陶懋正

（泰州市裕康安全環(huán)境技術(shù)咨詢有限公司，江蘇 泰州 225400）

機電一體化技術(shù)是我國總體建設(shè)發(fā)展中的一項關(guān)鍵技術(shù)，集制造業(yè)信息、計算機、微電子等技術(shù)于一體，廣泛用于各個社會的現(xiàn)代生產(chǎn)和開放實踐中。近年來，為進一步完善我國改革開放進程，我國也進入了先進的機械自動化時代，特別是近年來機械設(shè)備的集成化被廣泛應(yīng)用于各大產(chǎn)業(yè)工廠的實踐生產(chǎn)之中，在無形中推動了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，但同時，機電一體化設(shè)備又容易受到各種各樣不良因素的影響而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，由此，對于機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的調(diào)查與研究具有非常高的價值。機電設(shè)備診斷技術(shù)保證了生產(chǎn)的安全，使企業(yè)了解機電設(shè)備存在的故障并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。為了充分發(fā)揮機電一體化設(shè)備的作用，首先要使其工作穩(wěn)定，因為它是機電一體化設(shè)備在應(yīng)用過程中的重要組成部分，符合機電一體化設(shè)備的故障診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1 機電一體化設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)

1.1 機電一體化設(shè)備

機電一體化，又稱機械電子學(xué)，1971年首次出現(xiàn)在日本《機械設(shè)計》雜志的增刊上。伴隨機電一體化技術(shù)被有關(guān)行業(yè)廣泛地應(yīng)用得到了前所未有的蓬勃發(fā)展。機電一體化是一門與機械和微電子技術(shù)緊密結(jié)合的技術(shù)，是由計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)組成的獨立的交叉學(xué)科。機電一體化的主要發(fā)展方向是人性化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、小型化、系統(tǒng)化等。

1.2 機電一體化設(shè)備的構(gòu)成

機電系統(tǒng)一般由結(jié)構(gòu)元素、動力元素、運動元素、感知元素和功能元素五部分組成。其一，機械本體（結(jié)構(gòu)元件）是機械支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的所有功能元件，一般包括本體、框架、支架、連接件等。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，動力驅(qū)動部分（動力元件）為系統(tǒng)的正常運行提供能量和動力。其二，是測試傳感部分（傳感元件）的參數(shù)和狀態(tài)，以檢測系統(tǒng)本身和外部環(huán)境，將其轉(zhuǎn)換成可識別的信號，傳送給信息處理單元，并在分析處理后生成相應(yīng)的控制信息。三是對信息進行集中、存儲、分析和處理。未來將利用測試傳感部分和外部直接輸入指令，發(fā)出相應(yīng)的指令，規(guī)定信息處理和結(jié)果顯示的程序和節(jié)奏，從而控制整個系統(tǒng)的有目的的動作。執(zhí)行器（運動元件）按照控制和信息處理部分給出的指令并完成指定的動作及其功能。

2 機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)及特點

2.1 機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)原理

機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)原理是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)采集與分析處理。構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的目的是了解設(shè)備參數(shù)，從而掌握設(shè)備是否處于正常運行狀態(tài)，這是機電一體化設(shè)備故障診斷的重要依據(jù)，可以有效避免設(shè)備安全事故，維護設(shè)備的正常運行。并且，機電一體化設(shè)備的故障診斷與數(shù)據(jù)分析的支持是分不開的，針對于數(shù)據(jù)采集的方法要求具有科學(xué)性，如利用傳感器來收集其設(shè)備相關(guān)性參數(shù)基本信息，然后要用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與處理，以便于達到檢測設(shè)備運行的目的。最后，在數(shù)據(jù)處理和分析的過程中，特別需要注意是對設(shè)備原始的數(shù)據(jù)統(tǒng)計將有效的信息與無效的信息區(qū)別開來，并對有效的信息進一步深入分析。通過對最終數(shù)據(jù)與設(shè)備運行標(biāo)準(zhǔn)的差異進行分析比較，了解設(shè)備運行過程中可能出現(xiàn)的故障。

2.2 機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)特點

（1）機電一體化設(shè)備是由多個部件和技術(shù)要素組成的集合。在日常運作中的機電設(shè)備故障診斷中，要快速找出故障部位并確定故障原因?qū)C電一體化設(shè)備進行維修是非常困難的。機電設(shè)備發(fā)生故障的原因很多，其中最難判斷和確定設(shè)備故障原因的是存在質(zhì)量問題的機械設(shè)備零部件的故障和電氣檢測元件的故障。

（2）故障診斷技術(shù)操作非常復(fù)雜并且涉及了大量相關(guān)的科學(xué)知識，因此技術(shù)人員必須擁有過硬的專業(yè)性素養(yǎng)，并具有豐富的機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)知識且能能做到融會貫通[3]。

（3）實際上手操作與計算之間會有一定的誤差，因此相關(guān)技術(shù)人員要結(jié)合其設(shè)備運行的實際情況結(jié)合相關(guān)理論知識，彼此之間融合保障設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

3 機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)原因現(xiàn)狀

工業(yè)大革命以后，我國的機電一體化設(shè)備不斷取得進步，機電一體化設(shè)備診斷技術(shù)的發(fā)展也變得更加成熟和精密，并在不斷發(fā)展和完善中升級，然而，就我國機電一體化診斷技術(shù)而言，還存在一些有待解決的小問題，主要包括以下幾個方面：

3.1 理論體制不健全

目前，機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的理論體系有待進一步完的善。診斷技術(shù)的需要與理論與實踐相結(jié)合才能被有效應(yīng)用。一個相對健全的理論體制可以為整個機電一體化整體的正常運行提供良好的參考依據(jù)。目前，我國機電故障診斷技術(shù)的理論體系仍有發(fā)展進步的空間，同樣整個機電運行效率也可以繼續(xù)提升。

3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性不足

此外，我國機電一體化故障診斷技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化水平還有待進一步提高。目前，我國現(xiàn)有的技術(shù)一般是利用實際運行情況結(jié)合工作人員的主觀意識經(jīng)驗來判斷設(shè)備是否處于正常運行狀態(tài)，實際上是非常不標(biāo)準(zhǔn)的運行。由于機電一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)一般相對較為復(fù)雜，也很容易受到多方面的各種影響。例如理論與實際的運行狀態(tài)之間存在的差異、機械設(shè)備零部件之間的相互作用等，既而可能會影響其操作人員的專業(yè)診斷，但最終的診斷并不準(zhǔn)確甚至出現(xiàn)錯誤。因此，機電設(shè)備只能在設(shè)備因故障而被迫停止運行時才能判斷出故障的所在處以及原因，而不能在運行過程中就快速的做出準(zhǔn)確的判斷，這導(dǎo)致整個設(shè)備運行的效率相對較低。

相關(guān)實踐太少，再有就是目前國家所擁有的故障診斷技術(shù)的理論還不是很成熟，理論相對有些許落后并與實際操作的融合度不夠?，F(xiàn)下更需要更多的實踐技術(shù)操作的機會去驗證相關(guān)技術(shù)理論，這也是導(dǎo)致機電一體化設(shè)備在運行中的不能夠加以診斷和理論與實踐的融合度不夠的原因，其出現(xiàn)的困難，阻礙了診斷工作的開展。

4 機電一體化設(shè)備故障診斷的具體實施

4.1 機電一體化設(shè)備故障診斷操作步驟

技術(shù)操作人員應(yīng)在故障診斷前對整個設(shè)備進行測試，并根據(jù)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對設(shè)備進行診斷和控制，以確保設(shè)備裝配過程的完整性和有效性。此外，全面研究合理的集中段診斷理論和運行模式，確保測試信息滿足實際需要，測試信息滿足實際需要，實現(xiàn)對機電設(shè)備運行狀態(tài)的綜合評價。只要提升了其機電設(shè)備的運作規(guī)定與效率，才能在很大程度保證故障的診斷。

針對設(shè)備存在的問題、環(huán)境參數(shù)的前提和影響因素，技術(shù)人員對設(shè)備進行了細致的深度分析。通過讀取機電設(shè)備的運行狀態(tài)，對故障進行綜合性的診斷。特別是在設(shè)備數(shù)據(jù)分類過程中，技術(shù)人員要全面分析故障預(yù)防和診斷的結(jié)構(gòu)，保證故障診斷和操作框架的完整度及對機電設(shè)備進行全面維護和精準(zhǔn)檢修。

技術(shù)人員需要深入分析自己的設(shè)備性能。對于具體的故障診斷，不僅要對數(shù)據(jù)進行全面的整理和分類，還要對防控結(jié)構(gòu)進行集中診斷和處理，確保對可能的故障部位和原因進行全面的分析和處理。只有技術(shù)人員及時診斷和處理機電設(shè)備故障，確定故障的具體原因和基本類型，才能有效保障機電設(shè)備的正常運行。

4.2 機電一體化設(shè)備故障診斷具體操作方式

診斷與分析主要用于診斷設(shè)備的運行狀態(tài)，分析可能產(chǎn)生故障的具體原因。專業(yè)的操作人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的流程對設(shè)備進行優(yōu)化，確保有效診斷和故障處理。這部分要考核技術(shù)操作人員的專業(yè)性素養(yǎng)，熟悉各種故障問題和匹配機制。在設(shè)備故障診斷或周期循環(huán)式檢修時，結(jié)合電氣集成的設(shè)備故障和系統(tǒng)的故障，對事故進行分析和處理，并根據(jù)上述實際情況和理論知識制定臨時解決方案，避免安全事故的發(fā)生。同時，相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)具備優(yōu)秀的操作人員。該裝置的技術(shù)利用該儀器有效地控制機電一體化設(shè)備，降低事故損失率。

（1）在應(yīng)用檢測機制的過程中，需要對偶然性系統(tǒng)故障的和持續(xù)性進行診斷，即機電一體化設(shè)備的意外故障和系統(tǒng)故障進行分析和處理。對于這類不確定因素，技術(shù)人員應(yīng)制定臨時應(yīng)急預(yù)案，確保故障發(fā)生時能得到及時正確的處理。另一方面，在設(shè)備故障處置過程之中，技術(shù)人員應(yīng)利用檢測儀器對機電一體化設(shè)備實時管理和控制，減少突發(fā)故障而造成的經(jīng)濟上損失。技術(shù)人員應(yīng)對機電集成設(shè)備的系統(tǒng)故障進行綜合管理和控制，以有效減少問題的出現(xiàn)。

（2）技術(shù)人員對機電設(shè)備的故障指示燈進行分析，其在檢測故障設(shè)備是針對兩種設(shè)備進行檢查分別為有指示與無指示燈兩種。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或問題時，如果帶指示燈的設(shè)備需要先收集相關(guān)故障信息，以確保相關(guān)人員能在第一時間及時監(jiān)控和整合機電的問題和故障。如果系統(tǒng)沒有指示燈顯示系統(tǒng)故障，管理人員需要找到機電設(shè)備故障的位置并分析其原因，而有必要對其系統(tǒng)設(shè)備進行實時的觀察與檢測。

5 機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)未來的發(fā)展

5.1 網(wǎng)絡(luò)化

未來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)創(chuàng)新的一個重點方向。隨著在相應(yīng)的故障診斷過程中對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引用，遠程輔助功也將能得到更好的體現(xiàn)和完善。機電一體化設(shè)備故障診斷的方便性。由于機電一體化設(shè)備在運作中有一些高風(fēng)險性環(huán)節(jié)的存在，如這種高風(fēng)險環(huán)節(jié)的相關(guān)故障診斷分析攪入現(xiàn)場，那么安全事故就很易發(fā)生。雖然有一些遠程故障診斷技術(shù)，但如果有了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，必然會顯示出更大的便利性，對故障診斷和維修人員產(chǎn)生更大的影響。

5.2 智能化

當(dāng)今，人工智能技術(shù)的在飛速蓬勃的發(fā)展，人工智能系統(tǒng)也在故障診斷中被應(yīng)用并且展示出特別高的價值，尤其是面對逐漸復(fù)雜的機電設(shè)備故障診斷的高要求情況下。AI技術(shù)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。

5.3 傳感器

針對于機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，由于對故障診斷中獲得的各種信息參數(shù)要求較高，必須重視對各種傳感器的有效創(chuàng)新和改進，以保證傳感器能夠更加準(zhǔn)確可靠信息數(shù)據(jù)。例如，需要對溫度、振動、濕度、距離等傳感器進行深入研究，以了解當(dāng)前存在的問題和缺陷，并有針對性地進行改進，為故障診斷的準(zhǔn)確性打下基礎(chǔ)。機電一體化設(shè)備在未來的應(yīng)用將會越來越廣泛。隨著未來互聯(lián)網(wǎng)的不斷深入與滲透，機電一體化將會更完善更健全，尤其是遠程的輔助功能以及傳感器。

6 結(jié)語

綜上，機電一體化設(shè)備具有較為復(fù)雜的程序，其故障是不可預(yù)測的，必須高效的運用設(shè)備故障診斷技術(shù)去增加預(yù)防和解決問題，基于此，在對機電一體化設(shè)備故障進行相關(guān)檢修時，相關(guān)人員并必須要很好運用基礎(chǔ)理論相關(guān)知識，加以融會貫通，就能有效的提高檢修的效率和實際的效果，并且可以推動機電一體化的生產(chǎn)，同時也為機電一體化的后期的發(fā)展奠定下了堅實基礎(chǔ)。從而大程度提高機電設(shè)備的工作效率，為生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多更大的經(jīng)濟利益，所以機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究是具有非常可觀的發(fā)展前景。