一种箱式变电站机器人自动化柔性焊接生产线及生产工艺的设计
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作者:吴艳丽
摘 要：箱式变电站，又叫预装式变电站，是一种集成了高压开关和配电变压功能装置。箱式变电站自问世以来，发展极为迅速。随着中国现代化的飞速发展，城市配电网不断更新改造，箱式变电站得到了广泛的应用。箱式变电站在生产时，需要先将各种不同规格的型材焊接成框架，再在框架焊接的基础上再焊接面板。由于箱式变电站的工件尺寸较大，对焊接质量要求较高，不容易实现自动焊接。目前行业内对箱式变电站的焊接主要采用人工焊接的方式，其焊接质量不稳定、焊接效率低、生产成本高、工作强度大，已不适应现代企业的发展需求。
关键词：箱式变电站;机器人;自动化柔性焊接;生产线
针对目前行业内箱式变电站的焊接主要采用人工焊接的方式，焊接质量不稳定，焊接效率低，生产成本高，工作强度大的问题，本设计将改变原有人工焊接方式，提供一种加工制造成本低，装夹方便，工人劳动强度小的生产模式与工艺，提高焊接效率，定位精度，减小焊接变形，提高产品质量。
1 具体实施方案如下
箱式变电站机器人自动化柔性焊接生产线，随着输送设备的输送从而对半成品进行预定加工，包括输送设备以及依次设置的：
装配点焊设备，装配点焊设备包括第一焊接机器人总成和框架组装用柔性平台，用以组装框架并进行初步焊接;
反面焊接设备，反面焊接设备包括第二焊接机器人总成，用以对框架的反面进行焊接;
翻转设备，用以夹紧、上下移动以及翻转框架;
正面焊接设备，正面焊接设备包括第三焊接机器人总成，用以对框架的正面进行焊接;
面板焊接设备，面板焊接设备包括面板上料台装置和第四焊接机器人总成，用以将面板焊接至框架上。
输送设备包括轨道和沿所述轨道移动的第一模组小车、第二
模组小车、第三模组小车及第四模组小车，第一模组小车用于在框架
组装用柔性平台和反面焊接设备间输送半成品，第二模组小车用于在
反面焊接设备和翻转设备间输送半成品，第三模组小车用于在翻转设备和正面焊接设备间输送半成品，第四模组小车用于在正面焊接设备和面板焊接设备间输送半成品。
第一模组小车、第二模组小车、第三模组小车和第四模组小车均包括电动平车及柔性工装系统，电动平车包括车架和设置于车架上的车轮、减速电机和缓冲装置，柔性工装系统包括长度定位手动工装、宽度定位手动工装和宽度定位伺服工装。
第一焊接机器人总成包括第一桁架和可移动地设置于第一桁架上的第一焊接机器人、第一焊缝跟踪系统以及与第一桁架可滑动地连接的地轨;
第二焊接机器人总成包括第二桁架和可移动地设置于第二桁架上的第二焊接机器人、第二焊缝跟踪系统及第一提升系统;
第三焊接机器人总成包括第三桁架和可移动地设置于第三桁架上的第三焊接机器人、第三焊缝跟踪系统及第二提升系统;
第四焊接机器人总成包括第四桁架和可移动地设置于第四桁架上的第四焊接机器人、第四焊缝跟踪系统及抓料机构。
第一桁架、第二桁架、第三桁架和第四桁架上均设置有直线移动机构，直线移动机构包括电机、滑块、齿轮和齿条，滑块可滑动地设置于第一桁架、第二桁架、第三桁架和第四桁架上，电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，滑块设置于所述齿条上。
框架组装用柔性平台包括组装工作平台、用以调整组装工作平台角度的支撑调整模块和设置于组装工作平台上的柔性组合工装夹具。柔性组合工装夹具包括多个不同尺寸规格的定位元件、支撑元件、调整元件和锁紧元件。翻转设备包括旋转变位机装置，旋转变位机装置包括水平移动装置、竖直移动装置、翻转架和液压虎钳，液压虎钳设置于翻转架上，水平移动装置和竖直移动装置用于调整翻转架的水平位置和竖直位置。
2 具体生产工艺包括以下步骤
（1）將装箱式变电站的框架输送至装配点焊工位，将框架正面朝下依次进行拼装、夹紧和点焊定位;
（2）将框架输送至反面焊接工位，并进行反面自动焊接;
（3）将框架输送至反面补焊工位，并进行人工补焊;
（4）将框架输送至翻转工位，并翻转为正面朝上;
（5）将框架输送至正面焊接工位，并进行正面自动焊接;
（6）将框架输送至正面补焊工位，并进行人工补焊;
（7）将框架和面板分别输送至面板焊接工位，并将面板自动焊接至框架上，得到箱式变电站框架;
（8）将箱式变电站框架输送至正面补焊工位，完成面板补焊。相邻两工位间设置有模组小车，并通过模组小车输送半成品。
3 结语
本设计将使工人装卸工件方便，劳动强度小，实现不同规格多种类型箱式变电站的焊接，柔性好。通过翻转设备实现骨架正面，背面焊接，降低机器人焊接加工的成本，简化操作过程，保证加工精度，提高工作效率，降低工人劳动强度，人力成本和管理成本，满足企业需要。
参考文献：
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[2]浙江首台变电站室内智能巡检机器人启用[J].内蒙古电力技术，2017（03）.
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