机电一体化设备的故障维修特点及可靠性探讨 岑兴演

机电一体化设备的故障维修特点及可靠性探讨岑兴演

摘要：机电一体化技术在传统的工业技术上不断创新改革创新，已经发展变成

为现代工业技术的核心，在社会经济的发展进程中有着重要的作用，机电一体化

的发展是适应社会进步步伐的必然产物，在众多学科技术不断结合的趋势下，机

电一体化技术的应用前景更加广泛。本文对机电一体化设备的故障维修特点及可

靠性进行了探讨。

关键词：机电一体化设备；故障维修；特点；可靠性

机电一体化系统技术发展至今已成为一门有着自身体系的新型交叉学科，它

涉及到机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试与传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动技术等多种技术。随着国民经济发展，机电一

体化设备产品不断进入生产与生活领域，人们对产品的输出柔性、工作性能及可

靠性方面提出了更高要求，但由于机电一体化设备不同于一般的机械设备和电子

设备，具有独特的故障特点和可靠性特点，所以我们不能用传统的故障排除诊断

方法进行维修。

1.机电一体化设备的主要故障特点

1.1机械设备故障特点

一般而言，引发机械故障的因素种类多样，有可能只有某一方面因素导致故

障发生，也有可能是多种因素共同作用的结果。因此，在进行机械设备故障诊断时，应仔细小心，并尽可能考虑周全。众所周知，不同机械设备，其转动时间、

转动形式以及相应的数据均各不相同。但就其本质而言，机械设备具有明显的特

殊性，在其运行全过程中，不可单单的对某一点进行简单的判断。不仅如此，在

系统角度而言，机械设备故障的发生通常是随机发生的，并没有特定的规律可循，具有不连续性以及模糊性的特点。因此，在对机械设备进行诊断时，应当要结合

多种情况来进行综合分析。

1.2电子设备故障特点

通常机电一体化设备主要是由机械设备与电子设备两方面构成。在对其故障

特点进行分析时，要对电子设备的故障特点进行分析与考虑。一般情况下，电子

设备故障具有隐蔽性与突发性的特点。此外，由于外界环境会对电子设备造成一

定影响，所以决定了机电一体化设备故障还存在着其他一些特点，这是在电子设

备以及机械设备中没有体现的。如，机器运行动作错误或是无法运转，工作人员

往往第一反应是机械部分出现故障，但是，在实际情况中，往往是由于电子电器

部分的故障而导致的。

2.机电一体化设备的故障诊断方法

鉴于机电一体化设备所具有特点的特殊性，在诊断其故障时要有机结合机械

设备和电子设备的特点详细分析，当然也要适时改变传统的思维方式。诊断机电

一体化设备故障时，不要急于拆卸机器，在对设备情况充分了解的前提下，根据

各个部分所具有的功能和它们之间的合作组合以及环境因素，对故障可能存在的

部位进行分析，同时评估其对机器的影响程度。一般我们可采用多种方法对故障

进行诊断分析，其中最常用的方法有：故障树分析法、自诊断法、环境因素检测

诊断法等等。故障树分析法即利用逻辑的方法，形象生动地分析工作，可以直观、清楚看到各个部件之间的关系，分析时能够思路清晰、逻辑性强，同时符号、逻

辑门符号和转移符号的利用也能够简单明了的描述系统中各种事件之间的因果关系，找出问题。自诊断法即利用机器本身安装的故障代码或是故障指示灯、报警

系统等直接找出机器的故障所在，这一方法最基础、最简单，只有当它不能检测

出故障时，我们才会采用其他方法检测。环境因素检测法即结合当时的外部环境

因素，例如温度、空气湿度、外界压力等等进行检测。利用这些诊断方法，我们

可以突破故障发生的表面现象，深入其中蕴含的逻辑关系和有关因素，真正找出

故障发生的实质和根源。在具体诊断时，我们也不能忽视以下几点原则：(1)一般

故障发生时应先检查机械设备，后检查电子设备。因为在机械设备上产生的故障

是可以直接用肉眼看到的，比如一些零件的断裂变形等。而不需要浪费不必要的

时间去做大规模的检测，而且由于机器长时间运转的原因，它也更容易因磨损问

题而使得机器发生故障。(2)先检查机器外部零件，确认外部零件无故障时再检查

机器内部零件，首先检查执行元件，然后逐级检查，直至找到故障的源头，及时

排除。(3)先检查主干部分，再检查枝干部分。出现故障时首先要检查机器的主要

零部件，确认主要零部件没有问题时，再检查次要零部件，同时要重点检查各个

零部件之间的接口是否存在问题，并结合各个零部件综合分析，找出故障所在。

3.机电一体化设备可靠性分析及其提高措施

3.1机电一体化设备的可靠性分析

机电一体化设备具有很高的自动化功能，它的结构较复杂，在不同的系统中

所具备的要求不同，有的系统可能集中了大量各种规格的电子或电力器件，所以，对于其系统的可靠性方面的要求相对较高。一般机电一体化设备主系统的可靠性

取决于由弱电电子器件组成的控制部分的性能。而机电一体化设备由于其复杂性，其可靠性与设备使用环境、工作条件、运转状况以及日常维护等都有着密切的关系。有些机器的使用环境还有一定的硬性规定，因此，要想保证机器的可靠性，

不仅需要综合分析当时的情况，合理使用机器，切不可超负荷使用，还需要监控

周围的环境情况。与此同时也要对机器的薄弱环节及时检修，易损件要定期更换，在有条件的情况下尽量提高其配置。

3.2提高机电一体化设备可靠性措施

由上文所述我们不难发现，目前影响机电一体化设备可靠性的因素主要有元

器件失效、元器件的组装与连接以及电磁干扰这三方面，因而要想提高其可靠性

就应当从这些方面着手：第一，机电一体化设备设计时应尽可能采用可靠性较高

的元器件，并通过完善故障诊断方法使其得以在第一时间准确定位出失效的元器件，从而使得企业能够第一时间予以更换，如此一来有助于提升机电一体化设备

可靠性；第二，针对元器件组装与连接所导致的机电一体化设备可靠性下降，笔

者认为应当在其设计上尽量简化设备中组装与连接环节，譬如采取通过直接连接

的方式，除此之外还可以通过加强元器件组装与连接中结合牢靠性予以解决，例

如采取卡扣方式，如此一来达到提升机电一体化设备可靠性；第三，针对电磁干

扰这一因素，笔者认为可以采取利用屏蔽、接地以及布线等技术予以消除。首先

在屏蔽技术中，机电一体化设备应采用屏蔽电缆且屏蔽层要接地处理；其次，在

接地技术中，企业应将机电一体化设备中相关设备要采取接地处理，尤其是与变

频器相连的电子设备均要接地；最后布线技术中，企业要将机电一体化设备中诸

如电动机电缆采取独立走线，并应尽量避免走线与其他电缆线平行布设，以此降

低电磁干扰。

结论

我们必须针对机电一体化设备的特点找出行之有效的故障分析方法。随着其

他各类新技术与机械技术的有机结合，传统机械正朝着智能化、微型、网络化、

模块化、柔性化、自动化等方向发展。逐步形成一个全新机电产品理念，相应的