CN113281695B - 一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，包括仓储接驳单元、上料单元、检定单元、下料单元和控制系统，下表机器人旁侧设有缓存输送线，其取放表工位上设置有用于感应其上有、无表的传感器；控制系统与生产调度平台连接，仓储接驳单元与自动化仓库对接，将待检表箱输送至上料单元，通过上料单元将各电能表依次输送至检定单元进行检定；检定完成后，通过抽样算法计算并标记出抽样表，下表机器人将抽样表抓出放至缓存输送线；抽样完成后，将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛；仓储接驳单元将合格表、不合格表、抽样表组垛送回自动化仓库，并将组垛信息上报生产调度平台。该系统不仅自动化程度高，工作效率高，而且提高了抽样的有效性。

Description

一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统

技术领域

本发明属于电能表检测技术领域，具体涉及一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统。

背景技术

电能表自动化检定流水线是一种新型自动化仪表检定系统，主要用于电能表生产企业和电力公司计量中心，对单相电能表、三相电能表、采集终端/集中器等电能计量器具自动化检定或检测，是一个包含物流输送、机器人移载、自动接拆线及检定测试的自动化系统。电能表是国家强制检定的计量器具，在安装使用前要进行检定，检定合格后方可安装使用。对电能表进行集中检定，需要对检定合格的电能表进行抽样核查。目前的抽样方式是对检定合格组垛入库后的电能表，人工抽取一垛或几垛进行核查检定，此种方式主要存在以下弊端：1）抽样随机性差：由于检定合格的电能是以周转箱垛为单位在自动化仓库中存放的，目前的抽样仅能以垛为单位进行抽样，一垛单相电能表72只，抽样的随机性差，且无法指定其它数量。2）由于单相电能表自动化检定流水线是由多个检定单元（如60、72、96表位）组成，由于抽样的随机性差导致核查不能有效覆盖到每一个检定单元，存在抽查监管盲区。3）操作流程复杂、效率低，抽样过程需要人工操作，操作流程耗时长，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，该系统不仅自动化程度高，工作效率高，而且提高了抽样的有效性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，包括仓储接驳单元、上料单元、检定单元、下料单元和控制系统，所述上料单元、下料单元分别设有上表机器人、下表机器人，所述下表机器人旁侧设有可缓存一垛表并正反向运转的缓存输送线，所述缓存输送线一端具有取放表工位，其位于下表机器人的抓手可覆盖区域内，所述取放表工位上设置有用于感应其上有、无表的传感器，当系统处于放表状态时，下表机器人将抓出的电能表放到取放表工位后，缓存输送线自动向进表方向步进一个表位，当系统处于取表状态且缓存输送线上无表时，缓存输送线自动向出表方向步进一个表位；所述控制系统与生产调度平台连接，以接收平台下达的检定任务，所述仓储接驳单元与自动化仓库对接，将出库的待检表箱输送至上料单元，通过上料单元将待检表箱中的各电能表依次输送至检定单元进行各项检定处理；检定完成后，控制系统通过抽样算法计算并标记出抽样表，在下表机器人将分类缓存的合格表、不合格表分别装箱组垛的同时，将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛；仓储接驳单元将下料单元的合格表、不合格表、抽样表组垛送回自动化仓库，而后将相应的组垛信息上报生产调度平台。

进一步地，所述控制系统接收平台下达的检定任务及资产信息，向自动化仓库申请待检表箱，由自动化仓库将待检表箱出库，仓储接驳单元通过辊道输送机与自动化仓库的辊道输送机接口进行接驳，将待检表箱拆垛后输送至上料口，进行拆箱和资产识别后输送至上料单元，上料单元的上表机器人通过机械手将各电能表从待检表箱取出移至检定单元的载表托盘上，并将电能表的身份信息与载表托盘的RFID信息绑定；电能表随同载表托盘依次输送至检定单元的各组成单元，包括外观检查单元、自动耐压单元、多功能检定单元、自动封印单元、自动雕刻单元、自动贴标单元和自动分拣单元，进行各项检定处理；检定完成后，包含抽样表的合格表和不合格表被分类缓存，合格表、不合格表分别缓存满一箱时输送至下料单元，下料单元的下表机器人通过机械手将合格电能表及不合格电能表抓出，分别装箱、重新箱表绑定并组垛，同时将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，再通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛。

进一步地，该系统按如下方法实现自动抽样的控制：

在平台下达的检定任务中，增加是否抽样以及抽样相关参数信息；

在每一仓表检定完成后，控制系统运行抽样算法计算出抽样表位，并在数据库中标记所述抽样表位为抽样表；

在下表机器人抓取电能表装箱前，读取待抓取的电能表的身份信息，在数据库中检索是否为抽样表，是则控制下表机器人抓取该表放入缓存输送线；

当满足抽样完成条件，即抽样表的数量达到抽样数量或满一垛时，等待进行抽样表装箱组垛；当一个合格表箱垛装箱组垛完成时，自动启动抽样表装箱组垛流程，下表机器人将缓存输送线上的抽样表抓出，装箱、进行箱表绑定及组垛，然后送回自动化仓库，并将该组垛信息上报自动化仓库和平台；

在装完一垛抽样表后，如果抽样任务没有完成，则继续进行新一垛的抽样缓存作业直到任务完成。

进一步地，所述抽样算法按如下步骤进行自动抽样：

1）输入抽样相关参数，包括检定任务总数、抽样数量、检定单元号和检定单元表位数量；

2）判断检定任务抽样任务是否完成，是则抽样结束，否则转下一步；

3）判断是否为本单元本任务首次抽样，是则转下一步，否则判断是否其他各启用单元均已首次抽样完成，是则转下一步，否则计算本单元累计抽样数量=检定单元表位数量*抽样率，然后抽样结束；

4）计算本次抽样数量=累计待抽样数量+检定单元表位数量*抽样率；

5）对抽样数量取整数部分，然后判断抽样数量是否大于0，是则转下一步，否则抽样结束；

6）在该单元表位数量范围内生成随机整数，然后判断是否该表表位有表且检测合格，是则转下一步，否则重复本步骤，重新生成随机整数；

7）判断该表位本次任务是否已抽过一次，是则转步骤6，否则判定该表位符合抽样条件，标记该表位为抽样表，然后标记本检定单元已进行一次抽样，并对总已抽样数量加1，然后转下一步；

8）判断总已抽样数量是否等于设定抽样数，是则设置抽样完成标志，抽样完成，否则判断本单元本次抽样数减去1是否等于0，是则抽样结束，否则转步骤6。

进一步地，输入抽样算法的相关参数包括：是否执行抽样开关、本检定任务总样本数量、本检定任务抽样率、本检定任务抽样数量、送当前检定单元的编号及系统总启用单元数量、当前检定单元的表位数量、当前检定单元电能表的身份信息以及当前检定单元的电能表的检定结论信息。

进一步地，所述抽样算法的控制参数、控制条件及优先级为：

A）单表抽样样本区间=本检定任务总样本数量/本检定任务抽样数量，按均布原则每个抽样样本区间抽一只；

B）当单表抽样样本区间≤检定单元表位数量时，要保障每一个检定单元的每一检定批次均要抽到至少一只；

C）当单表抽样样本区间≥检定单元表位数量时，要保证每一个检定单元均有机会抽到一只；

D）当前检定仓满足抽样条件时，通过一个随机数计算出抽样表位，当该表位检定结论为合格时，确定为抽样表位，当为不合格时，重新生成随机数进行计算，当该表位在本次检定任务中已抽过一次时，放弃该表位，重新进行随机计算抽样。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：该系统通过相关硬件和控制流程，在流水线检定作业时，自动依据抽样算法进行随机抽样并进行集中缓存，缓存达到抽样数量后，自动进行装箱、组垛、入库处理，实现高离散性、高覆盖率、高效率、全自动化的抽样处理，不仅提高了工作效率，减少了人工成本，而且抽样规则可设，抽样覆盖面全，提高了抽样的代表性和有效性，有效解决了现有检定流水线存在的问题，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的系统组成框图。

图2是本发明实施例的系统布局示意图。

图3是本发明实施例中缓存输送线示意图。

图4是本发明实施例中抽样算法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-3所示，本实施例提供了一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，包括仓储接驳单元、上料单元、检定单元、下料单元和控制系统，所述上料单元、下料单元分别设有上表机器人、下表机器人，所述下表机器人旁侧设有可缓存一垛表（72块）并正反向运转的缓存输送线，所述缓存输送线一端具有取放表工位，其位于下表机器人的抓手可覆盖区域内，所述取放表工位上设置有用于感应其上有、无表的传感器，当系统处于放表状态时，下表机器人将抓出的电能表放到取放表工位后，缓存输送线自动向进表方向步进一个表位，当系统处于取表状态且缓存输送线上无表时，缓存输送线自动向出表方向步进一个表位；所述控制系统与生产调度平台连接，以接收平台下达的检定任务，所述仓储接驳单元与自动化仓库对接，将出库的待检表箱输送至上料单元，通过上料单元将待检表箱中的各电能表依次输送至检定单元进行各项检定处理；检定完成后，控制系统通过抽样算法计算并标记出抽样表，在下表机器人将分类缓存的合格表、不合格表分别装箱组垛的同时，将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛；仓储接驳单元将下料单元的合格表、不合格表、抽样表组垛送回自动化仓库，而后将相应的组垛信息上报生产调度平台。

具体地，所述控制系统接收平台下达的检定任务及资产信息，向自动化仓库申请待检表箱，由自动化仓库将待检表箱出库，仓储接驳单元通过辊道输送机与自动化仓库的辊道输送机接口进行接驳，将待检表箱拆垛后输送至上料（出箱）口，进行拆箱和资产识别后输送至上料单元，上料单元的上表机器人通过机械手将各电能表从待检表箱取出移至检定单元的载表托盘上，并将电能表的身份信息与载表托盘的RFID信息绑定；电能表随同载表托盘依次输送至检定单元的各组成单元，包括外观检查单元、自动耐压单元、多功能检定单元、自动封印单元、自动雕刻单元、自动贴标单元和自动分拣单元，进行各项检定处理；检定完成后，包含抽样表的合格表和不合格表通过分拣单元被分类缓存，包含抽样表的合格表、不合格表缓存满一箱时分别输送至下料单元，下料单元的下表机器人通过机械手将合格电能表及不合格电能表抓出，分别装箱、重新箱表绑定并组垛，同时将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，再通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛。

该系统按如下方法实现自动抽样的控制：

在平台下达的检定任务中，增加是否抽样以及抽样相关参数信息；

在每一仓表检定完成后，控制系统运行抽样算法计算出抽样表位，并在数据库中标记所述抽样表位为抽样表；

在下表机器人抓取电能表装箱前，读取待抓取的电能表的身份信息，在数据库中检索是否为抽样表，是则控制下表机器人抓取该表放入缓存输送线；

当满足抽样完成条件，即抽样表的数量达到抽样数量或满一垛时，等待进行抽样表装箱组垛；当一个合格表箱垛装箱组垛完成时，自动启动抽样表装箱组垛流程，下表机器人将缓存输送线上的抽样表抓出，装箱、进行箱表绑定及组垛，然后送回自动化仓库，并将该组垛信息上报自动化仓库和平台；

在装完一垛抽样表后，如果抽样任务没有完成，则继续进行新一垛的抽样缓存作业直到任务完成。

图2为本实施例的完整系统布局图，包含周围箱输送、机器人上下料单元、托盘输送系统、耐压单元、外观单元、多功能检定单元等单元。图3为缓存输送线的实施方案，在下料机器人区设置了一条双向运转的缓存输送线，可以缓存不低于一垛（72只）单相电能表，通过流水线总控，可以将检定单元通过抽样运算标识为抽样表的电能表放入缓存输送线缓存，缓存够一垛表或满足抽样数量时，自动进行装箱、组垛入库，并能够将抽样表垛信息上报平台和立库，实现在线自动化抽样处理。

如图4所示，所述抽样算法基于输入参数、控制参数及控制条件和优先级，按如下步骤进行自动抽样：

1）输入抽样相关参数，包括检定任务总数、抽样数量、检定单元号和检定单元表位数量；

2）判断检定任务抽样任务是否完成，是则抽样结束，否则转下一步；

3）判断是否为本单元本任务首次抽样，是则转下一步，否则判断是否其他各启用单元均已首次抽样完成，是则转下一步，否则计算本单元累计抽样数量=检定单元表位数量*抽样率，然后抽样结束；

4）计算本次抽样数量=累计待抽样数量+检定单元表位数量*抽样率（小数部分单独提取，累计入下一次待抽样数量）；

5）对抽样数量取整数部分，然后判断抽样数量是否大于0，是则转下一步，否则抽样结束；

6）在该单元表位数量范围内生成随机整数，然后判断是否该表表位有表且检测合格，是则转下一步，否则重复本步骤，重新生成随机整数；

7）判断该表位本次任务是否已抽过一次，是则转步骤6，否则判定该表位符合抽样条件，标记该表位为抽样表，然后标记本检定单元已进行一次抽样，并对总已抽样数量加1，然后转下一步；

8）判断总已抽样数量是否等于设定抽样数，是则设置抽样完成标志，抽样完成，否则判断本单元本次抽样数减去1是否等于0，是则抽样结束，否则转步骤6。

其中，输入抽样算法的相关参数包括：是否执行抽样开关、本检定任务总样本数量、本检定任务抽样率、本检定任务抽样数量、送当前检定单元的编号及系统总启用单元数量、当前检定单元的表位数量、当前检定单元电能表的身份信息（唯一识别码）以及当前检定单元的电能表的检定结论信息。

所述抽样算法的控制参数、控制条件及优先级为：

A）单表抽样样本区间=本检定任务总样本数量/本检定任务抽样数量，按均布原则每个抽样样本区间抽一只；

B）当单表抽样样本区间≤检定单元表位数量时，要保障每一个检定单元的每一检定批次均要抽到至少一只；

C）当单表抽样样本区间≥检定单元表位数量时，要保证每一个检定单元均有机会抽到一只；

D）当前检定仓满足抽样条件时，通过一个随机数计算出抽样表位，当该表位检定结论为合格时，确定为抽样表位，当为不合格时，重新生成随机数进行计算，当该表位在本次检定任务中已抽过一次时，放弃该表位，重新进行随机计算抽样。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，其特征在于，包括仓储接驳单元、上料单元、检定单元、下料单元和控制系统，所述上料单元、下料单元分别设有上表机器人、下表机器人，所述下表机器人旁侧设有可缓存一垛表并正反向运转的缓存输送线，所述缓存输送线一端具有取放表工位，其位于下表机器人的抓手可覆盖区域内，所述取放表工位上设置有用于感应其上有、无表的传感器，当系统处于放表状态时，下表机器人将抓出的电能表放到取放表工位后，缓存输送线自动向进表方向步进一个表位，当系统处于取表状态且缓存输送线上无表时，缓存输送线自动向出表方向步进一个表位；所述控制系统与生产调度平台连接，以接收平台下达的检定任务，所述仓储接驳单元与自动化仓库对接，将出库的待检表箱输送至上料单元，通过上料单元将待检表箱中的各电能表依次输送至检定单元进行各项检定处理；检定完成后，控制系统通过抽样算法计算并标记出抽样表，在下表机器人将分类缓存的合格表、不合格表分别装箱组垛的同时，将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛；仓储接驳单元将下料单元的合格表、不合格表、抽样表组垛送回自动化仓库，而后将相应的组垛信息上报生产调度平台；

所述抽样算法按如下步骤进行自动抽样：

1）输入抽样相关参数，包括检定任务总数、抽样数量、检定单元号和检定单元表位数量；

2）判断检定任务抽样任务是否完成，是则抽样结束，否则转下一步；

3）判断是否为本单元本任务首次抽样，是则转下一步，否则判断是否其他各启用单元均已首次抽样完成，是则转下一步，否则计算本单元累计抽样数量=检定单元表位数量*抽样率，然后抽样结束；

4）计算本次抽样数量=累计待抽样数量+检定单元表位数量*抽样率；

5）对抽样数量取整数部分，然后判断抽样数量是否大于0，是则转下一步，否则抽样结束；

6）在该单元表位数量范围内生成随机整数，然后判断是否该表表位有表且检测合格，是则转下一步，否则重复本步骤，重新生成随机整数；

7）判断该表位本次任务是否已抽过一次，是则转步骤6，否则判定该表位符合抽样条件，标记该表位为抽样表，然后标记本检定单元已进行一次抽样，并对总已抽样数量加1，然后转下一步；

8）判断总已抽样数量是否等于设定抽样数，是则设置抽样完成标志，抽样完成，否则判断本单元本次抽样数减去1是否等于0，是则抽样结束，否则转步骤6；

输入抽样算法的相关参数包括：是否执行抽样开关、本检定任务总样本数量、本检定任务抽样率、本检定任务抽样数量、送当前检定单元的编号及系统总启用单元数量、当前检定单元的表位数量、当前检定单元电能表的身份信息以及当前检定单元的电能表的检定结论信息；

所述抽样算法的控制参数、控制条件及优先级为：

A）单表抽样样本区间=本检定任务总样本数量/本检定任务抽样数量，按均布原则每个抽样样本区间抽一只；

B）当单表抽样样本区间≤检定单元表位数量时，要保障每一个检定单元的每一检定批次均要抽到至少一只；

C）当单表抽样样本区间≥检定单元表位数量时，要保证每一个检定单元均有机会抽到一只；

D）当前检定仓满足抽样条件时，通过一个随机数计算出抽样表位，当该表位检定结论为合格时，确定为抽样表位，当为不合格时，重新生成随机数进行计算，当该表位在本次检定任务中已抽过一次时，放弃该表位，重新进行随机计算抽样。

2.根据权利要求1所述的一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，其特征在于，所述控制系统接收平台下达的检定任务及资产信息，向自动化仓库申请待检表箱，由自动化仓库将待检表箱出库，仓储接驳单元通过辊道输送机与自动化仓库的辊道输送机接口进行接驳，将待检表箱拆垛后输送至上料口，进行拆箱和资产识别后输送至上料单元，上料单元的上表机器人通过机械手将各电能表从待检表箱取出移至检定单元的载表托盘上，并将电能表的身份信息与载表托盘的RFID信息绑定；电能表随同载表托盘依次输送至检定单元的各组成单元，包括外观检查单元、自动耐压单元、多功能检定单元、自动封印单元、自动雕刻单元、自动贴标单元和自动分拣单元，进行各项检定处理；检定完成后，包含抽样表的合格表和不合格表通过分拣单元被分类缓存，合格表、不合格表分别缓存满一箱时输送至下料单元，下料单元的下表机器人通过机械手将合格电能表及不合格电能表抓出，分别装箱、重新箱表绑定并组垛，同时将抽样表抓出放至缓存输送线；当满足抽样完成条件后，再通过下表机器人将抽样表从缓存输送线抓出装箱组垛。

3.根据权利要求2所述的一种电能表自动化检定流水线自动抽样系统，其特征在于，该系统按如下方法实现自动抽样的控制：

在平台下达的检定任务中，增加是否抽样以及抽样相关参数信息；

在每一仓表检定完成后，控制系统运行抽样算法计算出抽样表位，并在数据库中标记所述抽样表位为抽样表；

在下表机器人抓取电能表装箱前，读取待抓取的电能表的身份信息，在数据库中检索是否为抽样表，是则控制下表机器人抓取该表放入缓存输送线；

当满足抽样完成条件，即抽样表的数量达到抽样数量或满一垛时，等待进行抽样表装箱组垛；当一个合格表箱垛装箱组垛完成时，自动启动抽样表装箱组垛流程，下表机器人将缓存输送线上的抽样表抓出，装箱、进行箱表绑定及组垛，然后送回自动化仓库，并将该组垛信息上报自动化仓库和平台；

在装完一垛抽样表后，如果抽样任务没有完成，则继续进行新一垛的抽样缓存作业直到任务完成。