機械電子技術與計算機的融合發展研究

王 浩

（荊楚理工學院，湖北荊門448000）

1 前言

信息技術逐漸朝著智能化方向發展，最早在1970年日本即提出了“機電一體化”的概念，所謂機電一體化就是將機械技術與電子技術融合為一體用于工業發展。隨著計算機技術的迅猛發展與廣泛應用，機電一體化技術的應用范圍不斷擴大，逐漸發展為一門將計算機技術、自動控制技術、伺服傳動技術、傳感檢測技術及機械電子技術等多項技術相互融合的綜合性系統技術。為此，機械電子技術與計算機技術的融合與應用成為當前信息化技術領域的焦點話題。

2 技術發展概況

2.1 機械電子化技術的發展

在傳統工業生產中主要的生產形式為手工制造，在生產過程中對相關生產參數調控的過程中，所使用的工具一般都是老式儀器，工業生產過程中需要對溫度、濕度及操縱壓力、速度等參數進行操控，在傳統生產模式背景下，加強對機械原理的了解成為了重點內容。同時隨著機械技術的不斷發展與成熟，計算機控制系統的出現，實現了對相關參數的自動化控制，同時也實現了對生產過程的整體控制。在當前的市場發展狀況下，機械電子技術成為主要的制造類工業應用技術，這也就是所謂的機電一體化技術。機電一體化技術分為兩個內容，即為模糊系統控制及變結構控制。其中模糊系統控制的理論基礎為模糊數學，通過建設擬人化的控制過程，實現對相關情況的了解與判斷。通過模糊系統技術能夠保證整個控制系統的精準、方便操作的同時，也更好的滿足工業生產需求。在機械電子化系統中，存在著很多變量及繁雜內容，模糊系統控制實現了對各項內容的有效控制。

2.2 計算機技術的發展

計算機技術是指計算機領域中應用的技術方法與手段，計算機技術的核心內容為計算機系統技術、計算機部件技術、計算機組裝技術及計算機器件技術等多項技術。計算機技術的應用范圍極為廣泛，成為人類文明發展中最為輝煌的篇章，計算機技術甚至關系到世界未來的發展。

計算機技術的發展帶動了計算機操作系統的出現，計算機操作系統是采樣理論、變換理論、差分理論及狀態空間理論等多項理論的有機結合而形成的完整系統。在多元性計算機理論的作用下更好的促進了控制技術的發展，并且發展成為計算機系統組成中的基礎環節。計算機系統的結構非常復雜，同時還會隨著時間的推移而變化，是一種非線性系統。為了將計算機系統有效應用于工業生產需要在原有系統基礎上融入各種控制理論，包括預測控制、模糊控制、魯棒控制等等，在計算機系統與多項控制理論融合過程中，逐漸形成了成熟的工業生產控制系統。

通常在化工生產中的自動化檢查環節中會用到計算機系統，實現對大量參數的分析與控制。計算機技術的不斷發展，逐步實現了對生產過程的全面控制，實現了標準化生產。

3 機械電子技術與計算機技術的融合應用

機械電子技術與計算機技術的融合是機電一體化技術的發展方向。在機電一體化技術應用過程中，充分的發揮了計算機技術的優勢，同時也促進了機械電子技術的充分應用。隨著機械電子技術功能的不斷豐富，實現了信息的科學處理，同時還提高了控制效率。在本文對機械電子技術及計算機技術的融合與實際應用方式進行了分析，確保在未來的工業化生產中，促進機械電子朝著智能化與自動化方向發展。

3.1 機械電子化技術與計算機技術的融合

機電一體化技術實際上就是機械電子化技術與計算機技術的融合，充分發揮了兩項技術各自的優勢，實現了自身性能的不斷優化。機電一體化系統中融合了控制因素、動力功能及信息處理等各項功能，保證了機械裝置與軟件系統的統一發展。同時，機電一體化技術充分發揮了機械電子化技術與計算機技術的使用功能，在生活及工業生產中都得到了廣泛運用。

3.2 機械電子化技術及計算機技術融合的應用

機電一體技術在融合了機械電子化技術與計算機技術的基礎上，實現了不斷的發展與使用，尤其是在柔性制造系統中得到了充分運用。例如橡塑機械，作為機械行業中的一個重要類型實現了機電一體化技術的初級應用。大連的橡塑機械廠研發了塑料注射成型機械多級控制系統，并且在上世紀80年研發了空成型多點控制技術，進一步促進了橡塑機械機電一體化發展。將機電一體化技術運用于柔性制造控制系統中主要內容包括計算機、數控機床等傳輸系統，并且在實際應用的過程中，結合產品需求進行針對性加工，實現了批量生產。

機械電子化技術與計算機技術的融合下，不僅實現了操作系統的優化，同時還促進了生產過程的可操作性及可編程性，在機電一體化應用過程中實現了針對性生產，同時還對原有生產中存在的缺陷進行不斷的優化。在信息化生產技術發展驅使下，實現機械電子化技術與計算機技術的融合具有重要意義，能有效的提升使用性能。在各個發展領域中，機電一體化技術的應用規模不斷擴大，拓展了原有機械功能的同時還實現了智能化因素的增加，為機電一體化技術的進一步發展起到了促進作用。在未來的機械發展中，機器人同樣也實現了機械智能化發展，機器人的應用不僅提高了人們的生活質量，同時也提高了人力資源的優化配置。為此，機械電子技術及計算機技術融合技術的不斷發展與應用對于社會的發展具有重要意義。

4 機械電子化技術與計算機技術融合的具體應用

4.1 工業機器人應用

工業化機器人是運用于工業生產領域，具有多關節機械手，自由度較高的機器人。工業機器人能夠自動執行工作，能夠通過固定程序來控制與操作，完成各項功能提高工業生產效率。通常工業化機器人的控制系統主要依賴于數控機床的伺服軸及遙控操縱器的連桿機構的配合，通過計算機編程使機器人在電腦指揮下完成重復操作，保證機器人能夠按照預先編排的程序基礎上運行，因此機器人就能夠脫離人工控制而自行工作。所以，工業機器人應用的主要技術即為計算機編程及指令重復示教再現技術，兩種技術的綜合運用實現了工業機器人完成簡單工作，有效的緩解了工業勞動力壓力，減少了出錯率，實現了生產流水線的優化，提升了生產效率，降低企業生產成本。

4.2 自動售賣機的應用

當前在社會中，自動售賣機隨處可見，自動售賣機實際上就是將機械電子技術與計算機技術進行融合，實現了微型計算機控制系統的充分利用。用戶只需要將錢幣放置在投放位置，自動售賣機就能夠對貨幣進行識別，再由用戶通過屏幕選擇商品，經過售賣機的判別操作，完成商品識別，最后實現出貨與找零。自動售賣機都是于設備內部放置光傳感技術設備，提高對貨幣及商品掃描的成功率。自動售賣機應用于火車站、公園等場所的售票系統，大大的方便了人們的生活，提高了人們的消費水平。

4.3 農業方面的應用

機電一體化技術在農業生產中也獲得了廣泛應用，推動著傳統農業生產朝著智能化生產發展。傳統工業生產方式結合信息化技術中的微電子、實時控制及傳感等技術，使得農業生產效率獲得顯著提升。例如，通過利用計算機技術中的視覺技術實現對圖像的處理，該技術應用于農業生產中，農民能夠遠程管理及檢查農產品的生長狀況；通過高精度導航系統的應用，指揮農業機械進行大規模的作業，例如大面積的耕種、松土或者收割，在很大程度上降低了人力資源消耗，提高生產效率。機械電子技術與計算機融合技術應用于農業生產中，對整個農業領域都產生了影響，通過新型技術的應用，降低了人力、物力及財力上的消耗，節約了農業生產成本，提高農業生產的科學化，改善了勞動者的操作環境，提高了農民的生活水平。

4.4 電腦橫機的應用

所謂橫機就是指組織橫機，是一種使用橫向編制床進行編制的機器，橫機的發展史中，先后出現了手搖橫機、電腦加針橫機及電動橫機。其中電腦橫機就實現了機械電子技術與計算機技術的融合，使得電腦橫機發展成為世界針織行業中最為普遍的針織生產方式。電腦橫機的生產穩定，操作方便，針織操作系統也容易編輯，在實際生產中還能夠通過高級的設計軟件應用而實現針織方式的設計。電腦橫機技術的應用有效的縮短了生產工期，產品質量也得到提高，相比于傳統橫機操作，更加簡單，突破傳統橫機限制，改善了工人工作環境，對于推動行業發展起到了關鍵作用。

5 結束語

本文對信息改革背景下機械電子技術與計算機技術融合的重要性，并且對當前融合技術的具體應用進行了總結，包括工業機器人、自動售賣機、電腦橫機及農業機械中的應用，為機電一體化技術的進一步發展與應用起到積極作用。