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機電一體化設備的故障診斷技術(shù)
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機電一體化設備的故障診斷技術(shù)【1】
【摘要】隨著社會的發(fā)展和科學技術(shù)水平的提高，機電一體化設備的故障診斷技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了一種涉及范圍廣、技術(shù)含量高、綜合性強的信息處理技術(shù)。
機電一體化設備的故障診斷技術(shù)是隨著機電一體化設備的更新逐漸發(fā)展起來的，先進的故障診斷技術(shù)可以保障機電一體化設備的正常運行。
本文我們將主要研究與機電一體化設備的故障診斷技術(shù)相關(guān)的知識。
【關(guān)鍵詞】機電一體化;故障診斷;紅外測溫
機電一體化設備的故障診斷技術(shù)不僅可以實時監(jiān)測機電一體化設備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)機電一體化設備中存在的問題，還可以及時找到機電一體化設備出現(xiàn)問題的具體位置。
所以采用機電一體化設備的故障診斷技術(shù)可以幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)設備存在的安全隱患，避免安全事故的發(fā)生，提高了工作環(huán)境的安全性，更重要的是可以保障機電設備的正常運行，提高工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
接下來我們將主要探討機電一體化設備的故障診斷技術(shù)的概述、具體診斷方法，存在的問題和發(fā)展趨勢四個方面的內(nèi)容。
一、機電一體化設備的故障診斷技術(shù)的概述
所謂診斷技術(shù)其實就是我們常說的檢測技術(shù)，我們采用診斷技術(shù)主要是為了幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)機電設備中存在的安全隱患，明確隱患存在的具體位置和隱患的嚴重程度，以便于我們的工作人員可以在短時間內(nèi)找到最有效的解決問題的方法。
另外，根據(jù)機電設備的故障診斷過程，我們可以將機電一體化設備的故障診斷技術(shù)劃分為以下五個方面的內(nèi)容：
(一)故障診斷技術(shù)可以根據(jù)被診斷設備的具體情況，選擇有效的、極具代表性的檢測信號。
(二)故障診斷技術(shù)可以根據(jù)獲得的某一設備的檢測信號來獲取與該設備的工作狀態(tài)相關(guān)的信息。
(三)根據(jù)獲取的某一設備的工作狀態(tài)的信息來判斷設備的工作狀態(tài)。
(四)在正確地判斷完某一設備的工作狀態(tài)以后，故障診斷技術(shù)可以進一步分析設備存在的安全隱患的發(fā)展情況，確定故障發(fā)生的具體位置。
(五)根據(jù)上述分析所得到的結(jié)果，采取相應有效的解決方法，以免影響設備的正常工作。
二、常用的傳統(tǒng)機電一體化設備的故障診斷技術(shù)
目前我們國家比較常用的機電一體化設備故障診斷技術(shù)主要有以下幾種：
(一)振動檢測診斷技術(shù)
所謂的振動檢測診斷技術(shù)就是指利用相關(guān)的檢測設備的震動參數(shù)和信息特點來判斷機電設備的工作狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)機電設備存在的故障的技術(shù)。
振動檢測診斷技術(shù)主要用于檢查機械設備的工作情況。
機械設備在工作的過程中會產(chǎn)生劇烈的震動，機械振動的檢測參數(shù)中包含著速度和加速度等。
在檢測的時候，如果我們想獲取足夠的檢測信息，正確地判斷出機械設備的工作情況，就要學會正確的選取測量點的位置。
振動檢測診斷技術(shù)不僅操作方法簡單，而且可以直接明了的檢測出機械設備的運行狀態(tài)，大大提高了診斷系統(tǒng)獲取的檢測信息的精確度。
(二)油液磨屑分析檢測診斷技術(shù)
油液磨屑分析診斷技術(shù)主要通過識別油液磨屑顆粒的形態(tài)和油液的成分特點來判斷設備的運行情況，該檢測技術(shù)主要被應用于機械設備的潤滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。
油液磨屑分析診斷技術(shù)不僅可以根據(jù)油液中的微粒尺寸判斷設備的磨損程度，根據(jù)微粒的形狀判斷設備的磨損類型，還可以根據(jù)微粒的組成成分來判斷設備發(fā)生磨損的具體位置。
(三)紅外測溫診斷技術(shù)
紅外測溫診斷技術(shù)是通過檢測設備不同部位的溫度變化情況來判斷設備的工作狀態(tài)。
該診斷技術(shù)所采用的先進的儀器不僅可以遠距離工作，還可以不用接觸設備就能測出設備某一部位的溫度，而且儀器測量的結(jié)果具有很高的精確度。
(四)射線掃描技術(shù)
Y射線診斷技術(shù)是一種剛剛發(fā)展起來的診斷技術(shù)，主要用于檢測工藝設備的故障。
該技術(shù)主要通過分析圖譜的特點來判斷設備的具體運行情況。
三、機電一體化設備的故障診斷技術(shù)存在的問題
機電一體化設備的故障診斷技術(shù)已經(jīng)具有很長的發(fā)展歷史了，但是至今為止還沒有形成一套非常完善的理論體系。
我們國家目前的故障診斷技術(shù)主要是針對某一個具體的故障或者某一個具體的設備而言的，這些診斷技術(shù)的理論在實際生活中的應用比較少。
另外，我們國家的故障診斷技術(shù)在準確度方面還有很大的缺陷，我們目前的當務之急就是想方設法地提高故障診斷技術(shù)的準確度，而提高故障診斷技術(shù)的準確度的核心工作就是要處理好設備的故障與檢測到的信息之間的因果關(guān)系。
目前，我們國家的機電一體化設備的故障診斷技術(shù)存在的問題主要表現(xiàn)在模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡、小波分析和智能方法幾個方面，在這些領(lǐng)域，我們對故障診斷技術(shù)的研究還僅僅局限于理論層次，在實際的生活中的實用性很小。
所以，我們應該高度重視故障診斷技術(shù)的發(fā)展情況，加大對該方面大投入，不斷完善故障診斷技術(shù)的理論體系，更新技術(shù)方法，加快我們國家的故障診斷技術(shù)的發(fā)展速度。
四、機電一體化設備的故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著科學技術(shù)水平的提高和國家綜合水平的提升，我們國家的機電一體化設備的故障診斷技術(shù)開始朝著精密化、多元化和智能化的方向發(fā)展。
我們國家的故障診斷技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個發(fā)展方向：
(一)基于網(wǎng)絡的遠程協(xié)助診斷技術(shù)
如今的我們生活的時代是一個網(wǎng)絡時代，為了順應時代的發(fā)展潮流，故障診斷技術(shù)必須要結(jié)合先進的網(wǎng)絡技術(shù)，只有這樣，故障診斷技術(shù)才能滿足生產(chǎn)企業(yè)的需求，才能得到廣泛的應用。
網(wǎng)絡化的遠程協(xié)助診斷系統(tǒng)綜合借鑒了多種機電一體化設備的故障診斷的成功經(jīng)驗，不僅可以診斷出不同設備存在的故障，滿足不同工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)需求，還可以成功地將檢測現(xiàn)場和診斷中心聯(lián)系起來，提高了診斷系統(tǒng)的準確性，獲得了用戶的普遍認可，被廣泛的應用于各個領(lǐng)域。
(二)人工智能專家系統(tǒng)
所謂的人工智能專家系統(tǒng)就是將故障診斷專家成功的工作經(jīng)驗和計算機擁有的數(shù)據(jù)信息相結(jié)合的故障診斷系統(tǒng)。
人工智能專家系統(tǒng)利用專家處理故障的實際案例來幫助網(wǎng)絡獲取知識，將針對同一個問題的所有知識聚集在一起，這樣不僅提高了監(jiān)測系統(tǒng)獲取信息的速度，還提高了診斷系統(tǒng)的精確度。
(三)小波分析
小波分析是一種關(guān)于信息的時間和尺度的分析方法，該方法具有較好的時頻定位功能，一般被應用于時變、瞬態(tài)及非線性信息的分析領(lǐng)域。
小波分析為機電一體化設備的故障診斷技術(shù)注入了新的活力，推動了故障診斷技術(shù)的發(fā)展。
(四)研究和改進傳感器與監(jiān)測儀器
目前我們所采用的傳感器和檢測儀器的技術(shù)水平比較低，檢測的準確性不高。
為了提高故障檢測的準確度，我們應該不斷研究新技術(shù)，不斷改進我們所用的傳感器和檢測儀器的技術(shù)水平，為故障診斷技術(shù)的發(fā)展奠定堅實的物質(zhì)基礎。
五、結(jié)束語
機電一體化設備的故障診斷技術(shù)是為了滿足生產(chǎn)需求而誕生的，隨著時間的推移，我們國家的故障診斷技術(shù)也在不斷發(fā)展。
但是到目前為止，我國的故障診斷技術(shù)仍然在很多方面存在著問題。
希望通過本文的分析，可以幫助人們更好地認識機電一體化設備的故障診斷技術(shù)以及故障診斷技術(shù)存在的問題，以便于人們可以想出有效的解決方案，不斷完善我們的故障診斷技術(shù)，加快我們國家的故障診斷技術(shù)在智能化和多元化方面的發(fā)展。
因為先進的故障診斷技術(shù)不僅可以提高機電設備工作的穩(wěn)定性，還可以提高機電設備的工作效率和工作質(zhì)量，進而推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。
參考文獻
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機電一體化的發(fā)展趨勢【2】
摘要：機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應用到實際中去的綜合技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
筆者根據(jù)國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，對機電一體化技術(shù)的發(fā)展做出以下分析。
關(guān)鍵詞：機電一體化;綜合技術(shù) ;發(fā)展趨勢
機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興技術(shù)學科，它是在機械產(chǎn)品的基礎上，采用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。
與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，具有下述優(yōu)越性。
一、優(yōu)越性
1、安全性和可靠性提高。
機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。
設備的安全性能高。
2、生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。
機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。
3、具有復合功能且適用面廣。
機電一體化產(chǎn)品具有復合技術(shù)和復合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。
4、使用性能改善。
機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。
高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。
5、調(diào)整和維護方便。
機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。
這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。
對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。
二、機電一體化技術(shù)的主要應用領(lǐng)域
良好的可靠性和較廣的實用性使機電一體化技術(shù)有著很寬的涉獵，主要體現(xiàn)在以下方面：
1、數(shù)控機床
數(shù)控機床是機電一體化技術(shù)最直接的體現(xiàn)和產(chǎn)物，隨著機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床方面的不斷的發(fā)展，使得數(shù)控技術(shù)在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有著迅速的提高。
為現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展奠定了良好的基礎。
沒有機電一體化技術(shù)的這一綜合學科的有機融合，就沒有現(xiàn)代數(shù)控機床的出現(xiàn)。
因此，數(shù)控機床在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)越表現(xiàn)是對機電一體化技術(shù)最直接的肯定。
2、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。
它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。
3、柔性制造系統(tǒng)(FMS)
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。
它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
4、工業(yè)機器人
第1代機器人也叫示教再現(xiàn)機器人，它們能根據(jù)示教進行重復運動，但缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能;第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，能在作業(yè)環(huán)境中獨立行動。
三、發(fā)展趨勢
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有以下幾點：
1、智能化：智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。
人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。
智能化是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。
誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。
但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。
2、網(wǎng)絡化：網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡的方式也不同。
由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
3、模塊化：模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
4、微型化：微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。
微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
5、系統(tǒng)化:其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。
表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，未來的機電一體化更注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。
6、綠色化:機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。
綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。
設計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。
由此可見，機電一體化技術(shù)并不是一門孤立的學科，它是融合了許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是科技發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。
隨著科技的不斷發(fā)展，各門學科之間的融合的趨勢會越來越明顯的體現(xiàn)在機電一體化技術(shù)上，其前景更會一片光明。
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