基于技术分类的设备维修综合系统

涂文平，张龚磊，关为群

（北京奔驰汽车有限公司设备维护中心发动机工厂，北京 102600）

0 引言

现代制造企业的自动化程度越来越高，机器人、桁架机械手、自动滚道、自动转运车等的大量应用大大减少了工人的数量。同样，自动化程度的提高意味着相应维护工作的加重。发动机工厂是典型的高端、智能加工企业，缸盖生产线集成了五轴联动高精度加工中心、机器人、桁架机械手、自动化立体库及RBG无人运输车等技术，整条生产线除了个别人工目检工位外，实现了高度的自动化[1-2]。

缸盖机加工车间包含一期、二期生产线，共有设备152 台，其中加工中心88 台，机器人装配工位10 台，机器人清洗机8台，机器人去毛刺工位2 台，桁架机械手12 台，其他各类设备32 台。据不完全统计，所有设备的机械类备件5000 余种，常用备件近2000 种。从设备维护和维修的角度来讲，不同设备具有不同的技术特点，备件的种类和数量繁多。

因此，建立一种关于设备维修的综合技术系统，能够集成技术细节、备件清单、操作指导（基于维修经验）等信息，能对维修工作中经常遇到的技术问题及备件进行归纳总结，为设备维修提供快捷、有效的技术指导。

1 建立系统框架

以机械维护专业的角度分析，可以将机床等设备分为机械移动部件（直线运动、旋转运动），液压系统，气动系统，润滑系统，冷却系统等。根据技术特点，整理出共计19 类重要机械备件分类，如电主轴、丝杠、泵、阀门、气缸等等。对于每一种备件种类，整理出所有备件清单，通过型号描述，解析同一系列备件的可替代性，整理过去维修经验以及供应商提供的操作指导，汇总所有重要的技术细节资料等。由此，梳理出这个系统的大体框架（图1）。

2 备件清单整理

根据19 类重要机械备件分类，依次对152 台设备，5000 余种备件进行梳理汇总，最终整理出了每一类备件的清单及现场设备使用数量（表1）。19 类重要机械备件，共包含602 种，占常用备件的30.1%，并且涵盖2017 年全年消耗机械备件种类的66.1%。

3 案例解析

图1 设备维修综合系统

表1 机械技术分类

以气缸（含液压缸）为例，缸盖生产线共使用各类气缸115种，包含Festo 紧凑型系列“ADN-”、标准型系列“DNC-”、扁平气缸系列“DFM-”、圆形气缸系列“DSNU-”以及Parker 液压缸等。气缸种类繁多，数量超过1000 个，然而通过对于同一系列气缸型号的分析和归纳，可以总结出规律，在一些情况下可以实现完全或者部分替代，保证设备的良好运行。

3.1 气缸螺纹形式不同案例

气缸（1）ADN-20-50-A-P-A 与气缸（2）ADN-20-50-I-PA 两种气缸，通过型号解读，可以得到下面的技术参数：

ADN——紧凑型气缸

20——缸径20 mm

50——行程50 mm

A/I——外螺纹/内螺纹

A——带位置感测

从以上信息可以得知，气缸（1）与气缸（2）只是螺纹形式不一样。如果出现气缸（1）损坏，现场只有气缸（2），既可以用气缸（2）的元件修复气缸（1），也可以考虑改变连接方式的方法解决问题。

3.2 带抱闸气缸案例

气缸（3）DNC-80-250-PPV-A，气缸（4）DNC-80-250-PPVA-KP，气缸（5）DNC-80-400-PPV-A-KP，通过型号解析可知，KP 代表抱闸。气缸（3）与气缸（4）唯一的区别就是没有抱闸，气缸是完全可以替代的。气缸（4）与气缸（5）只是气缸行程不一致，抱闸是完全一样的。

3.3 其他案例

（1）通过型号解析可知，部分密封形式不同（2RS 与2Z）或者不同材质的轴承（普通材料与不锈钢）在一定的工况下相互替代。

（2）同一系列的导轨滑块，尺寸相同的时候，一定条件下更高精度的滑块可以替换低精度的滑块使用（精度等级从高到低P＞H＞N）。

（3）同一类型的联轴器，比如联轴器I 型号为GS42 98ShAGS6.0 light-Φ38 6.0 light-Φ38，联轴器II 的型号为GS42 98ShA-GS6.0 light-Φ28 6.0 light-Φ38。从型号解析可知，联轴器I 两端连接的轴尺寸都是Φ38 mm，联轴器II 两端连接的轴尺寸分别是Φ28 mm、Φ38 mm。如果现场没有联轴器I，可以用2 个联轴器II 的Φ38 mm 部分组合成为1 个联轴器I，尺寸及功能完全一致。

4 操作指导

现场维修工作的经验积累，供应商的专业培训以及设备档案的技术资料，都是设备维修工作的重要资料。依据不同技术，整理出标准作业指导书，一方面可以为以后的维修工作提供专业、全面的指导，另一方面也可以作为团队培训的重要资料[5]。

以缸盖车间所有设备的夹爪为例，总计38 种，由于夹爪直接或者间接接触工件、工件随行托盘等，损坏的可能性较大。而且，实际生产过程中，由于程序或人为操作的问题，常常发生夹爪损坏的故障。例如，传感器检测块由2 个螺丝固定，同时往相同方向调整2 条螺栓即可移动传感器检测块的位置（图2）。因为传感器检测块的形状比较特殊，所以如果想将检测块从气缸上面拆卸下来，请先记录好检测块上面小台阶的位置（是靠近气缸里面还是外面）。

需要注意的是，机器人在抓取短桥架时因M274 与M270机型的抓取方式不同，所以传感器检测方式也不同。短桥架的号状态只用一个传感器来检查（图3）：M270 机型只用传感器B4.2进行检测。其中，“1”表示夹爪已经准备好，可以去抓桥架；当夹爪抓住桥架B4.2 的状态会变为“0”，表示已经抓住桥架。

将Schunk 夹爪传感器状态列表、PHD 同步与非同步夹爪鉴别方法以及Roemheld 零点夹具原理分析及故障判断等信息，根据维修工作经验整理成操作指导书。

图2 夹爪传感器

图3 Schunk 夹爪传感器状态列表

5 技术文档

来自供应商的技术文档，对各类元件和技术有详细的说明。介绍了工作原理及内部构成，并讲解了如何设置及调整。对于知识的了解和故障的解决都是很好的技术支持，19 类技术总计120 余份文档。

6 结论

针对发动机工厂缸盖生产线，建立设备维修综合系统，涵盖备件清单、型号解析、操作指导、技术文档等。

（1）梳理清晰的备件清单，既能保证技术分类清晰，又能保证重要备件不会遗漏。

（2）型号解析及详解，能够确切知道型号描述的具体含义，并且能够了解不同型号直接的区别和联系，在紧急情况下可以保证不同备件之间的相互替换或修复。

（3）操作指导书既是对工作经验的重要总结，又能为以后的维修工作提供重要的技术指导。并且结合了具体操作时的细节和注意事项，对实际解决问题更有帮助。

（4）技术文档将所有有用的材料做一个整理归类，把繁琐的设备划分为重要技术分类，无论对于平时的设备维护保养，还是对于设备的紧急维修都是重要的技术支持。