基于技術分類的設備維修綜合系統

涂文平，張龔磊，關為群

（北京奔馳汽車有限公司設備維護中心發動機工廠，北京 102600）

0 引言

現代制造企業的自動化程度越來越高，機器人、桁架機械手、自動滾道、自動轉運車等的大量應用大大減少了工人的數量。同樣，自動化程度的提高意味著相應維護工作的加重。發動機工廠是典型的高端、智能加工企業，缸蓋生產線集成了五軸聯動高精度加工中心、機器人、桁架機械手、自動化立體庫及RBG無人運輸車等技術，整條生產線除了個別人工目檢工位外，實現了高度的自動化[1-2]。

缸蓋機加工車間包含一期、二期生產線，共有設備152臺，其中加工中心88臺，機器人裝配工位10臺，機器人清洗機8臺，機器人去毛刺工位2臺，桁架機械手12臺，其他各類設備32臺。據不完全統計，所有設備的機械類備件5000余種，常用備件近2000種。從設備維護和維修的角度來講，不同設備具有不同的技術特點，備件的種類和數量繁多。

因此，建立一種關于設備維修的綜合技術系統，能夠集成技術細節、備件清單、操作指導（基于維修經驗）等信息，能對維修工作中經常遇到的技術問題及備件進行歸納總結，為設備維修提供快捷、有效的技術指導。

1 建立系統框架

以機械維護專業的角度分析，可以將機床等設備分為機械移動部件（直線運動、旋轉運動），液壓系統，氣動系統，潤滑系統，冷卻系統等。根據技術特點，整理出共計19類重要機械備件分類，如電主軸、絲杠、泵、閥門、氣缸等等。對于每一種備件種類，整理出所有備件清單，通過型號描述，解析同一系列備件的可替代性，整理過去維修經驗以及供應商提供的操作指導，匯總所有重要的技術細節資料等。由此，梳理出這個系統的大體框架（圖1）。

2 備件清單整理

根據19類重要機械備件分類，依次對152臺設備，5000余種備件進行梳理匯總，最終整理出了每一類備件的清單及現場設備使用數量（表1）。19類重要機械備件，共包含602種，占常用備件的30.1%，并且涵蓋2017年全年消耗機械備件種類的66.1%。

3 案例解析

以氣缸（含液壓缸）為例，缸蓋生產線共使用各類氣缸115種，包含 Festo緊湊型系列“ADN-”、標準型系列“DNC-”、扁平氣缸系列“DFM-”、圓形氣缸系列“DSNU-”以及 Parker液壓缸等。氣缸種類繁多，數量超過1000個，然而通過對于同一系列氣缸型號的分析和歸納，可以總結出規律，在一些情況下可以實現完全或者部分替代，保證設備的良好運行。

圖1 設備維修綜合系統

表1 機械技術分類

3.1 氣缸螺紋形式不同案例

氣缸（1）ADN-20-50-A-P-A 與氣缸（2）ADN-20-50-I-PA兩種氣缸，通過型號解讀，可以得到下面的技術參數：

ADN——緊湊型氣缸

20——缸徑20 mm

50——行程50 mm

A/I——外螺紋/內螺紋

A——帶位置感測

從以上信息可以得知，氣缸（1）與氣缸（2）只是螺紋形式不一樣。如果出現氣缸（1）損壞，現場只有氣缸（2），既可以用氣缸（2）的元件修復氣缸（1），也可以考慮改變連接方式的方法解決問題。

3.2 帶抱閘氣缸案例

氣缸（3）DNC-80-250-PPV-A，氣缸（4）DNC-80-250-PPVA-KP，氣缸（5）DNC-80-400-PPV-A-KP，通過型號解析可知，KP代表抱閘。氣缸（3）與氣缸（4）唯一的區別就是沒有抱閘，氣缸是完全可以替代的。氣缸（4）與氣缸（5）只是氣缸行程不一致，抱閘是完全一樣的。

3.3 其他案例

（1）通過型號解析可知，部分密封形式不同（2RS與2Z）或者不同材質的軸承（普通材料與不銹鋼）在一定的工況下相互替代。

（2）同一系列的導軌滑塊，尺寸相同的時候，一定條件下更高精度的滑塊可以替換低精度的滑塊使用（精度等級從高到低P＞H＞N）。

（3）同一類型的聯軸器，比如聯軸器I型號為GS42 98ShAGS6.0 light-Φ38 6.0 light-Φ38，聯軸器 II的型號為 GS42 98ShA-GS6.0 light-Φ28 6.0 light-Φ38。從型號解析可知，聯軸器I兩端連接的軸尺寸都是Φ38 mm，聯軸器II兩端連接的軸尺寸分別是Φ28 mm、Φ38 mm。如果現場沒有聯軸器I，可以用2個聯軸器II的Φ38 mm部分組合成為1個聯軸器I，尺寸及功能完全一致。

4 操作指導

現場維修工作的經驗積累，供應商的專業培訓以及設備檔案的技術資料，都是設備維修工作的重要資料。依據不同技術，整理出標準作業指導書，一方面可以為以后的維修工作提供專業、全面的指導，另一方面也可以作為團隊培訓的重要資料[5]。

以缸蓋車間所有設備的夾爪為例，總計38種，由于夾爪直接或者間接接觸工件、工件隨行托盤等，損壞的可能性較大。而且，實際生產過程中，由于程序或人為操作的問題，常常發生夾爪損壞的故障。例如，傳感器檢測塊由2個螺絲固定，同時往相同方向調整2條螺栓即可移動傳感器檢測塊的位置（圖2）。因為傳感器檢測塊的形狀比較特殊，所以如果想將檢測塊從氣缸上面拆卸下來，請先記錄好檢測塊上面小臺階的位置（是靠近氣缸里面還是外面）。

需要注意的是，機器人在抓取短橋架時因M274與M270機型的抓取方式不同，所以傳感器檢測方式也不同。短橋架的號狀態只用一個傳感器來檢查（圖3）：M270機型只用傳感器B4.2進行檢測。其中，“1”表示夾爪已經準備好，可以去抓橋架；當夾爪抓住橋架B4.2的狀態會變為“0”，表示已經抓住橋架。

將Schunk夾爪傳感器狀態列表、PHD同步與非同步夾爪鑒別方法以及Roemheld零點夾具原理分析及故障判斷等信息，根據維修工作經驗整理成操作指導書。

圖2 夾爪傳感器

圖3 Schunk夾爪傳感器狀態列表

5 技術文檔

來自供應商的技術文檔，對各類元件和技術有詳細的說明。介紹了工作原理及內部構成，并講解了如何設置及調整。對于知識的了解和故障的解決都是很好的技術支持，19類技術總計120余份文檔。

6 結論

針對發動機工廠缸蓋生產線，建立設備維修綜合系統，涵蓋備件清單、型號解析、操作指導、技術文檔等。

（1）梳理清晰的備件清單，既能保證技術分類清晰，又能保證重要備件不會遺漏。

（2）型號解析及詳解，能夠確切知道型號描述的具體含義，并且能夠了解不同型號直接的區別和聯系，在緊急情況下可以保證不同備件之間的相互替換或修復。

（3）操作指導書既是對工作經驗的重要總結，又能為以后的維修工作提供重要的技術指導。并且結合了具體操作時的細節和注意事項，對實際解決問題更有幫助。

（4）技術文檔將所有有用的材料做一個整理歸類，把繁瑣的設備劃分為重要技術分類，無論對于平時的設備維護保養，還是對于設備的緊急維修都是重要的技術支持。