CN107096726A - 基于物联网技术的计量器具回收分拣系统 - Google Patents

基于物联网技术的计量器具回收分拣系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开基于物联网技术的计量器具回收分拣系统，包括硬件设备、工控设备和分拣系统管理模块，所述的硬件设备包括上料流水线、上料模块、上料机械手、表箱输送线、横移定位滑台、检定上下料机械手、检定模块、检定下料区、图像识别装置、贴标分拣机、分拣汽缸、分拣暂存线、合格表线、不合格表线、报废线、装箱机械手、下料区。本发明能通过分拣系统管理模块、自动控制技术、自动检测技术，实现对拆退表计状态采集及实时监控，并对各类事件进行管理及反馈；通过分拣系统管理模块与国网营销业务系统对接，实现拆退表计的统一管理。

Description

基于物联网技术的计量器具回收分拣系统
技术领域
本发明涉及智能表分拣系统，尤其涉及基于物联网技术的计量器具回收分拣系统。
背景技术
随着国网公司对于电能表全寿命管理要求的加强，以及为避免与用户之间由于表计更换，表计度数不好确认而造成的麻烦，拆回的表计需要进行性能检测、表计数据读取等相关工作，由于目前的相关工作均由人工完成，所以会出现劳动强度大，存在人工误差，工作速度慢等缺点。因此应加以革新改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动的无人工干涉的拆退电能表回收自动识别分拣系统-基于物联网技术的计量器具回收分拣系统，本发明的目的是通过如下技术方案来实现的:所述的基于物联网技术的计量器具回收分拣系统包括硬件设备、工控设备和分拣系统管理模块，所述的硬件设备包括上料流水线（1）、上料模块（2）、检定模块（3）、贴标分拣机（4）、下料区（5）、上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、图像识别装置（8）、检定上下料机械手（9）、检定下料区（10）、分拣汽缸（11）、装箱机械手（12）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、表箱输送线（17）、横轨（21）、滑轮（22）、螺丝（23）、铝制框架（24）;上料流水线（1）、表箱输送线（17）是由滚筒流水线组成，采用铝制安装架结构固定，上料流水线（1）、表箱输送线（17）下面设有底座, 底座（20）用于支撑流水线，采用焊接或螺栓将底座和流水线固定在一起；即上料流水线（1）、表箱输送线（17）是基于底座采用焊接或螺栓将各自底座和流水线固定；上料流水线（1）与表箱输送线（17）相连接;分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、横移定位滑台（7）是由皮带流水线组成，采用铝制安装架结构固定，同样采用底座支撑流水线，并采用焊接或螺栓将底座和流水线固定在一起；流水线的框架材料均为铝型材质，分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）平行设在表箱输送线（17）一侧；上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、装箱机械手（12）依次平行设在上料流水线（1）上方, 各个机械手可通过导轨沿与上料流水线（1）垂直方向移动进行分拣工作, 所述的检定装箱机械手（12）、上下料机械手（9）、上料机械手（6）通过两个滑轮,固定于铝制导轨框架上，滑轮是由电机驱动的，两条导轨固定于铝制框架（24）上；机械手臂固定于横轨（21）上，机械手的手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆，手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆，直臂传动结构为滚珠丝杆，整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动；上料流水线（1）上设上料模块（2）、检定模块（3）、图像识别装置（8）、下料区（5）, 所述的检定模块（3）、图像识别装置（8）焊接或螺栓连接装于铝型材质钣金上；上料机械手（6）设在上料流水线（1）上料模块（2）上方, 检定模块（3）、图像识别装置（8）设在上料流水线（1）中部区域, 下料区（5）设在上料流水线（1）上尾部区域;检定下料区（10）设在分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）一端, 检定下料区（10）设有贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）;所述的贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）为现有技术产品，其采用螺栓连接的方式固定在铝制安装架上；所述上料流水线（1）、上料模块（2）、上料机械手（6）、表箱输送线（17）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、检定模块（3）、检定下料区（10）、图像识别装置（8）、贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、装箱机械手（12）与工控设备通过双绞线连接；工控设备与检定模块（3）、图像识别装置（8）通过RS485线连接通信；工控设备与分拣系统管理模块通过以太网线连接通信；所述的分拣系统管理模块由数据服务器与应用服务器组成;通过分拣系统管理模块与国网营销业务系统对接，实现拆退表计的统一管理。
本发明有如下特点为：
1）柔性化设计：各功能模块既可独立运行，又可集中控制。模块设计标准化，是系统学习培训、使用维护、运行完善等工作简单方便。
2）积木式拼装：系统可根据客户检定量的增长幅度，增加检定装置，通过输送线的延伸，通过积木式的扩展，实现多装置配套集成。
3)均衡化作业：拆退表回收分拣装置可与仓储系统有机集成，采用无间断的流程化设计，按照作业优先级排序规则使多组设备并行操作，实现系统作业均衡化。
4)模块化拓展：系统各功能模块设计标准化，既可独立运行，又可有机集成，可根据功能需求，灵活组合、模块化扩展。
本发明有如下优势：
1）综合效率高，同时实现了智能化、自动化控制。
2）采用了积木式拼装、模块化的设计，结构简单，设计合理，占地面积小，便于安装，成本低；
3）表计回收、分拣全程自动化设置完成；
4）根据需要可纵向扩展检定模块，也可横向扩展流水线；
本发明解决传统的人工方式处理拆退表计的效率低、人力成本高等问题，在实用性方面的表现较为突出，基于物联网技术的计量器具回收分拣系统概念的提出对电力行业拆退表识别分拣工作有着重大的意义。
附图说明
图1为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统框架俯视示意图。
图2为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统导轨连接示意图。
图3为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统检定单元刨面示意图。
图4为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统上料流水线示意图。
图5为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统检定单元示意图。
图6为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统贴标模块示意。
图7为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统下料流水线示意图。
图8为本发明基于物联网技术的计量器具回收分拣系统的组成原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1-图8所示，本发明所述的基于物联网技术的计量器具回收分拣系统，包括硬件设备、工控设备和分拣系统管理模块，所述的硬件设备包括上料流水线（1）、上料模块（2）、检定模块（3）、贴标分拣机（4）、下料区（5）、上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、图像识别装置（8）、检定上下料机械手（9）、检定下料区（10）、分拣汽缸（11）、装箱机械手（12）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、表箱输送线（17）、横轨（21）、滑轮（22）、螺丝（23）、铝制框架（24）；上料流水线（1）、表箱输送线（17）是由滚筒流水线组成，采用铝制安装架结构固定，上料流水线（1）、表箱输送线（17）下面设有底座, 如底座（20）,用于支撑流水线(流水线图中以18代表)，采用焊接或螺栓（如19）将底座（如20）和流水线固定在一起；即上料流水线（1）、表箱输送线（17）是基于底座采用焊接或螺栓）将各自底座和流水线固定；上料流水线（1）与表箱输送线（17）相连接;分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、横移定位滑台（7）是由皮带流水线组成，采用铝制安装架结构固定，同样采用底座支撑流水线，并采用焊接或螺栓将底座和流水线固定在一起；流水线的框架材料均为铝型材质，流水线之间是相互独立的；分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）平行设在表箱输送线（17）一侧, 流水线之间是相互独立的；上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、装箱机械手（12）依次平行设在上料流水线（1）上方, 各个机械手可通过导轨沿与上料流水线（1）垂直方向移动进行分拣工作,所述的检定装箱机械手（12）、上下料机械手（9）、上料机械手（6）通过两个滑轮, 如滑轮（22）固定于铝制导轨框架上，滑轮是由电机驱动的，两条导轨固定于铝制框架（24）上；机械手臂固定于横轨（21）上，机械手的手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆，手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆，直臂传动结构为滚珠丝杆，整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，结构简单可靠，精度高；上料流水线（1）上设上料模块（2）、检定模块（3）、图像识别装置（8）、下料区（5）, 所述的检定模块（3）、图像识别装置（8）为现有技术产品，其焊接或螺栓连接装于铝型材质钣金上；上料机械手（6）设在上料流水线（1）上料模块（2）上方, 检定模块（3）、图像识别装置（8）设在上料流水线（1）中部区域, 下料区（5）设在上料流水线（1）上尾部区域,来自表箱输送线（17）物品经过装箱机械手（12）分别送至分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）上;检定下料区（10）设在分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）一端, 检定下料区（10）设有贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）;所述的贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）为现有技术产品，其采用螺栓连接的方式固定在铝制安装架上；所述工控设备为PLC,为现有产品，可使用西门子，施耐德，欧姆龙，三菱品牌；工控设备和硬件设备（除检定模块（3）、图像识别装置（8）外）通过双绞线连接，进而控制硬件设备的启动、关闭、运行；所述的分拣系统管理模块由数据服务器与应用服务器组成;通过分拣系统管理模块与国网营销业务系统对接，实现拆退表计的统一管理。
工控设备与检定模块（3）、图像识别装置（8）通过RS485线连接通信；工控设备与分拣系统管理模块通过以太网线连接通信；所述的检定单元、贴签分拣、下料模块、上料模块、流水线是独立的模块，各模块之间的连接是通过螺栓或焊接的方式组成，这也是系统能够自由扩展的重要原因；所述的工控设备驱动流水线、机械手、检定单元等相关硬件设备，完成电能表上线、检测、表计信息获取、装箱扫描存档入库；所述的机械手能够左右和上下移动； 所述的分拣系统管理模块由数据服务器与应用服务器组成，能通过检定模块（3）、图像识别装置（8）、贴标分拣机（4）获取表计信息，且与国家电网公司计量生产调度平台实时数据传输；所述上料流水线（1）、上料模块（2）、上料机械手（6）、表箱输送线（17）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、检定模块（3）、检定下料区（10）、图像识别装置（8）、贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、装箱机械手（12）与工控设备连接，所述的工控设备与分拣系统管理模块连接，分拣系统管理模块连接能控制工控设备进行表计在流水线上一系列的作业，同时将表计分拣结果上传至国家电网公司计量生产调度平台。
具体工作过程为：有表计的表箱通过上料流水线（1）进入上料模块区域，通过横移定位滑台（7）上的上料机械手（6）将表计抓取并放置在横移定位滑台（7），空表箱通过表箱输送线（17）移动至下料区域待用，检定上下料机械手（9）将横移定位滑台（7）上的表计抓取至检定模块，在上料的同时对表计进行条型码扫描，得到电能表条型码编号，调用营销业务信息获取接口，得到表计基本信息并保存，CCD工业相机通过专业光源及专业图像处理软件能够自动完成表计LCD液晶显示检测；自动拍下液晶初始画面并与标准图片进行比对，判定有无不显、缺段、破损等内容项，检测的照片能够自动存档，并处理、上传，照片中可以清晰显示表计表面基本信息及运行状态信息，完成扫描后，表计固定模块按表计规格移动至三相表计信息识别模块或单相表计信息识别模块区域固定，通过接电装置为电能表接线（上电接线、485线接入等），使电能表处于运行状态，通过485接口通讯方式、红外通讯方式得到信息并保存，作业完成后进行拆线并通过流水线进入下料模块区域，系统根据拍照图片识别、485接口通讯方式、红外通讯方式保存得到的信息，与营销业务流程记录的拆退示数数据进行比较分析，检定上下料机械手（9）将检定完成的表计抓取至流水线，贴标分拣机（4）将表计贴上识别码，分拣汽缸（11）按合格表、不合格表、报废表分类，并输送至不同流水线，装箱机械手（12）将表计抓取至下料区的空表箱中，至此整个拆退表分拣完成。
所述的检定模块包括误差超差：自动检测1.0，基本电流大小时的误差；示值不准：自动抄读电能表内运行状态字、实时参数，同标准表进行比对，判断示值是否准确；组合误差：读取电能表当前组合有功总及各费率底度，计算各费率电量和与总电量的差值是否在标准要求范围以内；485通信失败：上电后，通过485信道发送通讯命令至电能表，识别电能表应答指令；模块类通信失败：在分拣装置通信单元中插入同待测表匹配的标准通信模块，测试电能表模块类通信是否正常；时段转换错误：读取时区时段表，与理论时区时段表比对，判断是否处于正确的时段；时钟错误：读取电能表日期时间是否与标准时间出现偏差，不应大于5分钟；扩展功能：存储单元测试 。
所述的表箱输送线是可自由延长或缩短。所述的合格线、不合格线、报废线是独立的、互不影响。所述的工控设备能驱动流水线、机械手、检定单元等相关硬件设备，完成电能表上线、检测、表计信息获取、装箱扫描存档入库；所述的上料流水线（1）能将表箱输送至上料模块（2），接着横移定位滑台（7）上的上料机械手（6）通过左右移动抓取表计至横移定位滑台（7），取完表计的空箱通过表箱输送线（17）输送至下料区（5），检定上下料机械手（9）将横移定位滑台（7）上的表计抓取至检定模块（3），表计检定完成后检定上下料机械手（9）将表计抓取至检定下料区（10），检定下料区（10）将表计输送至贴标分拣机（4）将表计分为合格表、不合格表及报废表，分拣汽缸（11）将表计分类推送至合格表线（14）、不合格表线、报废线（16），装箱机械手（12）将不同表计分类装到表箱输送线（17）上的表箱内。
所述的检定模块分为上下两层，下层是表箱输送线（17）、上层是检定单元，上下层之间工作互不影响，其连接方式是通过铝制安装架将上层是检定单元通过螺栓固定在支架上，下层流水线穿过支架内部两者之间没有连接，上下层之间预留大于80CM的高度，以便流水线上的表箱能顺利通过。
所述的分拣系统管理模块，能控制工控设备进行表计在流水线上一系列的作业，同时将表计分拣结果上传至国家电网公司计量生产调度平台。
可根据需求可对检定单元进行纵向扩展或者对分拣流水线并联横向扩展，即横向增加基于物联网技术的计量器具回收分拣系统，各个模块之间为独立运行，并能够在线更换。
本发明所述的基于物联网技术的计量器具回收分拣系统不仅成本低、体积小、占地面积小，综合效率高，且可根据需求进行横向和纵向扩展。可应用于用于省级计量中心、县市级供电公司 、基层供电所的拆退表分拣需要。

Claims (1)

1.基于物联网技术的计量器具回收分拣系统，其特征在于,所述的基于物联网技术的计量器具回收分拣系统包括硬件设备、工控设备和分拣系统管理模块，所述的硬件设备包括上料流水线（1）、上料模块（2）、检定模块（3）、贴标分拣机（4）、下料区（5）、上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、图像识别装置（8）、检定上下料机械手（9）、检定下料区（10）、分拣汽缸（11）、装箱机械手（12）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、表箱输送线（17）、横轨（21）、滑轮（22）、螺丝（23）、铝制框架（24）;上料流水线（1）、表箱输送线（17）是由滚筒流水线组成，采用铝制安装架结构固定，上料流水线（1）、表箱输送线（17）下面设有底座, 如底座（20）用于支撑流水线，采用焊接或螺栓将底座和流水线固定在一起；即上料流水线（1）、表箱输送线（17）是基于底座采用焊接或螺栓将各自底座和流水线固定；上料流水线（1）与表箱输送线（17）相连接;分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、横移定位滑台（7）是由皮带流水线组成，采用铝制安装架结构固定，同样采用底座支撑流水线，并采用焊接或螺栓将底座和流水线固定在一起；流水线的框架材料均为铝型材质，分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）平行设在表箱输送线（17）一侧；上料机械手（6）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、装箱机械手（12）依次平行设在上料流水线（1）上方, 各个机械手可通过导轨沿与上料流水线（1）垂直方向移动进行分拣工作, 所述的检定装箱机械手（12）、上下料机械手（9）、上料机械手（6）通过两个滑轮,固定于铝制导轨框架上，滑轮是由电机驱动的，两条导轨固定于铝制框架（24）上；机械手臂固定于横轨（21）上，机械手的手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆，手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆，直臂传动结构为滚珠丝杆，整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动；上料流水线（1）上设上料模块（2）、检定模块（3）、图像识别装置（8）、下料区（5）, 所述的检定模块（3）、图像识别装置（8）焊接或螺栓连接装于铝型材质钣金上；上料机械手（6）设在上料流水线（1）上料模块（2）上方, 检定模块（3）、图像识别装置（8）设在上料流水线（1）中部区域, 下料区（5）设在上料流水线（1）上尾部区域;检定下料区（10）设在分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）一端, 检定下料区（10）设有贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）;所述的贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）为现有技术产品，其采用螺栓连接的方式固定在铝制安装架上；所述上料流水线（1）、上料模块（2）、上料机械手（6）、表箱输送线（17）、横移定位滑台（7）、检定上下料机械手（9）、检定模块（3）、检定下料区（10）、图像识别装置（8）、贴标分拣机（4）、分拣汽缸（11）、分拣暂存线（13）、合格表线（14）、不合格表线（15）、报废线（16）、装箱机械手（12）与工控设备通过双绞线连接；工控设备与检定模块（3）、图像识别装置（8）通过RS485线连接通信；工控设备与分拣系统管理模块通过以太网线连接通信；所述的分拣系统管理模块由数据服务器与应用服务器组成;通过分拣系统管理模块与国网营销业务系统对接，实现拆退表计的统一管理。
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