CN102331553B

CN102331553B - 一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置

Info

Publication number: CN102331553B
Application number: CN 201110039810
Authority: CN
Inventors: 赵亮; 徐飞亮; 邵彩云
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: CN102331553A

Abstract

本发明公开了一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置。本发明包括控制柜、检测柜和操作台连接而成，其中：控制柜从上至下依次设置有PC机显示器、鼠标和键盘、PC机主机；检测柜设置有总控系统、LED显示板、工作信号灯、报警信号灯、停止信号灯、开始按钮、暂停按钮、恢复按钮和急停按钮；操作台上设置有机器人和末端执行器、操作台内设置有电阻测量仪和伺服控制系统；电阻测量仪通过信号线与总控系统连接。本发明能够完成车门组合开关、雨刷、方向灯组合开关的耐久性试验检测，能准确测试常用电器组合开关的耐久性能，适用于各种电器组合开关耐久性检测。本发明结构简单、安全可靠，实现自动化控制，效率较高、性能可能、操作和维修方便。

Description

一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置

技术领域

本发明涉及一种检测电器组合开关耐久性的装置，具体来说是涉及一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置。

背景技术

目前，电器组合开关在各个行业和领域已经广泛应用，尤其是汽车领域由转向灯、仪表转向指示灯、危险报警灯开关、灯光、水器开关总成的组合开关耐久性能要求更高，因为用户使用非常频繁，但是目前对组合开关耐久性试验都是通过人工进行的，这既浪费人力又不能保证组合开关的可靠性。不论是国家鉴定标准还是在实际生产中，对于电器组合开关耐久性试验方法的研究具有非常重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置，是由人机界面进行工业机器人初始化以及程序的编写和输出，下载到机器人控制器，通过机器人控制组合开关动作，工业机器人的操作代替人工劳作，经过电参数仪表采集组合开关各点的电阻参数，通过RS-485通信实时的在检测柜上显示，从而实现电器组合开关耐久性试验的自动化操作和控制。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括控制柜、检测柜和操作台连接而成，其中：

所述控制柜：从上至下依次设置有PC机显示器、鼠标和键盘、PC机主机；

所述检测柜：设置有总控系统、LED显示板、工作信号灯、报警信号灯、停止信号灯、开始按钮、暂停按钮、恢复按钮和急停按钮；

所述操作台：其台面上设置有机器人和末端执行器、操作台内设置有电阻测量仪和伺服控制系统；电阻测量仪通过信号线与总控系统连接。

所述的伺服控制系统：包括两个PLC控制器、两个通信模块和大臂伺服放大器，小臂伺服放大器，丝杠伺服放大器和自转伺服放大器；通信方式选择RS-485通信，两个通信模块分别插入到各自的PLC控制器中，两个PLC控制器之间相互有通信，每个PLC控制器的I/O分配有不同的功能；第一PLC控制器分别与大臂伺服放大器和小臂伺服放大器通过信号线连接，第二个PLC控制器分别与丝杠伺服放大器和自转伺服放大器通过信号线连接；自转伺服放大器，丝杠伺服放大器，小臂伺服放大器和大臂伺服放大器，分别控制各自的自转电机，丝杠电机，小臂电机和大臂电机，四个伺服放大器与四个伺服电机一起构成伺服系统，控制机器人的运动。

所述的控制柜与伺服控制系统之间通过信号线连接，通过PC机主机上的人机界面进行位置初始化，锁定，程序的写入，控制柜的侧面有电源线和通信线的接口，中间经232转485适配器进行数据的转换，经过两个通信模块将数据下载到各自的PLC控制器。

所述的机器人为SCARA工业机器人，工业机器人转轴光杆上安装有能拆卸的各种结构的末端执行器。

所述的末端执行器为上下、摆动和旋转运动的末端执行器，用螺钉固定在工业机器人转轴光杆上。

所述的总控系统：包括单片机芯片ATMEGA16、显示芯片U4-74ALS573和通信芯片U6-SJA1000，完成数据采集，电阻测量仪放置在操作台内部，用于测量组合开关在试验各状态下的电阻值，并将组合开关测试数据通过信号线传送到检测柜中的总控系统，经过总控系统的计算处理，组合开关电阻值在LED显示板上实时显示。

本发明具有的有益效果是：

采用本发明能够完成车门组合开关、雨刷、方向灯组合开关的耐久性试验检测，能准确测试常用电器组合开关的耐久性能，本发明适用于各种电器组合开关耐久性检测。本发明结构简单、安全可靠，实现自动化控制，效率较高、性能可能、操作和维修方便。

附图说明

图1是电器组合开关耐久性检测装置总体结构图。

图2是图1的俯视图。

图3是上下运动末端执行器的结构图。

图4是摆动运动末端执行器的结构图。

图5是旋转运动末端执行器的结构图。

图6是伺服控制系统电路图。

图7是总控系统电路图；

图中，1、控制柜，2、PC机主机，3、鼠标和键盘，4、PC机显示器，5、末端执行器，6、压力传感器，7、接近传感器，8、自转电机(HC-KFE43)，9、丝杠电机，10、小臂电机，11、大臂电机，12、螺栓，13、电阻测量仪，14、检测柜，15、总控系统，16、LED显示板，17、工作信号灯，18、报警信号灯，19、停止信号灯，20、开始按钮，21、暂停按钮，22、恢复按钮，23、急停按钮，24、机器人，25、操作台，26、大臂伺服放大器(MR-E-40A)，27、小臂伺服放大器，28、丝杠伺服放大器，29、自转伺服放大器，30、PLC控制器(FX1s-30MT)2个，31、通信模块(FX485-BD)2个。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，包括控制柜1、检测柜14和操作台25连接而成，其中：

所述控制柜1：从上至下依次设置有PC机显示器4、鼠标和键盘3、PC机主机2。

所述检测柜14：设置有总控系统15、LED显示板16、工作信号灯17、报警信号灯18、停止信号灯19、开始按钮20、暂停按钮21、恢复按钮22和急停按钮23。

所述操作台25：其台面上设置有机器人24和末端执行器5，机器人24各个转轴上分别安装有自转电机8、丝杠电机9、小臂电机10、大臂电机11，操作台25内设置有电阻测量仪13和伺服控制系统；电阻测量仪13通过信号线与总控系统15连接。

所述的控制柜1与伺服控制系统之间通过信号线连接，通过PC机主机2上的人机界面进行位置初始化，锁定，程序的写入，控制柜1的侧面有电源线和通信线的接口，中间经232转485适配器进行数据的转换，经过两个通信模块31将数据下载到各自的PLC控制器30。

所述的机器人24为SCARA工业机器人，工业机器人转轴光杆上安装有能拆卸的各种结构的末端执行器5。

如图6所示，所述的伺服控制系统，包括两个PLC控制器30、两个通信模块31和大臂伺服放大器26，小臂伺服放大器27，丝杠伺服放大器28和自转伺服放大器29；通信方式选择RS-485通信，两个通信模块31分别插入到各自的PLC控制器30中，两个PLC控制器30之间相互有通信，每个PLC控制器的I/O分配有不同的功能；第一PLC控制器30分别与大臂伺服放大器26和小臂伺服放大器27通过信号线连接，第二个PLC控制器30分别与丝杠伺服放大器28和自转伺服放大器29通过信号线连接；自转伺服放大器29，丝杠伺服放大器28，小臂伺服放大器27和大臂伺服放大器26，分别控制各自的自转电机8，丝杠电机9，小臂电机10和大臂电机11，四个伺服放大器与四个伺服电机一起构成伺服系统，控制机器人24的运动。

所述的末端执行器5为上下、摆动和旋转运动的末端执行器，分别如图3，4，5所示，用螺钉固定在工业机器人转轴光杆上。

如图7所示，所述的总控系统15包括单片机芯片ATMEGA16、显示芯片U4-74ALS573和通信芯片U6-SJA1000，完成数据采集，电阻测量仪13放置在操作台25内部，用于测量组合开关在试验各状态下的电阻值，并将组合开关测试数据通过信号线传送到检测柜14中的总控系统15，经过总控系统15的计算处理，组合开关电阻值在LED显示板16上实时显示。

具体的工作过程为，通过PC机显示器上的人机界面进行机器人24位置初始化，并锁定，经过PC机主机2上的232串口再经232转485适配器和通信模31块下载到PLC控制器30中，控制柜1的侧面有电源线和通信线的接口，完成机器人24位置初始化。按照国家组合开关技术条件，要进行100000次耐久性试验的要求，在人机界面上通过鼠标和键盘3在循环次数中输入100000，在PC机显示器4上点击确定后关于动作顺序和相应参数的程序经过PC机主机2上的232串口再经232转485适配器和通信模块31下载到PLC控制器30中；

PLC控制器30为可编程逻辑控制器，一端与通信模块31输出连接，接收人机界面的参数和命令，并对数据按照通信协议进行处理；另一端和大臂伺服放大器26、小臂伺服放大器27、丝杠伺服放大器28、自转伺服放大器29连接以控制自转电机8，丝杠电机9，小臂电机10，大臂电机11的运动。大臂伺服放大器26、小臂伺服放大器27、丝杠伺服放大器28、自转伺服放大器29用于位置控制和速度控制，或位置控制和速度控制的切换，它们与四个伺服电机一起构成伺服控制系统；

在末端执行器5底部和内侧安装有压力传感器6和接近传感器7，压力传感器6检测末端执行器5和组合开关接触时产生的压力大小，接近传感器7检测组合开关的移动信息和存在信息转换为电器信号，便于PLC控制器30的控制；PLC控制器30接收压力传感器6和接近传感器7的数据和信号，并与PLC控制器30缓存中数据进行比较，对整个系统作出正确的控制；

检测柜14上有工作信号灯17、报警信号灯18和停止信号灯19，对应颜色为黄色、红色和绿色分别表示检测中、故障报警和检测任务完成。控制按钮有急停按钮23、开始按钮20、暂停按钮21和恢复按钮22，其中急停按钮23用于出现故障时及时切断设备电源，保护设施安全。

在组合开关耐久性试验过程中，根据PLC控制器30中的计数器计算循环次数，并通过通信模块31再经232转485适配器将次数的结果上传导人机界面，操作者可以实时看到当前动作循环次数，查询上次结束时动作次数。

Claims

1.一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置，其特征在于：包括控制柜(1)、检测柜(14)和操作台(25)连接而成，其中：

所述控制柜(1)：从上至下依次设置有PC机显示器(4)、鼠标和键盘(3)、PC机主机(2)；

所述检测柜(14)：设置有总控系统(15)、LED显示板(16)、工作信号灯(17)、报警信号灯(18)、停止信号灯(19)、开始按钮(20)、暂停按钮(21)、恢复按钮(22)和急停按钮(23)；

所述操作台(25)：其台面上设置有机器人(24)和末端执行器(5)，操作台(25)内设置有电阻测量仪(13)和伺服控制系统；电阻测量仪(13)通过信号线与总控系统(15)连接；

所述的伺服控制系统，包括两个PLC控制器、两个通信模块和大臂伺服放大器(26)，小臂伺服放大器(27)，丝杠伺服放大器(28)和自转伺服放大器(29)；通信方式选择RS-485通信，两个通信模块分别插入到各自的PLC控制器中，两个PLC控制器之间相互有通信，每个PLC控制器的I/O分配有不同的功能；第一PLC控制器分别与大臂伺服放大器(26)和小臂伺服放大器(27)通过信号线连接，第二个PLC控制器分别与丝杠伺服放大器(28)和自转伺服放大器(29)通过信号线连接；自转伺服放大器(29)，丝杠伺服放大器(28)，小臂伺服放大器(27)和大臂伺服放大器(26)，分别控制各自的自转电机(8)，丝杠电机(9)，小臂电机(10)和大臂电机(11)，四个伺服放大器与四个伺服电机一起构成伺服系统，控制机器人(24)的运动；

所述的控制柜(1)与伺服控制系统之间通过信号线连接，通过PC机主机(2)上的人机界面进行位置初始化，锁定，程序的写入，控制柜(1)的侧面有电源线和通信线的接口，中间经232转485适配器进行数据的转换，经过两个通信模块将数据下载到各自的PLC控制器；

所述的机器人(24)为SCARA工业机器人，工业机器人转轴光杆上安装有能拆卸的各种结构的末端执行器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置，其特征在于：所述的末端执行器(5)为上下、摆动和旋转运动的末端执行器，用螺钉固定在工业机器人转轴光杆上。

3.根据权利要求1所述的一种检测电器组合开关耐久性的机器人装置，其特征在于：所述的总控系统(15)包括单片机芯片ATMEGA16、显示芯片U4-74ALS573和通信芯片U6-SJA1000，完成数据采集，电阻测量仪(13)放置在操作台(25)内部，用于测量组合开关在试验各状态下的电阻值，并将组合开关测试数据通过信号线传送到检测柜(14)中的总控系统(15)，经过总控系统(15)的计算处理，组合开关电阻值在LED显示板(16)上实时显示。