機電一體化設備的故障分析與診斷技術

魏娟

【摘 要】 隨著我國經濟的發展和社會生產的不斷進步，越來越多機電一體化設備應用到社會生活中，但是由于機一體化設備存在的問題，就需要有專門的機電一體化設備的故障診斷方法來實現設備的維護和修理。本文結合機電一體化設備的故障特性，對機電一體化設備的故障診斷技術進行了研究及存在的問題展開探討。

【關鍵詞】 機電一體化；故障診斷；診斷技術

【中圖分類號】 G64.27 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）25-00-01

機電一體化設備是綜合了機械技術、微電子技術、電工電子技術、接口技術、計算機技術等多種技術，并能夠很好地應用到實際生產中去的設備。機電一體化設備的故障診斷技術也越來越多的得到了社會的廣泛關注和研究，機電一體化設備的診斷技術與機電一體化設備的發展是分不開的，先進的故障診斷技術能夠保證機電一體化設備的正常運行。

1、機電一體化設備的故障分析

機電一體化系統中綜合運用了微電子、機械、計算機和自動控制等技術，可以根據系統的需求進行目標組合與優化，實現對設備功能單元的合理配置。機電一體化設備中包括動力控制部分、機械本體和執行單元等，系統中涉及到電、氣、磁和光等。其中計算機起到控制設備動作的作用，而機械本體負責執行動作，只有兩者協調合作，才能保障設備正常工作。機電一體化設備的故障特性有：（1）機械零件多并且易被磨損；（2）缺乏自動診斷能力；（3）沒有明顯的報警提示，部分故障有提示，而一些故障沒有提示；（4）缺乏有經驗的技術人員。

機電一體化設備在企業機械加工中發揮著十分重要的作用，這種設備價格較高，機床的壽命是十分關鍵的因素。如果機電一體化設備出現故障，將給企業帶來重大的損失。但是很多企業的管理者只看到該設備的效能，對于如何合理操作設備并不關注，部分設備甚至經常處于超負荷運作狀態，因此經常發生由于設備故障而停工的情況。因此，要想充分發揮機電一體化設備的效能，合理操作設備并定期進行故障診斷是十分必要的。

2、常見的機電一體化設備故障診斷技術

目前我國機電一體化設備中比較常用的故障診斷技術有以下幾種。

2.1振動故障診斷技術

通過設置相關檢測設備的振動參數，并根據檢測設備的信息特點對機電設備進行故障診斷的技術就是振動故障診斷技術。這種技術主要應用于機械設備的故障檢測，由于機械設備在運行過程中會有劇烈的震動，使用振動檢測設備可以檢測到振動數據，這些數據包括加速度和速度等。在檢測過程中要想獲取充足的檢測數據，并對機械設備的運作狀況進行準確判斷，就需要對測量點的位置進行正確選擇。這種故障診斷技術操作較為簡單，檢測得出的設備運行狀況報告清晰明了，也增加了檢測和診斷故障的準確率。

2.2油液磨屑分析故障診斷技術

對設備運行過程中的油液磨屑進行識別分析，通過了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態來對設備的運行狀況進行判斷，這種檢測技術一般用于機械潤滑系統和液壓系統中。該故障診斷技術可以根據油液顆粒的尺寸對機械設備的磨損情況進行判斷，而磨損的類型可以根據油液顆粒的形狀進行判斷，也可以根據微粒的成分來判斷機械磨損發生的具體位置。

2.3射線掃描故障診斷技術

Y射線掃描診斷技術屬于一種新興的設備故障診斷技術，它一般用于檢測工藝設備。該檢測技術對設備運行狀況進行判斷的方法主要是對掃描圖譜的特點進行分析。

2.4紅外測溫故障診斷技術

通過檢測設備不同部位的溫度來判斷設備的運行狀況就是紅外測溫故障診斷技術。這種診斷技術運用了先進的測量儀器，可以實現遠距離操作，也可以在不接觸設備的情況下探測設備不同部位的溫度，同時其測量的準確率也很高。

3、影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素

影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素很多，同時一臺設備中的電子元器件多種多樣，要想對整臺機器的可靠性影響因素進行分析還存在一定的難度，這個時候只能從具體的問題入手，以此提高整個機械設備的可靠性。影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素主要有。

3.1元器件失效

機電一體化設備中的基本構成單元之一就是元器件，而單個元器件的可靠性為整個設備的可靠性打下了基礎。根據概率運算的準則，機械設備各組成部分的失效率之和構成了整個機械設備的失效率。因此，應該選擇失效率較低的元器件產品，以降低機電一體化設備故障診斷的失效率。

3.2元器件的組裝和連接

機電一體化設備中有十分復雜的控制系統，并且元器件縱橫交錯連接在一起，要想提高整個設備的可靠性，就需要正確進行元器件的組裝和連接。設備如果某個插件出現接觸不良，可能導致信號傳輸失靈，這也是設備產生故障的主要原因之一。同時，機電設備中的溫度或者濕度有很大的變化，設備運行過程中粉塵的污染或者機械振動等都可能影響到故障檢測的可靠性。

3.3電磁影響

機電一體化設備在運行過程中主要依靠電能工作，設備中必然會出現電磁能量的相互轉換，這種電磁不僅影響到周圍的環境，也影響到設備的制動、電源負載等多個方面。例如，數控機床等就是常見的機電一體化設備，這種自動化系統包含了軟件、硬件、電力和機械等多個部分，如何處理電磁環境和電磁干擾就是該設備需要重點解決的問題。

4、機電一體化設備的故障診斷遇到的問題以及措施

4.1缺少設備故障檢測的精確度

機電一體化設備的診斷技術在我國的發展已經有很長的時間了，我們已經掌握了機電一體化設備的診斷的相關技術和診斷方法。但是仍然缺少一套完整的機電一體化設備的故障診斷技術的理論體系和方法，我國國內的診斷技術大多是針對設備的某一部分或者是某一具體類型的設備來說的，沒有形成科學完整的診斷技術的方法和理論；此外我國的設備故障診斷技術的精確度需要進一步的提高，在診斷的精確性方面需要很大的補充和發展。我們現在的當務之急就是做好診斷的精確度問題，處理好設備故障和檢測信息之間的關系，提高診斷技術的精確度和準確性，使機電一體化設備能夠正常的運行。

4.2缺少檢測的實際經驗和方法

我國的機電一體化設備的故障診斷技術在一些領域里仍然處于理論階段，缺少相關的實踐經驗。在設備診斷的模糊理論、小波分析、神經網絡、智能方法這些領域，沒有豐富的實踐經驗和豐富的操作經驗，只有一些相關的理論作為設備故障檢驗的支撐和研究。我們應該加大設備故障診斷技術的理論研究，在實際的工作生產過程中，積累故障診斷和修復的實際經驗，能夠使理論和經驗完整的結合，形成機電一體化設備的完整理論和方法。

4.3缺少設備故障的專業技術人才

目前我國有很多操作機電一體化設備的專業技術型人才，但是缺乏相應的設備故障檢測人員。我們針對這個問題，可以建立專家智力支持系統，形成專業的機電一體化設備故障診斷隊伍，專業地維護設備的運行，實時進行設備故障的監督。還要培養設備故障診斷的專業技術人才，可以定期對人員進行培訓和教育，提高技術人員的專業技術和水平。

5、結束語

機電一體化設備的故障診斷技術是近些年來發展起來的一門新的學科，這與社會主義市場經濟的發展是離不開的。我們要做好設備故障的診斷工作，提高設備故障的診斷技術，積極探索新的更為有效的診斷方法，來提高國內機電一體化設備的診斷技術的精確度，形成一套完整故障診斷理論，豐富實踐經驗。以此來保證機電一體化設備的維護和正常運行。

參考文獻：

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