一种变压器用智能扭矩装配系统及方法与流程

本发明涉及变压器生产智能制造。本发明涉及的一种变压器用智能扭矩装配系统及方法，根据变压器生产过程中螺栓拧紧顺序及数据追踪的问题，提出一种变压器用智能扭矩装配系统及方法。

背景技术：

1、在特高压变压器制造领域，变压器器身中接地线、屏蔽线、引线端子、开关引线、夹件拉带、拉板等机械、电气连接多采用金属螺栓进行把装，因此螺栓紧固的可靠性直接影响了产品的铁心振动噪声超标、接地线悬浮放电产气、引线虚连产生局放等电气性能问题及机械性能。同时总装配工序中的螺栓紧固质量直接决定变压器后处理、试验以及现场的长期安全稳定运行。目前变压器螺栓紧固中使用力矩扳手对螺栓进行紧固，但在实际生产过程中对于紧固力矩值符合性评估、紧固顺序管控、螺栓紧固记录等质量管控点缺乏数据化、参数化管控，螺栓紧固过程缺乏可追溯性。为管控变压器的制造过程，提高变压器运行稳定性，降低运行噪声，需要在铁心装配、引线装配、器身整理、总装配等工序将全部金属螺栓按工艺要求拧紧。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变压器用智能扭矩装配系统及方法。为进一步提高变压器产品质量和运行稳定性，对变压器产品生产过程中关键螺栓连接处螺栓的扭矩数据和拧紧顺序进行操作指导和数据监测，提高螺栓预紧力精确度和科学性。通过智能扭矩装配系统，实现智能扭矩扳手与控制系统集成，建立扭矩的输入和输出联系来实现上述功能需求。智能扭矩装配系统具有智能化、人机交互与操作方便等优点。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种变压器用智能扭矩装配系统，包括：

3、服务器系统模块，用于根据生产工序将工作任务发送至终端操作模块，接收终端操作模块反馈的操作数据，并对工作任务进行监控；

4、终端操作模块，用于根据工作任务分配任务指令至设备工具模块，使设备工具模块进行操作，并将设备工具模块反馈的操作数据传送至服务器系统模块；

5、设备工具模块，用于根据任务指令对产品进行操作，并反馈操作数据至终端操作模块。

6、所述服务器系统模块执行以下步骤：

7、根据产品生产工序设置工艺路线模板，构成工艺路线模板库；

8、根据产品结构和生产工序设置工艺图模板，构成工艺图模板库；

9、将工艺路线模板中的产品各单元区域与工艺图模板中的离散化单元进行一一映射；

10、将工艺路线模板库和工艺图模板库以及映射关系存入数据库；

11、根据产品规格和型号从数据库中调取相应的工艺图模板和工艺路线模板；

12、根据产品实际螺栓布局对工艺图模板和工艺路线模板进行设置，生成工作任务；

13、根据工作任务的任务名称和所属工序，将工作任务发送至对应工序的终端操作模块。

14、所述工艺路线模板包括任务单号、工序代号、工序名称、技术代号、单元区域、螺栓规格、目标扭矩值、预紧值、拧紧值、校核值、校核范围、扳手编号、操作者、操作时间。

15、所述工艺图模板库包括：多种工艺图模板，所述工艺图模板的构建包括以下步骤：

16、对于某类产品，根据螺栓部位要求进行离散化单元的划分，所述离散化单元表示工艺路线模板中单元的分类；

17、根据生产工序，将每个离散化单元依次排序。

18、所述根据产品实际螺栓布局对工艺图模板和工艺路线模板进行设置，生成工作任务，执行以下步骤：

19、从工艺路线模板库中获取工艺路线模板，工艺路线模板包含所属产品的全部单元，通过编辑工艺路线模板设定每个单元区域内的螺栓规格、数量，每个单元的排列方式通过在工艺图模板中的离散化单元设定完毕，并将工艺路线模板中该单元区域内的数据与工艺图模板中对应的单元进行数据映射，使映射的单元在工艺图模板上显示螺栓的排布，形成产品结构工艺图；

20、对于产品所对应的每个单元，根据螺栓规格设定目标扭矩值，根据拧紧顺序对每个螺栓进行排序，生成包含所属工序的产品结构工艺图、螺栓规格和数量、预紧值、拧紧值、校核值、校核范围的工作任务。

21、所述终端操作模块执行以下步骤：

22、收到工作任务后，将属于工作任务的每个智能扭矩扳手的任务指令分配至各智能扭矩扳手；

23、获取执行任务指令中智能扭矩扳手作用于螺栓的顺序和目标扭矩值；

24、对于每个螺栓，将所述顺序和目标扭矩值分别与工作任务中的排序和力矩值进行比较；若任一项不等，则任务不合格；否则，任务合格。

25、所述工作任务包括工序名称、任务单号、操作人员信息、扳手数量和编号、整体工序的拧紧排序、产品结构工艺图、螺栓位置、数量、每颗螺栓的目标扭矩值、规格、预紧值、拧紧值、校核值、校核范围。

26、所述设备工具模块包括智能扭矩扳手，所述智能扭矩扳手执行以下步骤：

27、智能扭矩扳手接收到任务指令，并显示螺栓的排序序号和对应的目标扭矩值；

28、对于每一颗螺栓，分别依次将预紧值、拧紧值、校核值作为目标扭矩值进行操作，并监测智能扭矩扳手作用于螺栓的顺序和实际扭矩值；

29、当实际扭矩值达到设定的目标扭矩值接近范围内时，灯光显示黄色提示操作者已接近目标扭矩值；

30、当实际扭矩值达到设定的目标扭矩值时，声光和振动提示本颗螺栓拧紧开始达标，提示操作人员停止操作；

31、当实际扭矩值达到设定的目标扭矩值精度范围内时，声光显示绿色提示本颗螺栓拧紧完毕并且合格；

32、当实际扭矩值未达到设定的目标扭矩值精度范围内时，则灯光显示红色提示报错；

33、智能扭矩扳手作用于每一颗螺栓的顺序和数值反馈至终端操作模块，以使服务器系统模块对于不合格的螺栓操作再次派发任务。

34、一种变压器用智能扭矩装配方法，包括以下步骤：

35、服务器系统模块根据生产工序将工作任务发送至终端操作模块，接收终端操作模块反馈的操作数据，并对工作任务进行监控；

36、终端操作模块根据工作任务分配任务指令至设备工具模块，使设备工具模块进行操作，并将设备工具模块反馈的操作数据传送至服务器系统模块；

37、设备工具模块根据任务指令对产品进行操作，并反馈操作数据至终端操作模块。

38、本发明具有以下有益效果及优点：

39、(1)以工艺图+工艺路线的形式规定和监测螺栓拧紧顺序，有利于操作者自我监督和指导；

40、(2)该方法基于排列组合原理，将每台产品的螺栓顺序和力矩值进行规定，即每台产品的螺栓拧紧顺序和数值仅有一个排列，一旦操作者操作错误则必然最终导致任务结果报错；

41、(3)双向数据传输方法实现实时监测螺栓拧紧顺序和力矩数值，用以指导生产操作；

42、(4)实现数据追踪和责任追溯；

43、(5)系统根据任务明细自动分配合适量程的智能扭矩扳手，避免操作人员随意拿取工具。

技术特征：

1.一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，所述服务器系统模块执行以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，所述工艺路线模板包括任务单号、工序代号、工序名称、技术代号、单元区域、螺栓规格、目标扭矩值、预紧值、拧紧值、校核值、校核范围、扳手编号、操作者、操作时间。

4.根据权利要求2所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，所述工艺图模板库包括：多种工艺图模板，所述工艺图模板的构建包括以下步骤：对于某类产品，根据螺栓部位要求进行离散化单元的划分，所述离散化单元表示工艺路线模板中单元的分类；

5.根据权利要求2所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，所述根据产品实际螺栓布局对工艺图模板和工艺路线模板进行设置，生成工作任务，执行以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于，所述终端操作模块执行以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于：所述工作任务包括工序名称、任务单号、操作人员信息、扳手数量和编号、整体工序的拧紧排序、产品结构工艺图、螺栓位置、数量、每颗螺栓的目标扭矩值、规格、预紧值、拧紧值、校核值、校核范围。

8.根据权利要求1所述的一种变压器用智能扭矩装配系统，其特征在于：所述设备工具模块包括智能扭矩扳手，所述智能扭矩扳手执行以下步骤：

9.一种变压器用智能扭矩装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种变压器用智能扭矩装配系统及方法，包括：服务器系统模块，用于根据生产工序将工作任务发送至终端操作模块，接收终端操作模块反馈的操作数据，并对工作任务进行监控；终端操作模块，用于根据工作任务分配任务指令至设备工具模块，使设备工具模块进行操作，并将设备工具模块反馈的操作数据传送至服务器系统模块；设备工具模块，用于根据任务指令对产品进行操作，并反馈操作数据至终端操作模块。本发明以工艺图+工艺路线的形式规定和监测螺栓拧紧顺序，有利于操作者自我监督和指导；双向数据传输方法实现实时监测螺栓拧紧顺序和力矩数值，用以指导生产操作。

技术研发人员：韩昊林,刘思远,徐思华,巩文平,宋军翰,李冬,郭鑫
受保护的技术使用者：特变电工沈阳变压器集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15