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摘要:由于机电一体化设备制造技术的不断发展,使得其故障诊断技术也获得突飞猛进的发展,日益发展成为一门独立的综合信息处理技术。充分利用机电设备故障诊断技术，有效发现设备中存在的故障，避免恶性事故以及重大安全事故的发生，是公众关注的热点。本文主要对机电一体化设备故障诊断技术的现状及其存在问题进行详细探究，在此基础上，对其故障诊断技术的发展趋势作进一步的展望，以期有助于把握机电一体化设备故障诊断技术的发展规律，促进故障诊断技术的可持续发展。
关键词：机电一体化、故障诊断技术
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
前言
目前，机电一体化设备故障诊断技术已经成为世界备受欢迎、迅速发展的重要技术之一。它的主要功能是通过了解分析设备在使用过程中的工作状态，确定其运作是否正常，从而检测设备故障隐患，以期及时发现设备的故障及其产生故障原因，并确定故障的发生部位、及对故障性质做出预计。由于它可及时发现机器故障和预防设备恶性事故发生，从而避免人员伤亡和造成巨大经济损失，并且还能保障生产的正常运行，为设备的维修管理降低了成本，因此在现代化大生产中发挥着重要作用，受到了人们普遍重视。
机电一体化设备故障诊断技术的历史及发展现状
自工业革命之后，机电一体化设备故障诊断技术发展迅速，大致可分为以下3个阶段：第一阶段是机电一体化设备故障诊断的初级阶段，这一阶段主要以专业知识和专家经验作为主要的判断依据；第二阶段是以信号处理和动态监测为主的计算机时代；这一阶段机电一体化设备故障诊断技术主要表现为系统智能化，也就是集监测、诊断、管理为一体的发展阶段。关于机电一体化设备方面的故障诊断技术我国起步相对较晚，而经济与技术则发展迅猛，使机电一体化设备故障诊断技术发展得非常快速。在我国大学是最早开始研究机电一体化设备方面的故障诊断的，并且获得了比较大的成功，至此之后，机电一体化设备方面的故障诊断技术在开始在我国崭露头角，并不断的走向成熟。
三、故障诊断技术概述
1.故障诊断技术的特点
故障诊断技术随着现代维修理论、相关基础学科理论、工艺理论、检查技术和理论的发展不断完善。它有三个主要特点：
目的性强
故障诊断具有明确的目的，就是在机电一体化设备运行中运用相关技术对故障进行分析，并为发现的故障制定相应的维修方案，确保安全生产。
复合型技术
诊断过程中牵涉到很多学科知识，例如摩擦学、物理学以及机械制造、液压机器的操作原理及应用多方面知识。所以它要求的知识面很广，综合性强。
理论迅速向实践转变
一切诊断方法和维修技术都要因时而定，处理的结果和原理甚至可以立刻向实践转化，并应用于实践。
2.故障诊断技术原理分析
数学模型的建构
很多参数会在机电一体化设备运行中产生，从这些参数可以看出机电一体化设备的整体运行状况以及是否会有故障产生。而数学模型的构建对机电一体化设备运行监测具有重要的作用。所以应该构建数学模型，以此来保证机电一体化设备的正常运行，尤其是防止设备故障的产生。
有效采集数据
可以通过计算机以及机电设备上的传感器来采集设备数据的信息，传感器接收到设备运行状态的信息后，就会将这些信息数字化，然后再传入计算机中，对机电一体化设备进行动态的检测。科学系统的数据采集技术是准确反映设备技术参数与运营状况的基础和关键因素。
（3）处理分析数据
传入计算机中的数据信息只是最原始的信息，必须对这些数据进行技术处理和分析，才能准确的了解设备的运行状况。在收集的原始信息中，有有效信息和无效信息两种。在对数据的处理中，要除去无效的信息，以方便计算机进行下一步的分析，然后将处理分析好的数据与相应的设备运行标准做对比，进行分析研究，准确发现设备故障所在。
设备运行状态的预测
对机电一体化设备运行状态的有效预测主要是以数据处理与分析为前提的、对故障产生原因及影响、零部件运行状况、设备有效寿命等的预测技术，此项技术是有效预防设备故障产生的重要基础。
四、机电一体化设备故障诊断常用技术及其存在的问题
1.机电一体化设备的诊断包括了收集、分析、识别、整理以及检验信息的全过程。其中有关机电一体化设备故障诊断理论方法中较具代表性的主要有：基于逻辑的诊断方法以及基于分析与时序模型的平稳振动信号分析方法。而且一些数学新兴领域的理论体系的不断完善为故障诊断技术带来了巨大的推动作用。当前机电一体化设备故障诊断技术已不是一门简单的科学技术，其涉及到数学、物理、计算机科学、通讯技术、化学、电学、信息技术以及人工智能等领域的理论与技术，成为交叉性极强的综合學科。虽然现代化的科学技术在机电一体化设备故障诊断中的成功运用，使其更为实用准确，但是在实践操作中传统的诊断技术以及方法仍有其市场，一般有嗓音测验法、红外线检测法、振动检测技术以及射线扫描检测。
2.机电一体化设备故障检测方法中存在的问题
机电一体化设备故障诊断技术当前已经得到广泛的应用，但是有关机电一体化设备故障诊断技术的理论仍然没有一套完整的体系，也没有相关的参考技术规范。多数的技术主要针对于机电一体化设备的特定部位。没有相应的代表性以及规范性，而且往往依据故障的类型确定机电一体化设备的诊断方法，这就使得真正的理论以及方法难以得到实际的运用。
当前急需解决的另一个关键问题就是机电一体化设备故障诊断的准确性，唯有切实的提升机电一体化设备故障诊断的准确率，才可以确保减少修理时间，最大程度的减少经济损失。但是实践中，确保故障诊断的准确性在于故障的特性。而这是相当复杂的问题，由于机电一体化设备故障往往不是单个的故障，可能涉及到多个方面的问题，主要有电机制造技术、安装、运行以及维护等方面。此外，电机故障一般以连续性和间接性的方式出现，因此，有关检测仪表的质量、精密性以及功能对故障诊断的准确率都会有很大的影响。
传统的检测方式一般着眼于电机的运行状态，依赖于固有的经验知识。但是经验的局限性与事物运行的发展规律之间存在不可调和的矛盾。机电一体化设备的零件一定存在某种差异，直接导致故障判断的过程中存在较大的不确定性。由于处于正常状态与故障情况下的零部件没有较为明显的界限，在机电一体化设备初期的故障不明显的情况下，设备能够正常运行，就难以判断，而只有当故障威胁到设备的正常运行的时候才能被发现。因此，机电一体化设备故障的渐变是造成故障判断失误的重要原因。
当前对机电一体化设备故障诊断技术的研究属于开放性课题，有必要建立一套完整而又系统的故障诊断体系。但是在现实中往往出现这样一种现象：机电一体化设备故障由于无法确定有关的诊断界限，使得一些诊断方法，如小波分析法，只能停留在理论层面上，缺乏实际中的具体应用。这种理论的操作极不规范，诊断看起来很容易，但是之后的修理工作难以有效开展。因此，当前迫切需要一种成熟的机电一体化设备故障诊断技术。
机电一体化设备故障维修的方法
随着机电技术的不断发展。特别是柔性加工技术的飞速发展，机床设备的自动化程度和精度越来越高。许多设备包括机、电、液、气、光和磁，是机电一体化的设备，下面以数控车床为例说明机电一体化设备的故障维修的特点和方法。
MJ-50型数控车床是两坐标连续控制的卧式车床，其机床的运动包括卡盘的加紧与松开、卡盘夹紧的高低压转换、回转刀架的正转与反转、尾架套筒的伸出与退回。该机床的这些运动由液压系统驱动，各电磁阀的动作由数控系统的PLC控制实现，图1是MJ-50的液压原理图。
六、结语
综上所述，机电一体化设备故障诊断技术不管如何发展，诊断的准确性都是实际诊断中最主要的结果。随着机电一体化设备故障诊断技术及微电子、计算机、智能技术的发展，机电一体化设备故障诊断的准确性越来越高、操作使用越来越方便、在机电一体化设备维修中将会起越来越重要的作用。
参考文献：
[1] 黄伟力 黄伟建 王飞 杜巍：《机械设备故障诊断技术及其发展趋势》，《矿山机械》，2005年01期
[2] 王小伟 张文瑶 衣军：《舰船机电一体化装备故障诊断技术研究》，《中国修船》，2001年06期
[3] 宗存元：《机电一体化设备故障诊断技术》，《安徽电子信息职业技术学院学报》，2003年02期
关键词：机电一体化、故障诊断技术
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
前言
目前，机电一体化设备故障诊断技术已经成为世界备受欢迎、迅速发展的重要技术之一。它的主要功能是通过了解分析设备在使用过程中的工作状态，确定其运作是否正常，从而检测设备故障隐患，以期及时发现设备的故障及其产生故障原因，并确定故障的发生部位、及对故障性质做出预计。由于它可及时发现机器故障和预防设备恶性事故发生，从而避免人员伤亡和造成巨大经济损失，并且还能保障生产的正常运行，为设备的维修管理降低了成本，因此在现代化大生产中发挥着重要作用，受到了人们普遍重视。
机电一体化设备故障诊断技术的历史及发展现状
自工业革命之后，机电一体化设备故障诊断技术发展迅速，大致可分为以下3个阶段：第一阶段是机电一体化设备故障诊断的初级阶段，这一阶段主要以专业知识和专家经验作为主要的判断依据；第二阶段是以信号处理和动态监测为主的计算机时代；这一阶段机电一体化设备故障诊断技术主要表现为系统智能化，也就是集监测、诊断、管理为一体的发展阶段。关于机电一体化设备方面的故障诊断技术我国起步相对较晚，而经济与技术则发展迅猛，使机电一体化设备故障诊断技术发展得非常快速。在我国大学是最早开始研究机电一体化设备方面的故障诊断的，并且获得了比较大的成功，至此之后，机电一体化设备方面的故障诊断技术在开始在我国崭露头角，并不断的走向成熟。
三、故障诊断技术概述
1.故障诊断技术的特点
故障诊断技术随着现代维修理论、相关基础学科理论、工艺理论、检查技术和理论的发展不断完善。它有三个主要特点：
目的性强
故障诊断具有明确的目的，就是在机电一体化设备运行中运用相关技术对故障进行分析，并为发现的故障制定相应的维修方案，确保安全生产。
复合型技术
诊断过程中牵涉到很多学科知识，例如摩擦学、物理学以及机械制造、液压机器的操作原理及应用多方面知识。所以它要求的知识面很广，综合性强。
理论迅速向实践转变
一切诊断方法和维修技术都要因时而定，处理的结果和原理甚至可以立刻向实践转化，并应用于实践。
2.故障诊断技术原理分析
数学模型的建构
很多参数会在机电一体化设备运行中产生，从这些参数可以看出机电一体化设备的整体运行状况以及是否会有故障产生。而数学模型的构建对机电一体化设备运行监测具有重要的作用。所以应该构建数学模型，以此来保证机电一体化设备的正常运行，尤其是防止设备故障的产生。
有效采集数据
可以通过计算机以及机电设备上的传感器来采集设备数据的信息，传感器接收到设备运行状态的信息后，就会将这些信息数字化，然后再传入计算机中，对机电一体化设备进行动态的检测。科学系统的数据采集技术是准确反映设备技术参数与运营状况的基础和关键因素。
（3）处理分析数据
传入计算机中的数据信息只是最原始的信息，必须对这些数据进行技术处理和分析，才能准确的了解设备的运行状况。在收集的原始信息中，有有效信息和无效信息两种。在对数据的处理中，要除去无效的信息，以方便计算机进行下一步的分析，然后将处理分析好的数据与相应的设备运行标准做对比，进行分析研究，准确发现设备故障所在。
设备运行状态的预测
对机电一体化设备运行状态的有效预测主要是以数据处理与分析为前提的、对故障产生原因及影响、零部件运行状况、设备有效寿命等的预测技术，此项技术是有效预防设备故障产生的重要基础。
四、机电一体化设备故障诊断常用技术及其存在的问题
1.机电一体化设备的诊断包括了收集、分析、识别、整理以及检验信息的全过程。其中有关机电一体化设备故障诊断理论方法中较具代表性的主要有：基于逻辑的诊断方法以及基于分析与时序模型的平稳振动信号分析方法。而且一些数学新兴领域的理论体系的不断完善为故障诊断技术带来了巨大的推动作用。当前机电一体化设备故障诊断技术已不是一门简单的科学技术，其涉及到数学、物理、计算机科学、通讯技术、化学、电学、信息技术以及人工智能等领域的理论与技术，成为交叉性极强的综合學科。虽然现代化的科学技术在机电一体化设备故障诊断中的成功运用，使其更为实用准确，但是在实践操作中传统的诊断技术以及方法仍有其市场，一般有嗓音测验法、红外线检测法、振动检测技术以及射线扫描检测。
2.机电一体化设备故障检测方法中存在的问题
机电一体化设备故障诊断技术当前已经得到广泛的应用，但是有关机电一体化设备故障诊断技术的理论仍然没有一套完整的体系，也没有相关的参考技术规范。多数的技术主要针对于机电一体化设备的特定部位。没有相应的代表性以及规范性，而且往往依据故障的类型确定机电一体化设备的诊断方法，这就使得真正的理论以及方法难以得到实际的运用。
当前急需解决的另一个关键问题就是机电一体化设备故障诊断的准确性，唯有切实的提升机电一体化设备故障诊断的准确率，才可以确保减少修理时间，最大程度的减少经济损失。但是实践中，确保故障诊断的准确性在于故障的特性。而这是相当复杂的问题，由于机电一体化设备故障往往不是单个的故障，可能涉及到多个方面的问题，主要有电机制造技术、安装、运行以及维护等方面。此外，电机故障一般以连续性和间接性的方式出现，因此，有关检测仪表的质量、精密性以及功能对故障诊断的准确率都会有很大的影响。
传统的检测方式一般着眼于电机的运行状态，依赖于固有的经验知识。但是经验的局限性与事物运行的发展规律之间存在不可调和的矛盾。机电一体化设备的零件一定存在某种差异，直接导致故障判断的过程中存在较大的不确定性。由于处于正常状态与故障情况下的零部件没有较为明显的界限，在机电一体化设备初期的故障不明显的情况下，设备能够正常运行，就难以判断，而只有当故障威胁到设备的正常运行的时候才能被发现。因此，机电一体化设备故障的渐变是造成故障判断失误的重要原因。
当前对机电一体化设备故障诊断技术的研究属于开放性课题，有必要建立一套完整而又系统的故障诊断体系。但是在现实中往往出现这样一种现象：机电一体化设备故障由于无法确定有关的诊断界限，使得一些诊断方法，如小波分析法，只能停留在理论层面上，缺乏实际中的具体应用。这种理论的操作极不规范，诊断看起来很容易，但是之后的修理工作难以有效开展。因此，当前迫切需要一种成熟的机电一体化设备故障诊断技术。
机电一体化设备故障维修的方法
随着机电技术的不断发展。特别是柔性加工技术的飞速发展，机床设备的自动化程度和精度越来越高。许多设备包括机、电、液、气、光和磁，是机电一体化的设备，下面以数控车床为例说明机电一体化设备的故障维修的特点和方法。
MJ-50型数控车床是两坐标连续控制的卧式车床，其机床的运动包括卡盘的加紧与松开、卡盘夹紧的高低压转换、回转刀架的正转与反转、尾架套筒的伸出与退回。该机床的这些运动由液压系统驱动，各电磁阀的动作由数控系统的PLC控制实现，图1是MJ-50的液压原理图。
六、结语
综上所述，机电一体化设备故障诊断技术不管如何发展，诊断的准确性都是实际诊断中最主要的结果。随着机电一体化设备故障诊断技术及微电子、计算机、智能技术的发展，机电一体化设备故障诊断的准确性越来越高、操作使用越来越方便、在机电一体化设备维修中将会起越来越重要的作用。
参考文献：
[1] 黄伟力 黄伟建 王飞 杜巍：《机械设备故障诊断技术及其发展趋势》，《矿山机械》，2005年01期
[2] 王小伟 张文瑶 衣军：《舰船机电一体化装备故障诊断技术研究》，《中国修船》，2001年06期
[3] 宗存元：《机电一体化设备故障诊断技术》，《安徽电子信息职业技术学院学报》，2003年02期