李錦程

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了一種涉及范圍廣、技術(shù)含量高、綜合性強(qiáng)的信息處理技術(shù)，其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行故障診斷，防止發(fā)生重大的事故。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化設(shè)備；故障診斷；診斷技術(shù)

機(jī)電一體化，就是將電子技術(shù)引入設(shè)備的動(dòng)力、控制和信息處理等功能中，將電子技術(shù)、機(jī)械裝置和軟件等有效結(jié)合在一起構(gòu)成的系統(tǒng)。其綜合了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)，能夠很好地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行故障診斷，不但能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)電一體化設(shè)備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備中存在的問(wèn)題，還可以及時(shí)找到機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的具體位置，并能夠有助于工作人員在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)存在安全隱患的設(shè)備，避免出現(xiàn)安全事故，從而保證了工作環(huán)境的安全。此外，還能夠?yàn)闄C(jī)電設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力保障，從根本上提升工業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

1 機(jī)電一體化設(shè)備的故障特點(diǎn)

機(jī)電一體化設(shè)備的故障就是在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，設(shè)備的規(guī)定功能或者作用不能夠正常發(fā)揮作用和運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的現(xiàn)象。而診斷技術(shù)也就是通常所說(shuō)的檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)診斷技術(shù)的應(yīng)用，能夠有助于工作人員在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)設(shè)備所存在的安全隱患，并及時(shí)確定具體的隱患位置以及其嚴(yán)重情況，從而能夠讓工作人員在最短的時(shí)間內(nèi)制定出最優(yōu)的解決方案?？偟膩?lái)說(shuō)，機(jī)電一體化設(shè)備的故障特點(diǎn)主要有：（1）設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 零部件數(shù)量較多，因此，極易出現(xiàn)零部件故障或磨損問(wèn)題；（2）缺乏自動(dòng)診斷能力；（3）相關(guān)能熟練掌握機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的技術(shù)人才以及專業(yè)人才較為匱乏；（4）沒(méi)有明顯的報(bào)警提示，部分故障有提示，而一些故障沒(méi)有提示。

2 常見(jiàn)的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)

2.1 振動(dòng)故障診斷技術(shù)。振動(dòng)檢測(cè)診斷技術(shù)指的是通過(guò)對(duì)設(shè)備的信息特點(diǎn)以及振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)來(lái)對(duì)機(jī)電設(shè)備是否出現(xiàn)故障或是工作狀態(tài)正常與否進(jìn)行判斷。這種技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)，由于機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有劇烈的震動(dòng)，使用振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備可以檢測(cè)到振動(dòng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括加速度和速度等。這時(shí)的振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備能夠產(chǎn)生震動(dòng)參數(shù)和信息來(lái)判斷設(shè)備是否產(chǎn)生故障和產(chǎn)生故障的位置，從而正確選擇測(cè)量點(diǎn)的位置。該項(xiàng)技術(shù)操作簡(jiǎn)便，能夠清楚將設(shè)備運(yùn)行狀況檢測(cè)出來(lái)，從而增加了檢測(cè)和診斷故障的準(zhǔn)確率。

2.2 射線掃描故障診斷技術(shù)。Y射線診斷技術(shù)是一種新興的設(shè)備故障診斷技術(shù)，主要是通過(guò)Y射線技術(shù)形成的設(shè)備圖譜形狀來(lái)檢驗(yàn)故障發(fā)生的位置和情況，它一般用于檢測(cè)工藝設(shè)備。該檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷的方法主要是對(duì)掃描圖譜的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.3 油液磨屑分析故障診斷技術(shù)。對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的油液磨屑進(jìn)行識(shí)別分析，通過(guò)了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態(tài)來(lái)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷，該檢測(cè)技術(shù)主要被應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。該故障診斷技術(shù)可以根據(jù)油液顆粒的尺寸對(duì)機(jī)械設(shè)備的磨損情況進(jìn)行判斷，根據(jù)微粒的形狀判斷設(shè)備的磨損類型，也可以根據(jù)微粒的成分來(lái)判斷機(jī)械磨損發(fā)生的具體位置。

2.4 紅外測(cè)溫故障診斷技術(shù)。紅外測(cè)溫診斷技術(shù)，它的診斷原理是根據(jù)不同設(shè)備部位的溫度來(lái)檢測(cè)設(shè)備出現(xiàn)的故障。該技術(shù)采用了現(xiàn)代化的測(cè)量?jī)x器，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，并且能夠在不與設(shè)備發(fā)生接觸的情況下對(duì)設(shè)備不同部分的溫度進(jìn)行探測(cè)，而且儀器測(cè)量的結(jié)果具有很高的精確度。

3 影響機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷可靠性的因素

3.1 元器件失效。整個(gè)機(jī)電設(shè)備的基本單元即為元器件，而單個(gè)元器件的可靠性為整個(gè)設(shè)備的可靠性提供有力保障。整個(gè)機(jī)械設(shè)備的失效率的計(jì)算是以概率運(yùn)算準(zhǔn)則為依據(jù)，并由各設(shè)備的失效率相加而成。所以，需要嚴(yán)格挑選失效率低的產(chǎn)品用于實(shí)際系統(tǒng)，從而將機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的失效率降到最低。

3.2 元器件的組裝和連接。機(jī)電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)復(fù)雜，電氣元器件之間縱橫交錯(cuò)，想要提升整體設(shè)備的可靠性，就需要正確連接與組裝元器件。設(shè)備如果某個(gè)插件出現(xiàn)接觸不良，可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸失靈，這也是設(shè)備產(chǎn)生故障的主要原因之一。此外，因?yàn)闈穸群蜏囟茸兓容^大，所以，機(jī)械振動(dòng)或是粉塵油污對(duì)元器件的污染都會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)的可靠性造成影響。

3.3 電磁影響。機(jī)電一體化設(shè)備主要是通過(guò)電能來(lái)完成電氣設(shè)備控制的，所以，在其運(yùn)行過(guò)程中無(wú)可避免會(huì)出現(xiàn)電磁能量的轉(zhuǎn)換，不但會(huì)影響到周邊環(huán)境，而且還會(huì)對(duì)電源負(fù)載、設(shè)備制動(dòng)等造成影響。

4 機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程協(xié)助診斷技術(shù)。如今的我們生活的時(shí)代是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流，故障診斷技術(shù)必須要結(jié)合先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，只有這樣，故障診斷技術(shù)才能滿足生產(chǎn)企業(yè)的需求，才能得到廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程協(xié)助診斷系統(tǒng)綜合借鑒了多種機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷的成功經(jīng)驗(yàn)，不僅可以診斷出不同設(shè)備存在的故障，滿足不同工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)需求，還可以成功地將檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和診斷中心聯(lián)系起來(lái)，提高了診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，獲得了用戶的普遍認(rèn)可，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

4.2 人工智能專家系統(tǒng)。所謂的人工智能專家系統(tǒng)就是將故障診斷專家成功的工作經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)擁有的數(shù)據(jù)信息相結(jié)合的故障診斷系統(tǒng)。人工智能專家系統(tǒng)利用專家處理故障的實(shí)際案例來(lái)幫助網(wǎng)絡(luò)獲取知識(shí)，將針對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的所有知識(shí)聚集在一起，這樣不僅提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取信息的速度，還提高了診斷系統(tǒng)的精確度。

4.3 小波分析。小波分析是一種關(guān)于信息的時(shí)間和尺度的分析方法，該方法具有較好的時(shí)頻定位功能，一般被應(yīng)用于時(shí)變、瞬態(tài)及非線性信息的分析領(lǐng)域。小波分析為機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)注入了新的活力，推動(dòng)了故障診斷技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，機(jī)電一體化設(shè)備產(chǎn)品不斷進(jìn)入生產(chǎn)與生活領(lǐng)域，人們對(duì)產(chǎn)品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求。然而，就現(xiàn)階段而言，我國(guó)機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)仍存在諸多不足之處，希望通過(guò)文章的分析與研究，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T更好的認(rèn)識(shí)與掌握機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)，正確了解其存在的不足，從而使其更有針對(duì)性的采取解決對(duì)策來(lái)對(duì)故障診斷技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的更好發(fā)展。

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