CN108526044B - 一种高效柔性变压器自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效柔性变压器自动测试设备，它解决了现有技术中更换型号用时很长，不适合多品种、小批量生产的问题，具有能够快速切换型号、可同时对多个变压器进行多个项目的测试，自动对不合格品进行分类筛选的效果；其技术方案为：包括回转机构、快换式探针机构、移动测试机构和卸料机构，回转机构包括安装有多个工装板的回转盘和具有多个下压机构的固定盘；快换式探针机构对转动至对应位置的待测产品进行测试；移动测试机构包括同步带机构带动的移动探针板；卸料机构，包括X轴模组和安装于X轴模组一侧的Z轴模组，Z轴模组侧面具有防撞机构；X轴模组和Z轴模组带动卸料机械手吸取产品，由控制系统控制对产品进行分类处理。

Description

一种高效柔性变压器自动测试设备

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其涉及一种高效柔性变压器自动测试设备。

背景技术

自动测试代替人工测试是电子变压器行业保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本非常重要的一环。电子变压器成品测试项目一般要进行耐压测试、层间测试、综合参数测试等项目的测试。

现在变压器测试一般使用人工测试，由操作工操作耐压测试仪、层间测试仪和综合测试仪分别进行耐压测试、层间测试和综合参数测试，操作员工根据测试仪器的显示对测试结果进行判断，这种方式成本高、效率低、有漏测、误判的可能。

目前业内也有推出自动测试设备，分为多工位回转式和多工位直线组合式两种，但是现在面世的这两种自动测试设备，都存在更换型号用时很长，适合于少品种、大批量的生产，但不适合多品种，小批量。可以多工位同时测试，但单工位只能测试一只产品，测试效率低，有的自动测试机使用定制测试仪，可以实现单工位同时测试多只产品，但因为使用定制测试仪，成本比使用通用测试仪器高很多。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高效柔性变压器自动测试设备，其具有能够快速切换型号、更换治具，可同时对多个变压器进行多个项目的测试，自动对不合格品进行分类筛选的效果。

本发明采用下述技术方案：

一种高效柔性变压器自动测试设备，包括：

回转机构，包括安装有多个工装板的回转盘和具有多个下压机构的固定盘，使用时下压机构用于固定放置于工装板上部的待测产品；

快换式探针机构，分布于回转机构周向外侧，对转动至对应位置的待测产品进行测试；

移动测试机构，包括同步带机构带动的移动探针板，用于对待测产品的移动测试；

卸料机构，完成测试后的卸料操作，包括X轴模组和安装于X轴模组一侧的Z轴模组，Z轴模组侧面具有防撞机构；X轴模组和Z轴模组带动卸料机械手吸取产品，由控制系统控制对产品进行分类处理。

进一步的，所述回转盘安装于平台型桌面分割器上部，平台型桌面分割器由减速交流电机驱动；

所述回转盘周向固定多个定位支架，定位支架上侧固定工装板，工装板上部具有磁铁，工装板一端设置限位块。

进一步的，所述下压机构包括设于固定盘侧面的下压气缸，下压气缸连接压板。

进一步的，所述快换式探针机构包括滑台气缸，滑台气缸顶部通过定位块连接探针板；

所述定位块包括上定位块和下定位块，探针板安装于上定位块和下定位块之间，上定位块通过销轴连接旋转压块，旋转压块一侧具有T型螺杆。

进一步的，所述快换式探针机构的上部具有磁芯探针板快换机构，所述磁芯探针板快换机构包括三轴气缸和磁芯探针板，磁芯探针板通过定位块与三轴气缸相连，定位块上侧通过弹簧和压块连接T型螺杆。

进一步的，所述移动测试机构还包括保护罩，保护罩的底部具有直线导轨，移动探针板的底部安装滑动气缸，滑动气缸通过其侧面的安装架与所述直线导轨滑动连接。

进一步的，所述卸料机械手通过滑块与Z轴模组相连，所述滑块内部设有直线轴承，直线轴承的上部具有弹簧，滑块通过轴承、弹簧与Z轴模组中的导杆相连。

进一步的，所述滑块一侧固定防撞传感器，Z轴模组一侧具有防撞传感器感应片。

进一步的，所述卸料机械手包括多个并排安装的卸料气缸，卸料气缸的底端设置磁铁，磁铁下侧设置吸板。

进一步的，还包括不良品收纳盒，所述不良品收纳盒根据产品不良种类划分多格。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明能够适应几乎所有结构高低频变压器，可实现快速更换结构，测试过程为全自动；能够对不良品自动筛选分类放置，安全避免了人为因素，同时进行多工位多只产品的精准测试，实现了变压器的高效柔性生产；

(2)本发明的高精度桌面型分割器由减速交流电机驱动，旋转速度可调，分度精准，保证了工装与测试工作站的准确对应；

(3)本发明的卸料机械手采用磁力吸盘结构，能够快速更换型号，更换时，打开盖板将吸板从槽中拉出，将新的吸板插入，盖上盖板即完成吸板更换；

(4)本发明卸料机械手安装防撞机构，当机械手与其它机械机构或产品发生撞击时，卸料机械手会发生上移，防撞传感器感应到防撞传感器感应片，发出停止移动信号，机械手停止动作，避免因撞击造成的损失。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的整体结构图；

图3为本发明的回转机构结构示意图；

图4为本发明的工装板快换机构结构示意图；

图5为本发明的测试工作站1治具快换探针机构结构示意图；

图6为本发明的测试工作站2、4的治具快换探针机构结构示意图；

图7为本发明的移动测试机构结构示意图；

图8为本发明的卸料机构结构示意图；

图9为本发明的防撞机构结构示意图；

其中，1-产品感知传感器；2-机架；3-测试工作站；4-快速接插端子盒；5-回转机构；6-人机界面；7-移动测试机构；8-卸料机构；9-不良品收纳盒；10-平台桌面型分割器；11-工装板支架；12-回转盘；13-下压机构；14-固定盘；15-工装板；16-磁铁；17-待测产品；18-限位块；19-快速扳手；20-压板；21-下压气缸；22-第一安装架；23-滑台气缸；24-下定位块；25-第一弹簧；26-探针板压板；27-T型螺杆；28-L型旋转压块；29-销轴；30-上定位块；31-探针板；32-测试探针；33-第一调节板；34-第二调节板；35-安装板；36-第三调节板；37-第四调节板；38-三轴气缸；39-定位块；40-压块；41-第二弹簧；42-磁芯探针板；43-直线导轨；44-移动探针板；45-调节座；46-同步轮；47-保护罩；48-同步带；49-旋转压块；50-上定位块；51-下定位块；52-第二安装架；53-步进电机；54-底板；55-伺服电机；56-X轴模组；57-支架；58-盖板；59-吸板；60-安装板；61-防撞机构；62-伺服电机；63Z轴模组；64-卸料气缸；65-磁铁；66-防撞传感器；67-防撞传感器感应片；68-导杆；69-第三弹簧；70-直线轴承；71-滑块；72-卸料机械手。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在更换型号用时很长，不适合多品种、小批量生产的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种高效柔性变压器自动测试设备。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图9所示，提供了一种高效柔性变压器自动测试设备，其为对电子变压器装配完成品的品质参数进行自动测试、筛选的设备，包括机架2、回转机构5、快换式探针机构、磁芯探针板快换机构、移动测试机构7、卸料机构8和控制系统。

机架2为框架结构，在机架2中部安装一个支撑平台，支撑平台的中心位置安装回转机构5，回转机构5的周向外侧划分一个上料工作站、多个测试工作站3和一个卸料工作站。

所述测试工作站可以为1～5个。

优选地，所述测试工作站3有5个，即：测试工作站1、测试工作站2、测试工作站3、测试工作站4、测试工作站5；上料工作站、5个测试工作站和卸料工作站呈圆周形分布。

所述支撑平台上还设置快速接插端子盒4和多个产品感知传感器1。

如图3和图4所示，所述回转机构包括高精度平台桌面型分割器10、回转盘12和固定盘14，所述平台桌面型分割器10安装于回转盘12底部，由减速交流电机驱动，其旋转速度可调、分度精准，保证了工装与测试工作站3的准确对应。

所述固定盘14安装于回转盘12上部，其中，回转盘12转动，固定盘14不动。

所述回转盘12的周向外侧固定多个工装板15，工装板15的数量可根据实际加工要求确定。

优选地，所述工装板15有8个，每个工装板15在回转机构5的带动下对应不同工作站；如图1所示。

所述工装板15固定于定位支架11上部，定位支架11通过快速扳手19与回转盘12固定；所述定位支架11为矩形框结构，且矩形框内部设置多根用于支撑工装板15的支撑杆。

工装板15的上表面具有多个产品放置槽，工装板15一侧设置限位块18，工装板15上表面靠近边缘位置设有磁铁16。

优选地，每个工装板15具有三个产品放置槽。

扳起快速扳手19，将工装板15放入定位支架11中，扳下快速扳手19，即完成工装板15的安装；拆下工装板15只需扳起快速扳手19，就可以直接取下工装板15，磁铁16起辅助定位作用。

所述固定盘14的周向外侧固定多个下压机构13，所述下压机构13包括下压气缸21和压板20，压板20呈长条形，压板20的顶部与下压气缸21的伸缩端固定连接；所述下压气缸21垂直于固定盘14安装。

实际测试时，压板20下降压住产品，限位块18限制压板20直接压到产品，起到保护的作用；滑台气缸23推动探针板31上升，测试探针32接触到产品引脚，控制器启动测试仪进行测试。

测试工作站1为上料工作站的下一工位，测试工作站1安装快换式探针机构，如图5所示，包括滑台气缸23、定位块和探针板31，滑台气缸23通过第一安装架22固定于机架2的支撑平台上，滑台气缸23的伸缩端通过定位块与探针板31相连。

所述定位块包括上定位块30和下定位块24，下定位块30呈U型，探针板31呈T型，探针板31卡持于下定位块24中，下定位块24的两侧具有第一弹簧25，第一弹簧25的上部设置压板26，压板26上部设置上定位块30。

所述上定位块30的侧面具有U型开口，U型开口内通过销轴29连接L型旋转压块28，L型旋转压块28中有T型螺杆27穿过。

通过将探针板31插入下定位块24，旋转180度左右锁紧T型螺杆27，即可压紧探针板31，探针板31上安装有磁铁，可以使探针板31轻松定位；需要卸下探针板31时，T型螺杆27逆时针旋转180度，即可松开并取出探针板31。

测试工作站2和测试工作站4的治具快换探针机构包括上述快换式探针机构和磁芯探针板快换机构，所述磁芯探针板快换机构包括三轴气缸38、定位块39和磁芯探针板42，磁芯探针板42上具有测试探针。

快换式探针机构的第一安装架22后侧设有垂直设置的第一调节板33，第一调节板33一侧通过依次铰接的第二调节板34、第三调节板36、第四调节板37连接安装板35，安装板35上部固定三轴气缸38。

所述三轴气缸38的伸缩端通过定位块39连接磁芯探针板42，定位块39沿与三轴气缸38平行连接的中心位置具有安装槽，定位块39与安装槽相垂直一侧具有安装孔，磁芯探针板42插入安装槽后，通过设于安装孔内的第二弹簧41及压块40与T型螺杆27连接。

所述压块40呈圆柱形，其内部具有通孔；T型螺杆27依次穿过压块40和第二弹簧41。

磁芯探针板42的快换只需将磁芯探针板42插入定位块39，旋转180度左右锁紧T形螺母27，即可压紧磁芯探针板42。

磁芯探针板42上安装有磁铁，可以使磁芯探针板42轻松定位，需要卸下磁芯探针板42时，T形螺母27逆时针旋转180度，即可松开并取出磁芯探针板42。

移动测试机构7设置于测试工作站3和测试工作站5位置，如图7所示，包括保护罩47、同步带机构和移动探针板44，保护罩47的一侧开口，其底部安装底板54，底板54的上部安装直线导轨43，直线导轨43与第二安装架52滑动连接，第二安装架52的侧面固定滑台气缸23。

所述滑台气缸23的上部通过上定位块50、下定位块51、旋转压块49等固定移动探针板44，其具体连接关系与上述快换探针机构类似，此处不再赘述。

同步带机构由步进电机53带动，保护罩47内部通过两个同步轮46连接同步带48，同步带48的下侧具有调节松紧的调节座45。

对于测试时间很短(少于1秒)的项目安排在测试站工作3及测试工作站5，使用移动测试的方式对产品进行逐个测试，步进电机53通过同步带48带动移动探针板44在直线导轨43上移动，移动坐标由程序控制，移动到工装板15下方对应位置，移动探针板44上升接触产品引脚，启动测试仪，对产品进行逐个测试。

卸料机构8固定卸料工作站位置，如图8和图9所示，卸料机构8包括X轴模组56、Z轴模组63、防撞机构61和卸料机械手72，X轴模组56的底部通过支架57安装于支撑平台上部，X轴模组56由伺服电机55带动。

X轴模组56一侧设有Z轴模组63，Z轴模组63由伺服电机62带动；Z轴模组63侧面通过防撞机构61连接卸料机械手72。

Z轴模组63侧面滑动连接有滑动框，滑动框的内侧具有两个导杆68，其通过导杆68与安装在卸料机械手72侧面的滑块71相连；且导杆68外侧套设第三弹簧69，第三弹簧69底部设置直线轴承10；第三弹簧69和直线轴承70位于滑块71内部。

所述滑块71一侧安装防撞传感器66，滑动框与滑块71同一侧安装有防撞传感器感应片67；卸料机械手72在移动时，因为手工调试失误或其它原因导致机械手与其它机械机构或产品发生撞击时，卸料机械手72会发生上移，此时防撞传感器66感应到防撞传感器感应片67，发出停止移动信号，机械手停止动作，避免因撞击造成的损失。

所述卸料机械手72包括三个卸料气缸64，卸料气缸64通过安装板60与Z轴模组63固定；卸料气缸64底部连接安装框，安装框侧面具有可拆卸的盖板58，安装框内侧顶部具有磁铁65，安装框底部的槽中具有与磁铁65对应的吸板59。

对于大多数电子变压器，平板式的吸板59都可以应对，少数比较特殊的产品需要更换吸板59，更换时，打开盖板58将吸板从槽中拉出，将新的吸板59插入，盖上盖板58即完成吸板59更换。

当产品经过测试工作站1、2、3、4、5的测试，旋转至卸料工位，卸料机械手72由X模组56和Z模组63带动，移动到产品上方，移动坐标由程序控制，由伺服电机62驱动，卸料气缸64下降，卸料磁铁65将产品吸在吸板59上，由程序控制对产品进行分类处理。

不合格品放入对应不良品收纳盒9，不良品收纳盒9安装于机架2的侧面；不良品收纳盒9分为三格，设定为耐压不良、层间不良、综合参数不良三种不良分类，合格品放到生产流水线流到下一生产工序，卸料时，卸料机械手72移动到目标上方，卸料气缸64上升，吸板59磁力消失，产品落在不良品收纳盒9内或生产流水线上。

不良品收纳盒9上部具有人机界面6，所述人机界面6为HMI人机界面；控制系统采用PLC可编程控制器。

本申请的工作过程为：

工作时，由操作员工将待测产品引脚朝下放入工装板15定位孔内，可以放3只，也可以放1只或2只，产品感知传感器1感知工装板15上对应产品，各测试工作站只针对实际有产品工装位进行测试，对无产品工装位不进行测试，这样一方面保证了自动统计数据的准确性，另一方面提高了生产效率。

放置好产品，按启动键启动设备，由可调速交流减速电机驱动平台型分割器带动回转盘12旋转一个工位，产品随工装板15旋转到测试工作站1，进行第一个测试项目的测试，同时操作员工在第二个工装板15上继续摆放待测产品。

测试工作站1测试时，首先由下压气缸21带动压板20压到限位块18上，限制产品测试时向上的自由度；然后，滑台气缸23带动探针板31上升，测试探针32接触产品引脚，测试仪自动启动进行测试，测试结果送至上位机。

测试完毕，回转盘12再次旋转一个工位，测试工作站1和测试工作站2同时进行测试，以此类推，进行测试工作站1、2、3、4、5的测试。

当产品旋转至卸料工作站，卸料机构8由X模组56和Z模组63带动卸料机械手72吸取产品由上位机控制对产品进行分类处理，不合格品放入对应不良品收纳盒9，合格品放到生产流水线流到下一生产工序。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，包括：

回转机构，包括安装有多个工装板的回转盘和具有多个下压机构的固定盘，使用时下压机构用于固定放置于工装板上部的待测产品；

快换探针机构，分布于回转机构周向外侧，对转动至对应位置的待测产品进行测试；

移动测试机构，包括同步带机构带动的移动探针板，用于对测试时间很短的项目待测产品的移动测试；

卸料机构，完成测试后的卸料操作，包括X轴模组和安装于X轴模组一侧的Z轴模组，Z轴模组侧面具有防撞机构；X轴模组和Z轴模组带动卸料机械手吸取产品，由控制系统控制对产品进行分类处理；

所述快换探针机构包括快换式探针机构和磁芯探针板快换机构，所述快换式探针机构设置在上料工作站的下一工位的测试站上；

所述快换式探针机构包括滑台气缸、定位块和探针板，滑台气缸顶部通过定位块连接探针板，定位块包括上定位块和下定位块，安装于上定位块和下定位块之间的探针板上有磁芯探针，上定位块通过销轴连接旋转压块，旋转压块一侧具有能旋转180度的T型螺杆；

所述快换式探针机构的上部具有磁芯探针板快换机构，所述磁芯探针板快换机构包括三轴气缸和磁芯探针板，磁芯探针板通过定位块与三轴气缸相连，定位块上侧通过弹簧和压块连接能旋转180度的T型螺杆；

所述卸料机械手通过滑块与Z轴模组相连，所述滑块内部设有直线轴承，直线轴承的上部具有弹簧，滑块通过轴承、弹簧与Z轴模组中的导杆相连；

所述滑块一侧固定防撞传感器，Z轴模组一侧具有防撞传感器感应片。

2.根据权利要求1所述的一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，所述回转盘安装于平台型桌面分割器上部，平台型桌面分割器由减速交流电机驱动；

所述回转盘周向固定多个定位支架，定位支架上侧固定工装板，工装板上部具有磁铁，工装板一端设置限位块。

3.根据权利要求1所述的一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，所述下压机构包括设于固定盘侧面的下压气缸，下压气缸连接压板。

4.根据权利要求1所述的一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，所述移动测试机构还包括保护罩，保护罩的底部具有直线导轨，移动探针板的底部安装滑动气缸，滑动气缸通过其侧面的安装架与所述直线导轨滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，所述卸料机械手包括多个并排安装的卸料气缸，卸料气缸的底端设置磁铁，磁铁下侧设置吸板。

6.根据权利要求1所述的一种高效柔性变压器自动测试设备，其特征在于，还包括不良品收纳盒，所述不良品收纳盒根据产品不良种类划分多格。