CN115422769A - 一种开关柜生产工艺及系统 - Google Patents

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袁野
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田元丰
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刘兵
邹红
彭信尧
高歌
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Abstract

本发明涉及电气设备技术领域，公开了一种开关柜生产工艺，包括：S1：建立开关柜布线模型；S2：采集当前开关柜图像；S3：通过图像识别当前安装的线缆；S4：根据布线模型识别对应线缆安装的空间路径，将空间路径进行投影。本发明通过建立布线模型并将线路安装的空间路径进行投影，便于工人在线缆安装过程能够实时参考，能够提高开关柜线缆的安装效率和工艺质量。

Description

一种开关柜生产工艺及系统
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，具体涉及一种开关柜生产工艺及系统。
背景技术
开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。
在目前开关柜的生产过程中，在对开关柜内部进行二次接线时，通常由工人根据线缆编号在端子排上相应位置直接进行接线或参照图纸进行接线，现有的接线方式在线路规划和理线顺序上主要取决于工人的接线水平，若线路规划不理想或理线顺序杂乱会影响开关柜的整体质量，增大了开关柜运行过程中的故障率，并且也不利于后续的故障排查和维修。
发明内容
本发明意在提供一种开关柜生产工艺，通过建立布线模型并将线路安装的空间路径进行投影，便于工人在线缆安装过程能够实时参考，能够提高开关柜线缆的安装效率和工艺质量。
本发明提供的技术方案为：一种开关柜生产工艺，包括：
S1：建立开关柜布线模型；
S2：采集当前开关柜图像；
S3：通过图像识别当前安装的线缆；
S4：根据布线模型识别对应线缆安装的空间路径，将空间路径进行投影。
本发明的工作原理及优点在于：本发明开关柜生产工艺，首先根据开关柜的具体设计对其进行建模，得到开关柜线缆安装的布线模型。然后在线缆安装过程中，采集当前工人面前开关柜的图像，识别工人当前安装的线缆，根据布线模型识别当前安装线缆在模型中对应线缆安装的空间路径，并将空间路径投影在工人面前。工人能够实时参照线缆安装的空间路径，对手上的线缆进行相应操作，使得线缆安装过程能够按照布线模型的规划进行接线，保证线路规划合理和理线顺序清晰，能够提高开关柜线缆的安装效率和工艺质量。
进一步，所述布线模型为三维模型。
三维模型相比于二维模型更加直观和清晰，特别是对于线路的布线规划，适用于精细化布线，通过三维模型投影的线缆空间路径，使工人看着也更加直观，便于快速理解。
进一步，所述线缆上设有线缆编号，根据图像识别线缆编号识别当前安装的线缆。
现有的线缆在接线安装时通常线缆上印有相应的编号，通过识别线缆上的编号，以识别出当前安装线缆在模型上对应的线缆，此识别方式简单快捷，无需增设相应的硬件。
进一步，所述线缆上装有套管，所述套管上印有线缆编号。
在线缆制造的过程中，在线缆端头位置通常装有套管，套管上清晰印有相应的线缆编号，本发明直接识别套管上的线缆编号，简单快捷。
进一步，还包括S5：根据空间路径分析线缆的弯折位置，对线缆弯折位置进行投影标记。
在投影出空间路径供工人参考，同时还对图像进一步分析，分析当前线缆的弯折状态，根据布线模型的空间路径识别当前线缆安装过程中需要弯折的位置，对弯折位置进行投影标记，工人可以参考空间路径直接在投影标记的弯折位置进行弯折，便于后续接线。通过此方法能够进一步对工人接线提供辅助，提高了接线标准化程度和工作效率。
进一步，所述S5包括：
S5-1：根据空间路径分析线缆的弯折位置和方向；
S5-2：通过图像分析当前线缆的弯折状态；
S5-3：根据图像比例，在线缆的弯折位置进行投影标记。
首先根据识别线缆的空间路径，分析该线缆在安装过程中需要进行弯折的位置和方向。同时通过图像识别当前工人安装线缆的弯折状态，分析线缆弯折状态与模型的差异。分析当前安装线缆弯折状态与模型的差异后，根据先前步骤分析的线缆的安装位置和方向，结合当前图像识别比例，按照相应比例对线缆接下来安装过程中需要弯折位置进行投影标记。工人可知需要从该弯折位置进行弯折，并进行相应的接线工作，完全采用图像识别的方式，无需增设其他硬件。
进一步，所述投影标记为直线，所述弯折位置为投影标记与线缆的交点。
投影标记为一条直线投影在线缆上，通过直线与线缆产生的交点得到该弯折位置，能够快速对弯折位置进行标记，供工人参考。
进一步，所述投影标记的颜色对应线缆在空间上的弯折方向。
投影标记可以为各种颜色，每种颜色对于线缆在空间上不同的弯折方向，以当前安装线缆的弯折位置建立三维坐标轴，工人通过识别投影标记的颜色了解该弯折位置大致的弯折方向，为精细化布线提供进一步辅助。
进一步，所述线缆上还设有弯折标记。
制造线缆的过程中，还根据线缆对应布线模型上的空间路径，对线缆上需要弯折的地方印上弯折标记。同时，弯折标记具备不同的颜色，每种颜色对应线缆在空间上不同的弯折方向。
本发明还提供一种开关柜生产系统，该系统采用了上述开关柜生产工艺。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种开关柜生产工艺及系统的逻辑框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例一：
如图1所示，本实施例公开了一种开关柜生产工艺，具体包括以下步骤(本方案中对各步骤的编号仅做步骤区分作用，不限制各步骤的具体执行顺序，且各步骤还可同时进行)：
S1：建立开关柜布线模型。本实施例中对生产的开关柜直接建立三维模型，通过SuperHarness电气设计软件，以柜体三维结构模型和相关接线文件为数据基础，完成电气开关柜内部导线的三维布线模拟，建立开关柜的三维布线模型，包括所有线缆在开关柜内的路径规划，模拟线缆的参数和空间路径，能够为后续开关柜的线缆安装工作提高可靠参考。根据开关柜的布线模型，进而生成加工线缆用数控代码，完成线缆的自动制造，制造出的线缆参数与布线模型一致，线缆上装有套管，套管上应有对应的线缆编号。
S2：采集当前开关柜图像。在开关柜线缆的接线装配环节中，采集工人面前安装线缆的图像，初步采集的图像通常比较模糊，存在清晰度不足的问题，影响下一步分析识别，为确保后续识别效果，通常会对图像进行清晰化处理。清晰化处理为对图像逐帧分析，选取色差最小的若干张图像，通过图像多帧融合算法，生成环境光稳定的图像，并增强图像的对比度和色彩。例如针对开关柜安装现场环境光闪烁导致采集的图像不清晰的问题，对采集的图像信息分析，选取色差最小的几张图像，通过图像多帧融合算法，将不同时刻多帧图像对应像素点的灰度值相加，求取它们的时间均值图像，提高清晰度，生成环境光稳定的图像，再增强图像对比度，增强色彩，便于后续的识别过程。
S3：通过图像识别当前安装的线缆。识别工人手上准备安装的线缆，根据图像识别线缆套管上的线缆编号，根据线缆编号识别当前安装的线缆在布线模型上对应的线缆。
S4：根据布线模型识别对应线缆安装的空间路径，将空间路径进行投影。识别出布线模型上对应的线缆后，将该线缆在布线模型上安装过程的空间路径投影在工人面前，为方便工人查看，可在开关柜门等位置安装小型幕布使得投影更加清晰。工人通过参考该线缆投影的空间路径，在开关柜上进行接线装配，能够保证装配质量和工艺。
S5-1：根据空间路径分析线缆的弯折位置和方向。为进一步指导工人进行接线装配，在投影出线缆的空间路径后，本发明工艺还实时分析当前线缆的安装状态，并提供实时指导，实现工人标准化作业，以进一步提高装配质量。首先根据识别线缆的空间路径，分析该线缆在安装过程中需要进行弯折的位置和方向。
S5-2：通过图像分析当前线缆的弯折状态。同时通过图像识别当前工人安装线缆的弯折状态，分析线缆弯折状态与模型的差异。
S5-3：根据图像比例，在线缆的弯折位置进行投影标记。分析当前安装线缆弯折状态与模型的差异后，根据先前步骤分析的线缆的安装位置和方向，结合当前图像识别比例，按照相应比例对线缆接下来安装过程中需要弯折位置进行投影标记。本实施例中的投影标记为一条直线投影在线缆上，通过直线与线缆产生的交点得到该弯折位置，工人可知需要从该弯折位置进行弯折，并进行相应的接线工作。并且，本实施例中的投影标记可以为各种颜色，每种颜色对于线缆在空间上不同的弯折方向，以当前安装线缆的弯折位置建立三维坐标轴，例如投影标记为红色则弯折方向为沿正Z轴竖直向上，绿色则沿负X轴水平向左，紫色则分别沿负X轴、负Y轴、正X轴45度方向斜向上，通过上述方式能够确保工人对线缆的弯折更加规范，提高安装效率和质量。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于，在开关柜线缆安装前，制造线缆的过程中，还根据线缆对应布线模型上的空间路径，对线缆上需要弯折的地方印上弯折标记。同时，弯折标记具备不同的颜色，每种颜色对应线缆在空间上不同的弯折方向。在本实施例中，开关柜线缆安装过程中工人可以直接参照投影的空间路径在弯折标记处根据颜色进行相应弯折。提高了线缆安装线缆和质量。
实施例三：
本实施例与实施例一的不同之处在于，开关柜布线模型还包括铜排的三维模型，铜排三维模型能够直接展示铜排的形状和安装位置，按照三维模型通过数控式的铜排冲剪机和铜排弯折机对铜排进行加工，能够得到更准确的铜排成品。在开关柜装配过程中将铜排模型投影在开关柜安装位置上，为工人对铜排的安装提供参考，能够提高铜排的安装精度。
并且本实施例中开关柜柜体的眉头部分采用全自动化的工艺加工而成，采用激光切割和冲压机器人加工眉头的外形，然后进行喷塑处理，最后采用UV打印机直接在眉头上打印开关柜的名称和编号，通过自动化板材立体库进行存放，本实施例的眉头加工工艺相比于现有工艺明显具备更高的加工效率和加工精度。
本实施例还公开了一种开关柜生产系统，该系统采用了上述开关柜生产工艺。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请得出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种开关柜生产工艺，其特征在于，包括：
S1：建立开关柜布线模型；
S2：采集当前开关柜图像；
S3：通过图像识别当前安装的线缆；
S4：根据布线模型识别对应线缆安装的空间路径，将空间路径进行投影。
2.根据权利要求1所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述布线模型为三维模型。
3.根据权利要求2所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述线缆上设有线缆编号，根据图像识别线缆编号识别当前安装的线缆。
4.根据权利要求3所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述线缆上装有套管，所述套管上印有线缆编号。
5.根据权利要求3所述的开关柜生产工艺，其特征在于：还包括S5：根据空间路径分析线缆的弯折位置，对线缆弯折位置进行投影标记。
6.根据权利要求5所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述S5包括：
S5-1：根据空间路径分析线缆的弯折位置和方向；
S5-2：通过图像分析当前线缆的弯折状态；
S5-3：根据图像比例，在线缆的弯折位置进行投影标记。
7.根据权利要求6所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述投影标记为直线，所述弯折位置为投影标记与线缆的交点。
8.根据权利要求7所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述投影标记的颜色对应线缆在空间上的弯折方向。
9.根据权利要求3所述的开关柜生产工艺，其特征在于：所述线缆上还设有弯折标记。
10.一种开关柜生产系统，其特征在于：该系统采用了权利要求1至9任一项所述的开关柜生产工艺。
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