柔性加工生产线设备保养研究
2024-2-28 来源： 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 作者： 周国栋 管益辉
柔性加工生产线是一种高效、灵活的生产方式，可以快速地调整生产线的产出物及产量，以满足市场的需求变化。然而，由于生产线设备的长期使用和高强度运行，设备的磨损、故障和损坏也会增加。为了保证设备的正常运行，提高生产线的生产效率，需要对设备进行定期的保养和维修。本文以我司引进的柔性加工线为例，结合我们的设备保养经验，从生产线的特点、设备保养的目的、保养方法、保养管理等方面进行探讨。
1. 柔性加工线特点
柔性生产线的柔性，具体表现为多种产品共线生产，并可根据需求的变化，随时调整各产品的加工数量，设备利用率高，可实现无缝衔接。它具有五个加工单元、三个工件装卸站、一套物料存储运输系统。与刚性自动化生产线相比，柔性制造生产线工序相对集中、没有固定的生产节拍、物流统一的路线，进行混流加工，实现在中、小批量生产条件下的高效率和低成本。
2.设备保养的目的
设备保养是指定期检查、清洁、润滑、校准和停机检修等一系列保养措施，以延长设备寿命、减少故障和停机时间、降低生产成本，保障生产线稳定运行和提高生产效率。据调查表明，70％的设备故障是由于设备没有得到足够的维护和保养造成的。这意味着加强设备的维护和保养，可以减少大部分的故障，从而提高设备的可靠性和效率。具体包括以下方面 :
（1）延长设备寿命。通过设备保养，可以及时发现设备的故障和问题，及时处理，延长设备的寿命。
（2）减少故障和停机时间。通过设备保养，可以及时检修设备，减少故障和停机时间，保障生产线的稳定运行。
（3）降低生产成本。通过设备保养，可以减少设备的故障和停机时间，降低维修成本和生产成本。
（4）提高生产效率。通过设备保养，可以保障设备的稳定运行，提高生产效率和产品质量，提高生产线的经济效益。
（5）避免出现事故。确保设备始终处于良好的技术状态，避免在加工过程中发生质量事故和安全事故。
3.设备保养的方法和内容
（1）设备保养
数控设备是集机械、电气、液压、气动、计算机控制、检测和测量、电力拖动技术等技术于一身的高科技产品。日常维护涉及的内容很广，涉及多部门，对相关人员在技术、知识、能力等方面均有较高要求。设备操作者对所使用的数控机床的性能状态、日常状况和生产中现象了如指掌，操作者须具有设备日常维护保养能力。
设备保养的方法主要包括以下几个方面 :
①日常保养 : 日常保养主要通过目视观察，包括设备的清洁、润滑、紧固和检查。清洁设备的外表和内部，保持设备的整洁。
②设备定期保养 : 定期清洁设备的各个部件和组件，以保证设备的清洁卫生，同时也可以减少灰尘、污物、油脂等杂质对设备的损害。
③设备小修 : 对设备进行停机检修，对设备的各个部件和组件进行全面检查、清洁、润滑、校准和更换等操作，保证设备的性能和寿命。
④校准 : 定期校准设备的各个参数和功能，以保证设备的正常运行和准确性。
（2）保养内容
柔性加工线的保养内容分加工设备（NH6300DCG）的保养和直线托盘库系统（LPP）保养两部分。
1) 每班次前需要确认切削油、液压、润滑油量充足。定期或一段时间没有启动设备，都需要进行主轴预热，以使主轴达到理想加工状态，保证加工精度 , 延长使用寿命。具体的主轴转速和预热时长见表 1。
表 1 主轴转速和预热时长见表
日常保养中，我们往往都忽略了过滤器的重要性。普遍认为一张过滤网、一块过滤棉，不会起到很大的作用。其实过滤装置不仅仅能过滤空气中的纤毛等杂物，还能够过滤细小的漂浮状金属粉尘，尤其对电气部件来说十分重要。电器柜风扇过滤器在使用中非常容易粘结油灰，阻挡风扇正常散热，长时间的阻挡会造成风扇损坏，需要定期清洁。清洗时现用中性洗涤剂浸泡或擦拭污垢后，压住放平过滤器使用吸尘器或高压风清洁，切记不可手洗。过滤器的使用寿命为 3~5 次。
每班次作业结束后，将主轴的刀具清空，各轴复归零点，关闭电源，清扫设备加工室和刀库。清洁主轴端面铁屑，用不易掉毛的棉布擦拭主轴锥形孔，不允许使用高压风吹，防止铁屑吹入主轴内部，要使用主轴清洁器旋转清洁。最后在主轴孔底部注入 Stamina 润滑油 RL2，注油时长1s（见图 1）。
图 1 主轴润滑
2) 直线托盘库系统（LPP）保养内容包括AGV 和装卸站、储料架三部分。
柔性加工生产线中的 AGV（自动引导车）是一种高效的自动化运输设备（见图 2），主要包括车身、车轮、导轨、传动装置、传感器等部件，它能够根据生产计划将物料准确的运送到各个工位。在由 5 台加工中心组成的加工线中，AGV 的日运送总时长超过 20h，因此它对保养和维护的要求也较高。在日常工作中要随时清除 AGV 传动导轨上的铁屑，定期添加个部位的润滑脂。定期检查更换齿轮、链条和传动皮带等磨损部件。
AGV 使用多种传感器进行自动导航和障碍物识别，如激光传感器、红外传感器和超声波传感器等，保养时仔细检查传感器是否灵敏或松动，并进行必要的校准。总之，对 AGV 的定期保养和维修是非常重要的。
图 2 AGV 引导车
装卸站的作用是装卸、清洗产品（见图 3）。
图 3 装卸站
保养装卸站时，除必要的清扫外，还要关注物料进出门和装卸站底部的弹簧传感装置。弹簧传感装置一直与切削液和铁屑接触，容易堵塞生锈，导致弹力不足无法起到检测作用，造成产线故障。
因此要定时的清扫，擦拭，检测，加注适量润滑油 ; 装卸站物料进出门，依靠气缸带动链条来实现门在导向槽内开启或关闭。操作者使用风枪清理工件时，经常会将铁屑等杂物吹到后门的导轨槽内，造成不能正常开启或关闭。需要定期将轨道内的杂物清理干净，以保证开关门的正常运行状态。需要注意的是清理轨道时需要将生产线置于 “下线” 状态后，使用手动操作模式打开物料门。可与 AGV 同时保养清理。
柔性线的托盘架是用于存储物料的重要设备（见图 4），分上下两层。可以根据需要定制相应数量。为了确保其正常运转和延长使用寿命，需要进行定期保养。
图 4 料库结构
以下是柔性线的托盘架保养的一些基本步骤 :
1）清洁 : 首先要定期清洁托盘架，防止灰尘、污垢等杂物积聚，影响使用寿命。可以使用清洁剂和布进行清洁，严禁使用腐蚀性强的清洁剂，以免损坏托盘架表面。
2）润滑:柔性线的托盘架需要定期加油润滑，以减少磨损和摩擦力，提高设备的稳定性和使用寿命。建议使用专用的润滑油或润滑脂，并根据设备的使用情况进行定期更换。
3）检查 : 定期检查托盘架的紧固件、轮轴、支架等部件，确保其牢固可靠，避免出现松动或脱落现象。
4）修复 : 如果发现柔性线的托盘架出现了故障或损坏，应及时进行维修或更换。
4.保养管理
保养管理是设备保养的重要环节，包括保养计划、保养记录和保养培训等方面。
保养计划 : 制定保养计划，按照设备的特点和生产线的需求，制定出定期保养、定点保养、定期检查和故障维修等保养计划，并根据实际情况进行调整和完善。
保养记录 : 建立设备保养记录，对设备的保养情况进行记录和归档，包括保养日期、保养内容、保养人员、保养结果等方面，以便于对设备的保养情况进行追踪和管理。
保养培训 : 开展设备保养培训，对设备操作人员进行保养知识和技能的培训，提高员工的保养水平和保养意识，以保证设备保养的质量和效果。
5. 结语
柔性加工生产线设备保养的目的是延长设备寿命、减少故障和停机时间、提高设备的运行效率和生产质量，是保障生产线稳定运行和提高生产效率的重要手段，需要按照一定的方法和程序进行，包括检查、清洁、润滑、校准和停机检修等方面。保养管理也是设备保养的重要环节，包括保养计划、保养记录和保养培训等方面。通过对设备保养的科学管理和有效实施，可以降低设备的维修成本、减少设备故障和停机时间，从而提高生产线的运行效率和企业的经济效益。
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