机械电子技术与计算机的融合发展研究

王 浩

（荆楚理工学院，湖北荆门448000）

1 前言

信息技术逐渐朝着智能化方向发展，最早在1970年日本即提出了“机电一体化”的概念，所谓机电一体化就是将机械技术与电子技术融合为一体用于工业发展。随着计算机技术的迅猛发展与广泛应用，机电一体化技术的应用范围不断扩大，逐渐发展为一门将计算机技术、自动控制技术、伺服传动技术、传感检测技术及机械电子技术等多项技术相互融合的综合性系统技术。为此，机械电子技术与计算机技术的融合与应用成为当前信息化技术领域的焦点话题。

2 技术发展概况

2.1 机械电子化技术的发展

在传统工业生产中主要的生产形式为手工制造，在生产过程中对相关生产参数调控的过程中，所使用的工具一般都是老式仪器，工业生产过程中需要对温度、湿度及操纵压力、速度等参数进行操控，在传统生产模式背景下，加强对机械原理的了解成为了重点内容。同时随着机械技术的不断发展与成熟，计算机控制系统的出现，实现了对相关参数的自动化控制，同时也实现了对生产过程的整体控制。在当前的市场发展状况下，机械电子技术成为主要的制造类工业应用技术，这也就是所谓的机电一体化技术。机电一体化技术分为两个内容，即为模糊系统控制及变结构控制。其中模糊系统控制的理论基础为模糊数学，通过建设拟人化的控制过程，实现对相关情况的了解与判断。通过模糊系统技术能够保证整个控制系统的精准、方便操作的同时，也更好的满足工业生产需求。在机械电子化系统中，存在着很多变量及繁杂内容，模糊系统控制实现了对各项内容的有效控制。

2.2 计算机技术的发展

计算机技术是指计算机领域中应用的技术方法与手段，计算机技术的核心内容为计算机系统技术、计算机部件技术、计算机组装技术及计算机器件技术等多项技术。计算机技术的应用范围极为广泛，成为人类文明发展中最为辉煌的篇章，计算机技术甚至关系到世界未来的发展。

计算机技术的发展带动了计算机操作系统的出现，计算机操作系统是采样理论、变换理论、差分理论及状态空间理论等多项理论的有机结合而形成的完整系统。在多元性计算机理论的作用下更好的促进了控制技术的发展，并且发展成为计算机系统组成中的基础环节。计算机系统的结构非常复杂，同时还会随着时间的推移而变化，是一种非线性系统。为了将计算机系统有效应用于工业生产需要在原有系统基础上融入各种控制理论，包括预测控制、模糊控制、鲁棒控制等等，在计算机系统与多项控制理论融合过程中，逐渐形成了成熟的工业生产控制系统。

通常在化工生产中的自动化检查环节中会用到计算机系统，实现对大量参数的分析与控制。计算机技术的不断发展，逐步实现了对生产过程的全面控制，实现了标准化生产。

3 机械电子技术与计算机技术的融合应用

机械电子技术与计算机技术的融合是机电一体化技术的发展方向。在机电一体化技术应用过程中，充分的发挥了计算机技术的优势，同时也促进了机械电子技术的充分应用。随着机械电子技术功能的不断丰富，实现了信息的科学处理，同时还提高了控制效率。在本文对机械电子技术及计算机技术的融合与实际应用方式进行了分析，确保在未来的工业化生产中，促进机械电子朝着智能化与自动化方向发展。

3.1 机械电子化技术与计算机技术的融合

机电一体化技术实际上就是机械电子化技术与计算机技术的融合，充分发挥了两项技术各自的优势，实现了自身性能的不断优化。机电一体化系统中融合了控制因素、动力功能及信息处理等各项功能，保证了机械装置与软件系统的统一发展。同时，机电一体化技术充分发挥了机械电子化技术与计算机技术的使用功能，在生活及工业生产中都得到了广泛运用。

3.2 机械电子化技术及计算机技术融合的应用

机电一体技术在融合了机械电子化技术与计算机技术的基础上，实现了不断的发展与使用，尤其是在柔性制造系统中得到了充分运用。例如橡塑机械，作为机械行业中的一个重要类型实现了机电一体化技术的初级应用。大连的橡塑机械厂研发了塑料注射成型机械多级控制系统，并且在上世纪80年研发了空成型多点控制技术，进一步促进了橡塑机械机电一体化发展。将机电一体化技术运用于柔性制造控制系统中主要内容包括计算机、数控机床等传输系统，并且在实际应用的过程中，结合产品需求进行针对性加工，实现了批量生产。

机械电子化技术与计算机技术的融合下，不仅实现了操作系统的优化，同时还促进了生产过程的可操作性及可编程性，在机电一体化应用过程中实现了针对性生产，同时还对原有生产中存在的缺陷进行不断的优化。在信息化生产技术发展驱使下，实现机械电子化技术与计算机技术的融合具有重要意义，能有效的提升使用性能。在各个发展领域中，机电一体化技术的应用规模不断扩大，拓展了原有机械功能的同时还实现了智能化因素的增加，为机电一体化技术的进一步发展起到了促进作用。在未来的机械发展中，机器人同样也实现了机械智能化发展，机器人的应用不仅提高了人们的生活质量，同时也提高了人力资源的优化配置。为此，机械电子技术及计算机技术融合技术的不断发展与应用对于社会的发展具有重要意义。

4 机械电子化技术与计算机技术融合的具体应用

4.1 工业机器人应用

工业化机器人是运用于工业生产领域，具有多关节机械手，自由度较高的机器人。工业机器人能够自动执行工作，能够通过固定程序来控制与操作，完成各项功能提高工业生产效率。通常工业化机器人的控制系统主要依赖于数控机床的伺服轴及遥控操纵器的连杆机构的配合，通过计算机编程使机器人在电脑指挥下完成重复操作，保证机器人能够按照预先编排的程序基础上运行，因此机器人就能够脱离人工控制而自行工作。所以，工业机器人应用的主要技术即为计算机编程及指令重复示教再现技术，两种技术的综合运用实现了工业机器人完成简单工作，有效的缓解了工业劳动力压力，减少了出错率，实现了生产流水线的优化，提升了生产效率，降低企业生产成本。

4.2 自动售卖机的应用

当前在社会中，自动售卖机随处可见，自动售卖机实际上就是将机械电子技术与计算机技术进行融合，实现了微型计算机控制系统的充分利用。用户只需要将钱币放置在投放位置，自动售卖机就能够对货币进行识别，再由用户通过屏幕选择商品，经过售卖机的判别操作，完成商品识别，最后实现出货与找零。自动售卖机都是于设备内部放置光传感技术设备，提高对货币及商品扫描的成功率。自动售卖机应用于火车站、公园等场所的售票系统，大大的方便了人们的生活，提高了人们的消费水平。

4.3 农业方面的应用

机电一体化技术在农业生产中也获得了广泛应用，推动着传统农业生产朝着智能化生产发展。传统工业生产方式结合信息化技术中的微电子、实时控制及传感等技术，使得农业生产效率获得显著提升。例如，通过利用计算机技术中的视觉技术实现对图像的处理，该技术应用于农业生产中，农民能够远程管理及检查农产品的生长状况；通过高精度导航系统的应用，指挥农业机械进行大规模的作业，例如大面积的耕种、松土或者收割，在很大程度上降低了人力资源消耗，提高生产效率。机械电子技术与计算机融合技术应用于农业生产中，对整个农业领域都产生了影响，通过新型技术的应用，降低了人力、物力及财力上的消耗，节约了农业生产成本，提高农业生产的科学化，改善了劳动者的操作环境，提高了农民的生活水平。

4.4 电脑横机的应用

所谓横机就是指组织横机，是一种使用横向编制床进行编制的机器，横机的发展史中，先后出现了手摇横机、电脑加针横机及电动横机。其中电脑横机就实现了机械电子技术与计算机技术的融合，使得电脑横机发展成为世界针织行业中最为普遍的针织生产方式。电脑横机的生产稳定，操作方便，针织操作系统也容易编辑，在实际生产中还能够通过高级的设计软件应用而实现针织方式的设计。电脑横机技术的应用有效的缩短了生产工期，产品质量也得到提高，相比于传统横机操作，更加简单，突破传统横机限制，改善了工人工作环境，对于推动行业发展起到了关键作用。

5 结束语

本文对信息改革背景下机械电子技术与计算机技术融合的重要性，并且对当前融合技术的具体应用进行了总结，包括工业机器人、自动售卖机、电脑横机及农业机械中的应用，为机电一体化技术的进一步发展与应用起到积极作用。