機電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)探討

劉吉祥

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及科學技術(shù)的日益進步，機電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)也得到了長足的發(fā)展，并且成為一種綜合性強、技術(shù)含量高的信息處理技術(shù)。對設(shè)備進行故障診斷能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，防止發(fā)生重大的事故。文章結(jié)合機電一體化設(shè)備的故障特性，對機電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)進行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：機電一體化；故障診斷；診斷技術(shù)

所謂機電一體化，就是將電子技術(shù)引入設(shè)備的動力、控制和信息處理等功能中，將電子技術(shù)、機械裝置和軟件等有效結(jié)合在一起構(gòu)成的系統(tǒng)。對機電一體化設(shè)備進行故障診斷，不僅可以實現(xiàn)對機電一體化設(shè)備運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測，也可以及時發(fā)現(xiàn)機電一體化設(shè)備在運行過程中存在的各種問題，并及時找出設(shè)備故障發(fā)生的具體位置。因此在機電一體化設(shè)備中運用故障診斷技術(shù)，可以幫助技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的安全隱患，避免設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)各種安全事故，也為工作人員構(gòu)建了相對安全的工作環(huán)境。同時對設(shè)備進行故障診斷不僅可以維持設(shè)備正常工作，也可以提高設(shè)備的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量[1]。

1 機電一體化設(shè)備的故障特性分析

機電一體化系統(tǒng)中綜合運用了微電子、機械、計算機和自動控制等技術(shù)，可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進行目標組合與優(yōu)化，實現(xiàn)對設(shè)備功能單元的合理配置。機電一體化設(shè)備中包括動力控制部分、機械本體和執(zhí)行單元等，系統(tǒng)中涉及到電、氣、磁和光等[2]。其中計算機起到控制設(shè)備動作的作用，而機械本體負責執(zhí)行動作，只有兩者協(xié)調(diào)合作，才能保障設(shè)備正常工作。機電一體化設(shè)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(jīng)驗的技術(shù)人員。

機電一體化設(shè)備在企業(yè)機械加工中發(fā)揮著十分重要的作用，這種設(shè)備價格較高，機床的壽命是十分關(guān)鍵的因素。如果機電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障，將給企業(yè)帶來重大的損失[3]。但是很多企業(yè)的管理者只看到該設(shè)備的效能，對于如何合理操作設(shè)備并不關(guān)注，部分設(shè)備甚至經(jīng)常處于超負荷運作狀態(tài)，因此經(jīng)常發(fā)生由于設(shè)備故障而停工的情況。因此，要想充分發(fā)揮機電一體化設(shè)備的效能，合理操作設(shè)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(shè)備故障診斷技術(shù)

目前我國機電一體化設(shè)備中比較常用的故障診斷技術(shù)有以下幾種。

2.1 振動故障診斷技術(shù)

通過設(shè)置相關(guān)檢測設(shè)備的振動參數(shù)，并根據(jù)檢測設(shè)備的信息特點對機電設(shè)備進行故障診斷的技術(shù)就是振動故障診斷技術(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用于機械設(shè)備的故障檢測，由于機械設(shè)備在運行過程中會有劇烈的震動，使用振動檢測設(shè)備可以檢測到振動數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，并對機械設(shè)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[4]。這種故障診斷技術(shù)操作較為簡單，檢測得出的設(shè)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(shù)

對設(shè)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(tài)來對設(shè)備的運行狀況進行判斷，這種檢測技術(shù)一般用于機械潤滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)中。該故障診斷技術(shù)可以根據(jù)油液顆粒的尺寸對機械設(shè)備的磨損情況進行判斷，而磨損的類型可以根據(jù)油液顆粒的形狀進行判斷，也可以根據(jù)微粒的成分來判斷機械磨損發(fā)生的具體位置。

2.3 射線掃描故障診斷技術(shù)

Y射線掃描診斷技術(shù)屬于一種新興的設(shè)備故障診斷技術(shù)，它一般用于檢測工藝設(shè)備。該檢測技術(shù)對設(shè)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[5]。

2.4 紅外測溫故障診斷技術(shù)

通過檢測設(shè)備不同部位的溫度來判斷設(shè)備的運行狀況就是紅外測溫故障診斷技術(shù)[6]。這種診斷技術(shù)運用了先進的測量儀器，可以實現(xiàn)遠距離操作，也可以在不接觸設(shè)備的情況下探測設(shè)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(shè)備故障診斷可靠性的因素

影響機電一體化設(shè)備故障診斷可靠性的因素很多，同時一臺設(shè)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(shè)備的可靠性。影響機電一體化設(shè)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(shè)備中的基本構(gòu)成單元之一就是元器件，而單個元器件的可靠性為整個設(shè)備的可靠性打下了基礎(chǔ)。根據(jù)概率運算的準則，機械設(shè)備各組成部分的失效率之和構(gòu)成了整個機械設(shè)備的失效率[7]。因此，應(yīng)該選擇失效率較低的元器件產(chǎn)品，以降低機電一體化設(shè)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(shè)備中有十分復(fù)雜的控制系統(tǒng)，并且元器件縱橫交錯連接在一起，要想提高整個設(shè)備的可靠性，就需要正確進行元器件的組裝和連接。設(shè)備如果某個插件出現(xiàn)接觸不良，可能導(dǎo)致信號傳輸失靈，這也是設(shè)備產(chǎn)生故障的主要原因之一。同時，機電設(shè)備中的溫度或者濕度有很大的變化，設(shè)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(shè)備在運行過程中主要依靠電能工作，設(shè)備中必然會出現(xiàn)電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，這種電磁不僅影響到周圍的環(huán)境，也影響到設(shè)備的制動、電源負載等多個方面。例如，數(shù)控機床等就是常見的機電一體化設(shè)備，這種自動化系統(tǒng)包含了軟件、硬件、電力和機械等多個部分，如何處理電磁環(huán)境和電磁干擾就是該設(shè)備需要重點解決的問題。

4 結(jié)束語

每一種機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)都有各自的適用范圍與優(yōu)缺點，在實際操作中應(yīng)該靈活應(yīng)用，切不可生搬硬套。企業(yè)應(yīng)該根據(jù)設(shè)備實際合理選擇故障診斷方法，并定期進行設(shè)備保養(yǎng)和檢修，以此提高設(shè)備的故障診斷率。

參考文獻

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[7]陳祥云.淺析機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].科技資訊，2010（19）.