機電一體化設備故障診斷技術研究

牟鐵江

（新疆伊犁河流域開發建設管理局 新疆伊寧）

機電一體化技術包括機械技術、信息技術、信號轉變技術及微電子技術等。隨著時代的發展，對機電一體化產品的需求正在加大，使得人們對于這些產品的功能要求越來越高。但不可避免的是，機電一體化的設備會出現一些故障，要求人們對這些問題進行有針對性的研究并實施有力措施給予改進。

一、機電一體化的設備診斷技術特點

設備故障，一般是指設備工作過程中其規定的功能降低甚至喪失的現象。對于故障的診斷，則包括故障部位確定以及對其進行檢測，即通過各種檢測辦法的利用，將設備故障所在找出并加以修復的過程。設備使用過程中，機械零件會不可避免地出現磨損或變形、腐蝕等損傷，這些情況一旦出現，會對整個設備的正常工作產生影響，也可能會帶來嚴重后果。所以，定期對設備各個零件進行檢查，將故障消滅在萌芽階段，可最大程度地避免損失。

機電一體化設備的故障具有其一定的特點，由于在機電一體化設備中，零件使用的數量多且技術要求也比較高，發生故障的概率也比較大。有權威的統計結果表明，工作中機電一體化設備發生故障的概率是普通機械設備發生故障概率的8倍。因此，對于這種復雜、比較容易發生故障的設備，不能僅僅靠人工進行分析和檢查。因此，需要研究出一種專門針對機電一體化設備故障維修的診斷技術。

機電一體化設備主要出現的故障有：設備中機械零件數量比較多，機械磨損比例較大。自我診斷功能還不夠完善；在故障報警方面設置不夠全面，有些故障發生時沒有報警顯示，這樣會錯過最佳維修時機。專業維修人員特別是經驗豐富的維修人員缺乏。

二、機電一體化的設備故障診斷的技術目前現狀

機電一體化設備診斷技術在一定時期內的發展是相當迅速的，發展過程歷經了3個主要階段：第一階段是初級階段，在初級階段內，機電一體化設備故障診斷主要是靠專業人員的個人工作經驗以及對專業知識的掌握程度；第二階段主要是應用計算機技術，隨著計算機網絡信息化技術的不斷發展和進步，機電一體化設備的故障診斷，也開始利用計算機進行一些信號處理以及信號檢測工作，并逐漸朝著成熟的方向邁進。

我國的機電一體化設備故障診斷技術與其他國家相比起步較晚，但由于經濟增長比較迅猛，也在一定程度上帶動了這一技術的迅速發展。在這方面的研究，我國獲得的成果不容小覷。但客觀地說，我國的機電一體化設備的故障診斷，還是處于發展中的階段，即使在日常的生活中，這種技術已經得到了一定程度的應用，但還不成熟，設備診斷的準確率也不夠高。這也是由于機電一體化設備涉及的知識范圍廣、綜合性強所致，而設備的診斷質量，往往直接關系到設備能否正常高效運行。這就更加要求人們加深對機電一體化設備的診斷研究，最大程度上避免設備出現故障，減少不必要的損失。

三、機電一體化設備的故障診斷技術的具體內容

1.診斷步驟

在機電一體化設備的故障診斷過程中，包括幾個步驟，一是在進行設備故障診斷工作之前，要先對診斷的設備進行一定的測試，再依據設備的自身性質與相關知識理論相結合，才能更好地確定設備狀態，從而采用最恰當的方式方法進行維修；二是在完全了解設備的狀態之后，要根據多種設備理論，將該設備特有的特征信號進行準確地辨別和處理，并將有關數據進行整理和分類；三是在上述兩項工作完成之后，就早期預防診斷來說，要提前進行分析和判斷，對可能出現故障的部位進行預測，而對于那些已經出現的故障，要及時進行診斷，確定設備的故障原因以及類型，有針對性地采取有效措施，從而來保證設備能夠更加高效地正常運行。

2.診斷方法

機電一體化設備的故障診斷具有其獨特的性質，設備性質不同，診斷的方法也一定不同，這樣就會出現很多的設備故障種類，但其基本分類及診斷方法還是有限的。

第一種分類方式，依據設備發生故障是偶然還是比較持續，那些偶然性的可以稱為偶然性故障，持續性可以稱作系統性的故障。偶然性故障可以從字面意義上進行理解，就是在正常的工作狀態中意外發生的一些故障和問題，這樣會在一定程度上增加設備的維修難度。所以為了避免這類故障造成的損失，工作人員就要定期地對設備運行狀態進行測試，以便及時發現故障。系統性的故障，都是指那些無法避免的故障，工作人員就更該對這種類型的故障進行行之有效的維修和護理。

第二種分類的方式，依據是否有故障指示。在比較高級的設備控制系統中，會有故障指示的相關功能，可以依據指示來檢測設備的運行是否正常，一旦故障發生時，工作人員會根據自動顯示的故障位置進行更迅速地診斷和修復，工作效率高。沒有故障指示的系統不會自動報警，如果發生了故障，也只能靠工作人員在進行檢查時才能夠發現，只能靠這些工作人員的自身技術是不是過硬、對專業知識的掌握程度是不是深入。因此說，初級的機電一體化設備故障診斷技術，反而對工作人員的技術能力提出了更高的要求。

第三種方法，依據機械零件發生故障的影響程度進行分類，可以分為破壞性故障以及非破壞性故障。非破壞性故障本身的破壞性就比較低，所以其他機械零件也就不會受到故障的影響，這時只要將故障發生的真正原因找出，就可以很好地解決問題；而對于破壞性的故障，因其影響十分嚴重，對其他機械零件造成的影響和損害更是不容小覷，因此，不但要將故障產生的原因查明，更要將其斬草除根，診斷后還要對其進行不斷地維護，才能更好地避免這類故障的再次發生。

四、機電一體化設備的故障診斷技術未來的發展趨勢

要使機電一體化設備的故障診斷技術能夠發展得更加長遠，就要在傳統的方法基礎之上有所創新。對于傳統的故障診斷方法，其對象一般都必須是實體的設備，然后通過實地對設備進行一系列檢查和測試，以專家的經驗以及專業知識進行判斷，還要綜合運用各種設備模式，一步步地進行分析及討論，這一系列繁瑣的過程之后，還無法準確地保證故障診斷的準確性。機電一體化設備故障診斷技術的不斷發展中，故障的診斷已經采用一次在線的診斷以及一次離線診斷的方式。在線診斷是通過對現有的知識數據進行分析來診斷設備故障，而且能進行比較簡單的處理，與此同時還會將故障發生的原因和故障性質進行標明，這樣會給工作人員提供很大的便利，在此基礎上可以比較快速和準確地對故障進行深層次的分析，工作效率也就會得到提高。未來的機電一體化設備的故障診斷技術可以利用計算機技術，充分結合計算機在線監測出的設備的相關運行信息，排除故障的速度也就會明顯加快，機電一體化設備的故障診斷系統會更加專業和智能。