機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)研究

牟鐵江

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局 新疆伊寧）

機(jī)電一體化技術(shù)包括機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、信號轉(zhuǎn)變技術(shù)及微電子技術(shù)等。隨著時代的發(fā)展，對機(jī)電一體化產(chǎn)品的需求正在加大，使得人們對于這些產(chǎn)品的功能要求越來越高。但不可避免的是，機(jī)電一體化的設(shè)備會出現(xiàn)一些故障，要求人們對這些問題進(jìn)行有針對性的研究并實施有力措施給予改進(jìn)。

一、機(jī)電一體化的設(shè)備診斷技術(shù)特點

設(shè)備故障，一般是指設(shè)備工作過程中其規(guī)定的功能降低甚至喪失的現(xiàn)象。對于故障的診斷，則包括故障部位確定以及對其進(jìn)行檢測，即通過各種檢測辦法的利用，將設(shè)備故障所在找出并加以修復(fù)的過程。設(shè)備使用過程中，機(jī)械零件會不可避免地出現(xiàn)磨損或變形、腐蝕等損傷，這些情況一旦出現(xiàn)，會對整個設(shè)備的正常工作產(chǎn)生影響，也可能會帶來嚴(yán)重后果。所以，定期對設(shè)備各個零件進(jìn)行檢查，將故障消滅在萌芽階段，可最大程度地避免損失。

機(jī)電一體化設(shè)備的故障具有其一定的特點，由于在機(jī)電一體化設(shè)備中，零件使用的數(shù)量多且技術(shù)要求也比較高，發(fā)生故障的概率也比較大。有權(quán)威的統(tǒng)計結(jié)果表明，工作中機(jī)電一體化設(shè)備發(fā)生故障的概率是普通機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障概率的8倍。因此，對于這種復(fù)雜、比較容易發(fā)生故障的設(shè)備，不能僅僅靠人工進(jìn)行分析和檢查。因此，需要研究出一種專門針對機(jī)電一體化設(shè)備故障維修的診斷技術(shù)。

機(jī)電一體化設(shè)備主要出現(xiàn)的故障有：設(shè)備中機(jī)械零件數(shù)量比較多，機(jī)械磨損比例較大。自我診斷功能還不夠完善；在故障報警方面設(shè)置不夠全面，有些故障發(fā)生時沒有報警顯示，這樣會錯過最佳維修時機(jī)。專業(yè)維修人員特別是經(jīng)驗豐富的維修人員缺乏。

二、機(jī)電一體化的設(shè)備故障診斷的技術(shù)目前現(xiàn)狀

機(jī)電一體化設(shè)備診斷技術(shù)在一定時期內(nèi)的發(fā)展是相當(dāng)迅速的，發(fā)展過程歷經(jīng)了3個主要階段：第一階段是初級階段，在初級階段內(nèi)，機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷主要是靠專業(yè)人員的個人工作經(jīng)驗以及對專業(yè)知識的掌握程度；第二階段主要是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷，也開始利用計算機(jī)進(jìn)行一些信號處理以及信號檢測工作，并逐漸朝著成熟的方向邁進(jìn)。

我國的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)與其他國家相比起步較晚，但由于經(jīng)濟(jì)增長比較迅猛，也在一定程度上帶動了這一技術(shù)的迅速發(fā)展。在這方面的研究，我國獲得的成果不容小覷。但客觀地說，我國的機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷，還是處于發(fā)展中的階段，即使在日常的生活中，這種技術(shù)已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用，但還不成熟，設(shè)備診斷的準(zhǔn)確率也不夠高。這也是由于機(jī)電一體化設(shè)備涉及的知識范圍廣、綜合性強(qiáng)所致，而設(shè)備的診斷質(zhì)量，往往直接關(guān)系到設(shè)備能否正常高效運行。這就更加要求人們加深對機(jī)電一體化設(shè)備的診斷研究，最大程度上避免設(shè)備出現(xiàn)故障，減少不必要的損失。

三、機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的具體內(nèi)容

1.診斷步驟

在機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷過程中，包括幾個步驟，一是在進(jìn)行設(shè)備故障診斷工作之前，要先對診斷的設(shè)備進(jìn)行一定的測試，再依據(jù)設(shè)備的自身性質(zhì)與相關(guān)知識理論相結(jié)合，才能更好地確定設(shè)備狀態(tài)，從而采用最恰當(dāng)?shù)姆绞椒椒ㄟM(jìn)行維修；二是在完全了解設(shè)備的狀態(tài)之后，要根據(jù)多種設(shè)備理論，將該設(shè)備特有的特征信號進(jìn)行準(zhǔn)確地辨別和處理，并將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分類；三是在上述兩項工作完成之后，就早期預(yù)防診斷來說，要提前進(jìn)行分析和判斷，對可能出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行預(yù)測，而對于那些已經(jīng)出現(xiàn)的故障，要及時進(jìn)行診斷，確定設(shè)備的故障原因以及類型，有針對性地采取有效措施，從而來保證設(shè)備能夠更加高效地正常運行。

2.診斷方法

機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷具有其獨特的性質(zhì)，設(shè)備性質(zhì)不同，診斷的方法也一定不同，這樣就會出現(xiàn)很多的設(shè)備故障種類，但其基本分類及診斷方法還是有限的。

第一種分類方式，依據(jù)設(shè)備發(fā)生故障是偶然還是比較持續(xù)，那些偶然性的可以稱為偶然性故障，持續(xù)性可以稱作系統(tǒng)性的故障。偶然性故障可以從字面意義上進(jìn)行理解，就是在正常的工作狀態(tài)中意外發(fā)生的一些故障和問題，這樣會在一定程度上增加設(shè)備的維修難度。所以為了避免這類故障造成的損失，工作人員就要定期地對設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行測試，以便及時發(fā)現(xiàn)故障。系統(tǒng)性的故障，都是指那些無法避免的故障，工作人員就更該對這種類型的故障進(jìn)行行之有效的維修和護(hù)理。

第二種分類的方式，依據(jù)是否有故障指示。在比較高級的設(shè)備控制系統(tǒng)中，會有故障指示的相關(guān)功能，可以依據(jù)指示來檢測設(shè)備的運行是否正常，一旦故障發(fā)生時，工作人員會根據(jù)自動顯示的故障位置進(jìn)行更迅速地診斷和修復(fù)，工作效率高。沒有故障指示的系統(tǒng)不會自動報警，如果發(fā)生了故障，也只能靠工作人員在進(jìn)行檢查時才能夠發(fā)現(xiàn)，只能靠這些工作人員的自身技術(shù)是不是過硬、對專業(yè)知識的掌握程度是不是深入。因此說，初級的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)，反而對工作人員的技術(shù)能力提出了更高的要求。

第三種方法，依據(jù)機(jī)械零件發(fā)生故障的影響程度進(jìn)行分類，可以分為破壞性故障以及非破壞性故障。非破壞性故障本身的破壞性就比較低，所以其他機(jī)械零件也就不會受到故障的影響，這時只要將故障發(fā)生的真正原因找出，就可以很好地解決問題；而對于破壞性的故障，因其影響十分嚴(yán)重，對其他機(jī)械零件造成的影響和損害更是不容小覷，因此，不但要將故障產(chǎn)生的原因查明，更要將其斬草除根，診斷后還要對其進(jìn)行不斷地維護(hù)，才能更好地避免這類故障的再次發(fā)生。

四、機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

要使機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)能夠發(fā)展得更加長遠(yuǎn)，就要在傳統(tǒng)的方法基礎(chǔ)之上有所創(chuàng)新。對于傳統(tǒng)的故障診斷方法，其對象一般都必須是實體的設(shè)備，然后通過實地對設(shè)備進(jìn)行一系列檢查和測試，以專家的經(jīng)驗以及專業(yè)知識進(jìn)行判斷，還要綜合運用各種設(shè)備模式，一步步地進(jìn)行分析及討論，這一系列繁瑣的過程之后，還無法準(zhǔn)確地保證故障診斷的準(zhǔn)確性。機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展中，故障的診斷已經(jīng)采用一次在線的診斷以及一次離線診斷的方式。在線診斷是通過對現(xiàn)有的知識數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來診斷設(shè)備故障，而且能進(jìn)行比較簡單的處理，與此同時還會將故障發(fā)生的原因和故障性質(zhì)進(jìn)行標(biāo)明，這樣會給工作人員提供很大的便利，在此基礎(chǔ)上可以比較快速和準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行深層次的分析，工作效率也就會得到提高。未來的機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)可以利用計算機(jī)技術(shù)，充分結(jié)合計算機(jī)在線監(jiān)測出的設(shè)備的相關(guān)運行信息，排除故障的速度也就會明顯加快，機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷系統(tǒng)會更加專業(yè)和智能。