付健權(quán)　張立健

摘 要：超大容量換流變壓器受到運輸尺寸和運輸重量的限制，要進行現(xiàn)場組裝的方案，現(xiàn)場進行工藝仿真對成功的規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程有重大的意義。

關(guān)鍵詞：換流變壓器；現(xiàn)場組裝；仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.013

1 引言

虛擬現(xiàn)實的工藝仿真可以在虛擬的環(huán)境下進行三維沉浸以再現(xiàn)具體的工藝過程，它能很好的輔助產(chǎn)品設(shè)計與制造過程，它能夠使用戶在產(chǎn)品開發(fā)或生產(chǎn)規(guī)劃階段對產(chǎn)品的工藝過程進行仿真和評估。從而能夠檢驗既定生產(chǎn)工藝和優(yōu)化生產(chǎn)工藝。傳統(tǒng)工藝過程的展示基于CAD二維環(huán)境下，平面靜止的進行廠房布置并需要技術(shù)人員將圖紙抽象成三維空間。應(yīng)用大量文字加以說明。應(yīng)用人員需要詳細解讀工藝文件，配合平面圖紙構(gòu)建三維空間，理解裝配順序及工藝要求。這樣很容易產(chǎn)生二義性錯誤，造成損失。不能很好的達到前期規(guī)劃的預(yù)計效果，不能直觀的驗證前期工藝流程。超大容量換流變壓器是國家重點產(chǎn)品項目，對現(xiàn)場進行廠房搭建與工藝路線規(guī)劃是十分嚴格的，前期的現(xiàn)場工藝仿真是十分必要的，其能更好的做到節(jié)約成本，完成合理布局。直觀的仿真換流變壓器工藝過程對項目前期規(guī)劃起到很重要的作用。根據(jù)產(chǎn)品的CAD圖紙進行產(chǎn)品模型建立，建立簡易的產(chǎn)品模型，要求從三維角度保證產(chǎn)品的外限尺寸以及外絕緣距離。

2 現(xiàn)場組裝工藝仿真

2.1 數(shù)字化廠房建立

在虛擬環(huán)境下建立可移動式廠房并包括其附屬區(qū)域。建立廠房外表面蒙皮，布局整體廠房區(qū)域，使得每個區(qū)域得到很好劃分。達到節(jié)約土地面積的作用。

廠房內(nèi)部主要劃分為零件庫區(qū)，鐵心疊裝、引線、器身裝配區(qū)，干燥爐，裝配區(qū)，靜放區(qū)，試驗大廳，電容室七大功能區(qū)域。根據(jù)各區(qū)域要求的工裝設(shè)備建立相應(yīng)的模型。并建立各個區(qū)域的相關(guān)設(shè)備模型。根據(jù)前期規(guī)劃進行設(shè)備布局，并保證每個設(shè)備的要求作業(yè)范圍如圖1所示。

2.2 現(xiàn)場組裝工藝流程

鐵心疊裝→絕緣裝配→引線裝配→預(yù)裝→器身/絕緣件干燥→器身整理及檢查→二次回爐→總裝配→真空注油及熱油循環(huán)→靜放→試驗→拆裝存棧

對產(chǎn)品制造的每一個環(huán)節(jié)進行虛擬仿真，形成動態(tài)視頻展示，避免產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的干涉與不合理過程。由于超大容量換流變壓器超長、超大、超重所以要用兩臺氣墊車串聯(lián)使用，在氣墊車移動和轉(zhuǎn)向時規(guī)劃出其移動半徑保證產(chǎn)品在廠內(nèi)倒運的安全，預(yù)先規(guī)劃好氣墊車行走路線。為了合理的應(yīng)用廠房面積并節(jié)約吊裝成本，讓產(chǎn)品在器身引線裝配完成后運至鐵心疊裝區(qū)，應(yīng)用起重裝置進行產(chǎn)品的器身下箱。應(yīng)用三維虛擬仿真進行這一方案的工藝仿真，通過仿真驗證了這一方案的可行性并規(guī)劃了在這一方案下產(chǎn)品需要進行的倒運路線，規(guī)劃并合理的安排好粘帶綁扎機以及裝配架的位置與距離，方便氣墊車在行走過程中的轉(zhuǎn)彎。保證產(chǎn)品的順利下箱。

產(chǎn)品下箱完成后進行器身干燥，器身整理，器身二次干燥工序。在裝配區(qū)進行產(chǎn)品的安裝，為了節(jié)約空間通過仿真確定產(chǎn)品在靜放區(qū)進行套管及冷卻器的安裝，并在靜放區(qū)進行產(chǎn)品的真空注油、熱油循環(huán)、靜放。待產(chǎn)品全部安裝結(jié)束后將產(chǎn)品運至實驗大廳進行產(chǎn)品試驗。

2.3 關(guān)鍵流程仿真分析

2.3.1 換流變壓器試驗過程

換流變壓器試驗是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要過程，試驗過程中對超大容量換流變壓器以及試驗設(shè)備的擺放要求很高，要保證產(chǎn)品的外絕緣距離同時也要保護精密的試驗設(shè)備不被損壞，而且還要充分考慮到廠房的占地面積。如何更有效的利用有限的空間完成好換流變壓器的試驗是此次工藝仿真的目的。通過虛擬仿真技術(shù)對產(chǎn)品試驗過程進行仿真，并給出所有試驗過程中設(shè)備的擺放位置同時展示每個實驗結(jié)束到準備下一個試驗過程中試驗設(shè)備的移動過程，展示過程更加直觀并節(jié)約了實際占地面積，同時對現(xiàn)場試驗人員提供相應(yīng)的視頻指導(dǎo)，節(jié)約產(chǎn)品試驗周期。

2.3.2 產(chǎn)品的返修方案

從實際產(chǎn)品的安裝過程出發(fā)一旦出現(xiàn)試驗不合格產(chǎn)品就要對產(chǎn)品進行返修，同時要規(guī)劃好一條不影響正常產(chǎn)品生產(chǎn)的返修路線。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)進行出現(xiàn)不合格產(chǎn)品的假想并仿真其返修路線。經(jīng)過多次的虛擬驗證得出可行方案。應(yīng)用試驗大廳的空間進行產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運，先將不合格的產(chǎn)品移動，以便下一臺產(chǎn)品順利進行試驗大廳，然后再將靜放區(qū)域的產(chǎn)品運送至試驗大廳中，同時將裝配區(qū)產(chǎn)品運送至靜放區(qū)進行產(chǎn)品的后續(xù)安裝，最后將不合格產(chǎn)品運出試驗大廳進行產(chǎn)品的返修。通過虛擬仿真驗證了這個方案的可行性。并成功的節(jié)省了廠房空間，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。通過虛擬工藝仿真可以假想現(xiàn)場廠房內(nèi)出現(xiàn)的一些問題并得到很好的解決方案。

3 結(jié)論

超大容量換流變壓器現(xiàn)場組裝工藝仿真可以對項目前期規(guī)劃起到很重要的作用。虛擬仿真產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中可能遇到的問題并在計算機下進行解決，避免現(xiàn)場出現(xiàn)類似情況。可以對現(xiàn)場出現(xiàn)的情況進行假想，應(yīng)用計算機進行虛擬仿真及時的更好的尋找解決方案，完善工藝路線。節(jié)約成本，保證產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

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作者簡介：付健權(quán)（1988-），男，吉林通化人，設(shè)計員，研究方向：電力變壓器設(shè)計。