光机电一体化产品的构成及特点

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于一体的高科技产品。光机电一体化产品是在其组成的各种技术相互渗透、相互融合的基础上，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。

典型的光机电一体化产品分为系统（整机）和基础元部件两类，光机电一体化产品主要包括五大类：

1）先进制造技术设备。

2）机电一体化机械设备。

3）机电基础件。

4）仪器仪表。

5）监控设备及控制系统。

光机电一体化系统是由动力系统、机械本体、执行装置、电子控制单元和光电检测传感器5个部分组成的一个功能完善的自动化系统，如图1-1所示。其中电子控制单元和光电检测传感器是光机电一体化系统的重要组成部分，图1-2的数控机床伺服系统就是一个典型的例子。

图1-1 光机电一体化系统的构成(www.xing528.com)

1）电子控制单元由计算机和输入输出口组成。在光机电一体化产品中，常用的计算机有单片机、可编程控制器和工业控制计算机等。输入输出口是控制器接受传感器返回的电信号，并将处理结果输出，从而驱动执行装置的接口，进行处理、运算、决策，实现控制功能。要求高可靠性、柔性和智能性。

2）执行装置包括机械传动与操作机构，接收控制信息，按照控制器发出的指令，将光电信号转换为机械能，驱动机械部分进行运动，完成要求的动作，实现主功能。

3）光电检测传感器是获取信息的工具，它检测产品内部状态和外部环境，将被测对象的状态转化为光电信号，实现计测功能。应做到体积小、精度高、抗干扰。

图1-2 数控机床伺服系统组成

4）机械本体是光机电一体化产品所有功能的支撑结构，完成系统的结构功能。机械结构以机身、框架、机械连接等形态来支持机构，实现构造功能，它在光机电一体化产品中往往占据很大的体积和重量，因此应尽量采用新材料、新工艺、新结构，使光机电一体化产品具有可靠、紧凑、美观的特点。

5）动力系统为光机电一体化产品提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。应力求效率高和可靠性好。

光机电一体化技术在光信息处理和光通讯机两个方面的应用尤为显著，特别是其中的大存储、高速度、高可靠性、长寿命、低成本光盘的开发以及液晶平板式显示器、光局域网络的研制生产，都是光机电一体化产品的典型开发实例。