王 浩

（荊楚理工學(xué)院，湖北荊門448000）

1 前言

信息技術(shù)逐漸朝著智能化方向發(fā)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(shù)與電子技術(shù)融合為一體用于工業(yè)發(fā)展。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展與廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大，逐漸發(fā)展為一門將計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)及機械電子技術(shù)等多項技術(shù)相互融合的綜合性系統(tǒng)技術(shù)。為此，機械電子技術(shù)與計算機技術(shù)的融合與應(yīng)用成為當(dāng)前信息化技術(shù)領(lǐng)域的焦點話題。

2 技術(shù)發(fā)展概況

2.1 機械電子化技術(shù)的發(fā)展

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中主要的生產(chǎn)形式為手工制造，在生產(chǎn)過程中對相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)調(diào)控的過程中，所使用的工具一般都是老式儀器，工業(yè)生產(chǎn)過程中需要對溫度、濕度及操縱壓力、速度等參數(shù)進行操控，在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式背景下，加強對機械原理的了解成為了重點內(nèi)容。同時隨著機械技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，計算機控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了對相關(guān)參數(shù)的自動化控制，同時也實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的整體控制。在當(dāng)前的市場發(fā)展?fàn)顩r下，機械電子技術(shù)成為主要的制造類工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，這也就是所謂的機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)分為兩個內(nèi)容，即為模糊系統(tǒng)控制及變結(jié)構(gòu)控制。其中模糊系統(tǒng)控制的理論基礎(chǔ)為模糊數(shù)學(xué)，通過建設(shè)擬人化的控制過程，實現(xiàn)對相關(guān)情況的了解與判斷。通過模糊系統(tǒng)技術(shù)能夠保證整個控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)、方便操作的同時，也更好的滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。在機械電子化系統(tǒng)中，存在著很多變量及繁雜內(nèi)容，模糊系統(tǒng)控制實現(xiàn)了對各項內(nèi)容的有效控制。

2.2 計算機技術(shù)的發(fā)展

計算機技術(shù)是指計算機領(lǐng)域中應(yīng)用的技術(shù)方法與手段，計算機技術(shù)的核心內(nèi)容為計算機系統(tǒng)技術(shù)、計算機部件技術(shù)、計算機組裝技術(shù)及計算機器件技術(shù)等多項技術(shù)。計算機技術(shù)的應(yīng)用范圍極為廣泛，成為人類文明發(fā)展中最為輝煌的篇章，計算機技術(shù)甚至關(guān)系到世界未來的發(fā)展。

計算機技術(shù)的發(fā)展帶動了計算機操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，計算機操作系統(tǒng)是采樣理論、變換理論、差分理論及狀態(tài)空間理論等多項理論的有機結(jié)合而形成的完整系統(tǒng)。在多元性計算機理論的作用下更好的促進了控制技術(shù)的發(fā)展，并且發(fā)展成為計算機系統(tǒng)組成中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，同時還會隨著時間的推移而變化，是一種非線性系統(tǒng)。為了將計算機系統(tǒng)有效應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)需要在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上融入各種控制理論，包括預(yù)測控制、模糊控制、魯棒控制等等，在計算機系統(tǒng)與多項控制理論融合過程中，逐漸形成了成熟的工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

通常在化工生產(chǎn)中的自動化檢查環(huán)節(jié)中會用到計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)對大量參數(shù)的分析與控制。計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的全面控制，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

3 機械電子技術(shù)與計算機技術(shù)的融合應(yīng)用

機械電子技術(shù)與計算機技術(shù)的融合是機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向。在機電一體化技術(shù)應(yīng)用過程中，充分的發(fā)揮了計算機技術(shù)的優(yōu)勢，同時也促進了機械電子技術(shù)的充分應(yīng)用。隨著機械電子技術(shù)功能的不斷豐富，實現(xiàn)了信息的科學(xué)處理，同時還提高了控制效率。在本文對機械電子技術(shù)及計算機技術(shù)的融合與實際應(yīng)用方式進行了分析，確保在未來的工業(yè)化生產(chǎn)中，促進機械電子朝著智能化與自動化方向發(fā)展。

3.1 機械電子化技術(shù)與計算機技術(shù)的融合

機電一體化技術(shù)實際上就是機械電子化技術(shù)與計算機技術(shù)的融合，充分發(fā)揮了兩項技術(shù)各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)了自身性能的不斷優(yōu)化。機電一體化系統(tǒng)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(tǒng)的統(tǒng)一發(fā)展。同時，機電一體化技術(shù)充分發(fā)揮了機械電子化技術(shù)與計算機技術(shù)的使用功能，在生活及工業(yè)生產(chǎn)中都得到了廣泛運用。

3.2 機械電子化技術(shù)及計算機技術(shù)融合的應(yīng)用

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

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

4 機械電子化技術(shù)與計算機技術(shù)融合的具體應(yīng)用

4.1 工業(yè)機器人應(yīng)用

工業(yè)化機器人是運用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，具有多關(guān)節(jié)機械手，自由度較高的機器人。工業(yè)機器人能夠自動執(zhí)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(yè)生產(chǎn)效率。通常工業(yè)化機器人的控制系統(tǒng)主要依賴于數(shù)控機床的伺服軸及遙控操縱器的連桿機構(gòu)的配合，通過計算機編程使機器人在電腦指揮下完成重復(fù)操作，保證機器人能夠按照預(yù)先編排的程序基礎(chǔ)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(yè)機器人應(yīng)用的主要技術(shù)即為計算機編程及指令重復(fù)示教再現(xiàn)技術(shù)，兩種技術(shù)的綜合運用實現(xiàn)了工業(yè)機器人完成簡單工作，有效的緩解了工業(yè)勞動力壓力，減少了出錯率，實現(xiàn)了生產(chǎn)流水線的優(yōu)化，提升了生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

4.2 自動售賣機的應(yīng)用

當(dāng)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(shù)與計算機技術(shù)進行融合，實現(xiàn)了微型計算機控制系統(tǒng)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?qū)ω泿胚M行識別，再由用戶通過屏幕選擇商品，經(jīng)過售賣機的判別操作，完成商品識別，最后實現(xiàn)出貨與找零。自動售賣機都是于設(shè)備內(nèi)部放置光傳感技術(shù)設(shè)備，提高對貨幣及商品掃描的成功率。自動售賣機應(yīng)用于火車站、公園等場所的售票系統(tǒng)，大大的方便了人們的生活，提高了人們的消費水平。

4.3 農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也獲得了廣泛應(yīng)用，推動著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著智能化生產(chǎn)發(fā)展。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式結(jié)合信息化技術(shù)中的微電子、實時控制及傳感等技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率獲得顯著提升。例如，通過利用計算機技術(shù)中的視覺技術(shù)實現(xiàn)對圖像的處理，該技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民能夠遠(yuǎn)程管理及檢查農(nóng)產(chǎn)品的生長狀況；通過高精度導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，指揮農(nóng)業(yè)機械進行大規(guī)模的作業(yè)，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(chǎn)效率。機械電子技術(shù)與計算機融合技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對整個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了影響，通過新型技術(shù)的應(yīng)用，降低了人力、物力及財力上的消耗，節(jié)約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化，改善了勞動者的操作環(huán)境，提高了農(nóng)民的生活水平。

4.4 電腦橫機的應(yīng)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(fā)展史中，先后出現(xiàn)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(xiàn)了機械電子技術(shù)與計算機技術(shù)的融合，使得電腦橫機發(fā)展成為世界針織行業(yè)中最為普遍的針織生產(chǎn)方式。電腦橫機的生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，針織操作系統(tǒng)也容易編輯，在實際生產(chǎn)中還能夠通過高級的設(shè)計軟件應(yīng)用而實現(xiàn)針織方式的設(shè)計。電腦橫機技術(shù)的應(yīng)用有效的縮短了生產(chǎn)工期，產(chǎn)品質(zhì)量也得到提高，相比于傳統(tǒng)橫機操作，更加簡單，突破傳統(tǒng)橫機限制，改善了工人工作環(huán)境，對于推動行業(yè)發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。

5 結(jié)束語

本文對信息改革背景下機械電子技術(shù)與計算機技術(shù)融合的重要性，并且對當(dāng)前融合技術(shù)的具體應(yīng)用進行了總結(jié)，包括工業(yè)機器人、自動售賣機、電腦橫機及農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用，為機電一體化技術(shù)的進一步發(fā)展與應(yīng)用起到積極作用。