機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)探索論文
摘要：國內(nèi)外機電方面的專家都十分重視機電一體化設(shè)備的故障診斷，該技術(shù)診斷方法的應(yīng)用能夠幫助人們在一定程度上對于設(shè)備的正常運行與否進行相關(guān)的了解，看其是否有故障隱患存在，同時還可以對于故障所發(fā)生的具體位置以及原因進行精確的判斷。其應(yīng)用首先能夠確保設(shè)備運轉(zhuǎn)的順利，降低維修費用，對于產(chǎn)量以及質(zhì)量的提高十分有利；再者還能夠有效的避免發(fā)生惡性事故，從而防止出現(xiàn)更大的經(jīng)濟損失。所以加強對于機電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的研究是十分有必要的。
關(guān)鍵詞：機電一體化設(shè)備；故障診斷；措施
現(xiàn)階段制造業(yè)當中應(yīng)用機電一體化的技術(shù)較多，如果機電設(shè)備有故障發(fā)生，便會在一定程度上影響生產(chǎn)制造的穩(wěn)定性。對于機電設(shè)備當中所存在的問題進行處理，將現(xiàn)有的機電設(shè)備不斷的進行改進和優(yōu)化，會對機電一體化的進程產(chǎn)生影響。
1機電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成
1.1設(shè)備層
作為立足于現(xiàn)場總線技術(shù)工業(yè)指標的設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)是開放性網(wǎng)絡(luò)，其在簡單的高層PLC、計算機等設(shè)備以及低層的閥門、拖動設(shè)備、傳感器等工業(yè)設(shè)備間進行連接。當今，場地總線技術(shù)越來越發(fā)展和進步，已具備很多種類型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如環(huán)形、樹形、總線、星形、混合形等。
1.2自動化和控制層
統(tǒng)一對等通信網(wǎng)絡(luò)跟I/O網(wǎng)絡(luò)可以變成實現(xiàn)高吞吐量需要以及及時性的控制網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用的較為廣泛的網(wǎng)絡(luò)主要以DH-485網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)以及DH為主。其中，控制網(wǎng)ControlNet具備良好功能，能夠控制傳動、集成運動、離散以及過程，除在對輸入數(shù)據(jù)以及對等通信數(shù)據(jù)進行多信道傳播的同時，有著特殊的時間片控制算法，可以對在時間方面要求較嚴的預(yù)定數(shù)據(jù)進行傳輸，和在時間方面要求較低的數(shù)據(jù)做比較，在對非預(yù)定數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)臅r候具有較高的優(yōu)先權(quán)，從而更加確定地進行傳輸，確�？刂破鞲鶬/O刷新間的互鎖一直優(yōu)于程序通常的信息傳輸、下載、上載等。
2機電一體化設(shè)備的故障特點
通常情況下，在機電一體化設(shè)備當中具有較多的零部件，同時還具有較高的技術(shù)水平，據(jù)相關(guān)顯示統(tǒng)計，和一般的機械設(shè)備相比，機電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障的次數(shù)要多出很多。在這樣的情況之下，在對其故障進行診斷的時候，單單憑人工經(jīng)驗來進行顯然是不準確的，因此加強對于機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究勢在必行，機電一體化設(shè)備的技術(shù)組成主要如圖1所示。機電一體化設(shè)備的故障特點有下面幾點。
2.1零部件較多
在機電一體化設(shè)備當中主要特點之一就是零部件較多，所以就機電一體化設(shè)備本身來講是技術(shù)元素以及多重零件的集合，各個部件之間的銜接就能夠很好的促進設(shè)備的運轉(zhuǎn)，因此只有具備較高的銜接功能方可滿足復(fù)雜的機電一體設(shè)備運行標準。在對日常工作過程中的機電設(shè)備進行診斷的過程中，要想將零部件當中的故障及其產(chǎn)生故障的原因快速的找出來存在著一定的難度。這主要是由于造成機電一體化設(shè)備故障的因素較多，在這眾多因素當中難進行判定的就是機械設(shè)備的零部件故障。再者在檢測的時候因為一些故障在短時間變化不大，對于機電一體化設(shè)備的順利運行暫時不會造成太大的影響，因此報警系統(tǒng)往往不會發(fā)出警報。
2.2目的性非常強
之所以要對機電一體化設(shè)備的故障進行診斷，其主要的目的就是在機電一體化設(shè)備運行的時候可以應(yīng)用到相關(guān)的技術(shù)，同時有效的對故障進行處理，從而確保安全生產(chǎn)，避免產(chǎn)生人員傷亡以及經(jīng)濟損失的情況。
2.3綜合性非常強
由于機電一體化設(shè)備的復(fù)雜性，對后期的故障診斷工作也造成了一定的困難。在對其進行診斷的過程中，會涉及到液壓機器的操作原理和應(yīng)用、摩擦學(xué)、機械制造以及物理學(xué)等，對于故障診斷人員儲備知識的要求就相對較高，所以綜合性較強。2.4理論和實踐的統(tǒng)一性在進行診斷以及維修技術(shù)選擇的時候可以按照良體情況來決定，之前所得到的結(jié)果可以在后期的實踐當中用到。
3機電一體化設(shè)備故障診斷檢修原則
因為機電一體化設(shè)備具備的獨特特點，所以在診斷故障的時候我們可以通過轉(zhuǎn)變思維方式來進行。在工作的過程中必須要準確清晰的掌握機電一體化設(shè)備的情況，對于不同模塊的框架圖都要仔細了解，結(jié)合各個組成部門的具體作用以及所在的環(huán)境和具體的分布情況，對發(fā)生故障的形式以及嚴重與否進行分析了解，可采用故障樹的方法來對其進行相應(yīng)的分析，根據(jù)所產(chǎn)生的故障的情況，做具體的分析，盡可能的找出影響其可靠性的原因以及故障形式的邏輯關(guān)系，對于造成故障的原因進行了解。在對機電一體化設(shè)備的故障進行分析的時候常用的有幾下幾種方法：故障樹分析法、溫度檢測診斷法、聲檢測診斷法、自診斷法（故障代碼、故障指示燈以及報警等）、振動檢測診斷法、壓力檢測診斷法、噪金相檢測診斷法以及時域模型分析法等。在進行診斷的過程中，對于以下幾點尤其需要進行注意：①先機后電，由于機械結(jié)構(gòu)的直觀性，故障當中一些較為明顯的情況可以通過肉眼直接看到，如卡死、變形、打滑以及斷裂等，所以在具體進行的時候可以先就機械部分進行，來檢查其是否出現(xiàn)了故障。②設(shè)備外部先進行檢查之后才是內(nèi)部，先是執(zhí)行元件接著對控制元件進行檢查，一切檢查完之后再來檢查驅(qū)動原件，找到產(chǎn)生故障的原因。③先主干后枝葉，對于主要部件先進行檢查，再檢查次要部件，對于結(jié)合部的零件以及接口部件尤其需要注意。
4機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀
4.1理論體系不完善
要想很好的對機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)進行利用，就必須要有理論依據(jù)作為支撐，根據(jù)相應(yīng)完善的理論可為其提供具體的參考技術(shù)指標，從而在理論與實踐的結(jié)合過程中，進一步保證機電一體化設(shè)備運行的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段應(yīng)不斷完善機電一體化故障診斷技術(shù)理論體系，以提高機電設(shè)備的運行效率。
4.2技術(shù)規(guī)范性較差
就現(xiàn)階段的機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)來講，一般情況在進行檢查的時候，是將設(shè)備當中的具體運行情況來作為主要依據(jù)的。而在實際進行的時候其故障的判斷依據(jù)也是根據(jù)工作人員以往的工作經(jīng)驗而進行的，所以存在著一定的缺陷性。設(shè)備在實際進行運行的過程中，由于其運行情況不是十分理想、器件間差異等各方面的影響，都會對故障的診斷工作造成一定的影響，由此得出的診斷結(jié)果缺乏一定的準確性。
5機電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)
在對機電一體化設(shè)備故障進行檢測的時候，第一需要做的就是判斷設(shè)備是否有故障產(chǎn)生、故障大致發(fā)生在什么位置，同時還需要定期將檢測信號發(fā)送到機電設(shè)備內(nèi)部當中，對于所接收到的數(shù)據(jù)信號和其診斷對象進行認真比對，最大程度的確保數(shù)據(jù)診斷報告的準確性，從而確切的對故障情況以及具體位置進行掌握。再者就是對于所產(chǎn)生故障的種類一定要清楚，就必須要對數(shù)據(jù)進行更深層次的分析。對故障的具體位置及其產(chǎn)生故障的原因進行充分的掌握。最后就是在對故障進行修復(fù)的時候，必須要對故障進行診斷檢測，從而確保機電一體化設(shè)備運行的穩(wěn)定性。如果其運行狀況穩(wěn)定，就可以在對設(shè)備進行定期檢測的時候，通過時序模型以及濾波等技術(shù)和方法來進行，從而對于機電設(shè)備是否有故障存在加以確認；如果機電設(shè)備的故障已經(jīng)產(chǎn)生，就需要通過數(shù)據(jù)分析以及模式識別的技術(shù)，來對產(chǎn)生故障的原因、所在位置及其種類進行更為具體的分析，以便于維修檢測技術(shù)的選擇�，F(xiàn)階段所用到的故障診斷技術(shù)主要有以下幾種。
5.1劃分故障類別的技術(shù)
能夠結(jié)合故障損壞的零部件的情況以及故障對設(shè)備順利工作產(chǎn)生的'影響，劃分故障為非破壞性故障和破壞性故障，在實際檢測機電一體化設(shè)備的過程中，對故障的分類能夠引導(dǎo)維修工作者快速地確定故障的范圍及其主要因素，從而對嚴重影響機電一體化設(shè)備工作的設(shè)備問題進行解決，盡量地防止損壞和損失。
5.2在線診斷以及離線診斷的技術(shù)
在機電一體化設(shè)備發(fā)展故障之后能夠應(yīng)用離線診斷，而尤為實用的是在線診斷。當前信息技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用，可以應(yīng)用信息技術(shù)實時地發(fā)現(xiàn)故障問題。近年來，不斷進步的故障診斷技術(shù)中的在線診斷技術(shù)可以劃分為知識的技術(shù)、處理信號的技術(shù)、模型解析的技術(shù)，其中，知識的技術(shù)與處理信號的技術(shù)無需對對象的數(shù)學(xué)模型進行檢測，因而被廣泛地關(guān)注。
5.3檢測設(shè)備參數(shù)的技術(shù)
在機電一體化設(shè)備當中都有一個共同點那就是固定的參數(shù)，每一個零部件的固定參數(shù)都是不變的。在判斷零部件的損害程度時，主要是根據(jù)設(shè)備在運行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以及振動頻率來進行的。該技術(shù)之所以能夠被廣泛使用，主要是由于其具有較高的準確率以及便于操作的特點。
5.4設(shè)備油液磨損需要準確識別
在對故障進行診斷的時候，可以通過設(shè)備油液的磨損程度來對其進行識別，發(fā)生油液磨損的位置主要通過油液對設(shè)備的運行影響、機械設(shè)備自身的物理狀態(tài)和油液具體成分來判斷和確定。
5.5診斷故障的專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)的幾個基礎(chǔ)組成部分是用戶界面系統(tǒng)、檢測故障數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分析故障推理系統(tǒng)等，在應(yīng)用專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠更加深入地推動機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)水平的提升。診斷故障的專家系統(tǒng)以應(yīng)用與推廣信息技術(shù)作為基礎(chǔ)，且基于信息智能的一種新型的機電一體化設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，應(yīng)用這種系統(tǒng)能夠大大地提高故障診斷的效率以及準確性，從而使物力、人力的支出減少，屬于當今比較先進的一種故障診斷技術(shù)。
6優(yōu)化與完善機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的措施
6.1提高機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的準確率
設(shè)備故障診斷的準確性和有效性可以在一定程度上縮短維修時間，具有一定的節(jié)約成本的優(yōu)勢。所以，在診斷機電一體化設(shè)備的時候，必須要將其準確性進行提高，通過相應(yīng)的對策來提高機電設(shè)備的故障診斷率。但是，具體的診斷機電設(shè)備故障的時候，其結(jié)果的準確性受故障特點的影響，其過程較為復(fù)雜化，還涉及有機電安裝、制造技術(shù)以及機電維護等方面，這些方面在出現(xiàn)的時候或許是間接的或許是連續(xù)的。如此就對檢測儀器提高了要求，需要盡可能的確保診斷結(jié)果的準確性。
6.2創(chuàng)建和完善故障診斷理論系統(tǒng)
在現(xiàn)階段對機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的分析在理論以及清晰度方面還需不斷完善，所以，對于故障診斷系統(tǒng)一定要進行完善，對其診斷方法進行全面的歸納，從而不斷完善故障診斷系統(tǒng)，從而可以對所產(chǎn)生的故障進行解決。
6.3關(guān)注故障的漸變過程
以前在對故障診斷的時候通常是根據(jù)以往的知識和工作經(jīng)驗來進行的，但是在具體的機電設(shè)備故障診斷的過程中通常會出現(xiàn)心有余而力不足的情況，特別是每一個設(shè)備當中的零部件都是不一樣的，如此故障診斷的難度就大大的增加了，會產(chǎn)生錯誤的診斷結(jié)果，尤其是在故障剛剛產(chǎn)生的時候，由于不太明顯，通常診斷起來較為困難。所以，在對故障進行診斷的過程中對故障的漸變過程一定要明確，對每一種狀態(tài)都要進行統(tǒng)計和分析，對于不是十分明顯的故障進行診斷時所采用的方法進行探究。
7結(jié)語
利用機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)進行分析，對于機械是否有故障產(chǎn)生進行預(yù)判，對于產(chǎn)生故障的原因及其具體位置能夠及時找出，在節(jié)約維修成本的同時還在一定程度上提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
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