机电一体化系统的故障特点分析及可靠性研究

机电一体化系统的故障特点分析及可靠性研究
Analasis of the Features of the Mechatronics’S Device Failure and the Research of its Reliability
何振俊(南通市广播电视大学，江苏南通226006)

摘要：文章对机电一体化设备的故障特点进行了分析，提出了相应的故障诊断方法，并对机电一体化系统可靠性进行了探讨，提出了提高可靠性的对策。

关键词：机电一体化 故障 可靠性

Abstract： This article analyzes the features of mechatronics device’s failure and presents the corresponding diagnotic methods，improve the reliability of mechatronics device．
Key words： mechatronics failure reliability

0 引言
何谓机电一体化，国际上普遍采用日本1983年机械振兴协会的定义：“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称 。”自从日本首次提出机电一体化(mechatronics)这一概念以来，机电一体化技术得到了飞速发展，已成为一门新兴的交叉学科。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。随着国民经济的发展，机电一体化产品不断进入生产与生活领域，人们对该类产品的输出柔性、工作性能及可靠性方面提出了严格的要求。但由于机电一体化设备不同于一般的机械设备或电子设备，它有着其独特的故障特点和可靠性，所以，我们不能沿用传统的故障诊断方法。本文针对新兴的机电一体化产品设备进行了故障特点分析及可靠性探讨。
1 机械与电子之间的相互关系
机电一体化设备主要由机械本体、动力单元、控制单元、检测单元、执行单元等组成，构成系统的要素一般包括机、电、液、气、光、磁等，而机械与电子是机器的重要组成部分。大多数机器主要由这两部分组成，只是两者所占的比例不同而已。机电一体化设备不是单纯的机械和电子的叠加，而是两者的有机结合。一般来说，机械是动作的执行者，电子是动作的控制者，只有两者的协调运行，机器才能正常工作。两者之间的关系就像四肢和大脑的关系，机电一系化系统的最终目的是实现可控的运动行为，它是充分利用电子计算机信息处理和控制功能，利用可控驱动元件特性的现代机械系统 。
2 机电一体化设备的故障表象分析
2．1 机械设备的故障表象特点
(1)机械设备的运行过程是一个动态的过程．在不同时段的测试数据是不可重现的，用检测数据直接判断运行过程中的故障也是不可靠的。
(2)从系统特性来看，机械系统的故障具有随机性、连续性、离散性、缓变性、突发性、间歇性、模糊性等，其产生的原因有一对多性(一个故障结果可能由多种原因产生)、复合性(多个原因同时作用产生某个故障结果)?。
2．2 电子设备的故障表象特点

电子设备的故障特点具有隐蔽性、突发性、敏感性(如对温度、湿度等外界工作条件)。
2．3 机电一体化设备的故障表象特点机电一体化系统除具有原有机械和电子设备的特点外，又增加了故障转移性、表征复杂性、集成性、融合性、交叉性等特点。
一般来说，南于机械部分是动作的执行者、完成者，从故障表面现象来看，如果机器出现不动作，或未按预定动作执行，我们很容易认为足机械部件故障。

….

5 结束语
我们必须针对机电一体化产品的特点，找出行之有效的故障诊断方法。随着其他各类技术与机械技术的有机融合，传统机械正朝着智能化、模块化、网络化、柔性化、微型化、自动化等方向发展 J，逐步形成了一个全新的机电产品理念。相应的故障诊断技术也朝着人工智能、专家系统发展，使机电一体化系统具有自诊断、自适应、自修复功能。

参考文献
[1]傅晓琳．机电一体化发展方向及人才培养模式[J]．重庆交通学院学报，2003(7)．
[2]李瑞琴，邹慧君．机电一体化产品概念设计理论研究现状与发展展望[J]．机械设计与研究，2003(6)．
[3]钟秉林，黄仁．机械故障诊断学[M]．北京：机械工业出版社，1997．
[4]钱立文．从两例故障谈机电一体化维修[J]．设备管理与维修，2003(10)．
[5]张君安．机电一体化系统设计[M]．北京：兵器工业出版社，1997．