CN202189064U - 一种自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动测试装置。该测试设备包括：用于对所述产品进行测试的测试台，待测试的产品设置于其上；还包括设置在在测试台上并用于容纳待测试产品的夹具；还包括自动将待测试产品安装到夹具上的传送机构。其中，将所述传送机构配置为进行直线运动，并逐一将待测试产品安装到对应的夹具上。

Description

一种自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动测试装置，具体的说，本新型涉及一种对多台微型断路器的性能进行测试的自动化装置。 

背景技术

对于各种从事生产或经营活动并消耗电力的用户来说，微型断路器设备是保证用电安全以及进行线路切换必不可少的。在设计微型断路器的过程中，希望产品具有良好的性能并可以达到预先设计的各种参数指标，但在生产过程中各种因素会导致某些产品不能完全满足设计要求。因此，对所生产的微型断路器在出厂前进行各种性能测试，以确保其符合设计要求是生产领域重要的一环。 

在以往的微型断路器测试设备中，一般需要由操作人员手动将待测试的微型断路器安装到测试台上；在测试之后，仍需要操作人员手动将测试完成的断路器从测试台上取下。为了提高整个测试过程的效率和准确度，技术人员开发了一种可以自动安装和卸载断路器设备的测试台。如图1A示出这种测试台设备，测试台的可旋转平台10上设置有多个用于夹持被测试工件的夹具，随着可旋转平台的旋转，安装设备20将待测试的微型断路器30设备逐个安装在对应的夹具上。全部安装完成之后，测试台进行所需的各种性能测试。为了提高测试效率，通常在该可旋转平台上安装几十个夹具。使得旋转平台以预定的角速度旋转，安装设备20就可以匀速将几十件待测试产品依次安装到对应的夹具上。但是，设置大量的夹具以及匀速旋转的平台使得整个测试机构的控制系统和机械结构复杂，占地面积大，并且构建成本高。此外，该现有测试机构的旋转平台由步进电机控制旋转，因此存在不能进行闭环控制、控制精度差、响应速度低、在低速运转时容易出现低频振动等缺陷。 

因此，就需要一种改进的自动化测试设备以克服上述不足，其占地面积 小、可以高效地对微型断路器进行性能测试，并且具有更好控制特性。 

发明内容

本实用新型提供了一种解决现有测试设备所存在问题的产品测试设备。与现有技术中通过安装平台的旋转而依次安装待测试产品不同，在本新型提出的自动化测试装置中，安装待测试产品的平台无需运动，夹持被测试产品的夹具在测试平台上线性排列，产品安装机构沿夹具排列方向进行直线运动，并逐一将被测试产品安装到夹具上或从夹具上卸载被测试产品。这样，无需安装平台的旋转，就可以在不同位置上安装/卸载待测试产品。此外，该安装机构由伺服电机驱动运动，具有较好的控制特性。这样构建的测试设备占地面积较小、操作高效并具有良好的控制特性。 

依照本实用新型的一种实施例，提供了一种自动测试装置，包括：测试台，用于对多个产品进行测试操作。安装在所述测试台上的多个夹具，用于固定所述多个待测试产品。传送机构，用于将所述多个待测试产品分别提供给所述多个夹具。其特征在于：所述测试台以及多个夹具保持静止，将所述传送机构配置为能够沿所述多个夹具的排列方向作直线运动，并将所述多个待测试产品逐个安装到对应的夹具上。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，提供了一种对产品进行测试的设备，包括对多个产品进行测试操作的测试台。所述测试台上安装有多个夹具，用于固定所述多个待测试产品。设置在测试台对面的传送机构，用于将待测试产品分别提供给对应的夹具。所述测试台以及多个夹具被配置为保持静止，所述传送机构配置为沿夹具的排列方向进行直线运动。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，所述测试设备包括驱动传送机构进行直线运动的伺服电机。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，所述测试设备用于测试该微型断路器的延时特性。所述测试台上还设置有多台接触器，每一台待测试微型断路器和安装在测试台上的一台相对应的接触器设备并联电连接，以构成一个待测试单元。各个待测试单元与测试设备的电源串联连接。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，将被测试的微型断路器和接触器配置为：在待测试微型断路器处于导通状态时，接触器处于断开状态； 并且在待测试微型断路器跳闸时，接触器立即转换为导通状态。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，传送机构还包括：提升机构，用于将待测试产品在竖直方向提升到与夹具相对应的位置；与该提升机构相配合工作的传送带，用于将被测试产品在水平方向上移动到所述提升机构进行提升操作的上升位置；以及安装机构，用于在安装位置将提升后的待测试产品安装到对应的夹具上。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，所述提升机构包括：上料容器，用于承载从所述传送带提供的待测试产品；升降单元，与所述上料容器相连接，用于驱动该上料容器在从所述传送带接收待测试产品的所述提升位置和与所述夹具对应的安装位置之间升降。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，所述安装机构包括：夹持机构，用于夹持处于所述安装位置的待测试产品并将其安装到夹具上；推动单元，与所述夹持机构相连，用于驱动所述夹持机构在朝向夹具的方向往复运动。 

依照本实用新型的一种优选实施方式，所述测试设备还包括：平推机构，设置为与传送带和提升机构相配合，用于将处于传送带上提升位置的待测试产品推到所述上料容器上。 

附图说明

本实用新型提出的自动化测试装置的优点、特征以及详细结构和工作过程，将参照下列附图进行详细说明： 

图1A是现有技术的测试台的工作示意图； 

图1B是根据本实用新型优选实施方式的测试设备的原理图； 

图2是根据本实用新型优选实施方式的测试设备中测试系统的原理图； 

图3A是根据本实用新型优选实施方式的测试设备的产品安装机构的结构示意图； 

图3B是根据本实用新型另一种优选实施方式的测试设备的产品安装机构的结构示意图；以及 

图4A和4B是根据本实用新型优选实施方式的测试设备结构示意图。 

具体实施方式

在对微型断路器进行的各种性能测试中，长延时性能测试是其中重要的一项。下面以对长延时性能进行测试为例，对本实用新型提出的测试装置进行详细描述。需要注意的是，本实用新型提出的测试装置不仅可以用于测试长延时性能。通过在测试台上设置不同功能的测试工具，就可以同时或分别对各种不同的参数和性能进行测试。 

某些类型的微型断路器需要具有长延时特性，即在断路器设备探测到所保护的线路上出现异常电流的时候，并非立即断开线路的连接，而是在经过预定时间的延迟之后才断开。长延时特性可以防止在配电线路上出现任何电流异常波动的情况下都导致断路器跳闸，从而影响用电设备的正常工作和使用寿命。因此，确保断路器跳闸的延迟时间满足预先设计的条件，是保证断路器质量的重要一项。长延时特性测试是多种断路器，尤其是热磁式断路器生产中所必需的一种生产流程。该操作长延迟表示为一可调节的时间范围，只要经测试得到的微型断路器实际延迟时间处于该范围内，就表示断路器的该项性能符合设计要求。 

本实用新型提出的自动化测试设备主要包括：控制系统、测试系统、以及被测试产品传送系统。控制部分包括电气控制机构和机械控制机构。测试系统包括电源和测试单元，本实用新型描述的测试单元包括夹具和接触器设备。被测试产品传送系统主要包括沿不同方向驱动被测试部件运动的多个气缸、使得安装机构作直线运动的伺服电机、以及给测试装置运送被测试产品的传送带。 

下面依照附图详细描述该自动化测试设备，如图1B所示，整个测试设备具有三部分：控制系统100、测试系统200以及传送系统300。控制系统100与测试系统200和传送系统300电连接，通过各种电缆或是数据总线传递控制命令。测试系统和传送系统按照所接收到的操作指令进行测试工作。测试系统和传送系统上分别设置有传感器，用于测量当前设备工作的状态，并通过与控制系统的电连接将测量所得的数据传送到控制系统。 

控制系统100可以由工控机或PLC做主机以起到接收数据并发送指令的目的。在一种优选实施方式中，通过气动机构，例如，用气缸、气管以及夹持部件组成的执行机构按照指令进行机械控制和操作。通过传感器、 电缆等可以产生和传递信号的装置，作为控制主机的PLC从测试和传送系统的各个传感器分别获得其当前工作状态等信息，并按照预先设置的操作流程，将下一步控制命令传送给测试系统200和传送系统300。 

长延时特性测试系统200的一实施例如图2所示。该测试系统包括电源210和多个测试单元220。为了图示的简洁，在图中仅示出一组测试单元。多组测试单元220与电源210以串联方式电连接，待测试的微型断路器设备QF安装在该测试单元的夹持机构中。在如图4所示实施例中，有五个测试单元串联连接。每个测试单元220包括并联连接的断路器设备QF以及接触器设备KM。接触器是一种用于导通和断开电路连接的装置，其用于断开额定电流并可以频繁的动作。接触器通常作为一种控制装置，配合电动机或其他用电设备使用。在本测试单元中，将接触器设置为始终保持与断路器状态相反，即在断路器导通时，接触器断开；在断路器断开时，接触器导通。另外，在某个断路器完成测试工作后被取出时，相对应的接触器也立即切换为导通状态。 

在测试长延时性能的过程中，多个测试单元和电源构成一个完整的电连接回路。在测试过程中，首先使得所测试的断路器QF处于导通状态，此时与各个断路器并联的接触器KM处于断开状态。第二步，在预定时刻，通过电源提供一个异常电流或电压信号，以诱发断路器QF跳闸。第三步，具有长延时特性的断路器QF在检测到异常信号之后，经过一定延迟后陆续断开，与各个断路器并联的接触器KM立即切换为导通状态，以保证整个串联测试回路仍处于导通状态。第四步，PLC主机通过控制线路对接触器的导通状态进行测量，从而获得各个被测试断路器设备分别在出现异常信号后经过多长时间的延迟才断开。第五步，PLC主机将收集到的各个断路器延迟时间与设计延迟范围进行比较，延迟时间落在设计范围内的断路器合格，延迟时间没有落在设计范围内的断路器就被认为此项指标不合格，需要重新进行调整。第六步，PLC主机可以将表示每个断路器是否合格的结果显示在人机界面(图中没有示出)上。 

图3A示出传送系统300的示意结构图，该系统包括：平推夹具330、伺服电机340、上料气缸350、旋转气爪360、抓料夹具365、下料滑道370、平推气缸335、上料盒380以及上推气缸385。 

如上所述，步进电机实现的自动化测试台具有传送系统控制特性不佳的 缺点。为了对此进行改善，在本实施例中采用伺服电机驱动测试装置的传送系统。伺服电机采用闭环控制，性能比较可靠，控制精度高，响应速度快，低速工作时运转平稳。此外，因该伺服电机驱动传送系统进行直线运动，因此整个设备的机械结构和控制方案相对简单。伺服电机为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。伺服电机的加速性能较好，比如，步进电机从静止加速到工作转速需要200～400毫秒，但伺服电机从静止加速到其额定转速一般仅需几毫秒。 

下面将详细说明图3A所示机构的设置，以及将带测试的断路器设备安装到测试平台上的操作过程。 

步骤一：将多个微型断路器320设置在传输带310上，传输带带动微型断路器在垂直于图3A纸面的方向上移动。在传送带的一侧设置有平推夹具330和平推气缸335，将传输带310上与平推夹具对应的区域设置为上料区域，在上料区域的另一侧设置有上料盒380以及上推气缸385。当断路器传送到上料区域时，传送台停止运动，等待平推夹具和平推气缸将该断路器从传送带上取走。 

步骤二：平推夹具330安装在平推气缸335上，随平推气缸335的推杆沿图示的D方向往复运动。当待测试产品如微型断路器320通过传输带310被移动到上料区域时，平推气缸335运动，通过平推夹具把微型断路器320推入上料区域另一侧的上料盒380中。 

步骤三：上料盒380安装在上推气缸385的推杆上，跟随上推气缸的推杆沿图示的A方向往复运动。上推气缸可以将断路器上推到与进行测试的平台对应的安装区域。在安装区域的另一侧设置有抓料夹具365和上料气缸350。上推气缸将断路器上推到安装区域，抓料夹具365在旋转气爪360的控制下抓取断路器。如图所示，抓料夹具365固定在旋转气爪360上，随着旋转气爪的控制沿图示C方向顺时针或逆时针转动，并在转动到安装位置处将断路器抓起。 

步骤四：旋转气爪360和抓料夹具都安装在上料气缸350上，随上料气缸的推杆沿图示的B方向往复运动。上料气缸推动抓料夹具和所抓取的断路器设备到安装区域另一侧的测试平台上。控制系统100首先检测在测试 平台上与当前抓料夹具对应的位置是否已经放置了待检测断路器，如果没有设置，过程前进到步骤五，如果已经放置了待检测断路器，过程前进至步骤六。 

步骤五：确定测试平台上与抓料夹具对应的用于容纳断路器的固定夹具为可用状态(即当前没有安装其他断路器)后，上料气缸朝向固定夹具推动断路器，当固定夹具容纳并夹紧该断路器，抓料夹具松开断路器并通过上料气缸向反方向运动回到其夹持断路器之前的原始位置。 

步骤六：确定测试平台上与抓料夹具对应的用于容纳断路器的固定夹具已被占据后，控制系统为抓料夹具寻找可用的固定夹具。如前所述，多个固定夹具在测试平台上设置为直线的一排。上料气缸、旋转气爪和抓料夹具整体安装在可沿测试平台上多个固定夹具排列方向(垂直于图纸表面的方向)直线运动的伺服电机340上，并随伺服电机340的驱动直线运动。按照控制系统的指示，伺服电机将抓料夹具以及被夹持的断路器设备移动到与当前可用固定夹具对应的位置。随后，按照与步骤五类似的操作方式，将断路器设备安装到固定夹具上。 

按照另一种操作流程，抓料夹具可以沿着垂直于图3A纸面的方向，依次将待测试的断路器设备安装到沿该方向排列的多个固定夹具上。这样就无需每次检测当前对应的固定夹具是否处于可用状态。 

步骤七：当完成对微型断路器的测试后，按照控制系统的指令，伺服电机驱动抓料夹具分别移动到与安装有微型断路器的固定夹具对应的位置，在上料气缸的驱动下，抓料夹具365在B方向运动并将测试完成的微型断路器取下。携带断路器设备的抓料夹具在伺服电机的驱动下运动到安装位置，并松开夹具。在安装位置还设置有一下料滑道370。下料滑道一端开口位于安装位置，另一端开口连接到传送带310。下料滑道设计为将夹料夹具在安装位置卸载的断路器设备利用重力传输到传输带310上。这样从松开的抓料夹具上掉落的断路器可以沿下料滑道直接传递到传输带上。 

在另一种优选实施方式中，可以进一步简化图3A所示的传送系统。如图3B所示，该传送系统与图3A所示系统相比取消了平行推动气缸335和平推夹具330。并将传输带设置为与上料盒380直接相互配合。具体的说，在传输带的一端设置上料盒380和上推气缸385。在上料的操作流程中，传 输带负责将待测试的断路器传送到上料盒中，并通过上料盒将断路器设备提升到对应于抓料夹具365的安装位置。并且在卸载断路器的操作过程中，传输带接收从下料滑道370滑落的断路器，并按照与上料操作中相反的方向运动，从而将断路器传送回初始位置。 

在依照本实用新型整体构思的另一种实施方式中，还可以设置包括多组上推气缸385和上料盒380的提升机构，以及包括多个抓料夹具365和旋转气爪360的安装机构。这样，每次提升和安装操作可以将多个待测试的产品安装到测试台上，进一步提高效率。 

图4A-B示出了该自动化测试装置的整体结构示意图，其中图4A是该装置的主视图，4B是该装置的侧视图。如图所示，测试装置包括：控制系统100、测试产品安装/卸载机构300以及测试系统200。测试装置可以安装在架子400上。架子400可以采用分层的结构，以便将具有不同功能的部件设置在不同的区域。图4A所示的架子中，将电源210设置在架子顶部层，将操作机构300和测试机构200安装在架子的中层，并将控制系统100安装在架子的底层。 

电源210通过电缆与下面各层的控制系统和操作测试机构相连。图3A所示的传输带310设置为穿过设置操作测试机构的中间一层，将待测试工件从外部传递给测试装置。图4A所示的测试系统200包括按照直线排列的五个固定夹具220，通过如图3所示的安装机构将传输带上传递的工件分别安装到各个固定夹具上。 

图4B示出了该自动化测试装置的侧视图。其中控制系统100设置在架子400的下层，操作机构300和测试机构200分别安装在架子的中层。控制系统、操作机构和测试机构之间通过图中未示出的线缆连接。在其他实施方式中，也可以按照实际需要，将操作机构和测试机构设置在底层，将控制机构设置在中间层。通过以图示的分层架子方式构建微型断路器自动化测试装置台，可以更好利用空间，从而实现本新型的目的。 

本说明书仅仅以对微型断路器进行延时特性测试为实施例描述了自动化测试装置的结构和操作过程，但任何其它需要进行高效低成本测试的机械或电子产品均可以利用上述方式构建的测试台。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本新型的保护范围并非由上述 实施例限定。在本实用新型的精神和范围之内，本领域技术人员可以想到的各种变形、修改、替换以及改进，均应该包括在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种自动测试装置，包括：

测试台(200)，用于对多个产品(320)进行测试操作；

安装在所述测试台上的多个夹具(220)，用于固定所述多个待测试产品；

传送机构(300)，用于将所述多个待测试产品分别提供给所述多个夹具；

其特征在于：所述测试台以及多个夹具保持静止，将所述传送机构配置为能够沿所述多个夹具的排列方向作直线运动，并将所述多个待测试产品逐个安装到对应的夹具上。

2.如权利要求1所述的自动测试装置，其特征是：

所述测试装置还包括伺服电机(340)，将所述伺服电机(340)设置为与所述传送机构相结合，并驱动所述传送机构在沿多个夹具排列的方向直线运动。

3.如权利要求1或2所述的自动测试装置，其特征是：

所述待测试产品是微型断路器(320)，所述测试装置用于测试该微型断路器的长延时特性；

所述测试台(200)上设置有多台接触器设备(KM)，将每个所述接触器设备设置为分别与一个夹具(220)并联电连接，从而使得固定在所述夹具上的微型断路器(QF)和接触器设备(KM)并联电连接并构成一个待测试单元(220)；

所述测试台上还包括电源(210)，各个待测试单元(220)以串连的方式与该电源电连接。

4.如权利要求3所述的自动测试装置，其特征是：

在所述待测试微型断路器(QF)处于导通状态时，所述接触器(KM)处于断开状态；并且

在所述待测试微型断路器跳闸时，所述接触器立即转换为导通状态；

所述测试装置测量每个接触器的工作状态，以判断待测试微型断路器 的长延时性能是否符合要求。

5.如权利要求1或2所述的自动测试装置，其特征是

所述传送机构(300)包括：

传送带(310)，用于将所述待测试产品在水平方向移动到测试设备内的提升位置；

提升机构(380，385)，与该传送带相配合，用于将处于所述提升位置的待测试产品在竖直方向提升到与所述夹具相对应的安装位置；以及

安装机构，用于将处于所述安装位置的待测试产品安装到对应的夹具上。

6.如权利要求5所述的自动测试装置，其特征是

所述提升机构(380，385)包括：

上料容器(380)，用于承载从所述传送带提供的待测试产品；以及

升降单元(385)，与所述上料容器相连接，用于驱动该上料容器在从所述传送带接收待测试产品的所述提升位置和与所述夹具对应的安装位置之间升降。

7.如权利要求5所述的自动测试装置，其特征是

所述安装机构包括：

夹持机构(365)，用于夹持处于所述安装位置的待测试产品并将其安装到夹具上；以及

推动单元(350)，与所述夹持机构相连，用于驱动所述夹持机构在朝向夹具(220)的方向往复运动。

8.如权利要求6或7所述的自动测试装置，其特征是

所述测试装置还包括：

平推机构(335，330)，设置为与传送带(310)和提升机构(380，385)相配合，用于将处于传送带上提升位置的待测试产品推到所述上料容器(380)上。 

9.如权利要求8所述的自动测试装置，其特征是

还包括具有分层结构的架子上，其中，将电源(210)放置在架子的顶层，将传送机构(300)设置在架子的中间层或下层。 

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