CN113146247A - 风电变流器安装工装、变流器组装线及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变流器组装线及工艺，其包括旋转工作盘；在旋转工作盘上设置有组装载具；在旋转工作盘上分布有第一更换工位、第二组装工位、第三攻丝工位、第四绝缘旋钮安装工位、第五检测工位和/或第六打标签工位。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

风电变流器安装工装、变流器组装线及工艺

技术领域

本发明涉及风电变流器安装工装、变流器组装线及工艺。

背景技术

风电变流器，是双馈风力发电机中，加在转子侧的励磁装置。其主要功能是在转子转速n变化时，通过变流器控制励磁的幅值、相位、频率等，使定子侧能向电网输入恒频电。包括功率模块、控制模块、并网模块。

现有变流器有的采用ALSTOM技术，采用辅助平台组件、用户平台组件、牵引平台组件、冷却系统组件拼装而成，辅助变流器的重量大。目前组装变流器时缺乏专用的支撑装置，采用现有方法对牵引/辅助变流器进行组装时，需要用到很多工具和零散的支撑架，工序复杂，工期较长，不仅不能保证组装时的稳定支撑，也无法将组装完成的变流器进行安全、快速的流转。因此，有必要设计一种变流器的组装平台，以克服以上缺点，CN2009201020666虽然提供了一套组装方案，但是其占地面积大，分度定位精度低，效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种风电变流器安装工装、变流器组装线及工艺。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种变流器组装线，包括旋转工作盘；在旋转工作盘上设置有组装载具；在旋转工作盘上分布有第一更换工位、第二组装工位、第三攻丝工位、第四绝缘旋钮安装工位、第五检测工位和/或第六打标签工位。

作为上述技术方案的进一步改进：

第二组装工位，设置有第二组装机械手组及扣盖上料输出部；第二组装机械手组将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上；

第三攻丝工位，设置有送丝机及攻丝机；送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座；

第四绝缘旋钮安装工位，设置有绝缘旋钮上料部及第四旋钮安装机械手；第四旋钮安装机械手用于将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

第五检测工位，设置有第五检测摄像头和/或操作机械手；操作机械手用于操控旋钮动作，第五检测摄像头用于对变流器外壳进行拍照；

第六打标签工位，设置有打标机，用于在变流器外壳上进行打标。

在旋转工作盘下部设置有分度旋转驱动部；分度旋转驱动部包括设置在旋转工作盘下部的旋转中心驱动轴；在旋转中心驱动轴上键连接有旋转偏心臂的根部，在旋转偏心臂悬臂端设置有转轴，转轴铰接有旋转摆动叉动臂的中部，在旋转摆动叉动臂根部设置有旋转摆动工艺槽，在旋转摆动工艺槽中套装有旋转导向杆；在旋转摆动叉动臂头部设置有旋转插头；旋转摆动叉动臂高低错落设置；

在旋转工作盘下部分布有与各个工位对应的分度导向柱；

旋转插头进出于对应的分度导向柱，并带动分度导向柱行走一个工位。

在旋转工作盘上分布有若干分度臂，以与各个工位对应；在分度臂上设置有分度旋转台，在分度臂下方设置有分度支撑轮，以与地面支撑接触；在旋转工作盘上设置有分度安装台及分度偏心销；在分度安装台上设置有分度侧定位部，以对放置到分度安装台上的变流器底座侧部定位；在分度旋转台外侧壁上旁接有分度导向臂的根部；

每两个相邻的分度旋转台为一组，在每组分度旋转台上的分度偏心销之间铰接有分度牵引杆；

在旋转工作盘上设置有环状的旋转导向环槽，在分度导向臂端部设置有分度导向部，以在旋转导向环槽中导向移动。

在第一更换工位，设置有风电变流器安装工装，实现对上一道工序预装变流器底座上料及将组装后的变流器壳体输出到下一道工序；风电变流器安装工装包括第一侧向机械手和/或第一上下料机械手组。

第一上下料机械手组包括设置在第一更换工位中心侧的第一侧支架；在第一侧支架上径向伸缩有第一齿条推拉杆，在第一齿条推拉杆上分别啮合有第一行程一级齿轮轴及第一行程二级齿轮轴；

在第一齿条推拉杆尾部设置有第一中位复位弹簧，以与第一侧支架连接；在第一齿条推拉杆头部设置有第一外顶头及第一龙门架的一端，在第一龙门架的另一端设置有第一内推头；

在第一齿条推拉杆上设置有第一行程光栅，以测量其行程；

第一行程一级齿轮轴与第一行程二级齿轮轴结构相同；第一行程一级齿轮轴包括与第一齿条推拉杆啮合的第一行程扇形齿轮，在第一行程扇形齿轮端部设置有第一行程端部离合部，对第一行程扇形齿轮进行离合制动。

一种变流器组装工艺，借助于旋转工作盘实现各个工位衔接；执行以下步骤；

S1，在第一更换工位，首先，上一道工序将预装变流器底座输送上料；然后，第一上下料机械手组将预装变流器底座送至分度安装台上；其次，第一上下料机械手组将变流器底座推送定位到分度侧定位部处；

S2，在第二组装工位，第二组装机械手组将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上；

S3，在第三攻丝工位，送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座；

S4，在第四绝缘旋钮安装工位，第四旋钮安装机械手将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

S5，在第五检测工位，首先，操作机械手操控旋钮动作；然后，第五检测摄像头对变流器外壳进行拍照；

S6，在第六打标签工位，打标机在变流器外壳上进行打标；

S7，在第一更换工位，首先，承接第六打标签工位送入的打标后的变流器壳体；然后，第一上下料机械手组将变流器壳体推送离开分度安装台；其次，第一侧向机械手将变流器壳体送至下一道工序的输入端。

一种变流器组装工艺，其中，旋转工作盘旋转步骤如下；首先，旋转中心驱动轴旋转，转轴驱动旋转摆动叉动臂摆动；然后，旋转摆动叉动臂通过旋转摆动工艺槽在旋转导向杆中移动；其次，旋转插头进出于对应的分度导向柱，并带动分度导向柱行走一个工位；再次，通过分度牵引杆与分度偏心销转动，对分度旋转台旋转联动，分度导向部在旋转导向环槽中导向移动。

一种变流器组装工艺，在第一更换工位处，

当上料时，首先，通过第一行程一级齿轮轴和/或第一行程二级齿轮轴与第一齿条推拉杆啮合，实现第一内推头将变流器底座送入；

当第一行程扇形齿轮的豁口处位于第一齿条推拉杆时，在第一中位复位弹簧的作用下，第一行程端部离合部啮合制动定位，第一龙门架中空位置位于第一更换工位，使得分度安装台进行工位变换；

当输出时，首先，通过第一行程一级齿轮轴和/或第一行程二级齿轮轴与第一齿条推拉杆啮合，实现第一外顶头将变流器底座输出。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明的使用结构示意图。

图2是本发明的分布部结构示意图。

图3是本发明的旋转部结构示意图。

其中：1、旋转工作盘；2、组装载具；3、第一更换工位；4、第二组装工位；5、第三攻丝工位；6、第四绝缘旋钮安装工位；7、第五检测工位；8、第六打标签工位；9、第一侧向机械手；10、第一上下料机械手组；11、第二组装机械手组；12、第四旋钮安装机械手；13、第五检测摄像头；14、分度旋转驱动部；15、分度臂；16、分度旋转台；17、分度安装台；18、分度侧定位部；19、分度偏心销；20、分度牵引杆；21、分度支撑轮；22、旋转导向环槽；23、分度导向柱；24、第一侧支架；25、第一齿条推拉杆；26、第一中位复位弹簧；27、第一外顶头；28、第一龙门架；29、第一内推头；30、第一行程一级齿轮轴；31、第一行程二级齿轮轴；32、第一行程扇形齿轮；33、第一行程端部离合部；34、第一行程光栅；35、旋转中心驱动轴；36、旋转偏心臂；37、旋转摆动叉动臂；38、旋转摆动工艺槽；39、旋转导向杆；40、旋转插头；41、分度导向臂；42、分度导向部。

具体实施方式

如图1-3所示，本实施例的变流器组装线，包括旋转工作盘1作为工序旋转的载体；在旋转工作盘1上设置有组装载具2，实现了对变流器底座的承载及定位；在旋转工作盘1上分布有第一更换工位3、第二组装工位4、第三攻丝工位5、第四绝缘旋钮安装工位6、第五检测工位7和/或第六打标签工位8完成组装最后的工序。

第二组装工位4，设置有第二组装机械手组11及扣盖上料输出部等通用组件，可以是振动上料、推杆或传动带上料；第二组装机械手组11，可以是六轴机械手，将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上，实现了封装工艺；

第三攻丝工位5，设置有送丝机及攻丝机等通用部件；送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座，从而实现组装为一体；

第四绝缘旋钮安装工位6，设置有绝缘旋钮上料部及第四旋钮安装机械手12等常规件，优选为六轴；第四旋钮安装机械手12用于将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

第五检测工位7，设置有第五检测摄像头13和/或操作机械手；操作机械手用于操控旋钮动作，第五检测摄像头13用于对变流器外壳进行拍照，以备份并通过备用数据比对，确定是否安装正确且动作到位；

第六打标签工位8，设置有打标机，用于在变流器外壳上进行打标，若采用激光雕刻是等同。

在旋转工作盘1下部设置有分度旋转驱动部14，可以是马达或电机；分度旋转驱动部14包括设置在旋转工作盘1下部的旋转中心驱动轴35；在旋转中心驱动轴35上键连接有旋转偏心臂36的根部，在旋转偏心臂36悬臂端设置有转轴，优选带有轴承，转轴铰接有旋转摆动叉动臂37的中部，在旋转摆动叉动臂37根部设置有旋转摆动工艺槽38，工艺导向设置巧妙，在旋转摆动工艺槽38中套装有旋转导向杆39；在旋转摆动叉动臂37头部设置有旋转插头40，以逐次插入到相应的工位的导向柱处，拨动其前行一个工位，其将连续运动转为间隙运动，避免电机频繁停起；旋转摆动叉动臂37高低错落设置，从而避开挡碍位置；

在旋转工作盘1下部分布有与各个工位对应的分度导向柱23；可以根据需要取舍；

旋转插头40进出于对应的分度导向柱23，并带动分度导向柱23行走一个工位。

在旋转工作盘1上分布有若干分度臂15，以与各个工位对应；在分度臂15上设置有分度旋转台16，在分度臂15下方设置有分度支撑轮21，以与地面支撑接触；在旋转工作盘1上设置有分度安装台17及分度偏心销19；在分度安装台17上设置有分度侧定位部18，以对放置到分度安装台17上的变流器底座侧部定位；在分度旋转台16外侧壁上旁接有分度导向臂41的根部；

每两个相邻的分度旋转台16为一组，在每组分度旋转台16上的分度偏心销19之间铰接有分度牵引杆20；

在旋转工作盘1上设置有环状的旋转导向环槽22，在分度导向臂41端部设置有分度导向部42，以在旋转导向环槽22中导向移动。从而保证工件始终朝向一个方向。相比于传统工作台，可以充分将设备集中到一侧。效率高效。其结构紧凑，避免对车间横向宽度的占据。

在第一更换工位3，设置有风电变流器安装工装，实现对上一道工序预装变流器底座上料及将组装后的变流器壳体输出到下一道工序；风电变流器安装工装包括第一侧向机械手9和/或第一上下料机械手组10。其可以实现工序中转，实现上料与下料，设计巧妙。

第一上下料机械手组10包括设置在第一更换工位3中心侧的第一侧支架24；在第一侧支架24上径向伸缩有第一齿条推拉杆25，在第一齿条推拉杆25上分别啮合有第一行程一级齿轮轴30及第一行程二级齿轮轴31；可以扇形齿轮与弹簧配合实现了自动回位，通过二级齿轮轴增加了行程长度。

在第一齿条推拉杆25尾部设置有第一中位复位弹簧26，以与第一侧支架24连接；在第一齿条推拉杆25头部设置有第一外顶头27及第一龙门架28的一端，在第一龙门架28的另一端设置有第一内推头29，从而实现了对壳体的内推与外顶；

在第一齿条推拉杆25上设置有第一行程光栅34，以测量其行程，实现了对行程控制；

第一行程一级齿轮轴30与第一行程二级齿轮轴31结构相同；第一行程一级齿轮轴30包括与第一齿条推拉杆25啮合的第一行程扇形齿轮32，在第一行程扇形齿轮32端部设置有第一行程端部离合部33，对第一行程扇形齿轮32进行离合制动。从而实现精准控制，防止松动。

本实施例的变流器组装工艺，借助于旋转工作盘1实现各个工位衔接；执行以下步骤；

S1，在第一更换工位3，首先，上一道工序将预装变流器底座输送上料；然后，第一上下料机械手组10将预装变流器底座送至分度安装台17上；其次，第一上下料机械手组10将变流器底座推送定位到分度侧定位部18处；

S2，在第二组装工位4，第二组装机械手组11将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上；

S3，在第三攻丝工位5，送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座；

S4，在第四绝缘旋钮安装工位6，第四旋钮安装机械手12将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

S5，在第五检测工位7，首先，操作机械手操控旋钮动作；然后，第五检测摄像头13对变流器外壳进行拍照；

S6，在第六打标签工位8，打标机在变流器外壳上进行打标；

S7，在第一更换工位3，首先，承接第六打标签工位8送入的打标后的变流器壳体；然后，第一上下料机械手组10将变流器壳体推送离开分度安装台17；其次，第一侧向机械手9将变流器壳体送至下一道工序的输入端。

本实施例的变流器组装工艺，其中，旋转工作盘1旋转步骤如下；首先，旋转中心驱动轴35旋转，转轴驱动旋转摆动叉动臂37摆动；然后，旋转摆动叉动臂37通过旋转摆动工艺槽38在旋转导向杆39中移动；其次，旋转插头40进出于对应的分度导向柱23，并带动分度导向柱23行走一个工位；再次，通过分度牵引杆20与分度偏心销19转动，对分度旋转台16旋转联动，分度导向部42在旋转导向环槽22中导向移动。

本实施例的变流器组装工艺，在第一更换工位3处，

当上料时，首先，通过第一行程一级齿轮轴30和/或第一行程二级齿轮轴31与第一齿条推拉杆25啮合，实现第一内推头29将变流器底座送入；

当第一行程扇形齿轮32的豁口处位于第一齿条推拉杆25时，在第一中位复位弹簧26的作用下，第一行程端部离合部33啮合制动定位，第一龙门架28中空位置位于第一更换工位3，使得分度安装台17进行工位变换；

当输出时，首先，通过第一行程一级齿轮轴30和/或第一行程二级齿轮轴31与第一齿条推拉杆25啮合，实现第一外顶头27将变流器底座输出。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种变流器组装线，其特征在于：包括旋转工作盘(1)；在旋转工作盘(1)上设置有组装载具(2)；在旋转工作盘(1)上分布有第一更换工位(3)、第二组装工位(4)、第三攻丝工位(5)、第四绝缘旋钮安装工位(6)、第五检测工位(7)和/或第六打标签工位(8)。

2.根据权利要求1所述的变流器组装线，其特征在于：第二组装工位(4)，设置有第二组装机械手组(11)及扣盖上料输出部；第二组装机械手组(11)将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上；

第三攻丝工位(5)，设置有送丝机及攻丝机；送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座；

第四绝缘旋钮安装工位(6)，设置有绝缘旋钮上料部及第四旋钮安装机械手(12)；第四旋钮安装机械手(12)用于将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

第五检测工位(7)，设置有第五检测摄像头(13)和/或操作机械手；操作机械手用于操控旋钮动作，第五检测摄像头(13)用于对变流器外壳进行拍照；

第六打标签工位(8)，设置有打标机，用于在变流器外壳上进行打标。

3.根据权利要求1所述的变流器组装线，其特征在于：在旋转工作盘(1)下部设置有分度旋转驱动部(14)；分度旋转驱动部(14)包括设置在旋转工作盘(1)下部的旋转中心驱动轴(35)；在旋转中心驱动轴(35)上键连接有旋转偏心臂(36)的根部，在旋转偏心臂(36)悬臂端设置有转轴，转轴铰接有旋转摆动叉动臂(37)的中部，在旋转摆动叉动臂(37)根部设置有旋转摆动工艺槽(38)，在旋转摆动工艺槽(38)中套装有旋转导向杆(39)；在旋转摆动叉动臂(37)头部设置有旋转插头(40)；旋转摆动叉动臂(37)高低错落设置；

在旋转工作盘(1)下部分布有与各个工位对应的分度导向柱(23)；

旋转插头(40)进出于对应的分度导向柱(23)，并带动分度导向柱(23)行走一个工位。

4.根据权利要求1所述的变流器组装线，其特征在于：在旋转工作盘(1)上分布有若干分度臂(15)，以与各个工位对应；在分度臂(15)上设置有分度旋转台(16)，在分度臂(15)下方设置有分度支撑轮(21)，以与地面支撑接触；在旋转工作盘(1)上设置有分度安装台(17)及分度偏心销(19)；在分度安装台(17)上设置有分度侧定位部(18)，以对放置到分度安装台(17)上的变流器底座侧部定位；在分度旋转台(16)外侧壁上旁接有分度导向臂(41)的根部；每两个相邻的分度旋转台(16)为一组，在每组分度旋转台(16)上的分度偏心销(19)之间铰接有分度牵引杆(20)；

在旋转工作盘(1)上设置有环状的旋转导向环槽(22)，在分度导向臂(41)端部设置有分度导向部(42)，以在旋转导向环槽(22)中导向移动。

5.根据权利要求1所述的变流器组装线，其特征在于：在第一更换工位(3)，设置有风电变流器安装工装，实现对上一道工序预装变流器底座上料及将组装后的变流器壳体输出到下一道工序；风电变流器安装工装包括第一侧向机械手(9)和/或第一上下料机械手组(10)。

6.根据权利要求5所述的变流器组装线，其特征在于：第一上下料机械手组(10)包括设置在第一更换工位(3)中心侧的第一侧支架(24)；在第一侧支架(24)上径向伸缩有第一齿条推拉杆(25)，在第一齿条推拉杆(25)上分别啮合有第一行程一级齿轮轴(30)及第一行程二级齿轮轴(31)；

在第一齿条推拉杆(25)尾部设置有第一中位复位弹簧(26)，以与第一侧支架(24)连接；在第一齿条推拉杆(25)头部设置有第一外顶头(27)及第一龙门架(28)的一端，在第一龙门架(28)的另一端设置有第一内推头(29)；

在第一齿条推拉杆(25)上设置有第一行程光栅(34)，以测量其行程；

第一行程一级齿轮轴(30)与第一行程二级齿轮轴(31)结构相同；第一行程一级齿轮轴(30)包括与第一齿条推拉杆(25)啮合的第一行程扇形齿轮(32)，在第一行程扇形齿轮(32)端部设置有第一行程端部离合部(33)，对第一行程扇形齿轮(32)进行离合制动。

7.一种变流器组装工艺，其特征在于：借助于旋转工作盘(1)实现各个工位衔接；执行以下步骤；

S1，在第一更换工位(3)，首先，上一道工序将预装变流器底座输送上料；然后，第一上下料机械手组(10)将预装变流器底座送至分度安装台(17)上；其次，第一上下料机械手组(10)将变流器底座推送定位到分度侧定位部(18)处；

S2,在第二组装工位(4)，第二组装机械手组(11)将扣盖上料输出部上的扣盖部安装到变流器底座上；

S3,在第三攻丝工位(5)，送丝机将螺栓送给攻丝机，攻丝机将螺栓连接扣盖及变流器底座；

S4,在第四绝缘旋钮安装工位(6)，第四旋钮安装机械手(12)将绝缘旋钮上料部输出的绝缘旋钮安装到外露于扣盖的连接部上；

S5,在第五检测工位(7)，首先，操作机械手操控旋钮动作；然后，第五检测摄像头(13)对变流器外壳进行拍照；

S6,在第六打标签工位(8)，打标机在变流器外壳上进行打标；

S7，在第一更换工位(3)，首先，承接第六打标签工位(8)送入的打标后的变流器壳体；然后，第一上下料机械手组(10)将变流器壳体推送离开分度安装台(17)；其次，第一侧向机械手(9)将变流器壳体送至下一道工序的输入端。

8.一种变流器组装工艺，其特征在于：其中，旋转工作盘(1)旋转步骤如下；首先，旋转中心驱动轴(35)旋转，转轴驱动旋转摆动叉动臂(37)摆动；然后，旋转摆动叉动臂(37)通过旋转摆动工艺槽(38)在旋转导向杆(39)中移动；其次，旋转插头(40)进出于对应的分度导向柱(23)，并带动分度导向柱(23)行走一个工位；再次，通过分度牵引杆(20)与分度偏心销(19)转动，对分度旋转台(16)旋转联动，分度导向部(42)在旋转导向环槽(22)中导向移动。

9.一种变流器组装工艺，其特征在于：在第一更换工位(3)处，

当上料时，首先，通过第一行程一级齿轮轴(30)和/或第一行程二级齿轮轴(31)与第一齿条推拉杆(25)啮合，实现第一内推头(29)将变流器底座送入；

当第一行程扇形齿轮(32)的豁口处位于第一齿条推拉杆(25)时，在第一中位复位弹簧(26)的作用下，第一行程端部离合部(33)啮合制动定位，第一龙门架(28)中空位置位于第一更换工位(3)，使得分度安装台(17)进行工位变换；

当输出时，首先，通过第一行程一级齿轮轴(30)和/或第一行程二级齿轮轴(31)与第一齿条推拉杆(25)啮合，实现第一外顶头(27)将变流器底座输出。

10.一种变流器组装工艺，其特征在于：借助于权利要求1-6任一项所述的变流器组装线，执行权利要求7-9所述的变流器组装工艺。

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