日孜完古麗

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)和設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)設(shè)備的可靠性提出了更高的要求，維修保養(yǎng)方面的問題也日益增多?；诖耍疚奶接懥藱C(jī)電一體化設(shè)備的概述和故障維修診斷方法，分析了機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)，研究了強(qiáng)化機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性，以期能夠促進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化? 故障維修? 維修特點(diǎn)? 可靠性

中圖分類號(hào)：TH39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）02（a）-0022-03

Fault Maintenance Characteristics and Reliability Analysis of Mechatronics Equipment

RIZIWAN Guli

（Xinjiang Vocational University， Urumqi， Xinjiang Uygur Antonomous Region， 830013 China）

Abstract： With the development of science and technology， mechatronics technology and equipment are widely used， higher requirements are put forward for the reliability of the equipment， maintenance problems are also increasing. Based on this， this paper discusses the overview of mechatronics equipment and fault diagnosis methods， the fault maintenance characteristics of mechatronics equipment are analyzed， the reliability of mechatronics equipment is studied， in order to promote the development of mechatronics equipment.

Key Words： Mechatronics; Fault maintenance; Maintenance characteristics; Reliability

1? 機(jī)電一體化設(shè)備的概述

所謂機(jī)電一體化就是將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)融合而成的一種更先進(jìn)的技術(shù)，當(dāng)今的機(jī)電一體化技術(shù)不僅僅只局限于電子技術(shù)，還有更深層次的像光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等構(gòu)成的一門交叉學(xué)科。技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，人們對(duì)機(jī)電一體化的可靠性也更加的嚴(yán)格要求，同時(shí)也使得很多的問題開始暴露出來，譬如日常的保養(yǎng)、故障時(shí)的診斷與維修等等。由于機(jī)電一體化學(xué)科的特殊性，機(jī)械電子的交叉故障的出現(xiàn)給設(shè)備故障的診斷與維修增加了不小的難度。

2? 機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修診斷方法

針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的故障分析方法已經(jīng)不能滿足診斷的需求，需要合理的改變思維，將之前對(duì)電子、機(jī)械設(shè)備故障的診斷方式結(jié)合起來。首先，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的深入了解是極為關(guān)鍵的，了解系統(tǒng)的組成、熟悉各部分設(shè)備工作的原理、零件的組合形式。其次，故障發(fā)生時(shí)，會(huì)伴有一些明顯的跡象，要能夠根據(jù)這些跡象準(zhǔn)確的判斷故障類型。因?yàn)闄C(jī)械故障比電子故障特征表現(xiàn)出來的更加直觀，所以在機(jī)電一體化設(shè)備的檢修思路中，在電子設(shè)備指示燈沒給出明確的信號(hào)時(shí)，要本著先機(jī)后電的原則，先對(duì)機(jī)械設(shè)備部分進(jìn)行檢修。檢查機(jī)械設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，零部件有無(wú)卡死、打滑、斷裂等情形，確定無(wú)誤后再對(duì)電子設(shè)備部門存在的問題進(jìn)行判斷。最后，由于外部部件或者設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的特征更加的明顯，所以在排查故障或者檢修時(shí)，按照先外后內(nèi)的檢修順序，先對(duì)外部原件進(jìn)行檢查，確定無(wú)問題后，再對(duì)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)和控制原件進(jìn)行排查。最后，先主后次，進(jìn)行故障排查時(shí)先對(duì)主干零部件和接口零件分析，再對(duì)次要零部件進(jìn)行排查，理好診斷思路，不但可以提高檢修問題的效率，同時(shí)也有效地控制檢修成本[1]。

3? 機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)

3.1 機(jī)械設(shè)備故障時(shí)的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)備在機(jī)電一體設(shè)備主體內(nèi)部連續(xù)運(yùn)作，使得故障的原因不易判斷。在對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障維修時(shí)，維修人員要對(duì)故障原因進(jìn)行有效的分析和診斷，綜合考慮各種可能的因素，提高機(jī)械設(shè)備故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的原因各式各樣，而且有許多的問題發(fā)生時(shí)會(huì)引起一系列的連帶反應(yīng)，致使設(shè)備難以正常運(yùn)行，常見的問題如長(zhǎng)時(shí)間工作零件的磨損、機(jī)器間的配合問題等。同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的動(dòng)態(tài)運(yùn)行也要特別注意到數(shù)據(jù)會(huì)跟著設(shè)備的運(yùn)行而時(shí)刻變化，因?yàn)檫@個(gè)特殊屬性的存在，給維修人員在實(shí)際故障診斷過程中帶來困難，也就決定了維修人員要全面分析故障的情況。另外，機(jī)器設(shè)備的故障有可能是人工的操作不當(dāng)，或者在出場(chǎng)時(shí)的本身設(shè)計(jì)建造就有問題，這些也反映出機(jī)器設(shè)備的故障是沒有規(guī)律的，而且可能存在連續(xù)性故障的特點(diǎn)，要從多個(gè)方面全面分析找出故障的原因，采取有針對(duì)性的解決方案對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行維修[2]。

3.2 電子設(shè)備故障時(shí)的特點(diǎn)

電子設(shè)備的故障其實(shí)在機(jī)電一體化設(shè)備的故障里占多數(shù)，因?yàn)殡娮釉O(shè)備發(fā)號(hào)施令，機(jī)械設(shè)備默默執(zhí)行，具有控制中樞的作用，這也就說明機(jī)器能不能正常運(yùn)行的關(guān)鍵是電子設(shè)備的正常運(yùn)行。而且在機(jī)電一體化設(shè)備故障時(shí)我們通常會(huì)以為是機(jī)械設(shè)備的問題，但是事實(shí)可能是電子設(shè)備發(fā)出的指令產(chǎn)生了問題，致使機(jī)器設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。同時(shí)，影響電子設(shè)備正常工作的因素也更多，溫度、粉塵、電磁環(huán)境等。所以由電子設(shè)備引發(fā)的故障更為隱蔽和突然，個(gè)人操作電子設(shè)備的不當(dāng)也是造成故障的主要原因之一，維修人員對(duì)電子設(shè)備的故障進(jìn)行分析時(shí)，也需考慮多方面的因素。

3.3 機(jī)電一體化設(shè)備故障時(shí)的特點(diǎn)和分類

在機(jī)電一體化設(shè)備故障時(shí)，我們可能首先會(huì)感覺很棘手，因?yàn)檎也怀龉收显?，但其?shí)機(jī)電一體化設(shè)備故障時(shí)的問題實(shí)際分析起來比單獨(dú)尋找機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備的單獨(dú)故障容易一些。維修人員通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的直接觀察，可以直接確定是不是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備故障引起的，這樣電子設(shè)備故障的隱蔽性也被大大削弱。此外，當(dāng)機(jī)械設(shè)備未能按照預(yù)定動(dòng)作工作時(shí)，就可以直接斷定時(shí)因?yàn)殡娮釉O(shè)備指令發(fā)出有誤，而電子設(shè)備問題出現(xiàn)的主要原因指令是電子線路的無(wú)效傳達(dá)，以至機(jī)械設(shè)備未正常運(yùn)行，也有可能是因?yàn)殡娮釉O(shè)備感應(yīng)故障，未感應(yīng)到機(jī)械設(shè)備這個(gè)工作終端，指令無(wú)法傳達(dá)。機(jī)電一體化設(shè)備故障分為以下幾個(gè)方面[3]：

（1）破壞性和非破壞性的故障。這兩種故障的劃分是以是否破壞的工件和機(jī)床判斷的，這兩者之間存在著明顯的不同，在實(shí)際的工作中我們最常見到的非破壞性的故障。一旦在工作中發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，應(yīng)該聽取專業(yè)人士的意見，及時(shí)的更換新的設(shè)備，不要為了節(jié)約成對(duì)其進(jìn)行修理，否則一旦發(fā)生重大的安全事故，后續(xù)的問題將一發(fā)不可收拾。

（2）經(jīng)常性故障和間歇性故障。這兩類的劃分是依據(jù)設(shè)備發(fā)生故障的頻率來判斷的，經(jīng)常性的故障指的是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一旦達(dá)成某中要求，就會(huì)造成設(shè)備故障。間歇性故障與之相比，更加具有不確定性，但分析事故原因的時(shí)候更加困難，只有經(jīng)過多次的嘗試才能做出全面的分析。（3）診斷指示故障和無(wú)指標(biāo)故障。這兩種故障的劃分是以發(fā)生故障時(shí)是否有指示或者報(bào)警來劃分。在日常的工作中，企業(yè)所用的機(jī)電一體化設(shè)備通常都具備監(jiān)控報(bào)警設(shè)施，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，如果設(shè)備出現(xiàn)問題其自身就會(huì)發(fā)出預(yù)警，并且可以將相關(guān)的情況顯示出來，以便工作人員及時(shí)排除故障。在排除故障的時(shí)候，工作人員要運(yùn)用科學(xué)的辦法，盡快的判斷出故障原因并進(jìn)行修理。

4? 強(qiáng)化機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性研究

隨著機(jī)電一體化設(shè)備的不斷普及，機(jī)電一體化設(shè)備在生產(chǎn)中作用的不斷強(qiáng)化，大家對(duì)設(shè)備的可靠性提出了更高的要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)可靠性的分析和設(shè)計(jì)不僅有效的降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品整體的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)而且還彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一些不足。

4.1 元器件的失效

元器件作為機(jī)電一體化設(shè)備里最基本的單元，它的可靠與否將直接決定機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。牽一發(fā)而動(dòng)全身，當(dāng)元器件在運(yùn)行過程中直接失效，將會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)電一體化設(shè)備造成極大的影響。因此對(duì)元器件的選擇就有了更多的要求，要保證所用元器件的質(zhì)量和性能都符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也滿足機(jī)電一體化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)的具體要求，強(qiáng)化對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備元器件的可靠性測(cè)試，提高標(biāo)準(zhǔn)、增加測(cè)試次數(shù)等。在設(shè)備工作時(shí)，要充分考慮到環(huán)境的溫度、濕度對(duì)元器件工作的影響，使其處于適宜的環(huán)境，能夠有效地減少元器件失效事故的發(fā)生[4]。

4.2 元器件的連接和組裝

機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行受到了諸多條件的限制，這其中元器件的連接與組裝對(duì)其影響最大，可以說元器件的連接與組裝直接決定了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另外在機(jī)電一體化設(shè)備內(nèi)各種控制系統(tǒng)相互聯(lián)系，較為復(fù)雜，元器件連接與組裝的正確無(wú)誤，也是提升機(jī)電一體化設(shè)備整機(jī)可靠性的有效途徑。在組裝之前，需要充分了解不同系統(tǒng)，不同元器件時(shí)如何連接的，還要明確機(jī)械的執(zhí)行原理，與電子的控制原理，對(duì)元器件進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的連接和組裝，避免因?yàn)椴徽_的連接和組裝導(dǎo)致的故障問題。另外，連接和組裝時(shí)要防止插接件的接觸不良，許多的設(shè)備故障都由于插接件的接觸不良從而導(dǎo)致信號(hào)傳輸失靈，造成系統(tǒng)故障。元器件的定期清洗也能減少元器件對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的影響，避免元器件污染，致使設(shè)備故障。電路的設(shè)計(jì)也要合理而且連接準(zhǔn)確，控制電壓在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，防止電壓電流將電子元器件擊穿，增強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性[5]。

4.3 防止電磁干擾

機(jī)電一體化設(shè)備在正常運(yùn)行的時(shí)候會(huì)和電磁能之間產(chǎn)生影響，由于機(jī)電一體化設(shè)備自身的工作特點(diǎn)，使得它在工作的時(shí)候不可避免地受到電磁的影響，而這二者之間的轉(zhuǎn)換會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響，機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行常常伴隨著和電磁能之間的轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中不可避免地會(huì)影響周圍環(huán)境。而機(jī)電設(shè)備在實(shí)際的工作期間，環(huán)境也會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，隨著工作環(huán)境的不同轉(zhuǎn)變，設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)遭到不同程度的影響，在這中間設(shè)備內(nèi)部的諸多的構(gòu)件也會(huì)受到電磁的影響。從物理學(xué)的角度上來講，機(jī)電一體化設(shè)備工作時(shí)就是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，當(dāng)然在工作的過程中也包含著電磁能量轉(zhuǎn)換，所以機(jī)電一體化設(shè)備也就容易被電磁干擾，降低了機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性[6]。出現(xiàn)這些情況的原因有：交流供電系統(tǒng)的電壓和電流的波動(dòng);直流電源的功率儲(chǔ)備不夠造成的電源負(fù)載能力不足;電源和地線的布局混亂或是線徑太細(xì);控制信號(hào)的引線過于長(zhǎng)而且又沒有進(jìn)行屏蔽隔離的措施。

5? 實(shí)時(shí)監(jiān)控提高機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的對(duì)策

從機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)來看，設(shè)備已經(jīng)能夠做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控，基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化。通常可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控的辦法來提高設(shè)備可靠性：首先，在設(shè)備設(shè)計(jì)之初，就要選擇安全性更高的元件，同時(shí)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)手段，在設(shè)備出現(xiàn)問題的時(shí)候可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)現(xiàn)問題后要將運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備停下來，要運(yùn)用妥善的方法來判斷事故原因并且快速的處理問題。其次，也要利用技術(shù)手段，必要的時(shí)候?qū)υM(jìn)行重新的組合，以此來獲得設(shè)備的可靠性。

6? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化的發(fā)展已經(jīng)不僅僅局限于機(jī)械制造技術(shù)和電子技術(shù)領(lǐng)域，逐漸的涉及到信息處理、測(cè)試與傳感、計(jì)算機(jī)、接口等技術(shù)領(lǐng)域。這也要求我們要根據(jù)機(jī)電一體化的發(fā)展特點(diǎn)，不斷地總結(jié)歸納機(jī)電一體化設(shè)備的故障特點(diǎn)，更新對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的診斷方法，結(jié)合故障特點(diǎn)去進(jìn)行維修處理。同時(shí)，機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的提升也是工作的重點(diǎn)，提升機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性對(duì)于工業(yè)產(chǎn)能有著直接促進(jìn)的作用，能夠減少企業(yè)因?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致的損失。還應(yīng)繼續(xù)提高技術(shù)水準(zhǔn)，研發(fā)出更好的機(jī)電一體化設(shè)備，更好的推動(dòng)機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展，提升我國(guó)整體的工業(yè)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖高忠.機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)及可靠性分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（6）：175-176.

[2] 和潁歌.試析機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)與可靠性[J].福建質(zhì)量管理，2016（5）：67-68.

[3] 孫鑒清.機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)及可靠性分析[J].低碳地產(chǎn)，2016（12）：412.

[4] 何宏潛.關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)研究[J].科技資訊，2020（16）：43-44.

[5] 唐忠勝.機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)和可靠性分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2020（3）：135-136.

[6] 劉鑫俁.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].科技資訊，2019（9）：58-59.