机电一体化设备故障诊断技术研究

牟铁江

（新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁）

机电一体化技术包括机械技术、信息技术、信号转变技术及微电子技术等。随着时代的发展，对机电一体化产品的需求正在加大，使得人们对于这些产品的功能要求越来越高。但不可避免的是，机电一体化的设备会出现一些故障，要求人们对这些问题进行有针对性的研究并实施有力措施给予改进。

一、机电一体化的设备诊断技术特点

设备故障，一般是指设备工作过程中其规定的功能降低甚至丧失的现象。对于故障的诊断，则包括故障部位确定以及对其进行检测，即通过各种检测办法的利用，将设备故障所在找出并加以修复的过程。设备使用过程中，机械零件会不可避免地出现磨损或变形、腐蚀等损伤，这些情况一旦出现，会对整个设备的正常工作产生影响，也可能会带来严重后果。所以，定期对设备各个零件进行检查，将故障消灭在萌芽阶段，可最大程度地避免损失。

机电一体化设备的故障具有其一定的特点，由于在机电一体化设备中，零件使用的数量多且技术要求也比较高，发生故障的概率也比较大。有权威的统计结果表明，工作中机电一体化设备发生故障的概率是普通机械设备发生故障概率的8倍。因此，对于这种复杂、比较容易发生故障的设备，不能仅仅靠人工进行分析和检查。因此，需要研究出一种专门针对机电一体化设备故障维修的诊断技术。

机电一体化设备主要出现的故障有：设备中机械零件数量比较多，机械磨损比例较大。自我诊断功能还不够完善；在故障报警方面设置不够全面，有些故障发生时没有报警显示，这样会错过最佳维修时机。专业维修人员特别是经验丰富的维修人员缺乏。

二、机电一体化的设备故障诊断的技术目前现状

机电一体化设备诊断技术在一定时期内的发展是相当迅速的，发展过程历经了3个主要阶段：第一阶段是初级阶段，在初级阶段内，机电一体化设备故障诊断主要是靠专业人员的个人工作经验以及对专业知识的掌握程度；第二阶段主要是应用计算机技术，随着计算机网络信息化技术的不断发展和进步，机电一体化设备的故障诊断，也开始利用计算机进行一些信号处理以及信号检测工作，并逐渐朝着成熟的方向迈进。

我国的机电一体化设备故障诊断技术与其他国家相比起步较晚，但由于经济增长比较迅猛，也在一定程度上带动了这一技术的迅速发展。在这方面的研究，我国获得的成果不容小觑。但客观地说，我国的机电一体化设备的故障诊断，还是处于发展中的阶段，即使在日常的生活中，这种技术已经得到了一定程度的应用，但还不成熟，设备诊断的准确率也不够高。这也是由于机电一体化设备涉及的知识范围广、综合性强所致，而设备的诊断质量，往往直接关系到设备能否正常高效运行。这就更加要求人们加深对机电一体化设备的诊断研究，最大程度上避免设备出现故障，减少不必要的损失。

三、机电一体化设备的故障诊断技术的具体内容

1.诊断步骤

在机电一体化设备的故障诊断过程中，包括几个步骤，一是在进行设备故障诊断工作之前，要先对诊断的设备进行一定的测试，再依据设备的自身性质与相关知识理论相结合，才能更好地确定设备状态，从而采用最恰当的方式方法进行维修；二是在完全了解设备的状态之后，要根据多种设备理论，将该设备特有的特征信号进行准确地辨别和处理，并将有关数据进行整理和分类；三是在上述两项工作完成之后，就早期预防诊断来说，要提前进行分析和判断，对可能出现故障的部位进行预测，而对于那些已经出现的故障，要及时进行诊断，确定设备的故障原因以及类型，有针对性地采取有效措施，从而来保证设备能够更加高效地正常运行。

2.诊断方法

机电一体化设备的故障诊断具有其独特的性质，设备性质不同，诊断的方法也一定不同，这样就会出现很多的设备故障种类，但其基本分类及诊断方法还是有限的。

第一种分类方式，依据设备发生故障是偶然还是比较持续，那些偶然性的可以称为偶然性故障，持续性可以称作系统性的故障。偶然性故障可以从字面意义上进行理解，就是在正常的工作状态中意外发生的一些故障和问题，这样会在一定程度上增加设备的维修难度。所以为了避免这类故障造成的损失，工作人员就要定期地对设备运行状态进行测试，以便及时发现故障。系统性的故障，都是指那些无法避免的故障，工作人员就更该对这种类型的故障进行行之有效的维修和护理。

第二种分类的方式，依据是否有故障指示。在比较高级的设备控制系统中，会有故障指示的相关功能，可以依据指示来检测设备的运行是否正常，一旦故障发生时，工作人员会根据自动显示的故障位置进行更迅速地诊断和修复，工作效率高。没有故障指示的系统不会自动报警，如果发生了故障，也只能靠工作人员在进行检查时才能够发现，只能靠这些工作人员的自身技术是不是过硬、对专业知识的掌握程度是不是深入。因此说，初级的机电一体化设备故障诊断技术，反而对工作人员的技术能力提出了更高的要求。

第三种方法，依据机械零件发生故障的影响程度进行分类，可以分为破坏性故障以及非破坏性故障。非破坏性故障本身的破坏性就比较低，所以其他机械零件也就不会受到故障的影响，这时只要将故障发生的真正原因找出，就可以很好地解决问题；而对于破坏性的故障，因其影响十分严重，对其他机械零件造成的影响和损害更是不容小觑，因此，不但要将故障产生的原因查明，更要将其斩草除根，诊断后还要对其进行不断地维护，才能更好地避免这类故障的再次发生。

四、机电一体化设备的故障诊断技术未来的发展趋势

要使机电一体化设备的故障诊断技术能够发展得更加长远，就要在传统的方法基础之上有所创新。对于传统的故障诊断方法，其对象一般都必须是实体的设备，然后通过实地对设备进行一系列检查和测试，以专家的经验以及专业知识进行判断，还要综合运用各种设备模式，一步步地进行分析及讨论，这一系列繁琐的过程之后，还无法准确地保证故障诊断的准确性。机电一体化设备故障诊断技术的不断发展中，故障的诊断已经采用一次在线的诊断以及一次离线诊断的方式。在线诊断是通过对现有的知识数据进行分析来诊断设备故障，而且能进行比较简单的处理，与此同时还会将故障发生的原因和故障性质进行标明，这样会给工作人员提供很大的便利，在此基础上可以比较快速和准确地对故障进行深层次的分析，工作效率也就会得到提高。未来的机电一体化设备的故障诊断技术可以利用计算机技术，充分结合计算机在线监测出的设备的相关运行信息，排除故障的速度也就会明显加快，机电一体化设备的故障诊断系统会更加专业和智能。