李建國

摘 要：為了提高機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷水準(zhǔn)，本文深入分析了機(jī)電一體化設(shè)備的的故障特性、診斷技術(shù)、診斷流程和診斷方式，為機(jī)電一體化設(shè)備的維修者提供系統(tǒng)的參考，從而為設(shè)備的正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；故障；診斷技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，機(jī)電一體化設(shè)備，開始成為工業(yè)生產(chǎn)中的主角，在生活和生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域都得到應(yīng)用。機(jī)電一體化設(shè)備的普及對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。由于機(jī)電一體化設(shè)備是計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)綜合發(fā)展制造的結(jié)果，在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一些特殊的故障，對(duì)生產(chǎn)造成了較大的影響。因此本文以機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷為關(guān)注點(diǎn)，探討了機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)。

1、機(jī)電一體化設(shè)備的故障特性與故障診斷

1.1 機(jī)電一體化設(shè)備的故障特性

當(dāng)機(jī)電一體化設(shè)備的系統(tǒng)或零件失去了設(shè)定的工作效率，或是在運(yùn)行過程中出現(xiàn)功能降低、操作性降低等情況，則說明設(shè)備出現(xiàn)了故障。當(dāng)機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障，首先要準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的位置，其次是通過各種檢測(cè)手段查明故障發(fā)生的原因。機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障會(huì)影響生產(chǎn)效益，甚至造成人員傷亡。因此對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位和診斷分析具有重要的意義。

與普通的機(jī)械設(shè)備相比，機(jī)電一體化設(shè)備具有更高的自動(dòng)化程度，其設(shè)備的零件更多也更為復(fù)雜，因此其故障具有一定的特殊性，并且出現(xiàn)故障的概率也要遠(yuǎn)大于普通的機(jī)械設(shè)備?？偠灾?，機(jī)電一體化設(shè)備的故障特性主要有以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)電一體化設(shè)備的零件更容易出現(xiàn)磨損；（2）機(jī)電一體化設(shè)備的自我檢測(cè)功能不夠完善，較復(fù)雜的故障難以檢測(cè)出來；（3）設(shè)備的報(bào)警系統(tǒng)不夠完善，只有部分故障能夠產(chǎn)生報(bào)警；（4）專門檢測(cè)和維修機(jī)電一體化設(shè)備的專業(yè)技術(shù)人員越來越稀缺，進(jìn)一步加大了維修機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的工作難度。

1.2 機(jī)電一體化設(shè)備的故障檢測(cè)和診斷

機(jī)電一體化設(shè)備的故障檢測(cè)，主要是利用機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)查明設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，分析故障產(chǎn)生的原因和故障對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響，積累相關(guān)的數(shù)據(jù)，為設(shè)備的后期維護(hù)和維修提供基礎(chǔ)。故障診斷的目的主要有：（1）促使設(shè)備恢復(fù)正常的運(yùn)行；（2）促使設(shè)備的工作效率在運(yùn)行中滿足預(yù)設(shè)；（3）能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行中可能發(fā)生的故障和故障對(duì)設(shè)備的影響，能及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，降低故障對(duì)設(shè)備的影響。

根據(jù)以上分析，可知加強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷具有重要意義。進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷，首先要準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的位置。向設(shè)備的系統(tǒng)和系統(tǒng)的各個(gè)零部件發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的反饋結(jié)果判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障以及故障出現(xiàn)的位置。其次，是明確故障的類型和特性，故障出現(xiàn)的原因以及可能產(chǎn)生的影響。最后，是在前兩步工作獲取的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行故障診斷，促使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。

機(jī)電一體化設(shè)備故障的檢測(cè)和診斷的方式主要有兩種：（1）在設(shè)備的運(yùn)行過程中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的、在線的檢測(cè)，這是在故障發(fā)生之前對(duì)故障進(jìn)行的分析；（2）在故障出現(xiàn)之后，設(shè)備停機(jī)的狀態(tài)下對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷測(cè)試，根據(jù)故障的特性和出現(xiàn)位置進(jìn)行設(shè)備維修。

2、機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷流程和專家系統(tǒng)

2.1 機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷流程

首先，要進(jìn)行狀態(tài)診斷。在進(jìn)行故障診斷之前，要對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)特性進(jìn)行分析，選擇與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)相符的信號(hào)，并從這些信號(hào)中選擇如實(shí)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的征兆。通過提取征兆信息從而識(shí)別和判定機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。然后，要結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和征兆反映的信息，判斷設(shè)備故障發(fā)生的位置，明確故障的類型和特性，分析故障出現(xiàn)的原因及可能產(chǎn)生的影響，從而制定故障解決方案。

根據(jù)機(jī)電一體化設(shè)備故障發(fā)生時(shí)是否有警示信息，可將設(shè)備故障分為診斷指示故障和無指示故障。對(duì)于診斷指示故障，可根據(jù)指示內(nèi)容結(jié)合查閱手冊(cè)，尋找故障的解決方案；對(duì)于無指示故障，則需要根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的檢測(cè)手段進(jìn)行故障排查。

在故障診斷過程中，要在診斷之前就熟悉機(jī)電一體化設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各個(gè)部分的功能，從而能準(zhǔn)確分析故障之間的層層聯(lián)系、以及故障對(duì)設(shè)備各個(gè)部件造成的影響。在設(shè)備檢測(cè)過程中，要遵循先機(jī)后電原則和先外后內(nèi)原則。

2.2 機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷專家系統(tǒng)

故障診斷專家系統(tǒng)是設(shè)備故障診斷由人工走向智能化和自動(dòng)化的產(chǎn)物，主要由三部分構(gòu)成。分別是：（1）故障檢測(cè)數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)了大量的故障信息，如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障特性、設(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)等相關(guān)信息，為故障推理分析提供數(shù)據(jù)支撐。（2）用戶界面。界面以簡(jiǎn)單明了的方式給用戶提供故障檢測(cè)和分析的操作平臺(tái)。（3）故障分析推理系統(tǒng)。

故障診斷專家系統(tǒng)包括兩次診斷。一次是通過設(shè)備上的傳感器接收設(shè)備運(yùn)行過程中的信號(hào)，結(jié)合信號(hào)中提取的信息和數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息對(duì)故障進(jìn)行初次診斷。還有一次是將提取的信息存入數(shù)據(jù)庫中，通過調(diào)出數(shù)據(jù)庫中的信息，采用離線人工分析的方式，進(jìn)行更加準(zhǔn)確的診斷。

3、結(jié)語

機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷是基于設(shè)備的結(jié)構(gòu)分析和故障特性分析進(jìn)行的，具有一定的診斷流程，對(duì)于提高設(shè)備的運(yùn)行效率具有重要作用。故障診斷專家系統(tǒng)是機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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