机电一体化设备的故障诊断技术探讨

摘 要：随着社会经济的发展以及科学技术的日益进步，机电一体化设备的故障诊断技术也得到了长足的发展，并且成为一种综合性强、技术含量高的信息处理技术。对设备进行故障诊断能够及时发现存在的问题，防止发生重大的事故。文章结合机电一体化设备的故障特性，对机电一体化设备的故障诊断技术进行了研究和探讨。

关键词：机电一体化；故障诊断；诊断技术

所谓机电一体化，就是将电子技术引入设备的动力、控制和信息处理等功能中，将电子技术、机械装置和软件等有效结合在一起构成的系统。对机电一体化设备进行故障诊断，不仅可以实现对机电一体化设备运行状态的动态监测，也可以及时发现机电一体化设备在运行过程中存在的各种问题，并及时找出设备故障发生的具置。因此在机电一体化设备中运用故障诊断技术，可以帮助技术人员发现设备潜在的安全隐患，避免设备在运行过程中出现各种安全事故，也为工作人员构建了相对安全的工作环境。同时对设备进行故障诊断不仅可以维持设备正常工作，也可以提高设备的生产效率与生产质量[1]。

1 机电一体化设备的故障特性分析

机电一体化系统中综合运用了微电子、机械、计算机和自动控制等技术，可以根据系统的需求进行目标组合与优化，实现对设备功能单元的合理配置。机电一体化设备中包括动力控制部分、机械本体和执行单元等，系统中涉及到电、气、磁和光等[2]。其中计算机起到控制设备动作的作用，而机械本体负责执行动作，只有两者协调合作，才能保障设备正常工作。机电一体化设备的故障特性有：（1）机械零件多并且易被磨损；（2）缺乏自动诊断能力；（3）没有明显的报警提示，部分故障有提示，而一些故障没有提示；（4）缺乏有经验的技术人员。

机电一体化设备在企业机械加工中发挥着十分重要的作用，这种设备价格较高，机床的寿命是十分关键的因素。如果机电一体化设备出现故障，将给企业带来重大的损失[3]。但是很多企业的管理者只看到该设备的效能，对于如何合理操作设备并不关注，部分设备甚至经常处于超负荷运作状态，因此经常发生由于设备故障而停工的情况。因此，要想充分发挥机电一体化设备的效能，合理操作设备并定期进行故障诊断是十分必要的。

2 常见的机电一体化设备故障诊断技术

目前我国机电一体化设备中比较常用的故障诊断技术有以下几种。

2.1 振动故障诊断技术

通过设置相关检测设备的振动参数，并根据检测设备的信息特点对机电设备进行故障诊断的技术就是振动故障诊断技术。这种技术主要应用于机械设备的故障检测，由于机械设备在运行过程中会有剧烈的震动，使用振动检测设备可以检测到振动数据，这些数据包括加速度和速度等。在检测过程中要想获取充足的检测数据，并对机械设备的运作状况进行准确判断，就需要对测量点的位置进行正确选择[4]。这种故障诊断技术操作较为简单，检测得出的设备运行状况报告清晰明了，也增加了检测和诊断故障的准确率。

2.2 油液磨屑分析故障诊断技术

对设备运行过程中的油液磨屑进行识别分析，通过了解油液的成分以及油液磨屑颗粒的形态来对设备的运行状况进行判断，这种检测技术一般用于机械系统和液压系统中。该故障诊断技术可以根据油液颗粒的尺寸对机械设备的磨损情况进行判断，而磨损的类型可以根据油液颗粒的形状进行判断，也可以根据微粒的成分来判断机械磨损发生的具置。

2.3 射线扫描故障诊断技术

Y射线扫描诊断技术属于一种新兴的设备故障诊断技术，它一般用于检测工艺设备。该检测技术对设备运行状况进行判断的方法主要是对扫描图谱的特点进行分析[5]。

2.4 红外测温故障诊断技术

通过检测设备不同部位的温度来判断设备的运行状况就是红外测温故障诊断技术[6]。这种诊断技术运用了先进的测量仪器，可以实现远距离操作，也可以在不接触设备的情况下探测设备不同部位的温度，同时其测量的准确率也很高。

3 影响机电一体化设备故障诊断可靠性的因素

影响机电一体化设备故障诊断可靠性的因素很多，同时一台设备中的电子元器件多种多样，要想对整台机器的可靠性影响因素进行分析还存在一定的难度，这个时候只能从具体的问题入手，以此提高整个机械设备的可靠性。影响机电一体化设备故障诊断可靠性的因素主要有。

3.1 元器件失效

机电一体化设备中的基本构成单元之一就是元器件，而单个元器件的可靠性为整个设备的可靠性打下了基础。根据概率运算的准则，机械设备各组成部分的失效率之和构成了整个机械设备的失效率[7]。因此，应该选择失效率较低的元器件产品，以降低机电一体化设备故障诊断的失效率。

3.2 元器件的组装和连接

机电一体化设备中有十分复杂的控制系统，并且元器件纵横交错连接在一起，要想提高整个设备的可靠性，就需要正确进行元器件的组装和连接。设备如果某个插件出现接触不良，可能导致信号传输失灵，这也是设备产生故障的主要原因之一。同时，机电设备中的温度或者湿度有很大的变化，设备运行过程中粉尘的污染或者机械振动等都可能影响到故障检测的可靠性。

3.3 电磁影响

机电一体化设备在运行过程中主要依靠电能工作，设备中必然会出现电磁能量的相互转换，这种电磁不仅影响到周围的环境，也影响到设备的制动、电源负载等多个方面。例如，数控机床等就是常见的机电一体化设备，这种自动化系统包含了软件、硬件、电力和机械等多个部分，如何处理电磁环境和电磁干扰就是该设备需要重点解决的问题。

4 结束语

每一种机电一体化设备故障诊断技术都有各自的适用范围与优缺点，在实际操作中应该灵活应用，切不可生搬硬套。企业应该根据设备实际合理选择故障诊断方法，并定期进行设备保养和检修，以此提高设备的故障诊断率。

参考文献

[1]李刚，冷俊.浅谈我国数控技术的发展现状及趋势[J].科技资讯，2009（01）.

[2]严杰.机电一体化技术发展的历程与展望[J].黑龙江科技信息，2012（09）.

[3]贺喜.浅析内蒙古锡林郭勒盟地区机电一体化技术的现状和发展[J].科技资讯，2011（32）.

[4]张翠梅.机电一体化技术现状和发展趋势[J].黑龙江科技信息，2010（04）.

[5]潘丽霞.论机电一体化技术的现状及发展趋势[J].山西科技，2010（04）.

[6]孙多志，吴剑波.机电一体化技术和应用研究及其发展趋势[J].民营科技，2011（03）.

[7]陈祥云.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技资讯，2010（19）.