CN109975652A - 故障指示器智能化全自动流水线系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障指示器智能化全自动流水线系统及方法，包括：故障指示器采集单元检测流水线体，用于分别将所述汇集单元运入和运出故障指示器采集单元检测流水线体的上料机器人和下料机器人以及用于对采集单元进行开卡扣操作的开卡扣机器人。本发明有益效果：本发明故障指示器检测流水线能够满足国网运检部对故障指示器到货全检的要求，为落实国家电网公司关于加强配电网建设管理的系列部署，全面启动“一流配电网”建设管理工作，切实提高配电网发展质量和效率效益，为争创“四个最好”、率先全面建成“一强三优”现代企业提供坚强支撑。

Description

故障指示器智能化全自动流水线系统及方法

技术领域

本发明属于故障指示器智能检测技术领域，尤其涉及一种故障指示器智能化全自动流水线系统及方法。

背景技术

随着配网自动化的发展，配电自动化各类终端的应用越来越多。故障指示器作为一种配电自动化终端，功能更加强大，性能要求更高，应用规模也越来越大。由于故障指示器的生产厂家较多，终端的质量、不同现场环境的适应性等存在较大的不确定性；快速可靠的检测即将应用于现场的故障指示器设备，对于提升配电线路故障定位项目的建设质量、保障运行管理，具有重要意义。

山东电科院作为区域检测中心，每年检测的终端数量十分庞大，单纯依靠人工进行逐台设备的检测，存在人工检测能力欠缺，检测人员不足，检测准确率低的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种故障指示器智能化全自动流水线系统及方法，该系统及方法依托先进的全自动检测流水线技术，实现故障指示器的全自动上料，检测，下料等全过程智能化管控，实现低人工情况下的高效能全自动检测，满足国网运检部对配电终端检测质量和检测能力的全面要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种故障指示器智能化全自动流水线系统，包括：故障指示器采集单元检测流水线体，用于分别将所述汇集单元运入和运出故障指示器采集单元检测流水线体的上料机器人和下料机器人以及用于对采集单元进行开卡扣操作的开卡扣机器人。

进一步地，在所述故障指示器采集单元检测流水线体上分别设置开卡扣平台和用于检测所述采集单元的检测架；所述开卡扣机器人在开卡扣平台上对所述采集单元进行开卡扣操作后，将所述采集单元放入所述检测架进行检测。

进一步地，所述检测架包括：支撑结构、固定在支撑结构顶端的电流走向线、固定在支撑结构底端的用于进行外观查验的摄像头。

进一步地，所述开卡扣平台上分别设置采集单元二次定位装置和开卡扣装置；

所述开卡扣装置包括：固定平台、气动滑轨和开卡扣支架；

所述开卡口支架包括：滑动支架和固定支架；所述滑动支架一端固定在固定平台上，另一端与气动滑轨连接；所述滑动支架的两端分别连接固定支架；

所述气动滑轨带动与其连接的滑动支架一端左右移动，当移动所述滑动支架两端距离最近时，连接在滑动支架两端的固定支架对接。

进一步地，所述开卡扣机器人包括开卡口夹具；

所述开卡口夹具包括：采集单元托口和反指夹具；所述采集单元托口两端分别与反指夹具连接；所述反指夹具通过气缸驱动；

所述反指夹具包括：分别固定在采集单元托口两端的第一移动滑块和第二移动滑块，所述第一移动滑块固定在手指气缸一端，所述第一移动滑块通过第一弯头连接第一反指夹具；

所述第二移动滑块固定在手指气缸另一端，所述第二移动滑块通过第二弯头连接第二反指夹具。进一步地，故障指示器智能化全自动流水线系统还包括：用于检测故障指示器汇集单元的故障指示器汇集单元检测流水线体。

进一步地，所述故障指示器汇集单元检测流水线体上设置模拟光照房，所述模拟光照房内能够模拟太阳光照，用于为汇集单元的太阳能电池板充电。

进一步地，所述模拟光照房外壁采用不透光的有机氧化玻璃，模拟光照房内部设置卤素灯，模拟太阳光垂直于太阳能电池板90度的直射面进行补光；所述模拟光照房设有通风散热系统。

进一步地，故障指示器汇集单元检测流水线体还包括：来料托盘；所述来料托盘放置至少一套故障指示器，每一套故障指示器包括一个汇聚单元和三个采集单元；所述汇聚单元和采集单元分别放置。

进一步地，在所述故障指示器汇集单元检测流水线体上分别设置用于定位来料托盘的上料定位平台和下料定位平台。

进一步地，故障指示器智能化全自动流水线系统还包括：机器人地轨，所述上料机器人、下料机器人和开卡扣机器人均沿着所述机器人地轨上运动。

进一步地，故障指示器智能化全自动流水线系统还包括：用于标记不合格产品的不合格标记机构。

进一步地，所述不合格标记机构采用自动贴标机对不合格品进行贴标识别。

本发明公开了一种故障指示器智能化全自动流水线系统的工作方法，包括：

(1)将装有采集单元和汇集单元的来料托盘放到流水线上，托盘运动到流水线上料定位处；

(2)上料机器人通过视觉系统校正采集单元角度、位置，然后抓取采集单元放置到开卡扣平台二次定位平台；

(3)开卡扣机器人抓取开卡扣平台上的采集单元，然后与开卡扣平台上的开卡扣装置互相配合，完全打开采集单元的卡扣并保持住，开卡扣机器人再将采集单元放置到检测架线圈上，开卡扣机器人松开卡扣，采集单元完全挂放至线圈上；

(4)重复上述过程直到将来料托盘上的所有采集单元放置到检测架线圈上；

(5)汇集单元流水线将载有汇集单元的来料托盘输送至模拟光照房内进行补光充电；

(6)按照国网运检部到货全检的规范开始对故障指示器进行批量全自动检测。

(7)检测完成后，汇集单元流水线将托盘运送至流水线下料定位平台，机器人根据检测设备检测结果，对不合格品进行贴标签标记；将采集单元按照抓取时的顺序再放回托盘原位置，以实现采集单元与汇集单元的匹配。

进一步地，所述开卡口机器人上安装有开卡扣夹具，其抓取采集单元后移动到两个固定支架中间，移动滑动支架，确保固定支架串入采集单元电磁环内；开卡口机器人将采集单元进行下拉，同时打开采集单元的卡扣和电磁环，开卡扣夹具上的第一反指夹具拉紧电磁环和卡扣，并保持打开状态，由此完成开卡扣操作。

本发明有益效果：

本发明故障指示器检测流水线能够满足国网运检部对故障指示器到货全检的要求，为落实国家电网公司关于加强配电网建设管理的系列部署，全面启动“一流配电网”建设管理工作，切实提高配电网发展质量和效率效益，为争创“四个最好”、率先全面建成“一强三优”现代企业提供坚强支撑。

本发明设置专门的机器人夹具和开卡口装置，实现了对采集单元的自动挂件和检测。设置模拟光照房，对汇集单元太阳能光照板模拟光照照射，以补充电量，方便后续检测的正常进行。

利用智能生产制造技术，采用工业机器人与工装流水线相结合的方式，结合全自动的配电终端检测平台和故障指示器检测平台，实现各类配电终端的全自动运输，上料，插线，检测，下线，存储等全过程智能化管控。通过智能仓储的建设，实现在不需要人工干预的前提下满足7*24小时的连续全自动检测，实现检测过程的全程无人化，满足当前人工不足，检测质量与标准高，检测能力较高的需求。

通过全自动检测流水线的建设，每天按8小时的工作时间，每天可全自动检测故障指示器240套；全年可检测故障指示器56000套，满足山东省配电自动化终端检测中心作为区域检测中心对检测能力与检测质量的总体要求。根据检测任务量的需求，可调节工作时间，以满足对检测能力的要求。

附图说明

图1为本发明故障指示器智能化全自动流水线结构示意图；

图2为本发明来料托盘结构示意图；

图3为本发明故障指示器汇集单元检测流水线体结构示意图；

图4为本发明模拟光照房结构示意图；

图5为开卡扣平台示意图；

图6为本发明开卡扣机器人上设置的机器人夹具结构示意图；

图7为本发明采集单元检测架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明公开了一种故障指示器智能化全自动流水线系统，如图1所示，包括：故障指示器采集单元检测流水线体，故障指示器汇集单元检测流水线体，用于分别将采集单元运入和运出故障指示器采集单元检测流水线体的上料机器人和下料机器人以及用于对采集单元进行开卡扣操作的开卡扣机器人。

本发明实施能够实现多套故障指示器的同时检测，提高了工作效率。

故障指示器由采集单元和汇集单元两部分组成，因此设置来料托盘，来料托盘中能够同时放置多套故障指示器，每一套故障指示器包括一个汇聚单元和三个采集单元；并且，汇聚单元和与其匹配的采集单元分别对应放置。

本发明实施例中采用的来料托盘如图2所示，包括了：设置在中间位置的四个汇集单元放置模块，以及分别设置在两端部的与每一个汇集单元放置模块相对应的十二个采集单元放置模块，一个汇聚单元放置模块对应三个采集单元放置模块。

故障指示器智能化全自动流水线系统采用滚筒线传送、皮带传送、链条传送或者其他传送形式对来料进行传送。本发明实施例中，优选滚筒线的形式进行传送。

如图3所示，滚筒线体上分别设置用于定位来料托盘的上料定位平台和下料定位平台；在故障指示器汇集单元检测流水线体上还设置模拟光照房，模拟光照房的结构如图4所示，模拟光照房能够模拟太阳光照，给汇集单元太阳能电池板做充电作用，光源无特殊要求。

模拟光照房主体支撑是铝型材，外壁采用的是黑色的有机氧化玻璃，配合4个大功率的卤素灯模拟太阳光垂直于太阳能面板90度的直射面进行补光，考虑到长时间的光照导致温度过高又配备了通风散热系统保证光照房的稳定。

如图5所示，故障指示器采集单元检测流水线体上开卡扣定位平台，开卡扣定位平台上设置录波型故障录波器采集单元二次定位机构、外施型故障录波器采集单元二次定位机构以及开卡扣装置；

开卡扣装置包括气动滑轨和开卡扣支架。开卡扣支架包括：固定支架和滑动支架；滑动支架一端固定在固定平台上，另一端与气动滑轨连接；滑动支架的两端分别连接固定支架；

气动滑轨带动与其连接的滑动支架一端左右移动，当移动至滑动支架两端距离最近时，连接在滑动支架两端的固定支架能够实现对接。

固定平台与气动滑轨、固定支架、滑动支架采用螺丝机械固定连接。滑动支架与滑轨采用不固定连接，滑动支架可在滑轨上平滑移动，由气缸进行动力推动。

来料托盘在滚筒线体上传送，至上料定位平台处定位，上料机器人夹取采集单元放置到开卡扣平台上相应的二次定位机构上；开卡扣时，滑动支架移动到平台最右侧，开卡扣机器人上安装有开卡扣夹具，其抓取采集单元后移动到两个固定支架中间，气动滑轨再移动到左侧确保固定支架串入采集单元电磁环固定的一侧卡扣内；开卡扣机器人将采集单元进行下拉，同时打开采集单元的卡扣和电磁环，开卡扣夹具上的第一反指夹具拉紧卡扣，并保持打开状态；再采用相同的方式，打开采集单元另一侧卡扣，并保持打开状态，由此完成开卡扣。

本发明对开卡口机器人的开卡扣夹具进行了特别的设计，其结构如图6所示，包括：采集单元托口和反指夹具；采集单元托口两端分别与反指夹具连接；反指夹具通过气缸驱动。

反指夹具包括：分别固定在采集单元托口两端的第一移动滑块和第二移动滑块，第一移动滑块固定在手指气缸一端，第一移动滑块通过第一弯头连接第一反指夹具；第二移动滑块固定在手指气缸另一端，第二移动滑块通过第二弯头连接第二反指夹具。

开卡扣时，第一移动滑块和第二移动滑块在手指气缸的驱动下向相反的方向移动，使得第一反指夹具和第二反指夹具拉开一定的空间；故障录波器采集单元卡扣连同电磁环进入到该空间内，移动滑块向内侧方向移动，同时第一反指夹具和第二反指夹具扣住卡扣的两侧并保持。

夹具底座连接盘用以实现各部件的整体组装，并实现与机器人机械手臂的连接。手指气缸用于进行反指夹具的推动和释放。第一反指夹具用于进行采集单元外卡扣和一侧内卡扣的固定和释放，第二反指夹具用于另一侧内卡扣的固定与释放。采集单元托口用于固定采集单元，以实现自动开卡扣。各部件采用螺丝进行机械固定连接。工作原理：夹具夹住采用单元后移动到开卡扣支架，使得卡扣穿过固定支架，并下拉，以实现外扣的打开，第一反指夹具固定住外卡扣。再以同样的原理打开内卡扣并固定保持住。机器人移动夹具到检测架上，依次放到两个反指夹具，可实现采集单元的自动挂接。

检测架的结构如图7所示，包括：结构支撑，测试电流走向线，绝缘保护套和外观查验摄像头；

检测架线圈上挂采集单元线段最低离地高度在1700mm左右。框架结构采用钢结构形式，结构牢固可靠、稳定扎实。框架与地面固定方式采用地脚螺栓固定。检测架强度保证在机器人上下料动作过程中没有晃动，检测架线圈固定结构稳定可靠，线圈外侧材料强度高，能承受采集单元频繁拉扯受力(最大200N)。三个线圈之间没有其他物件，防止(与)机器人夹具运动轨迹干涉。检测设备通断电可以控制，待机器人完成全部动作回安全位置后方可通电检测。

检测设备预留通讯接口，以便与远端控制中心进行通讯。另外，检测设备通断电可以控制，待机器人完成全部动作回安全位置后方可通电检测。

同时，来料托盘连同装载的汇集单元一起进入故障指示器汇集单元检测流水线体，在故障指示器汇集单元检测流水线体上设置模拟光照房，故障指示器汇集单元检测流水线体将托盘输送模拟光照房内，对汇集单元太阳能光照板模拟光照照射，以补充电量，方便后续检测的正常进行。检测完成后，汇集单元流水线将托盘输送至下料定位平台，定位来料托盘，等待下料机器人将检测好后的产品全部放置到原位置。

故障指示器智能化全自动流水线系统中设置了机器人地轨，实现上、下料机器人、开卡扣机器人的水平移动，扩大机器人的工作范围。基于此，本发明中的上料机器人和下料机器人可以采用一个机器人实现，只需在检测过程中，控制机器人沿着机器人地轨运动，在上料和下料位置处往返运动即可。

开卡扣机器人的作用是将采集单元从来料托盘中取出并放置到开卡口平台上的二次定位机构上，先进行采集单元的位置定位，以方便开卡扣夹具正确夹取，然后与开卡口装置配合实现开卡口操作，最后将采集单元挂在检测架的线圈上。

作为一种优选的实施方式，自动流水线的外围采用网格式围网。流水线的安全门(维护人员在维修时进出用)配置安全门锁，防止系统运行时人员进入。

本发明故障指示器检测流水线工艺流程主要包括以下步骤：

(1)AGV小车将装满采集单元和汇集单元的来料托盘(1个托盘放置4组故障指示器)放到滚筒线上，托盘运动到滚筒线上料定位处。

(2)上下料机器人通过视觉系统校正采集单元角度、位置，然后抓取采集单元放置开卡扣平台二次定位处。

(3)开卡扣机器人抓取开卡扣平台上的采集单元，然后与开卡扣平台上开卡扣装置互相配合，完全打开采集单元的卡扣并保持住，开卡扣机器人再将采集单元放置到检测架线圈上，弹簧卡扣保持机构退回，采集单元完全挂放至线圈上。

(4)循环上面动作，直到将来料托盘上的所有采集单元放置到检测架线圈上。

(5)汇集单元流水线将汇集单元的来料托盘输送至模拟光照房内进行补光充电。

(6)所有机器人退至安全区域，故障指示器检测平台按照国网运检部到货全检的规范开始对故障指示器进行功能与性能的批量全自动检测。检测规范中规定了针对采集单元和汇集单元要进行的检测项以及合格与不合格标准。

(7)检测完成后，汇集单元流水线将托盘运送至流水线下料定位平台，机器人根据检测设备检测结果，对合格器直接将采集单元放置到原位置，对不合格品进行贴标签标记后再放回原位置。由机器人的机械结构及操作顺序确保采集单元按照抓取时的顺序再放回托盘，以实现采集单元与汇集单元的匹配。

(8)下料机器人根据测试结果，将合格工件和不合格工件分别放置，AGV小车自动将检测完成的托盘运走入库存储。

上述检测完成后，系统根据检测结果自动生成测试报告。测试报告支持格式定制，对于需要人工参与的部分支持人工输入，自动生成报告支持人工编排与调整。报告可保存到word 文档或数据库，并提供查询功能,以便历史查询或数据比对。

每个检测工位检测完毕后，检测完成后，汇集单元流水线将托盘运送至流水线下料定位处，机器人根据检测设备检测结果，利用夹具夹紧采集单元下拉，便可将采集单元从检测架上取下，同时对合格品直接放置到原位置，对不合格品进行贴标签标记后再放回原位置。由机器人的机械结构及操作顺序确保采集单元按照抓取时的顺序再放回来料托盘原位置，以实现采集单元与汇集单元的匹配。

为实现故障指示器检测的自动化，系统提供全流程自动化管控软件，实现与流水线控制中心的通信与控制交互配合。流水线控制中心实现流水线上各工序及各工序上机器人的信息交互与控制。自动化测试控制中心实现与设备检测各功能模块检测结果的信息交互，同时实现与流水线控制中心的交互，以实现批量检测及流水线自动检测的全自动控制。

故障指示器检测平台可实现对故指全自动的功能和性能检测，功能检测主要实现实时数据处理功能检测、控制功能试验、历史数据处理功能检测、防抖功能检测、对时功能检测、相间短路故障检测、接地故障检测、录波功能检测、维护功能检测、规约一致性测试功能，性能检测主要包括输入输出及采样精度检测。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (15)

1.一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，包括：故障指示器采集单元检测流水线体，用于分别将所述汇集单元运入和运出故障指示器采集单元检测流水线体的上料机器人和下料机器人以及用于对采集单元进行开卡扣操作的开卡扣机器人。

2.如权利要求1所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，

在所述故障指示器采集单元检测流水线体上分别设置开卡扣平台和用于检测所述采集单元的检测架；所述开卡扣机器人在开卡扣平台上对所述采集单元进行开卡扣操作后，将所述采集单元放入所述检测架进行检测。

3.如权利要求2所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述检测架包括：支撑结构、固定在支撑结构顶端的电流走向线、固定在支撑结构底端的用于进行外观查验的摄像头。

4.如权利要求2所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述开卡扣平台上分别设置采集单元二次定位装置和开卡扣装置；

所述开卡扣装置包括：固定平台、气动滑轨和开卡扣支架；

所述开卡口支架包括：滑动支架和固定支架；所述滑动支架一端固定在固定平台上，另一端与气动滑轨连接；所述滑动支架的两端分别连接固定支架；

所述气动滑轨带动与其连接的滑动支架一端左右移动，当移动所述滑动支架两端距离最近时，连接在滑动支架两端的固定支架对接。

5.如权利要求1所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述开卡扣机器人包括开卡口夹具；

所述开卡口夹具包括：采集单元托口和反指夹具；所述采集单元托口两端分别与反指夹具连接；所述反指夹具通过气缸驱动；

所述反指夹具包括：分别固定在采集单元托口两端的第一移动滑块和第二移动滑块，所述第一移动滑块固定在手指气缸一端，所述第一移动滑块通过第一弯头连接第一反指夹具；

所述第二移动滑块固定在手指气缸另一端，所述第二移动滑块通过第二弯头连接第二反指夹具。

6.如权利要求1所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，还包括：用于检测故障指示器汇集单元的故障指示器汇集单元检测流水线体。

7.如权利要求6述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述故障指示器汇集单元检测流水线体上设置模拟光照房，所述模拟光照房内能够模拟太阳光照，用于为汇集单元的太阳能电池板充电。

8.如权利要求7的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述模拟光照房外壁采用不透光的有机氧化玻璃，模拟光照房内部设置卤素灯，模拟太阳光垂直于太阳能电池板90度的直射面进行补光；所述模拟光照房设有通风散热系统。

9.如权利要求6所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，还包括：来料托盘；所述来料托盘放置至少一套故障指示器，每一套故障指示器包括一个汇聚单元和三个采集单元；所述汇聚单元和采集单元分别放置。

10.如权利要求6所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，在所述故障指示器汇集单元检测流水线体上分别设置用于定位来料托盘的上料定位平台和下料定位平台。

11.如权利要求1所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，还包括：机器人地轨，所述上料机器人、下料机器人和开卡扣机器人均沿着所述机器人地轨上运动。

12.如权利要求1所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，还包括：用于标记不合格产品的不合格标记机构。

13.如权利要求12所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统，其特征在于，所述不合格标记机构采用自动贴标机对不合格品进行贴标识别。

14.一种故障指示器智能化全自动流水线系统的工作方法，其特征在于，包括：

(1)将装有采集单元和汇集单元的来料托盘放到流水线上，托盘运动到流水线上料定位处；

(2)上料机器人通过视觉系统校正采集单元角度、位置，然后抓取采集单元放置到开卡扣平台二次定位平台；

(3)开卡扣机器人抓取开卡扣平台上的采集单元，然后与开卡扣平台上的开卡扣装置互相配合，完全打开采集单元的卡扣并保持住，开卡扣机器人再将采集单元放置到检测架线圈上，开卡扣机器人松开卡扣，采集单元完全挂放至线圈上；

(4)重复上述过程直到将来料托盘上的所有采集单元放置到检测架线圈上；

(5)汇集单元流水线将载有汇集单元的来料托盘输送至模拟光照房内进行补光充电；

(6)按照国网运检部到货全检的规范开始对故障指示器进行批量全自动检测。

(7)检测完成后，汇集单元流水线将托盘运送至流水线下料定位平台，机器人根据检测设备检测结果，对不合格品进行贴标签标记；将采集单元按照抓取时的顺序再放回托盘原位置，以实现采集单元与汇集单元的匹配。

15.如权利要求14所述的一种故障指示器智能化全自动流水线系统的工作方法，其特征在于，所述开卡口机器人上安装有开卡扣夹具，其抓取采集单元后移动到两个固定支架中间，移动滑动支架，确保固定支架串入采集单元电磁环内；开卡口机器人将采集单元进行下拉，同时打开采集单元的卡扣和电磁环，开卡扣夹具上的第一反指夹具拉紧电磁环和卡扣，并保持打开状态，由此完成开卡扣操作。