探討機電一體化設備故障診斷方法研究

楊文平

（甘肅省臨夏州職業技術學校，甘肅 臨夏 731100）

目前，工業生產不斷向自動化方向發展，使得工廠生產自動化；與此同時，也給設備故障的診斷和維修也帶來了很大的難題[1]。由于設備中的電氣故障不容易被檢測維修，一旦出現故障，只能換用新的設備，不僅影響工業生產，還有可能影響整個車間的正常運行。設備的自動診斷方法的提出，可以做到及時發現故障隱患，簡單精確地檢測到故障位置，大幅度地縮短了工作人員的維修時間。

1 故障診斷方法的具體流程

故障診斷方法的主要目的在于：保障設備正常運行，無故障；更大程度的發揮設備的作用；及時檢測和維修設備出現的故障，減少因設備故障帶來的企業經濟損失。故障診斷方法本質是一種檢測方法，利用此方法可以確定故障的種類和位置信息，并在故障發生時，及時進行相應的處理和維修；同時可以在故障未發生之前，將存在的故障隱患如設備內部相關零件的距離大于正常值等進行檢測，進而采取相應的維修措施或自動處理，防止大型故障的發生。

圖1 故障診斷方法的具體流程

圖1為機電一體化設備故障診斷方法的具體流程:首先選取設備檢測目標并進行相應的檢測，獲得檢測目標相關信號，由于此目標信號承載著設備具體狀況的相關信息，因此稱之為狀況信號；一般情況下，從狀況信號難以直接確定設備是否出現故障，仍需要結合相關的設備理論和設備構成，從狀況信號可獲取特殊狀況的信號及其位置信息；獲得特殊狀況信息后就可以將其傳導至信號識別裝置，將此信號分析和確定后，將相應的指令發出進行自動調節和處理。如果設備處于正常狀況時，采取Kmn、相應的模型等方式，深入分析狀況的可能發生方向和范圍，估計可能出現的故障；當檢測到某些故障時，則采用故障檢測、模式分析、信號處理等方式確定設備故障的位置、種類、成因及涉及范圍等[2]。此外，在檢測的基礎上，進行指令研究和輸出，準確地分析和判定設備故障信息，最終確保診斷方法的精確性，使得機電一體化設備充分發揮其工業生產等性能。

2 故障診斷方法類型

2.1 設備狀況的診斷類型

設備故障診斷方法中一般有兩種檢測方式，其中包括發生故障時，對檢測目標進行嘗試檢測，此時診斷目標處于關閉狀態，即為檢測測試；還有在未發生故障前，診斷目標處于工作狀態，對設備進行的估計設備故障及其位置信息進行檢測，即為故障檢測。

2.2 特殊信號的獲取

從得到的狀況信號獲取特殊信號，特殊信號為直接特殊信號和間接特殊信號，有利于確定設備故障的類型及位置信息。其中直接特殊信號是指檢測設備時元件的輸出數據或其他零件等的輸出數據出現特殊信號，例如設備零件的損耗量、形變量等數據改變的特殊信號[3]。間接特殊信號是指在設備工作時自身存在函數關系中的間接數據獲取的特殊檢測信號如設備產品的溫度等。利用間接特殊信號的獲取方法可以在設備的開關狀態下進行拆裝，從而對設備的性能做出相應的評價。獲取特殊信號有兩種獲取方法，見表1。

表1 特殊信號的獲取方法

2.3 狀況診斷方法

狀況診斷方法是指將檢測獲得的特殊信號與正常信號指標進行對比，判定特殊信號與設備故障之間的關系，進而診斷出設備故障的位置信息和類型。此方法有兩種：直接診斷方法和間接診斷方法。前者的特殊信號即設備狀況，而后者的特殊信號并非設備狀態，其必須有特殊信號的出現，才能判定設備狀況。其中間接診斷方法又有4個分支方法，即比較診斷法，首先利用計算、實驗和統計等方法，設置相應的標準狀況，在設備工作狀況下獲取特殊信號，而后與標準狀況進行比對，進而判定機械設備的狀況，此方法在實際故障診斷維修中應用較為廣泛。數學診斷法是指特殊信號與設備狀況如果有數學函數關系，則可以根據此關系計算出設備狀況。條理診斷法，是指特殊信號在傳導過程中，如果有一定的邏輯順序，則可以依據特殊信號推導出設備的狀況；此方法又分為物理條理法即存在物理關系和區域法即分成多個檢測區域兩種[4]。模糊診斷法，對于每個特殊信號和狀況均有相關的數學向量分布，向量在實際應用中的基礎上發生相應的聯系。通過向量之間的聯系，可以求出特殊信號對應的向量，進而通過對狀況中向量的大小程度來診斷設備的狀況。

3 故障診斷方法的注意事項

由于機電一體化設備自身的特點，在進行設備故障診斷時要結合機械、電氣，并且要合理的轉變思維模式。尤其對機電一體化設備進行深入了解，包括其功能、零件組成、工作原理及環境等，才能高效地完成設備故障診斷工作。其中，在具體診斷過程中，要注意幾點：首先，要從機器診斷入手，由于其操作的直觀性，比較容易發現故障的情況如形變、折斷等，待機器檢測并未發現故障時，再進行電氣部分的診斷；其次，從工作零件逐一排查直到控制元件的檢測，以免遺漏檢測環節，造成故障診斷過程中時間的浪費；最后，先檢測設備中的關鍵元件，待確定無故障時，再進行其他零件的排查，同時也要注意接口部位的零件診斷。

4 結語

隨著自動化工業生產的不斷進步和發展，機電一體化設備在生產中的應用也逐漸增多，故障診斷方法的研究和創新也變得尤為重要。通過對機電一體化設備方法的研究，了解故障診斷的流程、方法及注意事項，更好地實現其在實際工業生產中的應用，進而充分發揮機電一體化設備的功能和提高工業生產效率。

[1]陳開朗.機電一體化設備加工鈦合金中金屬機械故障診斷技術研究[J].世界有色金屬,2017,11(3):114-115.

[2]張子維,王明.關于機電一體化設備故障特點及措施的探討[J].建筑工程技術與設計,2017,42(5):64-65.

[3]徐忠茹.機電一體化設備的故障診斷關鍵技術與應用分析[J].數字化用戶,2017,63(17):120-126.

[4]劉旭明.機電一體化設備的故障診斷技術研究[J].內燃機與配件,2017,56(19):100-101.