一种箱式变电站底座自动化生产线的制作方法

1.本发明涉及箱式变电站底座生产设备技术领域，具体而言，涉及一种箱式变电站底座自动化生产线。


背景技术：

2.箱式变电站是一种将高压开关设备、配电变压器和低压配电等装置，安装在一个可移动的钢结构箱体内的设备。特别适用于城网建设与改造，能够替代传统的土建配电房。
3.发明人方发现，传统的箱式变电站底座的生产主要以人工为主。通过人工使用锯床、冲剪机等进行下料，然后在平台上进行拼点组对、焊接、打磨、封板、钻孔攻丝，期间需要数次使用行车翻面。
4.传统方式生产的箱式变电站底座，工人劳动强度大，并且产品质量基本依靠工人自身的技能水平保证，产品质量不稳定，并且生产效率低，生产无法实现规模化、批量化、自动化、智能化。
5.有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本技术。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种箱式变电站底座自动化生产线，旨在改善上述技术问题中的至少一个。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种箱式变电站底座自动化生产线，其包含组对装置、两个焊接装置、两个打磨装置、两个封板装置、翻转装置。组对装置、两个焊接装置中的一个、两个打磨装置中的一个、两个封板装置中的一个、翻转装置、两个焊接装置中的另一个、两个打磨装置中的另一个，以及两个封板装置中的另一个依次设置。
8.组对装置包括能够在第一预设范围内工作的起重机组件，以及位于第一预设范围内的第一加工平台组件。起重机组件用以移动箱式变电站底座的零部件。第一加工平台组件用以按照预设位置组对放置零部件，从而能够人工对组对好的零部件进行焊接固定成框架。
9.焊接装置包括能够在第二预设范围内工作的自动焊接组件，以及位于第二预设范围内的第二加工平台组件。第二加工平台组件用以固定框架。自动焊接组件用以对第二加工平台组件上固定的框架进行焊接。
10.打磨装置包括能够在第三预设范围内工作的打磨组件，以及位于第三预设范围内的第三加工平台组件。第三加工平台组件用以固定自动焊接组件焊接后的框架。打磨组件用以对第三加工平台组件上固定的框架进行打磨。
11.封板装置包括第四加工平台组件。第四加工平台组件用以固定打磨组件打磨后的框架，从而能够人工对框架的进行封板。
12.翻转装置包括翻转组件，以及配置于翻转组件的夹持输送组件。夹持输送组件用以夹持单封板后的框架。翻转组件用以驱使夹持输送组件旋转，从而将封板后的框架进行
翻面。
13.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
14.通过将所述组对装置、两个所述焊接装置中的一个、两个所述打磨装置中的一个、两个所述封板装置中的一个、所述翻转装置、两个所述焊接装置中的另一个、两个所述打磨装置中的另一个，以及所述两个封板装置中的另一个依次设置，从而连续的分别对箱式变电站底座的两面进行加工，中间不需要使用行车等装置进行吊装，不仅提高了生产效率，而且提高了生产精度，具有很好的实际意义。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1是箱式变电站底座自动化生产线的轴测图。
17.图2是组对装置的轴测图。
18.图3是焊接装置的轴测图。
19.图4是焊接装置的爆炸图。
20.图5是打磨装置的轴测图。
21.图6是打磨装置的第一视角的爆炸图。
22.图7是打磨装置的第二视角的爆炸图。
23.图8是翻转装置的轴测图。
24.图9是第二加工平台组件的轴测图。
25.图中标记：1-组对装置、2-焊接装置、3-打磨装置、4-封板装置、5-反转装置、6-第一加工平台组件、7-第三定位工装、8-第二定位工装、9-第一定位工装、10-第二加工底座、11-第二驱动孔、12-第二加工平面、13-定位孔、14-起重机组件、15-第二齿条、16-第一支撑座、17-第二导轨、18-焊接机器人、19-第一滑座、20-第七驱动构件、21-第一吸尘罩、22-第一横向支撑件、23-第一纵向支撑件、24-第六驱动构件、25-第一移动座、26-第二吸尘罩、27-第二移动座、28-第三导轨、29-第三齿条、30-第八驱动构件、31-第一打磨构件、32-第九驱动构件、33-第十驱动构件、34-第三滑座、35-第二打磨构件、36-第十二驱动构件、37-第四活动座、38-第三滚筒、39-第四滚筒、40-第五活动座、41-第十三驱动构件、42-旋转件、43-第十一驱动构件、44-第二支撑座、45-第一加工平面、46-第一驱动孔、47-第三驱动构件、48-第二活动座、49-第一伸缩构件、50-第一齿条、51-第一导轨、52-第一加工底座、53-第一滚筒、54-第二检测传感器、55-第一活动座、56-第一检测传感器。
具体实施方式
26.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明
保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
32.由图1至图9所示，本发明实施例提供了一种箱式变电站底座自动化生产线。需要说明的是，箱式变电站底座由型材组成的框架以及焊接在框架两面的面板组成。在生产过程中需要先将型材拼接组对成框架的形状，然后进行点焊预固定，然后进行焊接固定，最后分别将两面的面板焊接在框架上，从而完成箱式变电站底座的生产。
33.在本发明实施例中，箱式变电站底座自动化生产线包含组对装置1、两个焊接装置2、两个打磨装置3、两个封板装置4、翻转装置5。组对装置1、两个焊接装置2中的一个、两个打磨装置3中的一个、两个封板装置4中的一个、翻转装置5、两个焊接装置2中的另一个、两个打磨装置3中的另一个，以及两个封板装置4中的另一个依次设置。
34.组对装置1包括能够在第一预设范围内工作的起重机组件14，以及位于第一预设范围内的第一加工平台组件6。起重机组件14用以移动箱式变电站底座的零部件。第一加工平台组件6用以按照预设位置组对放置零部件，从而能够人工对组对好的零部件进行焊接固定成框架。优选地，起重机组件14为kbk组合式起重机。
35.焊接装置2包括能够在第二预设范围内工作的自动焊接组件，以及位于第二预设范围内的第二加工平台组件。第二加工平台组件用以固定框架。自动焊接组件用以对第二
加工平台组件上固定的框架进行焊接。
36.打磨装置3包括能够在第三预设范围内工作的打磨组件，以及位于第三预设范围内的第三加工平台组件。第三加工平台组件用以固定自动焊接组件焊接后的框架。打磨组件用以对第三加工平台组件上固定的框架进行打磨。
37.封板装置4包括第四加工平台组件。第四加工平台组件用以固定打磨组件打磨后的框架，从而能够人工对框架的进行封板。
38.翻转装置5包括翻转组件，以及配置于翻转组件的夹持输送组件。夹持输送组件用以夹持单封板后的框架。翻转组件用以驱使夹持输送组件旋转，从而将封板后的框架进行翻面。
39.具体的，通过将所述组对装置1、两个所述焊接装置2中的一个、两个所述打磨装置3中的一个、两个所述封板装置4中的一个、所述翻转装置5、两个所述焊接装置2中的另一个、两个所述打磨装置3中的另一个，以及所述两个封板装置4中的另一个依次设置，能够连续性的进行加工，不需要使用行车对框架进行移动和翻面等动作，减少了生产过程中的等待时间。能够连续的分别对箱式变电站底座的两面进行加工，中间不需要使用行车等装置进行吊装，不仅提高了生产效率，而且提高了生产精度，具有很好的实际意义。
40.如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选的实施例中，第一加工平台组件6包括第二加工底座10、可拆卸的配置于第二加工底座10的至少一个定位工装、配置于第二加工底座10的第三活动座和第四驱动构件，以及间隔配置于第一活动座55的多个第二滚筒和传动连接于第一滚筒53的第五驱动构件。
41.第二加工底座10设置有第二加工平面12。第二加工平面12设置有第二驱动孔11。第三活动座配置于第二加工平面12的下面。第四驱动构件接合于第三活动座，用以驱动第三活动座上下活动，从而能够带动第二滚筒穿过第二驱动孔11以支撑并输送位于第二加工平面12上的框架。
42.具体的，通过第五驱动构件驱动第二滚筒转动，通过第四驱动构件驱动第三活动座上下活动，从而带动第二滚筒穿过第二驱动孔11，以输送第二加工底座10上的框架。避免了使用行车进行移动的麻烦，效率更高。
43.第二加工底座10设置有多个定位孔13。至少一个定位工装可拆卸的配置于定位孔13。至少一个定位工装包括设置有定位平面的第一定位工装9、设置有夹角槽的第二定位工装8，以及能够伸缩活动的第三定位工装7。
44.具体的，第三定位工装7构造为螺杆伸缩结构，或者气缸等现有的伸缩结构，本发明对此不做具体限定，第一定位工装9和第二定位工装8上设置有用以限位框架的限位平面。先将第一定位工装9、第二定位工装8和第三定位工装7安装在第二加工底座10上，然后将型材进行拼接组对，再然后通过第三定位工装7压紧固定，最后人工或者采用焊接机器人18进行电焊预固定，从而完整框架的组对作业。通过第二滚筒输送到下一装置进行加工。
45.在本实施例中，配备kbk组合式起重机辅助人工从部件周转组件上吊装型材。人工将框架进行拼点，组对平台上含有可快速调节切换的定位工装，实现组对的快速准确，组对完成以后进行点焊，最后通过侧顶紧机构进行侧向顶紧底座，工装平台集成输送装置，装置可升降，便于自动转运工件，组对完成后，进入第一面焊接的步骤中。
46.如图1和图9所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，第二加
工平台组件包括第一加工底座52、配置于第一加工底座52的第一活动座55、第一驱动构件、第一检测传感器56、第二检测传感器54和第一伸缩构件49，以及间隔配置于第一活动座55的多个第一滚筒53和传动连接于第一滚筒53的第二驱动构件；
47.第一加工底座52设置有第一加工平面45。第一加工平面45设置有第一驱动孔46。第二驱动构件用以驱动第一滚筒53转动。第一检测传感器56和第二检测传感器54沿着第一滚筒53的输送方向间隔配置于第一活动座55，用以检测第一加工平面45上的框架。第一活动座55配置于第一加工平面45的下面。第一驱动构件接合于第一活动座55，用以驱动第一活动座55上下活动，从而能够带动第一滚筒53穿过第一驱动孔46以支撑并输送位于第一加工平面45上的框架。第一伸缩构件49构造为用以压紧固定位于第一加工平面45上的框架。
48.具体的，通过第一驱动构件驱动第一活动座55上下移动，从而带动第一滚筒53穿过第一驱动孔46，并支撑在框架上。然后通过第二驱动构件驱动第一滚转动，从而将框架输送到下一个装置进行加工。通过第一检测传感器56和第二检测传感器54能够精准的定位框架的位置，通过第一伸缩构件49能够将框架固定在第一加工底座52上，避免加工的时候框架发生移动，从而造成加工失误。
49.如图9所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，第二加工平台组件、第三加工平台组件和第四加工平台组件的结构相同。
50.优选地，第二加工平台组件还包括配置于第一加工底座52的第二活动座48和接合于第二活动座48的第三驱动构件47。第三驱动构件47构造为能够驱动第二活动座48沿着第一滚筒53的输送方向移动。第一伸缩构件49配置于第二活动座48。在本发明中，设置有四个第二伸缩构件，第一加工底座52的两侧分别安装有两个。
51.第二加工平台组件还包括配置于第一加工底座52的第一导轨51和第一齿条50。第二活动座48配置于第一导轨51，第三驱动构件47配置于第二活动座48且传动连接于第一齿条50。优选地，第一导轨的数量为至少两个；至少两个所述第一导轨之间平行设置；所述第一导轨构造为能够在所述第一加工底座的宽度方向上移动，以相互靠近或远离；在本实施例中，第一导轨的数量为两个。
52.第二加工平台组件包括至少两个第一伸缩构件49。至少两个第一伸缩构件49分别通过第二活动座48和第三驱动构件47配置于第一滚筒53的输送方向的两侧。
53.具体的，通过第一伸缩构件49为竖直安装在第二活动座48上的气缸或者直线电机等伸缩结构的设备，通过第三驱动构件47驱动第二活动座48移动，从而移动第一伸缩构件49的位置，以及两个第一导轨在第一加工底座的宽度方向上的左右滑动，以适应不同尺寸的框架。让一个生产线能够更多型号的底座，具有很好的实际意义。
54.如图3和图4所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，自动焊接组件包括第一支撑座16、配置于第一支撑座16的至少两根第二导轨17和至少一根第二齿条15、可移动的配置于至少两个第二导轨17的第一移动座25、接合于第二齿条15和第一移动座25的第六驱动构件24、配置于第一移动座25的第一纵向支撑件23、配置于的纵向支撑件的第一横向支撑件22、可移动的配置于横向支撑件的第一滑座19、配置于第一滑座19的焊接机器人18和第一吸尘罩21，以及接合于第一滑座19和横向支撑件之间的第七驱动构件20。
55.第一支撑座16配置于第二加工平台组件的一侧。第六驱动构件24用以驱动第一移
动座25沿着第二导轨17移动。第七驱动构件20用以驱动第一滑座19沿着横向支撑件移动。第一吸尘罩21构造为能够罩住焊接机器人18的工作范围，且连通有吸尘管道，用以抽取吸尘罩内的气体。
56.第一滑座19配置于横向支撑件的底部，焊接机器人18配置于第一滑座19的底部。第一支撑座16位于第二加工平台组件的一侧。
57.在本实施例中，第一横向支撑件22沿着第二加工平台组件的宽度方向设置。通过第六驱动构件24驱动第一移动座25沿着第二加工平台组件的长度方向移动。通过第七驱动构件20驱动第一滑座19沿着第一横向支撑件22滑动。从而实现，焊接机器人18沿着第二加工平台组件的长度和宽度方向移动，让焊接机器人18的工作范围覆盖整个第二加工平台组件。在第一滑座19上设置第一吸尘罩21，随着焊接机器人18的移动而移动，能够有效的抽取焊接过程中产生的废气。
58.具体的，焊接机器人18配备激光焊缝寻位跟踪传感器，能够有效的解决零件组对误差问题。
59.可以理解的是，根据实际框架的尺寸范围、以及节拍匹配，集成1台至3台焊接机器人18；根据工件宽度，焊接机器人18可采用
①
带x轴、y轴的倒挂行走机构
②
站立式焊接形式
③
带x轴的倒挂行走机构
④
带x轴的倒挂旋转机构中的一种或多种。此外，在本实施例中，机器人单边布置于焊接平台，在其它实施例中，机器人可双边布置于焊接平台，本发明对此不做具体限定。
60.如图5、图6和图7所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，打磨组件包括至少两根第三导轨28，和分别配置于两根第三导轨28的两根第三齿条29、可移动的配置于两根第三导轨28的第二移动座27、接合于第二移动座27和两根第三齿条29之间的两个第八驱动构件30、可移动的配置于第二移动座27的第二滑座和第三滑座34、接合于第二滑座和第二移动座27之间的第九驱动构件32、接合于第三滑座34和第二移动座27之间的第十驱动构件33、配置于第二滑座的第一打磨构件31、配置于第三滑座34的第二打磨构件35，以及配置于第二移动座27的第二吸尘罩26。
61.两根第三导轨28分别位于第三加工平台的两侧。第二移动座27呈u形结构，两端分别配置于两根第三导轨28。第八驱动构件30用以驱动第二移动座27沿着第三导轨28移动。第二吸尘罩26用以罩住第一打磨构件31和第二打磨构件35的工作范围，且连通有吸尘管道，用以抽取吸尘罩内的气体。
62.第九驱动构件32用以驱动第二滑座沿着第二移动座27移动。第十驱动构件33用以驱动第三滑座34沿着第二移动座27移动。第一打磨构件31的打磨轮的旋转轴沿着竖直方向设置，用以打磨水平表面。第二打磨构件35的打磨轮的旋转轴沿着水平方向设置，用以打磨竖直表面。
63.具体的，通过第八驱动构件30驱动第二移动座27沿着第三加工平台组件的长度方向移动。通过第九驱动构件32和第十驱动构件33驱动第二滑座和第三滑座34沿着第二移动座27平移，从而实现打磨构件沿着第三加工平台组件的长度方向和宽度方向移动，保证能够打磨到框架的任意位置。
64.优选的，在本实施例中，设置有两个第一打磨构件31和两个第二打磨构件35，打磨框架的水平表面和竖直表面，覆盖框架的所有表面，具有很好的实际意义。第二吸尘罩26配
置在第二移动座27，随着第二移动座27移动，且罩住整个第二移动座27，从而有效的吸取打磨过程中产生的粉尘，具有很好的实际意义。
65.在本实施例中，采用专用打磨机构，当框架的第一面焊接完后，输送至打磨装置3。接收到工件到位信号，定位压紧装置启动，压紧底座，控制系统能根据不同的产品型号切换至对应的打磨程序，控制x轴行走装置、y轴行走装置、轴行走装置，促使打磨轮组对底座进行打磨，实现焊缝的精确打磨控制，支持手动\自动模式切换。
66.如图8所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，翻转装置5包括第二支撑座44、可转动的配置于第二支撑座44的旋转件42、接合于第二支撑座44和旋转件42之间的第十一驱动构件43、相向配置于旋转件42的第四活动座37和第五活动座40、接合于第十一驱动构件43和第四活动座37之间的第十二驱动构件36、接合于第十一驱动构件43和第五活动座40之间的第十三驱动构件41、间隔配置于第四活动座37的至少两个第三滚筒38、接合于第三滚筒38的第十四驱动构件、间隔配置于第五活动座40的至少两个第四滚筒39、接合于第四滚筒39的第十五驱动构件。
67.旋转件42呈c形结构，且外轮廓构造为圆形，用以接合于第二支撑座44。第四活动座37和第五活动座40分别配置于c形结构开口的上侧和下侧，以使第三滚筒38和第四滚筒39之间形成有供框架进入的间隙。
68.第十二驱动构件36和第十三驱动构件41分别用以驱动第四活动座37和第五活动座40相互靠近或远离，以使第三滚筒38和第四滚筒39夹持于框架。第十一驱动构件43用以驱动旋转件42转动，从而带动框架翻面。第十四驱动构件用以驱动第三滚筒38转动，第十五驱动构件用以驱动第四滚筒39转动，从而输送框架。
69.通过翻转装置5能够快速连贯的将框架进行翻面，以使后续装置能够对框架的第二面进行加工，避免了使用行吊进行翻面的复杂步骤，以及较长的耗时，具有很好的实际意义。
70.在本实施例中，翻转装置5采用c型翻面，内置上下两处滚筒线用来输送底座。
①
工件从一面封板工位输送到本c型翻面机构的下滚筒线上；
②
底座到位后，由液压缸驱动下滚筒线上升，至工件与上滚筒线贴紧；
③
c型翻面机构由电机驱动，通过齿轮传动带动旋转，旋转180
°
，机构设有限位点；
④
液压缸缩回，带动下滚筒离开底座。底座由上滚筒输送至下一工位。
71.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，箱式变电站底座自动化生产线还包括下料装置。下料装置包括激光切割机和部件周转组件。激光切割机用以将型材切割成组成框架的组件。部件周转组件用以放置激光切割机加工得到的框架的组件。
72.具体的，激光切割机采用市面上成熟的激光切割机，含自动进料装置、激光切割系统、冷却装置、自动除尘系统，能实现自动进料、切割、下料，材料进给系统与切割头协同运动，能切型材舌口、开孔、切断、划线打标等。主要用于切割底板座的型材。部件周转组件为agv小车等设备能够移动的物料盛放装置。
73.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，箱式变电站底座自动化生产线还包括配置于组对装置1、焊接装置2、打磨装置3、封板装置4和翻转装置5中的任意两个之间的输送装置。输送装置为滚筒传送带。
74.具体的，通过输送装置，能够更好的调控两个加工装置之间的生产节拍，具有很好的实际意义。
75.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。