機電一體化設備故障診斷技術探討

王鳳安

（菏澤技師學院，山東 菏澤 274000）

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，機電一體化設備已經(jīng)在工業(yè)領域得到了普遍使用，對提高各個行業(yè)的生產效率，促進經(jīng)濟發(fā)展意義重大。機電一體化設備的發(fā)展對機電一體化技術有著較大的依賴，機電一體化技術牽涉到諸多學科技術的應用，具體包括機械、微電子、傳感器、電工電子、信息化方面的技術。因為機電一體化設備擁有較高的技術含量，所以在運行中極易發(fā)生故障，如果不能及時地診斷和排除這些故障，對機械設備的正常運行以及行業(yè)的正常生產都會帶來非常不利的影響，嚴重的還會危及工人的生命安全。提升機電一體化設備故障診斷技術水平可以有效地排除上述隱患，保障工業(yè)生產規(guī)范有序地進行。

1 機電一體化設備故障診斷技術概述

1.1 機電一體化設備故障概述

機電一體化牽涉到了諸多學科的知識，技術含量遠高于常規(guī)工業(yè)設備，零件數(shù)量眾多，零件在運行過程中面臨著磨損、腐蝕、斷裂、變形的可能，整個設備任何一個零件出現(xiàn)問題，都會造成機電一體化設備不能正常的運行。要及時準確地檢測診斷機電一體化設備的故障，用傳統(tǒng)的人工診斷模式已經(jīng)無法跟上時代發(fā)展的潮流。因此，為了保證機電一體化設備正常運行，必須擁有一個專業(yè)化水平較高的設備診斷技術。研究表明，機電一體化設備故障的原因存在以下幾方面的因素：首先，機電一體化設備是多學科在綜合應用的產物，因為自己的技術含量較高，所以極易出現(xiàn)故障；其次，設備的零件構成復雜，由于磨損極易引發(fā)設備故障，或者因為操作的技術人員缺乏經(jīng)驗，在操作中出現(xiàn)失誤也會引發(fā)設備故障。

1.2 機電一體化設備故障診斷技術概述

（1）機電一體化設備故障診斷技術。機電一體化設備故障診斷技術，本質上是對設備自身進行檢測的技術，它與人體的免疫系統(tǒng)類似，主要用于設備故障的預防和解決。在設備正常運轉過程中，故障診斷技術主要是分析和預防設備可能出現(xiàn)的故障，通過采集系統(tǒng)在設備運轉中產生的信息，對設備是否正常運行做出來綜合判斷，可以減輕人工檢測大量的工作負擔。如果機電一體化設備出現(xiàn)了故障，診斷系統(tǒng)會檢測、分析和判斷故障的類型和原因，為故障的順利排出打下堅實的基礎。一旦確定機電一體化設備運轉出現(xiàn)故障，而且故障的類型被大體確定后，故障診斷系統(tǒng)還會進一步地分析故障，對出現(xiàn)故障的具體位置和原因做出判定，為順利解決故障做好準備。最后，故障原因和位置被確定后，針對故障進行修復，一般的故障會由設備自行修復，對于相對復雜的故障，診斷系統(tǒng)在發(fā)出警報，自行中斷設備的運行，使得生產的安全有了可靠的保障，避免機電一體化設備故障引發(fā)安全事故，并由專門的技術人員修復設備的故障，排除故障后，機電一體化設備才可以繼續(xù)運行。

（2）機電一體化設備故障診斷技術原則。機電一體化設備的故障診斷不僅僅是技術問題，在解決過程中應該巧妙地綜合運用各種知識和技術來排除故障。機電一體化設備的故障診斷開始前，應當充分地分析和了解診斷相關設備的結構和功能。同時，對機電一體化設備的工作環(huán)境進行檢測和分析，并由此選擇合適的工作形式，不能憑空分析和判斷。在分析查找故障的過程中，要明確故障的后果和發(fā)生的形式，并查找故障產生的根源。在必要的時候，采用故障樹分析法系統(tǒng)全面地對故障進行分析，并得出來不同故障之間的內在邏輯關系。不能以肉眼作為故障的判斷唯一依據(jù)，解決故障也不能單憑經(jīng)驗進行。

（3）機電一體化設備常見診斷技術的分類。雖然機電一體化設備屬于技術含量較高的設備，但針對其常見的故障的診斷，相關的診斷技術也是多種多樣的，例如，根據(jù)設備溫度變化進行診斷的技術，根據(jù)故障產生的原因系統(tǒng)歸納總結的故障樹診斷技術，根據(jù)設備壓力不正常變化進行診斷的技術等。目前，多數(shù)機電一體化設備一旦發(fā)生故障時，警告信息就會自動地顯示出來，按照警告信息顯示來診斷設備故障的位置和原因，然后，從設備手冊中查找故障排除的技術，這一類型故障診斷技術稱為故障診斷指示技術，這種技術是一種相對高效的技術。無指示故障診斷需要借助工作人員的經(jīng)驗和進一步核實分析判斷故障的位置和原因，之后解決和排除故障，這一方法與故障指示技術相比，不僅流程復雜，而且效率較低，對故障維修人員的經(jīng)驗和素質的要求更高。除了以上提及的技術外，機電一體化設備的故障類型還可以劃分為破壞性和非破壞性故障，破壞性故會對機電一體化設備本身造成較大的影響，如果操作人員操作不當還會造成設備的嚴重損害。

2 機電一體化設備故障診斷技術存在的問題

2.1 故障診斷技術精準度較低

一般說來，與發(fā)達國家相比，我國機電一體化設備故障診斷研究還處于較低的水平，相關技術還不夠成熟，因此，診斷技術存在精度較低，無法滿足要求等問題，由于機電一體化設備是比較精密的機械設備，因此對其故障診斷的準確度要求是相對較高的，其診斷技術精度的提高還有較大的發(fā)展空間，這不僅是設備運行技術上的更新，也需要建立更有效、更嚴謹?shù)睦碚擉w系。由于診斷精度的不足也會導致機電一體化設備運行中產生的問題無法被及時發(fā)現(xiàn)，造成設備不能正常工作的原因不能被及時地查找出來，在設備故障診斷方面無法做到防患于未然。

2.2 故障診斷技術缺乏規(guī)范性

對于機電一體化設備診斷是一項系統(tǒng)工程，目前我國在技術規(guī)范性方面還處于較差水平，我國機電一體化設備故障的診斷，幾乎都是在以設備實運行過程中做出的。需要技術人對設備的整個運行過程進行實時監(jiān)控，然后再結合自己的經(jīng)驗來進行評測和診斷。這樣規(guī)范性就成為一個突出的問題，也會使診斷結果出現(xiàn)較大的差異。而且由于機電一體化設備的運行狀態(tài)是隨時變化的，其中就會有很多不可預知的因素，這不僅增大了診斷的難度，也使診斷的準確性失去了可靠的保障。

3 機電一體化設備故障診斷技術發(fā)展應用的意見和建議

3.1 運用多種技術綜合診斷

如今，機電一體化設備在實際生產中得到了大量的使用，這對機電一體化設備的故障分析處理技術的研究也起到了一定的促進作用。目前，我國在機電一體化設備故障分析方面也有了自己的技術。這對提高企業(yè)日常生產的積極性意義重大，促進對機電一體化設備進行有效的故障診斷分析，精準地查找故障問題的原因，使機電一體化設備的可靠性得到了較大的提升。目前，我國機電一體化故障的診斷主要從設備的運行參數(shù)中利用神經(jīng)網(wǎng)絡技術進行檢測和分析，在故障診斷的過程中，使用先進設備可以有效提高故障診斷的效率，也可以解決故障分析不到位的情況。

3.2 注重技術診斷理論學習

一般而言，機電一體化設備的故障可以分為一般故障和突發(fā)故障。分析機電一體化設備故障特點可以知道，機電一體化設備產業(yè)正處于高速發(fā)展中，它的更新速度與電子技術的發(fā)展有著密切的關系，其更新速度可謂是日新月異，因此，為了更好地提高機電一體化設備的診斷準確性，基礎的理論學習是十分關鍵的，這就要求相關企業(yè)緊跟時代步伐，及時做好工作人員的技術培訓和交流工作。在對基礎知識加深理解的基礎上，才可以對機電一體化設備的故障原因進行準確的分析，避免在故障診斷方面出現(xiàn)誤差。也就是說，要不斷地總結機電一體化故障診斷經(jīng)驗，在理論學習中熟練地掌握故障診斷操作技術，最終全面提升機電一體化設備的故障診斷水平。

3.3 采用先進故障診斷技術

雖然國內對于機電一體化的故障診斷的研究起步較晚，所以近年來這項技術在國內發(fā)展迅速，但是，整體上的診斷技術還有待進一步的提高。所以為了進一步提升我國的機電一體化診斷技術水平，需要引進國外先進的診斷技術，然后再以此為基礎結合我國實際進行創(chuàng)新，通過計算機技術對機電一體化設備的運營進行監(jiān)控，然后再借助相關軟件分析，實現(xiàn)設備故障診斷分析的智能化，這也是以后機電一體化設備故障診斷的發(fā)展方向。目前，還可以采用數(shù)字控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制手段來對機電一體化設備的故障進行診斷。機電一體化設備的故障診斷可以及時的反饋設備的運營情況，通過數(shù)據(jù)反饋后，相關技術人員來分析設備的運營現(xiàn)狀，最后分析解決故障?？梢?，引進和培養(yǎng)相關的技術人才，可以使故障診斷技術的發(fā)展得到有效的人才支持。

4 機電一體化設備故障診斷技術發(fā)展趨勢

近年來，隨著網(wǎng)絡信息化技術的發(fā)展，自動化和智能化已經(jīng)成為各個行業(yè)的發(fā)展方向，機電一體化設備故障診斷技術的發(fā)展也應跟上時代的發(fā)展趨勢。升級改造后的故障診斷技術系統(tǒng)，綜合利用各種信息化技術與網(wǎng)絡診斷方法，以靈活的診斷策略來對機電一體化設備的故障進行有效的解決。其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 網(wǎng)絡化

當代社會的網(wǎng)絡已經(jīng)發(fā)展到了較高的水平，因此，機電一體化設備的診斷的網(wǎng)絡化已經(jīng)是大勢所趨，如果機電一體化設備在運行過程中遇到了自身系統(tǒng)所設置不能分析解決的故障，可以借助網(wǎng)絡通過遠程控制來解決。另外，診斷技術網(wǎng)絡化，使得操作人員可以遠離設備進行操作，使得他們在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理設備發(fā)生的故障。

4.2 智能化

機電一體化設備故障診斷技術的智能化是其另一個重要的發(fā)展趨勢，目前，在人工智能技術蓬勃發(fā)展的背景下，人工智能在機電一體化設備故障診斷中體現(xiàn)出了極高的價值，尤其在機電一體化設備日趨復雜的背景下。智能化技術可以更增加其便利性和運作效率，也相對降低了工作人員檢修故障的難易程度。

故障診斷系統(tǒng)的人工操作往往受到操作人員自身素質高低的影響，智能化操作一方面對可以更加及時有效地對設備運行數(shù)據(jù)進行分析處理，另一方面，也可以更加迅速準確地查找故障的出現(xiàn)原因和位置。故障診斷技術的智能化極大的減輕了相關操作人員的工作負擔。智能化的操作更多的是人機之間的互動，也有利于操作人員更好地掌控設備的運行。

4.3 傳感器

在機電一體化設備故障診斷技術的創(chuàng)新發(fā)展過程中，目前對故障診斷中信息參數(shù)要求越來越高，因此，對傳感器的創(chuàng)新和改進也就顯得至關緊要，以保證傳感器可以把可靠的信息數(shù)據(jù)采集起來。可以綜合傳遞與溫度、振動、濕度、距離信息數(shù)據(jù)進行分析和研究，并對設備存在的問題和缺陷展開深入的研究，并有針對性地進行解決，為設備故障診斷的處理提供強有力的支持。機電一體化設備在未來會更加廣泛地應用。隨著未來傳感器技術的不斷發(fā)展，機電一體化故障的診斷會變得更加準確并處理得更加及時。

5 結語

綜上所述，機電一體化設備可為人們的生活與工作提供極大的便利，屬于極為重要的機械設備。面對機電一體化運行中產生的故障，要想使設備的故障得到有效解決，提高設備安全工作的效能，機電一體化設備故障診斷工作就要引起我們高度的重視。在熟練掌握相關理論知識和實踐經(jīng)驗的前提下，還需妥善落實機電一體化故障前檢測、故障后診斷工作，穩(wěn)妥處理設備的故障問題，為機電一體化設備規(guī)范有序地運行提供可靠的保障。