机电一体化设备故障特点探析

曾勇华　季海明

摘要：围绕机电一体化设备故障展开研究。首先就机电一体化技术的概念、机电一体化设备的构成进行了简单的概述。其次，对机电一体化设备故障特点进行了分析。再次，介绍了机电一体化设备故障的类型。最后，就机电一体化设备故障进行诊断的具体方法进行了详细的介绍。

关键词：机电一体化设备；概述；故障；特点；诊断方法

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2014）08017801

1机电一体化概述

机电一体化技术是对机械和电子这两种技术的结合。从系统观点出发，对包括光学、液压、气动等机械技术以及微电子、软件编程、接口、计算机、自动化控制等技术的综合运用，它能够在以系统的优化组合以及功能等目标为根据的基础上，对各个功能单元进行合理的布局和配置。在低能耗、多功能、高标准、高质量的基础上，来更好的实现其功能的价值意义，进而促进系统整体向最优系统工程技术的演变。机电一体化技术并不是对机械、电子以及其它专业技术简单的拼凑和组合，而是对以上这些技术进行有机综合运用的一门相对完整的系统化应用技术，同时这也是机械电气与机电一体化在各自概念上所存在的区别。

就机电一体化设备的构成来说，其主要由执行、动力控制两个单元以及机械本身所组成，磁、光、气、液、电、机等是机电一体化系统的主要构成要素。简单来讲，机电一体化技术就是在对计算机信息处理、控制以及可驱动原件特性等技术进行充分应用的一门现代化的高科技技术。

2机电一体化设备故障特点

微电子技术制造、测量、震动测验以及数控类机床等机电一体化设备，在各个企业的机械制造加工设备中占据着关键性的重要位置，机床寿命的长短关乎着企业未来的发展，对于企业的发展起着重要的影响，因此机电一体化设备一般都十分的昂贵。故障一旦产生，无论大小都将对企业造成一定的损失和影响。但机电一体化设备的工作效能却是其广大使用者以及单位所关注的重点，而对这些设备的合理运用则往往被人们所忽视，造成工作中断、停工等现象。为使机电一体化设备的工作效益得到更好的发挥，按照有关设备使用规定对其进行合理使用，并做好设备运行监测和管理工作，进而对设备故障做到提前处理，此外还要在日常的使用过程中重视对设备的维修、检测和保养工作。

3故障分类

（1）根据机电一体化系统设备故障出现的偶然性，可以分为偶然性和系统性设备故障。偶然性设备故障指的是在条件相同的情况下，偶然发生的。系统性设备故障指的是在满足引发故障的一定条件下，一定会发生的故障。与系统性设备故障相比偶然性设备故障的分析、诊断、预防较困难，一般与机床设备结构局部的松动、老化有关。只有反复对此类故障进行分析、试验才能够将其排除。

（2）根据设备故障在出现时对机床或是工件是否会产生破坏，分为非破坏型和破坏型故障。对于那些非破坏型的设备故障，找到引发问题的原因并制定相应的解决方法即可。而对于那些具有破坏性的，会损坏设备机床、工件的故障，则要通过维修彻底解决故障问题，不允许同类事故再次发生。

（3）根据机电一体化设备故障有无报警和指示，分为无指示型故障和有诊断指示型故障。无指示型故障一般情况下都是由于对设备不完整的诊断而导致的，这类事故需要依靠设备维修人员熟练的技术和专业的知识对故障进行分析才能够找出引发此类事故的原因，进而将其排除。对于高级的机电一体化设备控制系统来说，其自身一般都配有专门故障自诊程序，以对系统中的各个硬件和软件的工作情况进行实时的监控，一旦有故障发生，程序就会立即报警，且在屏幕上还会显示出故障诊断说明，我们只要结合系统所提供的说明就可以轻松的找到故障发生的部位、原因，并通过分析将故障排除。

4对机电一体化设备故障进行诊断的具体方法

基于机电一体化设备故障的独特性，传统的单独针对电子或是机械的故障诊断维修方法已经不再适用于现在的机电一体化设备这一电子与机械高度结合的有机综合体。在对现代机电一体化设备故障的诱因、对策等因素进行具体的诊断和维修时，我们要在对机电进行有机结合的基础上，积极转变思路。首先要在对机电一体化系统深入了解分析基础上，熟悉并掌握机电系统中各功能模块的大致框图，并以各部分的组合形式、功能、工作环境等，对故障可能造成的影响及存在的大概形式进行深入的分析。必要的话可以通过绘制故障树的方式来进行分析，以根据故障表象，经过逐层分析，找到与故障产生相关的各种关系和因素，进而在分析过后找到故障产生的根源和实质。

机电一体化设备故障的诊断、分析方法有很多，包括故障树、时域模型、拓扑网络以及对设备的噪声、振动、压力、温度检测等诊断分析方式。具体的设备故障诊断方法主要有三种：一是，先机后电。这是由于我们可以通过肉眼对机械的外观结构以及其中存在的明显故障进行直观的检测，如设备卡死、碰撞、打滑、变形、断裂等，都能够通过肉眼的观察直接判断出来，并且相对于电子部分，机械部分在工作的过程中更容易出现由于变形、磨损等原因而引发的故障。因此，对机电一体化设备故障的诊断我们要先从机械入手，通过对设备气动、液压装置能否循环正常运行、行程开关是否能够自动的断开和接通、设备工作是否正常等现象的观察，来判断机械部分是否存在问题，之后再对电子部分进行判断；二是，先干后叶。先对设备的主要部分进行分析，后对设备的次要部分进行分析；三是，先外后内。按照执行部件——控制部件——驱动部件的顺序进行逐一检查，以找到引发故障的源头之所在。

参考文献

[1]陈璞，于观清.工程机械中液压缸故障诊断及维修方法探讨[J].科技资讯，2011，（18）.

[2]何振俊.机电一体化系统的故障特点分析及可靠性研究[J].机电一体化，2006，（02）.