CN117718743A - 一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统及使用方法，解决现燃气轮机动力涡轮装配模式其人为参与、干预较多，工作劳动强度大，人为因素的波动对质量稳定性有一定的影响；装配过程工序中自动化程度低，人工操作复杂，工序时间长，耗时费力，装配效率偏低的问题，本方案装配台位、支撑台位和称重台位相邻设置，天车位于装配台位、支撑台位和称重台位的上方；支撑台位包括支撑平台、观察台和关节臂测量机；装配台位设置在支撑平台的中部，装配台位用于调整机组和装配台位的水平度及自动调整轴承座高度，满足四六级导向器与转子的位置关系，观有效提高了燃汽轮机数字化全流程装配自动化程度。

Description

一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统及使用方法

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统及使用方法。

背景技术

现有工艺布局，实现了动力涡轮机组的全流程装配，但装配过程中需要技术工人全程参与，未实现装配过程的自动化、数字化，自动化程度低。装配安装盘的水平度及轴承座高度，需技术工人手动调整，装配过程中测量水平度、转子跳动等工作时，仍采用水平仪、百分表、高度尺平尺的方式人工测量，手动记录测量数据，检测过程繁琐，手段落后。整机的称重需吊车配合，使用电子吊秤称重，操作不便捷，精度差。总体来看，现燃气轮机动力涡轮装配模式其人为参与、干预较多，工作劳动强度大，人为因素的波动对质量稳定性有一定的影响；装配过程工序中自动化程度低，人工操作复杂，工序时间长，耗时费力，装配效率偏低，已无法满足未来市场对公司产能以及质量的需求。

发明内容

本发明目的在于为了解决现燃气轮机动力涡轮装配模式其人为参与、干预较多，工作劳动强度大，人为因素的波动对质量稳定性有一定的影响；装配过程工序中自动化程度低，人工操作复杂，工序时间长，耗时费力，装配效率偏低的问题，提供一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统及使用方法。

本发明为实现上述目的采取的技术方案是：

一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述装配台位与称重台位相邻设置，天车位于装配台位(与称重台位的上方；

所述装配台位包括支撑平台、自动调水平台位、观察台和关节臂测量机；

所述自动调水平台位设置在支撑平台的中部，自动调水平台位用于调整叶片的水平度，观察台设置在支撑平台的顶部，关节臂测量机设置在自动调水平台位的侧部。

所述装配台位设置在支撑平台的中部，装配平台用于调整机组的水平度和自动升降，可通过数显装置进行手/自动调整，来满足四六级导向器与转子之间的相对位置关系。支撑机构调整水平后，机构需具备自动锁紧功能，水平度不再发生变化，机构的水平度通过倾角传感器实时监控，当水平度超过设定值后进行报警。

装配平台地脚通过电动调节，实现自动调平功能。

进一步地，所述支撑平台上安装有多个摄像头。

再进一步地，所述支撑平台的四周设置有护栏。

进一步地，所述装配台位包括自动调水平机构、支撑架构和多个双轴倾角传感器；多个双轴倾角传感器固定在装配台位的底部或表面。

进一步地，所述称重台位的托盘顶端面上沿其圆周方向均布固定有多个定位块，并具备称重功能。

再进一步地，装配系统的使用方法，它包括以下步骤：

步骤一：装配准备工作；

在过程管控系统中进行人员信息登录、工单确认、工艺图纸确认、零件准备确认、其他物料准备确认、工作安装完毕检测确认；

步骤二：操作者通过终端观看倾角传感器测量的水平度，通过遥控器自动调整装配台位的水平度及轴承座高度，满足工艺要求后，用于天车将三级轮盘和四-六级导向器吊装到装配台位上，此时级导向器带着四级轮盘；操作者站在升降台位，升降台位自动调整到指定高度，操作员可操作无线遥控适配器实时调整升降平台高度及中间孔径参数，机组在装配台位上进行第一阶段装配；

步骤二一：在装配台位上通过关节臂测量仪或无线测量设备测量轮盘的水平度，测量数据自动传输到系统的电子记录卡中，如轮盘的水平度不符合水平度测量要求则进行调整，直至轮盘水平度符合水平度测量要求后进行步骤二二；

步骤二二：操作者通过塞尺测量间隙，手动通过PDA，填写至系统中的电子记录卡，如间隙不符合测量要求则进行调整；

步骤二三：每一个工序结束，均需要操作者在系统中确认每一项工作细项完成状态，每一个辅件是否完成安装到位，每一项在平板电脑确认完成后，系统才允许开始下一个工序；

步骤三：在装配台位上完成第一阶段装配；其他轮盘的装配方式与步骤二一至步骤二三相同；

步骤四：装配支撑环，天车吊装支撑环，进行与转子的找中定位，操作者可站在该平台观察支撑环的找中定位，引导分厂现有吊车作业，完成机组支撑环的找中及装配，同时配备工业相机，具备旋转功能，观察支撑环装配找中，通过平板界面反馈实时画面及建议调整趋势方向，实现找中定位。在观察找中过程中，主要使用工业相机辅导支撑环与转子的定位，操作者尽量不登上观察台，支撑环观察平台具备自动升降功能和安全围栏；

步骤五：在称重台位上，配合天车，装配三级导向器；

步骤五一：用于天车吊装装配台位上的四-六级导向器安装到称重台位上，使四-六级导向器与三级导向器接配，完成组装后，台位进行整机的自动称重，并将数据自动上传到系统中记录；

步骤五二：用于天车吊装装配好的机组放至运输地点，准备发货。

有益效果：实现燃汽轮机行业内不采用人工调整的方式，实现安装台位自动找水平，自动调整安装台位轴承座高度，自动称重的全流程装配，通过关节臂测量仪和数字化量具，实现装配过程水平度、垂直度等重要尺寸的精确测量及结构化数据输出。配合过程管控系统，实现生产过程信息的统计、分析和展示。有效解决燃汽轮机数字化全流程装配自动化程度不足的问题，并通过关键技术的实施验证，为同类型燃汽轮机组数字化全流程装配建设提供理论以及实践经验

本方案实现了机组转子与支撑环安全高效的机组转子与支撑环对中装配。优化缩减了调整水平度和高度的工序，实现人机协同作业和优化工艺流程，提高装配效率和质量。实现了装配过程数据的采集与分析，达到全流程管控。

附图说明

图1是本发明的支撑台位的示意图一；

图2是本发明的装配台位的示意图一；

图3是本发明的支撑台位的示意图二；

图4是本发明的支撑台位的示意图三；

图5是本发明的装配台位的示意图二；

图6是本发明的装配台位的示意图三；

图7是本发明的称重台位的示意图；

图8为本发明的装配台位、称重台位、和天车的位置简图。

具体实施方式

具体实施方式一：一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述装配台位2与称重台位7相邻设置，天车11位于装配台位2与称重台位7的上方；

所述装配台位2包括支撑平台1、自动调水平台位2、观察台3和关节臂测量机4；

所述自动调水平台位2设置在支撑平台1的中部，自动调水平台位2用于调整叶片的水平度，观察台3设置在支撑平台1的顶部，关节臂测量机4设置在自动调水平台位2的侧部。

本实施方式中：天车设置于厂区内部装配台位、支撑台位、称重台位的上方，天车在物料存放区、装配台位、称重台位三者间运行，搬运物料，进行机组装配，支撑台位包括支撑平台、观察台和关节臂测量仪，操作者可站在支撑平台观察支撑环与转子的找中定位，装配台位位于支撑平台的中部，装配平台位用于调整机组和装配台位的水平度及自动调整轴承座高度，观察台和支撑平台上均可用于观测员驻足观察，关节臂测量仪用于测量装配台位上放置的转子垂直度、轮盘跳动，关节臂测量仪实现大范围多姿态角度的水平度、端面跳动、径向跳动等关键尺寸的检测，测量的数据可结构化输出，可选择地，关节臂测量仪固定在两轴机构上，轴机构使用电机，自动调节水平和垂直位置，可替代地，关节臂测量仪可替换为机器手，末端执行机构可采用智能相机等其他检测设备，实现更多项目的自动检测，同时增置数显深度尺等无线传输量具，可将测量结果自动上传，避免手抄失误，保证测量的精度及便捷性。

具体实施方式二：一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述支撑台位1上安装有多个摄像头5。

本实施方式中：支撑平台上安装有多个摄像头，摄像头用于监测施工，实现机组的装配作业和装配过程影像记录。摄像头为工业相机CCD(配备光源，来保证装配的准确性)，同时台下的操作者通过摄像头实时配合监控，来指导支撑环与转子的对中作业。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述支撑台位1的四周设置有护栏6。

本实施方式中：支撑平台的四周设置有护栏，具备安全围栏，解决操作者装配时的登高安全问题，降低安全风险，避免施工人员从支撑平台跌落。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述装配台位2包括支撑机构2-1和多个双轴倾角传感器2-2；多个双轴倾角传感器2-2固定在支撑机构2-1的底部。

本实施方式中：双轴倾角传感器位于支撑结构下方，用于感应支撑台位倾斜状态并报警，进而施工人员可以及时干预。

支撑机构用于机组的装配，可支撑机组的导向器和转子，并具备自动升降和水平调节功能。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，所述称重台位7的托盘顶端面上沿其圆周方向均布固定有多个定位块8。

本实施方式中：称重台位上设置多个定位块，定位块用于使称重台位上要放置的机匣搁置稳定。

称重台位对三级机匣进行精定位，三级机匣提前通过装配台位定位，配合现场天车作业，完成四六级机匣与三级机匣的装配，称重台位配备自动称重功能，机组的重量实时自动测量传输，工人通过电子看板查阅，此处原理与电子称相同，可选择地，天车可用吊车替代。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：基于一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统的使用方法，它包括以下步骤：

步骤一：装配准备工作；

在过程管控系统中进行人员信息登录、工单确认、工艺图纸确认、零件准备确认、其他物料准备确认、工作安装完毕检测确认；

步骤二：操作者通过终端观看倾角传感器测量的水平度，通过遥控器自动调整装配台位2的水平度及轴承座高度，满足工艺要求后，用于天车11将三级轮盘和四-六级导向器吊装到装配台位2上，此时四-六级导向器带着四级轮盘；操作者站在升降台位，升降台位自动调整到指定高度，操作员可操作无线遥控适配器实时调整升降平台高度及中间孔径参数，机组在装配台位2上进行第一阶段装配；

步骤二一：在装配台位2上通过关节臂测量仪4或无线测量设备测量轮盘的水平度，测量数据自动传输到系统的电子记录卡中，如轮盘的水平度不符合水平度测量要求则进行调整，直至轮盘水平度符合水平度测量要求后进行步骤二二；

步骤二二：操作者通过塞尺测量间隙，手动通过PDA，填写至系统中的电子记录卡，如间隙不符合测量要求则进行调整；

步骤二三：每一个工序结束，均需要操作者在系统中确认每一项工作细项完成状态，每一个辅件是否完成安装到位，每一项在平板电脑确认完成后，系统才允许开始下一个工序；

步骤三：在装配台位2上完成第一阶段装配；其他轮盘的装配方式与步骤二一至步骤二三相同；

步骤四：装配支撑环，天车11吊装支撑环，进行与转子的找中定位，操作者可站在该平台观察支撑环的找中定位，引导分厂现有吊车作业，完成机组支撑环的找中及装配，同时配备工业相机，具备旋转功能，观察支撑环装配找中，通过平板界面反馈实时画面及建议调整趋势方向，实现找中定位，。在观察找中过程中，主要使用工业相机辅导支撑环与转子的定位，操作者尽量不登上观察台，支撑环观察平台具备自动升降功能和安全围栏；

步骤五：在称重台位7上，配合天车11，装配三级导向器；

步骤五一：用于天车11吊装装配台位2上的四-六级导向器安装到称重台位上，使四-六级导向器与三级导向器接配，完成组装后，台位进行整机的自动称重，并将数据自动上传到系统中记录；

步骤五二：用于天车11吊装装配好的机组放至运输地点，准备发货。

其他实施方式：操作者通过支撑平台的高度位置调整，实现机组的装配作业，满足装配机组时的高度需求。可选择地，可选择并通过无线示教器遥控器调整支撑平台当前需求高度。示教器内触摸屏或者按钮控制满足设备内所有动力控制，可伴随操作员在设备任意位置使用，每次使用前需要解锁，避免误触碰。升降平台具备人员超载报警和安全围栏。平台中间开有圆孔，并设计有伸缩踏板机构，圆孔打开最大直径不小于2.5m，留有机组装配的空间且具有足够的安全性能。使操作者的装配工作更加安全便捷，平台和伸缩踏板的开合可通过示教器遥控操作，观察台设置在支撑平台的顶部，关节臂测量仪设置在装配台位的侧部。

装配台位完全替代原工装安装盘，用于连接机组机匣，完成机组的装配。该台位包含转子支撑机构和机匣支撑机构，支撑机构能够支撑机组的转子与机匣，转子支撑机构具备自动升降、水平调节和旋转功能，其升降与水平功能可通过数控装置进行调整，满足机匣与转子之间的高度位置关系。装配台位的地脚可通过数控装置电动调节，实现自动调平功能。机构调整水平后，具备自动锁紧功能，水平度不再发生变化，通过增加倾角传感器实时监控水平度，当水平度超过设定值后进行报警，该台位配合吊车作业，完成四六级机匣与轮盘的装配。

Claims (6)

1.一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，其特征在于：它包括装配台位(2)、天车(11)和称重台位(7)；

所述装配台位(2)与称重台位(7)相邻设置，天车(11)位于装配台位(2)与称重台位(7)的上方；

所述装配台位(2)包括支撑平台(1)、观察台(3)和关节臂测量仪(4)；

所述装配台位(2)设置在支撑平台(1)的中部，装配台位(2)用于调整机组和装配台位(2)的水平度及自动调整轴承座高度，观察台(3)设置在支撑平台(1)的顶部，关节臂测量仪(4)设置在装配台位(2)的侧部或观察台(3)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，其特征在于：所述支撑平台(1)上安装有多个摄像头(5)。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，其特征在于：所述支撑平台(1)的四周设置有护栏(6)。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，其特征在于：所述装配台位(2)包括支撑机构(2-1)和多个双轴倾角传感器(2-2)；多个双轴倾角传感器(2-2)固定在支撑机构(2-1)的底部或表面。

5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机动力涡轮全流程柔性装配系统，其特征在于：所述称重台位(7)的托盘顶端面上沿其圆周方向均布固定有多个定位块(8)。

6.基于权利要求1-5任意一项所述装配系统的使用方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：装配准备工作；

在过程管控系统中进行人员信息登录、工单确认、工艺图纸确认、零件准备确认、其他物料准备确认、工作安装完毕检测确认；

步骤二：操作者通过终端观看倾角传感器测量的水平度，通过遥控器自动调整装配台位(2)的水平度及轴承座高度，满足工艺要求后，用于天车(11)将三级轮盘和四-六级导向器吊装到装配台位(2)上，此时四-六级导向器带着四级轮盘；操作者站在升降台位，升降台位自动调整到指定高度，操作员可操作无线遥控适配器实时调整升降平台高度及中间孔径参数，机组在装配台位(2)上进行第一阶段装配；

步骤二一：在装配台位(2)上通过关节臂测量仪(4)或无线测量设备测量轮盘的水平度，测量数据自动传输到系统的电子记录卡中，如轮盘的水平度不符合水平度测量要求则进行调整，直至轮盘水平度符合水平度测量要求后进行步骤二二；

步骤二二：操作者通过塞尺测量间隙，手动通过PDA，填写至系统中的电子记录卡，如间隙不符合测量要求则进行调整；

步骤二三：每一个工序结束，均需要操作者在系统中确认每一项工作细项完成状态，每一个辅件是否完成安装到位，每一项在平板电脑确认完成后，系统才允许开始下一个工序；

步骤三：在装配台位(2)上完成第一阶段装配；其他轮盘的装配方式与步骤二一至步骤二三相同；

步骤四：装配支撑环，天车(11)吊装支撑环，进行与转子的找中定位，操作者可站在该平台观察支撑环的找中定位，引导分厂现有吊车作业，完成机组支撑环的找中及装配，同时配备工业相机，具备旋转功能，观察支撑环装配找中，通过平板界面反馈实时画面及建议调整趋势方向，实现找中定位，。在观察找中过程中，主要使用工业相机辅导支撑环与转子的定位，操作者尽量不登上观察台，支撑环观察平台具备自动升降功能和安全围栏；

步骤五：在称重台位(7)上，配合天车(11)，装配三级导向器；

步骤五一：用于天车(11)吊装装配台位(2)上的四-六级导向器安装到称重台位上，使四-六级导向器与三级导向器接配，完成组装后，台位进行整机的自动称重，并将数据自动上传到系统中记录；

步骤五二：用于天车(11)吊装装配好的机组放至运输地点，准备发货。