CN107342552B - 配网成套开关设备二次接线快速施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涉及配网成套开关设备数字化工厂生产过程，尤其是配网成套开关设备二次接线快速施工方法。其特征在于，包括如下步骤：1)按照产品应用场景要求和工艺规范，通过PC端专业软件，建立虚拟的成套开关设备柜体模型和虚拟的元器件定位模型，指定虚拟的元器件模型之间的线束路径，结合接线图生成线束加工代码和端子接线代码；2)将步骤1)中生成的线束加工代码，通过计算机辅助工艺过程软件CAPP的工艺路线和生产制造执行系统MES下达给线束自动加工设备。本发明可以有效提升成套开关设备二次接线的工作效率、工艺质量，使作业过程无纸化、数字化、透明化，进而降低对操作人员技能水平的依赖程度。

Description

配网成套开关设备二次接线快速施工方法

技术领域

本发明涉及一种涉及配网成套开关设备数字化工厂生产过程，尤其是配网成套开关设备二次接线快速施工方法。

背景技术

二次接线是配网成套开关设备生产过程中，非常重要且作业效率最低的工序之一，是目前制约成套开关设备生产效率的“瓶颈”环节。成套开关设备中二次接线的目的，是建立低电压的二次控制物理电路，满足开关设备内保护仪表装置、主令开关等测控器件，和真空断路器等执行器件，以及电流互感器、电压互感器、带电显示器等测量器件之间的电信号能稳定、准确的传递与交互，达到低电压控制高电压或小容量控制大容量的电气控制目的。

根据成套开关设备控制的对象和应用场合不同，每一台开关设备配置的元器件也不相同，这就使得二次接线复杂多变、非标作业。目前，如图4所示，配网成套开关设备生产企业针对二次接线采用的施工方法主要是：技术人员按照不同的控制对象和应用场景通过二维CAD绘制电气接线图和原理图，进而下发图纸指导车间作业人员依次进行选线、下线、套线号、压线鼻，最后将套上线号压接线鼻的聚录乙烯绝缘铜线绑扎成二次线束，然后作业人员按照接线图示意或要求，采用手动或电动螺丝刀，重复地一边识图一边做连接和紧固的动作，对于紧固力矩工艺的判定无法量化考核，全部依赖于接线人员的操作技能、经验和现场作业管理，导致现场作业管理和项目组织实施中二次接线的质量问题特别多。由此可见，这种传统二次接线做法存在问题：一是，业务流程复杂，人工作业效率低下且周期长；二是，对会识图的专业技术人员依赖程度较高，企业需要储备足够的二次接线熟练工；三是，接线工艺、质量不可控、过程数据不透明，缺乏定量考核等诸多不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，能够有效提升成套开关设备二次接线的工作效率、工艺质量，使作业过程无纸化、数字化、透明化，进而降低对操作人员技能水平的依赖程度。

一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

1)按照产品应用场景要求和工艺规范，通过PC端专业软件，建立虚拟的成套开关设备柜体模型和虚拟的元器件定位模型，指定虚拟的元器件模型之间的线束路径，结合接线图生成线束加工代码和端子接线代码；

2)将步骤1)中生成的线束加工代码，通过计算机辅助工艺过程软件CAPP的工艺路线和生产制造执行系统MES下达给线束自动加工设备，在设备端自动完成选线、下线、套线号、剥线皮、压接线鼻子的工艺，生成各种规格的单根成品线；

进一步地，将步骤1)中生成的端子接线代码通过软件转化为与端子号有对应关系的端子接线语音格式封装文件，然后通过生产制造执行系统MES的车间网络连同接线图，一并下达到带有辅助定位、捆绑线束功能和语音引导端子接线功能的智能化接线工装中；

3)利用上述智能化接线工装的辅助定位和捆绑功能，将步骤2)生成的成品线放入智能化接线工装工艺托线槽的线束架中与成套开关设备仪表门建立临时布局关系，进而通过预设固定间距的扎线带工艺槽导向作用对多根成品线进行捆绑，形成二次线束；

然后作业人员与智能化接线工装交互，获取到相配套的接线引导语音格式文件即前述的端子接线语音格式封装文件，或者在生产制造执行系统MES获取接线图，从而驱动智能化接线工装内的扬声器播报接线引导语音，或者在生产制造执行系统MES上显示接线图，作业人员根据该语音或者该接线图完成端子的二次接线；同时智能化接线工装实时采集端子二次接线扭紧力矩的实际值，并且与预设的工艺指标进行判定，根据判定结果发出相应的合格或者不合格的提示语音，从而进行力矩工艺的监控。

其中智能化接线工装包括仪表门固定架，在该仪表门固定架的上部设置有吸盘定位装置，在该吸盘定位装置的一端铰接有手柄，在该吸盘定位装置上设有吸垫从而能与成套开关设备仪表门配合以便锁定或者解除开关柜仪表门与接线工装的相对位置；在该吸盘定位装置下方设有至少一个工艺托线架，在每个工艺托线架上均设有线束槽，在该线束槽上设有至少一个与该线束槽垂直的扎线带工艺槽。

其中智能化接线工装包括电动螺丝刀，在该电动螺丝刀内设有扭矩测量与数字量输出装置，该扭矩测量与数字量输出装置通过智能化接线工装的控制器与生产制造执行MES系统连接从而进行通信。

本发明提供了一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，可以有效提升成套开关设备二次接线的工作效率、工艺质量，使作业过程无纸化、数字化、透明化，进而降低对操作人员技能水平的依赖程度。

本发明的有益效果还包括：提供了一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，通过二次开发将接线图转化并无纸化快速传递，同时配套研发了具备端子接线语音引导和扭矩监测功能，以及二次线束快速定位、预设捆绑、仪表门固定功能的接线工装，实现配网成套开关设备生产过程中无纸化、数字化、透明化的快速二次接线施工。与现有技术相比，改变了传统二次接线繁琐的施工流程、不完善的施工设备，和必须在成套开关设备和元器件实物或模型上凭经验一边看图纸一边接线的问题，简化和方便了现场作业，降低了对会识图作业人员依赖性，解决了接线工艺、质量一致性差的不足，从而，综合提高了配网成套开关设备二次接线的生产效率和工艺一致性。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图；

图2是本发明的接线工装局部示意图；

图3是本发明的接线工装局部示意图；

图4是背景技术中二次接线的施工流程图；

图5是本发明方法的二次接线施工流程图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2、3、5所示，本发明提供了一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，其包含如下步骤：

1)虚拟建模与线束代码生成。

按照不同类别成套开关设备产品，和客户对产品应用场景要求，以及二次接线的工艺(如：二次线束绑扎间距不得大于50mm；电流回路线不得小于4mm²/电压回路线不得小于1.5mm²；端子接线扭紧力矩不得小于1Nm等)，通过专业软件建立虚拟的成套开关设备柜体三维模型以及柜体内元器件定位安装三维模型，进而通过设计人员的设计意图进一步地确定元器件的连接关系，从而指定元器件模型之间的线束路径、连接类型(电流回路还是电压回路)、线鼻子类型、扭力矩预设等，最终由三维模型生成BOM清单(Bill of Materia)、原理图、接线图、线束加工代码和端子接线代码；

2)线束自动生成与代码转化。

步骤1)中生成BOM清单将传递给采购部门进行实物采购；同步地，生成的线束加工代码，通过CAPP工艺路线软件和生产制造执行MES系统的车间网络，下达给线束自动加工设备，进而在设备端代替人工自动完成选线(线径的粗细)、下线(线的长度)、套线号(线标识与端子标记)、剥线皮(二次线端头根据线鼻子规格切除一段线皮)、压接线鼻子(根据回路类型)等工艺作业形成不同规格的单根成品线；同步地，生成的端子接线代码通过软件转化为与接线端子号有对应关系的端子接线语音格式封装文件，通过生产制造执行MES系统车间网络，连同生成的接线图一并下达到接线工装中的工装控制器11和MES系统终端设备13中；

3)无纸化引导接线及力矩监控。

步骤2)中自动生成的二次线束，会通过车间物流系统，在当班作业任务执行之前配送到装配流水线工位2的物流区；作业人员在装配流水线工位2上用红外扫描枪扫描配网成套开关设备3上的物料条码，核对物流区二次线束与成套开关设备的是否有关联关系，若有关联关系，则触发接线工装上MES系统终端设备13、工装控制器11调取该二次线束对应的接线图和端子接线语音文件；

若无关联关系，则不触发相应接线图和语音；进而建立二次线束、成套开关设备、接线工装及图纸资料之间匹配关系，从而为作业人员快速接线提供条件。

首先，作业人员利用登高梯1将具备关联关系的二次线束与成套开关设备仪表门3建立临时空间布局关系和进行工艺捆绑。

具体做法是：操作仪表门固定架6上部设置的吸盘定位装置4一端铰接的手柄5，使吸盘定位装置4另一端的圆形硅胶吸垫与成套开关设备仪表门3吸合，从而锁定开关柜仪表门与接线工装的相对定位；进而调整工艺托线架10的位置，把线束扎线带9沿扎线带工艺槽8进行预敷设，保证扎线带横向距离为工艺要求的50mm,将二次线束放入工艺托线架10内部的线束槽7中调整相对位置，进一步地利用扎线带工艺槽8保证扎线带9两头凸起的便利条件对线束进行捆绑，根据仪表门上线束多少可以配置一个或多个工艺托线架10。

而后，作业人员与接线工装的工装控制器11和MES终端设备13进行交互，获取到相对固定和工艺捆绑完成的线束中端子接线语音和接线图开始接线，通过语音引导和工艺监控完成二次接线。

具体做法是：作业人员手持电动螺丝刀14，手指操作外设按键12，获取第一个接线端子的语音播报，如“In保护装置101端子接线线号：A630”和线束整体接线图，作业人员根据语音引导快速完成第一个端子的压接与扭紧动作；同步地，在扭紧接线的同时，电动螺丝内置的扭矩传感器也采集端子二次接线扭紧力矩的实际值，通过数字量输出功能与工艺控制器11交互，工艺控制器11中预设有工艺指标进行判定和并发出提示语音，如“In保护装置101端子接线完成”，和记录扭矩值，如“In保护装置101端子扭矩值1.02Nm”，从而做到力矩工艺监控，进而完成了第一个接线端子的接线动作。

同样地，作业人员听到第一个端子接线扭力矩符合提示语音，接着会听到第二个接线端子的语音播报，作业人员根据语音引导快速完成端子的压接与扭紧动作和力矩工艺监控，完成第二端子接线和听到第三个端子的接线语音，重复上述动作来完成所有端子接线。如在接线过程中作业人员未听清语音内容，可通过操作按键12上方的重复播报按键重复收听语音内容，直至完成接线。

本发明提供的一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，通过二次开发将接线图转化并无纸化快速传递，同时配套研发了具备端子接线语音引导和扭矩监测功能，以及二次线束快速定位、预设捆绑、仪表门固定功能的接线工装，实现配网成套开关设备生产过程中无纸化、数字化、透明化的快速二次接线施工。

与现有技术相比，改变了传统二次接线繁琐的施工流程、不完善的施工设备，和必须在成套开关设备和元器件实物或模型上凭经验一边看图纸一边接线的问题，简化和方便了现场作业，降低了对会识图作业人员依赖性，解决了接线工艺、质量一致性差的不足，从而，综合提高了配网成套开关设备二次接线的生产效率和工艺一致性。

Claims (3)

1.一种配网成套开关设备二次接线快速施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按照产品应用场景要求和工艺规范，通过PC端专业软件，建立虚拟的成套开关设备柜体模型和虚拟的元器件定位模型，指定虚拟的元器件模型之间的线束路径，结合接线图生成线束加工代码和端子接线代码；

2）将步骤1）中生成的线束加工代码，通过计算机辅助工艺过程软件CAPP的工艺路线和生产制造执行系统MES下达给线束自动加工设备，在设备端自动完成选线、下线、套线号、剥线皮、压接线鼻子的工艺，生成各种规格的单根成品线；

进一步地，将步骤1）中生成的端子接线代码通过软件转化为与端子号有对应关系的端子接线语音格式封装文件，然后通过生产制造执行系统MES的车间网络连同接线图，一并下达到带有辅助定位、捆绑线束功能和语音引导端子接线功能的智能化接线工装中；

3）利用上述智能化接线工装的辅助定位和捆绑线束功能，将步骤2）生成的成品线放入智能化接线工装工艺托线槽的线束架中与成套开关设备仪表门建立临时布局关系，进而通过预设固定间距的扎线带工艺槽导向作用对多根成品线进行捆绑，形成二次线束；

然后作业人员与智能化接线工装交互，获取到相配套的接线引导语音格式文件即前述的端子接线语音格式封装文件，或者在生产制造执行系统MES获取接线图，从而驱动智能化接线工装内的扬声器播报接线引导语音，或者在生产制造执行系统MES上显示接线图，作业人员根据该语音或者该接线图完成端子的二次接线；同时智能化接线工装实时采集端子二次接线扭紧力矩的实际值，并且与预设的工艺指标进行判定，根据判定结果发出相应的合格或者不合格的提示语音，从而进行力矩工艺的监控。

2.如权利要求1所述的配网成套开关设备二次接线快速施工方法，其特征在于：其中智能化接线工装包括仪表门固定架，在该仪表门固定架的上部设置有吸盘定位装置，在该吸盘定位装置的一端铰接有手柄，在该吸盘定位装置上设有吸垫从而能与成套开关设备仪表门配合以便锁定或者解除开关柜仪表门与接线工装的相对位置；在该吸盘定位装置下方设有至少一个工艺托线架，在每个工艺托线架上均设有线束槽，在该线束槽上设有至少一个与该线束槽垂直的扎线带工艺槽。

3.如权利要求1所述的配网成套开关设备二次接线快速施工方法，其特征在于：其中智能化接线工装包括电动螺丝刀，在该电动螺丝刀内设有扭矩测量与数字量输出装置，该扭矩测量与数字量输出装置通过智能化接线工装的控制器与生产制造执行系统MES连接从而进行通信。