日孜完古麗

摘? 要：隨著科學技術的發(fā)展，機電一體化技術和設備得到廣泛的應用，對設備的可靠性提出了更高的要求，維修保養(yǎng)方面的問題也日益增多。基于此，本文探討了機電一體化設備的概述和故障維修診斷方法，分析了機電一體化設備的故障維修特點，研究了強化機電一體化設備的可靠性，以期能夠促進機電一體化設備的發(fā)展。

關鍵詞：機電一體化? 故障維修? 維修特點? 可靠性

中圖分類號：TH39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（a）-0022-03

Fault Maintenance Characteristics and Reliability Analysis of Mechatronics Equipment

RIZIWAN Guli

（Xinjiang Vocational University， Urumqi， Xinjiang Uygur Antonomous Region， 830013 China）

Abstract： With the development of science and technology， mechatronics technology and equipment are widely used， higher requirements are put forward for the reliability of the equipment， maintenance problems are also increasing. Based on this， this paper discusses the overview of mechatronics equipment and fault diagnosis methods， the fault maintenance characteristics of mechatronics equipment are analyzed， the reliability of mechatronics equipment is studied， in order to promote the development of mechatronics equipment.

Key Words： Mechatronics; Fault maintenance; Maintenance characteristics; Reliability

1? 機電一體化設備的概述

所謂機電一體化就是將機械技術和電子技術融合而成的一種更先進的技術，當今的機電一體化技術不僅僅只局限于電子技術，還有更深層次的像光學、計算機技術等構成的一門交叉學科。技術飛速發(fā)展的同時，人們對機電一體化的可靠性也更加的嚴格要求，同時也使得很多的問題開始暴露出來，譬如日常的保養(yǎng)、故障時的診斷與維修等等。由于機電一體化學科的特殊性，機械電子的交叉故障的出現給設備故障的診斷與維修增加了不小的難度。

2? 機電一體化設備的故障維修診斷方法

針對機電一體化設備出現故障時的特點，傳統(tǒng)的故障分析方法已經不能滿足診斷的需求，需要合理的改變思維，將之前對電子、機械設備故障的診斷方式結合起來。首先，對機電一體化設備的深入了解是極為關鍵的，了解系統(tǒng)的組成、熟悉各部分設備工作的原理、零件的組合形式。其次，故障發(fā)生時，會伴有一些明顯的跡象，要能夠根據這些跡象準確的判斷故障類型。因為機械故障比電子故障特征表現出來的更加直觀，所以在機電一體化設備的檢修思路中，在電子設備指示燈沒給出明確的信號時，要本著先機后電的原則，先對機械設備部分進行檢修。檢查機械設備能否正常運轉，零部件有無卡死、打滑、斷裂等情形，確定無誤后再對電子設備部門存在的問題進行判斷。最后，由于外部部件或者設備出現故障時的特征更加的明顯，所以在排查故障或者檢修時，按照先外后內的檢修順序，先對外部原件進行檢查，確定無問題后，再對內部的驅動和控制原件進行排查。最后，先主后次，進行故障排查時先對主干零部件和接口零件分析，再對次要零部件進行排查，理好診斷思路，不但可以提高檢修問題的效率，同時也有效地控制檢修成本[1]。

3? 機電一體化設備的故障維修特點

3.1 機械設備故障時的特點

機械設備在機電一體設備主體內部連續(xù)運作，使得故障的原因不易判斷。在對機械設備的故障維修時，維修人員要對故障原因進行有效的分析和診斷，綜合考慮各種可能的因素，提高機械設備故障診斷結果的準確性。機械設備發(fā)生故障的原因各式各樣，而且有許多的問題發(fā)生時會引起一系列的連帶反應，致使設備難以正常運行，常見的問題如長時間工作零件的磨損、機器間的配合問題等。同時，機械設備的動態(tài)運行也要特別注意到數據會跟著設備的運行而時刻變化，因為這個特殊屬性的存在，給維修人員在實際故障診斷過程中帶來困難，也就決定了維修人員要全面分析故障的情況。另外，機器設備的故障有可能是人工的操作不當，或者在出場時的本身設計建造就有問題，這些也反映出機器設備的故障是沒有規(guī)律的，而且可能存在連續(xù)性故障的特點，要從多個方面全面分析找出故障的原因，采取有針對性的解決方案對機器設備進行維修[2]。

3.2 電子設備故障時的特點

電子設備的故障其實在機電一體化設備的故障里占多數，因為電子設備發(fā)號施令，機械設備默默執(zhí)行，具有控制中樞的作用，這也就說明機器能不能正常運行的關鍵是電子設備的正常運行。而且在機電一體化設備故障時我們通常會以為是機械設備的問題，但是事實可能是電子設備發(fā)出的指令產生了問題，致使機器設備無法正常運行。同時，影響電子設備正常工作的因素也更多，溫度、粉塵、電磁環(huán)境等。所以由電子設備引發(fā)的故障更為隱蔽和突然，個人操作電子設備的不當也是造成故障的主要原因之一，維修人員對電子設備的故障進行分析時，也需考慮多方面的因素。

3.3 機電一體化設備故障時的特點和分類

在機電一體化設備故障時，我們可能首先會感覺很棘手，因為找不出故障源，但其實機電一體化設備故障時的問題實際分析起來比單獨尋找機械設備和電子設備的單獨故障容易一些。維修人員通過對設備運行時的直接觀察，可以直接確定是不是因為機械設備故障引起的，這樣電子設備故障的隱蔽性也被大大削弱。此外，當機械設備未能按照預定動作工作時，就可以直接斷定時因為電子設備指令發(fā)出有誤，而電子設備問題出現的主要原因指令是電子線路的無效傳達，以至機械設備未正常運行，也有可能是因為電子設備感應故障，未感應到機械設備這個工作終端，指令無法傳達。機電一體化設備故障分為以下幾個方面[3]：

（1）破壞性和非破壞性的故障。這兩種故障的劃分是以是否破壞的工件和機床判斷的，這兩者之間存在著明顯的不同，在實際的工作中我們最常見到的非破壞性的故障。一旦在工作中發(fā)現設備出現了嚴重的問題，應該聽取專業(yè)人士的意見，及時的更換新的設備，不要為了節(jié)約成對其進行修理，否則一旦發(fā)生重大的安全事故，后續(xù)的問題將一發(fā)不可收拾。

（2）經常性故障和間歇性故障。這兩類的劃分是依據設備發(fā)生故障的頻率來判斷的，經常性的故障指的是設備運轉時一旦達成某中要求，就會造成設備故障。間歇性故障與之相比，更加具有不確定性，但分析事故原因的時候更加困難，只有經過多次的嘗試才能做出全面的分析。（3）診斷指示故障和無指標故障。這兩種故障的劃分是以發(fā)生故障時是否有指示或者報警來劃分。在日常的工作中，企業(yè)所用的機電一體化設備通常都具備監(jiān)控報警設施，能夠對設備運轉的各個環(huán)節(jié)進行實施監(jiān)控，如果設備出現問題其自身就會發(fā)出預警，并且可以將相關的情況顯示出來，以便工作人員及時排除故障。在排除故障的時候，工作人員要運用科學的辦法，盡快的判斷出故障原因并進行修理。

4? 強化機電一體化設備的可靠性研究

隨著機電一體化設備的不斷普及，機電一體化設備在生產中作用的不斷強化，大家對設備的可靠性提出了更高的要求。在實際生產中，對可靠性的分析和設計不僅有效的降低生產成本和產品整體的設計水準而且還彌補了傳統(tǒng)設計中的一些不足。

4.1 元器件的失效

元器件作為機電一體化設備里最基本的單元，它的可靠與否將直接決定機電一體化設備運行的穩(wěn)定性。牽一發(fā)而動全身，當元器件在運行過程中直接失效，將會對整個機電一體化設備造成極大的影響。因此對元器件的選擇就有了更多的要求，要保證所用元器件的質量和性能都符合國家的標準，同時也滿足機電一體化設備實際運行時的具體要求，強化對機電一體化設備元器件的可靠性測試，提高標準、增加測試次數等。在設備工作時，要充分考慮到環(huán)境的溫度、濕度對元器件工作的影響，使其處于適宜的環(huán)境，能夠有效地減少元器件失效事故的發(fā)生[4]。

4.2 元器件的連接和組裝

機電一體化設備的正常運行受到了諸多條件的限制，這其中元器件的連接與組裝對其影響最大，可以說元器件的連接與組裝直接決定了設備的正常運轉，另外在機電一體化設備內各種控制系統(tǒng)相互聯(lián)系，較為復雜，元器件連接與組裝的正確無誤，也是提升機電一體化設備整機可靠性的有效途徑。在組裝之前，需要充分了解不同系統(tǒng)，不同元器件時如何連接的，還要明確機械的執(zhí)行原理，與電子的控制原理，對元器件進行科學準確的連接和組裝，避免因為不正確的連接和組裝導致的故障問題。另外，連接和組裝時要防止插接件的接觸不良，許多的設備故障都由于插接件的接觸不良從而導致信號傳輸失靈，造成系統(tǒng)故障。元器件的定期清洗也能減少元器件對機電一體化設備可靠性的影響，避免元器件污染，致使設備故障。電路的設計也要合理而且連接準確，控制電壓在一個合理的范圍內，防止電壓電流將電子元器件擊穿，增強機電一體化設備的可靠性[5]。

4.3 防止電磁干擾

機電一體化設備在正常運行的時候會和電磁能之間產生影響，由于機電一體化設備自身的工作特點，使得它在工作的時候不可避免地受到電磁的影響，而這二者之間的轉換會對周邊的環(huán)境產生影響，機電一體化設備的運行常常伴隨著和電磁能之間的轉換，在轉換過程中不可避免地會影響周圍環(huán)境。而機電設備在實際的工作期間，環(huán)境也會對設備的運行產生影響，隨著工作環(huán)境的不同轉變，設備的正常運轉也會遭到不同程度的影響，在這中間設備內部的諸多的構件也會受到電磁的影響。從物理學的角度上來講，機電一體化設備工作時就是將電能轉化為動能，當然在工作的過程中也包含著電磁能量轉換，所以機電一體化設備也就容易被電磁干擾，降低了機電一體化設備的可靠性[6]。出現這些情況的原因有：交流供電系統(tǒng)的電壓和電流的波動;直流電源的功率儲備不夠造成的電源負載能力不足;電源和地線的布局混亂或是線徑太細;控制信號的引線過于長而且又沒有進行屏蔽隔離的措施。

5? 實時監(jiān)控提高機電一體化設備可靠性的對策

從機電一體化設備的發(fā)展趨勢來看，設備已經能夠做到實時的監(jiān)控，基本上已經實現了智能化。通?？梢酝ㄟ^實時監(jiān)控的辦法來提高設備可靠性：首先，在設備設計之初，就要選擇安全性更高的元件，同時實行實時監(jiān)控技術手段，在設備出現問題的時候可以第一時間發(fā)現問題，發(fā)現問題后要將運轉的設備停下來，要運用妥善的方法來判斷事故原因并且快速的處理問題。其次，也要利用技術手段，必要的時候對元件進行重新的組合，以此來獲得設備的可靠性。

6? 結語

綜上所述，隨著科技的進一步發(fā)展，機電一體化的發(fā)展已經不僅僅局限于機械制造技術和電子技術領域，逐漸的涉及到信息處理、測試與傳感、計算機、接口等技術領域。這也要求我們要根據機電一體化的發(fā)展特點，不斷地總結歸納機電一體化設備的故障特點，更新對機電一體化設備的診斷方法，結合故障特點去進行維修處理。同時，機電一體化設備可靠性的提升也是工作的重點，提升機電一體化設備的可靠性對于工業(yè)產能有著直接促進的作用，能夠減少企業(yè)因為設備故障導致的損失。還應繼續(xù)提高技術水準，研發(fā)出更好的機電一體化設備，更好的推動機電一體化設備的發(fā)展，提升我國整體的工業(yè)水平。

參考文獻

[1] 肖高忠.機電一體化設備的故障維修特點及可靠性分析[J].內燃機與配件，2020（6）：175-176.

[2] 和潁歌.試析機電一體化設備的故障維修特點與可靠性[J].福建質量管理，2016（5）：67-68.

[3] 孫鑒清.機電一體化設備的故障維修特點及可靠性分析[J].低碳地產，2016（12）：412.

[4] 何宏潛.關于機電一體化技術的現狀和發(fā)展趨勢研究[J].科技資訊，2020（16）：43-44.

[5] 唐忠勝.機電一體化設備的故障維修特點和可靠性分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2020（3）：135-136.

[6] 劉鑫俁.機電一體化技術在智能制造中的應用[J].科技資訊，2019（9）：58-59.