機(jī)器故障排除需要考慮的七個(gè)要素

工業(yè)設(shè)備的維護(hù)和故障排除需要一定的機(jī)械和電氣知識(shí)，但這首先要從常識(shí)和了解自動(dòng)化的基本原理開始。

為了維護(hù)和排除工業(yè)設(shè)備的故障，需要了解多個(gè)專業(yè)的知識(shí)。雖然沒有必要達(dá)到工程實(shí)施的水平，但需要一定程度的機(jī)械和電氣知識(shí)。

機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)、氣動(dòng)和液壓裝置是工業(yè)機(jī)械最基本的組成部分。更復(fù)雜的系統(tǒng)包括伺服機(jī)構(gòu)、機(jī)器人和機(jī)器視覺。

了解可編程邏輯控制器（PLC）和計(jì)算機(jī)，對(duì)于機(jī)器控制以及傳感器和不同驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)營(yíng)非常重要。了解用于訪問程序的不同軟件類型和用于顯示數(shù)字和文本信息的不同數(shù)據(jù)類型。

如果再了解一些機(jī)器分類，也很有幫助。有許多不同類型的包裝機(jī)、機(jī)器人、泵、輸送機(jī)和材料搬運(yùn)機(jī)，它們背后的理念都類似。振動(dòng)碗、擒縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤和分度器，是其它類型的設(shè)備。這些通用分類，適用于運(yùn)行中的設(shè)備和資產(chǎn)，了解這些可能會(huì)有所幫助。

01

觀察與分析

大多數(shù)機(jī)器都有某些共同點(diǎn)。它通常用于移動(dòng)、處理或更改產(chǎn)品。通常材料從一個(gè)或多個(gè)地方進(jìn)入機(jī)器，產(chǎn)品再?gòu)牧硪粋€(gè)地方離開機(jī)器。

觀察機(jī)器的運(yùn)行狀況是了解其工作原理的最佳方法之一。產(chǎn)品是如何進(jìn)出機(jī)器的，在加工過(guò)程中會(huì)對(duì)其進(jìn)行哪些處理？機(jī)器或系統(tǒng)每分鐘處理零件或材料體積的速度如何？

機(jī)器操作人員是否必須裝卸零件或材料，其速度是否會(huì)影響機(jī)器運(yùn)行？他們必須填充料斗、零件進(jìn)料器或分配設(shè)備嗎？機(jī)器是否因機(jī)器故障而停止運(yùn)行？如果是，必須采取什么措施才能使機(jī)器重新運(yùn)轉(zhuǎn)？是否有人機(jī)界面（HMI）或顯示器來(lái)幫助診斷問題？

在觀察運(yùn)行中的機(jī)器時(shí)建議做好筆記。最好在機(jī)器運(yùn)行時(shí)了解機(jī)器和工藝，以免出現(xiàn)問題并需要維修。在問題出現(xiàn)之前，才是了解機(jī)器的時(shí)候。

02

使用感官檢測(cè)問題

問題的視覺跡象有時(shí)可能是最容易被發(fā)現(xiàn)的。機(jī)器泄漏的液體、金屬屑或黑色煤煙粉末，這些都是需要注意的。電路板上的部件燒焦和變黑，塑料翹曲或熔化，工具和部件上的磨損點(diǎn)都可以成為跡象。尋找任何不正?；虺稣９r的線索。

可以對(duì)機(jī)器進(jìn)行視頻錄制以分析具體操作，也可以減慢運(yùn)動(dòng)以詳細(xì)檢查功能。攝像頭可以策略性地布置在機(jī)器周圍，甚至在機(jī)器內(nèi)部，以進(jìn)行全面監(jiān)控。

熱成像也可用于識(shí)別電氣柜中的熱點(diǎn)，例如確定連接或終端是否緊密。使用暴露的電氣設(shè)備時(shí)，請(qǐng)遵循適當(dāng)?shù)陌踩绦颉?/p>

聆聽機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的聲音。出現(xiàn)問題時(shí)，聲音會(huì)隨之出現(xiàn)變化，研磨或刺耳音可能是磨損或錯(cuò)位的跡象。了解機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)的聲音，可以幫助識(shí)別聲音變化時(shí)可能出現(xiàn)的問題。你甚至可以把聲音錄下來(lái)，這樣就有了參考基準(zhǔn)。

觸覺有助于識(shí)別設(shè)備中的溫度或振動(dòng)。當(dāng)然，這可能很危險(xiǎn)。如果你懷疑某個(gè)設(shè)備異常發(fā)熱，請(qǐng)用手慢慢靠近它，通?？梢栽跊]有實(shí)際接觸物體的情況下就感覺到熱。

即使在正常工作的情況下，許多部件也會(huì)振動(dòng)，了解正常振動(dòng)的程度有助于進(jìn)行比較。傳感器也可用于監(jiān)測(cè)振動(dòng)或溫度；趨勢(shì)有助于識(shí)別磨損。

氣味也可能顯示問題的所在。燃燒或熔化橡膠有一種獨(dú)特的氣味，熱潤(rùn)滑劑或金屬也是如此。同樣，了解機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)的氣味，將有助于進(jìn)行比較。

03

仔細(xì)閱讀維護(hù)文檔

理想情況下，設(shè)備會(huì)附帶文檔。通常，它們由制造商提供，甚至還包括故障排除指南。

推薦的維護(hù)指南，通常有助于識(shí)別機(jī)器中可能出現(xiàn)問題的區(qū)域。潤(rùn)滑、皮帶張緊和更換磨損的工具，是定期維護(hù)程序的案例。

更換零件清單或材料清單，通常還列出可能需要更換的部件，如傳感器或其它電氣部件。分解零件視圖可以顯示機(jī)器元件內(nèi)部情況。有時(shí)，這些內(nèi)容包含在維護(hù)或部件更換說(shuō)明中。在機(jī)器運(yùn)行檢查時(shí)，這非常有教育意義，并有助于識(shí)別潛在的故障點(diǎn)。

電氣原理圖顯示了機(jī)器或系統(tǒng)的詳細(xì)接線，通常附有材料清單。可以查看前幾頁(yè)，以識(shí)別機(jī)器的主要部分和組件。配電盤通過(guò)名稱識(shí)別較大的子組件；變頻驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人、控制器、伺服系統(tǒng)和輔助設(shè)備可以看作是概述。

管道和儀表圖（P&ID）也可能是可用文件的一部分，尤其是過(guò)程控制應(yīng)用。在檢查PLC程序時(shí)，可以將其作為系統(tǒng)布局的指南。查看硬件配置，確認(rèn)基于通信的遠(yuǎn)程輸入/輸出（I/O）節(jié)點(diǎn)的位置，程序的子程序通常與機(jī)器或系統(tǒng)的不同操作部分相對(duì)應(yīng)。

04

故障排除需要考慮的七個(gè)要素

什么是故障排除？故障排除是一種解決問題的系統(tǒng)方法，用于發(fā)現(xiàn)和糾正復(fù)雜機(jī)器、電子設(shè)備和軟件的問題。它通常適用于已停止工作或未按預(yù)期運(yùn)行的機(jī)器。

確定機(jī)器應(yīng)該如何運(yùn)行涉及前面提到的觀察和文檔閱讀技能，但也可能需要與在機(jī)器上花費(fèi)最多時(shí)間的人（操作員）交談。

在確定問題的原因時(shí)，有一些重要概念需要理清。一個(gè)重要的關(guān)系是相關(guān)性和因果關(guān)系，僅僅因?yàn)橐粋€(gè)事件發(fā)生在另一個(gè)事件之后，并不意味著第一個(gè)事件導(dǎo)致了第二個(gè)事件。這也可能是巧合，也可能是其它一些看不見的事件，導(dǎo)致了這兩種情況。這就是通常說(shuō)的“相關(guān)性并不意味著因果關(guān)系。”

解決問題通常有三個(gè)要素：第一，識(shí)別并記錄問題所在。第二，確定發(fā)生這種情況的原因。最后，確定解決方案，并防止再次發(fā)生。在對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行故障排除時(shí)，請(qǐng)考慮以下七個(gè)原則：

1.從簡(jiǎn)單處著手

首先檢查最簡(jiǎn)單或最明顯的事項(xiàng)，這通常是有用的。當(dāng)技術(shù)支持人員或手冊(cè)要求用戶查看插座是否通電或設(shè)備是否已插入電源時(shí)，人們經(jīng)常抱怨。在考慮更困難或不太明顯的原因之前，檢查電源、斷路器或保險(xiǎn)絲等簡(jiǎn)單事項(xiàng)，往往可以節(jié)省大量的時(shí)間。

仔細(xì)檢查機(jī)器，看看是否有指示燈或明顯卡住的部件。請(qǐng)記住，卡住可能是由其它原因造成的，例如考慮是否有其它電源為設(shè)備供電。詢問自上次機(jī)器正常工作以來(lái)，發(fā)生了哪些變化？

2.從已知的良好狀態(tài)開始

從已知的良好狀態(tài)（如沒有零件的原點(diǎn)）啟動(dòng)機(jī)器，可以幫助識(shí)別問題。一個(gè)眾所周知的例子是重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；這會(huì)清除處理器當(dāng)前RAM存儲(chǔ)器并重新啟動(dòng)操作系統(tǒng)。

這對(duì)于裝配機(jī)器來(lái)說(shuō)尤其重要。確保一個(gè)好的零件在貫穿整個(gè)過(guò)程的所有步驟中良好運(yùn)行，才能確保工具、傳感器和執(zhí)行器的位置和速度都正確。

3.替換部件

這有時(shí)被稱為“排查”，故障排除人員可以逐一檢查每個(gè)部件，用已知的好部件代替每個(gè)可疑的壞部件。這肯定不是解決問題的最有效方法，而且存在著最初導(dǎo)致故障的原因也可能會(huì)使新的好部件失效的風(fēng)險(xiǎn)。雖然可能有效，但也可能會(huì)破壞多個(gè)昂貴的組件，因此替代應(yīng)該是最后的方案。

4.檢查清單和流程圖

提前制定檢查清單、流程圖或程序表會(huì)有所幫助。這可以創(chuàng)建一個(gè)有組織的流程，技術(shù)或運(yùn)行人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排除時(shí)可以遵循該流程。這些列表可以保存在計(jì)算機(jī)上，甚至可以保存在HMI上，以便輕松訪問。

記錄以前的問題及其解決方案有助于創(chuàng)建這些清單。清單應(yīng)隨著新事件的發(fā)生而更新。依賴項(xiàng)也可以用于創(chuàng)建這些清單或圖表，一個(gè)組件通常依賴于另一個(gè)系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。在創(chuàng)建流程圖時(shí)，識(shí)別這些可以有所幫助（圖1）。

▲圖1：故障排除流程圖示例。

5.重現(xiàn)問題

如果可以重現(xiàn)問題，那么將更容易地隔離和解決其原因。如果問題能夠始終如一地重現(xiàn)，策略可能就會(huì)很有效。然而，許多問題實(shí)際上可能是間歇性的，使其難以重現(xiàn)。識(shí)別問題發(fā)生時(shí)的環(huán)境原因（如高溫或濕度）可能也很有用。

6.拆分系統(tǒng)

一種名為“二分法”的技術(shù)可以幫助逐步縮小范圍，盡快找到壞的組件。將一系列連接或節(jié)點(diǎn)一分為二，可以識(shí)別電壓或通信信號(hào)丟失的位置。它也適用于由一系列順序函數(shù)組成的系統(tǒng)（圖2）。

▲圖2：二分法示例。

7.根本原因分析

根本原因分析是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中問題根源的過(guò)程。其目的是確定基本問題的解決方案，而不僅僅是治標(biāo)不治本。

要想成為一名全面的機(jī)器故障排除師，需要學(xué)習(xí)許多專業(yè)知識(shí)，技術(shù)人員通常會(huì)進(jìn)入職業(yè)學(xué)?；虼髮W(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械和電力的基礎(chǔ)知識(shí)。網(wǎng)上或產(chǎn)品目錄中也有大量的信息，可以幫助補(bǔ)充這些知識(shí)。

觀察機(jī)器運(yùn)行是了解機(jī)器正常功能的最佳方法之一。在機(jī)器故障之前查找所有手冊(cè)和部件文檔，也可以節(jié)省大量時(shí)間。在處理故障排除問題時(shí)，了解幾種眾所周知的故障排除技術(shù)非常重要。其中包括各種圖表和檢查清單，提前打印出來(lái)可能會(huì)很有用。此外，從使用相同或類似機(jī)器的其他人的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)是在故障排除過(guò)程中搶占先機(jī)的重要方法之一。

審核編輯：黃飛