económico. ? Desde la perspectiva del desarrollo mundial de la ciencia y la tecnología, los puntos técnicos críticos de la futura tecnología de integración eléctrica y optomecánica incluyen principalmente.
(1) Tecnología láser
1) Alta monocromaticidad Cuando se utiliza un láser de alta monocromaticidad para mediciones de precisión, la precisión y el rango de la medición se pueden mejorar considerablemente.
2) Alta directividad, debido a que puede transmitir energía luminosa y controlar instrucciones a largas distancias, se puede utilizar para comunicaciones láser de larga distancia, alcance láser, radar láser, navegación láser y control remoto.
3) Alto brillo Aprovechando las características de alto brillo del láser, el rayo láser de brillo medio puede generar una temperatura alta de varios miles a decenas de miles de grados cerca del foco, fundiéndose o vaporizándose. el objeto en el punto de irradiación, que es perjudicial para diversos materiales y productos para procesamiento especial.
4) Coherencia, porque la velocidad y frecuencia del láser son únicas y la dirección de fase es la misma. Es adecuado para el desarrollo de comunicaciones láser, holografía, impresión láser y computadoras ópticas. En aplicaciones prácticas, algunas tecnologías láser cambiarán las características de la radiación láser y tendrán una gama más amplia de aplicaciones.
(2) Tecnología de detección de sensores
1) La alineación láser puede medir la rectitud, la planitud, el paralelismo y la perpendicularidad, y también se puede utilizar como medida de referencia en el espacio tridimensional.
2) El alcance del láser tiene un largo rango de detección, alta precisión, fuerte antiinterferencia, tamaño pequeño y peso liviano, pero se ve muy afectado por la naturaleza.
3) Los detectores de fibra óptica se utilizan con mayor frecuencia en entornos con objetivos pequeños, intervalos limitados o entornos peligrosos.
Otras tecnologías de procesamiento incluyen perforación láser, ranurado = marcado, deposición fotoquímica y otras tecnologías de procesamiento.
(3) Tecnología de creación rápida de prototipos por láser
La creación rápida de prototipos por láser utiliza una computadora para convertir un objeto tridimensional complejo en una capa bidimensional, sinterizando polvo termoplástico o papel adhesivo. y Los puntos y las líneas construyen la superficie (capa) de la pieza, que luego se forma capa por capa. La tecnología de creación rápida de prototipos mediante láser puede permitir que nuevos productos se comercialicen lo antes posible, mejorando en gran medida la capacidad de los fabricantes de automóviles para adaptarse al mercado y la competitividad de sus productos.
(4) Tecnología de accionamiento de energía luminosa
Los actuadores ópticos y los robots ópticos pueden estar fabricados de materiales deformables inducidos por la luz. Actualmente, se ha desarrollado con éxito un controlador óptico. Su principio de funcionamiento es que se irradia luz sobre la aleación con memoria de forma, y el material se enciende y apaga repetidamente para expandirse y contraerse, y luego las características de temperatura del imán sensible a la temperatura se utilizan para adsorber el extremo del material al sustrato. Utilizando la expansión y contracción del propio material y las características de adsorción de los extremos, junto con el interruptor de la luz, se pueden lograr las acciones requeridas. Los experimentos han demostrado que el disco puede caminar sobre la superficie superior. Este objetivo nacional se encuentra en sus primeras etapas. Si se pueden encontrar sustancias dinámicas con excelentes propiedades de acción luminosa, se podrá utilizar ampliamente la tecnología de impulso de energía luminosa.
3. Conclusión
La reforma técnica y el soporte técnico correspondiente son la base de la tecnología innovadora. Existen diferentes niveles y grados flexibles de libertad en el desarrollo de productos optomecatrónicos. Cuando la electrónica se introduce adecuadamente en la tecnología mecánica, la apariencia de los productos y las industrias puede cambiar rápidamente. Una vez que un producto logre la integración óptica, mecánica y eléctrica, tendrá un alto nivel de funcionalidad y valor agregado, lo que traerá enormes beneficios sociales y económicos a los desarrolladores, productores y usuarios.
Referencia
[1] Compilado por Song Yunduo. El futuro de la industria de integración eléctrica y optomecánica. Información óptica y mecánica, 2003(12)
[2] Liang·. Avances de la investigación de sistemas electromecánicos microópticos en el país y en el extranjero. Información óptica y mecánica, 2000(8)
[3]?Wang Jiachun. Desarrollo y perspectivas de la tecnología de soldadura láser. Tecnología láser, 2001(2)