CN206096378U - 塑壳断路器自动生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及塑壳断路器自动生产线，以解决现有技术的生产线制造出的塑壳断路器成品的合格率低的问题。本实用新型的用于装配面盖的第一装配单元设置于用于测试产品整体性能的整体性能检测设备之前，而装配面盖之后的产品性能相较于未安装面盖的产品来说更为接近于成品性能。因而后续的测试结果更能反映成品的电气性能及机械性能，避免了面盖装配后影响产品的电气性能或机械性能而使断路器成品不合格。换而言之，装配面盖之后的产品检测合格即可保证断路器成品合格，因而采用本自动生产线制造塑壳断路器的合格率可以达到100%。

Description

塑壳断路器自动生产线

技术领域

本实用新型涉及塑壳断路器自动生产线。

背景技术

塑壳断路器的制造包括导电系统装配、触头参数检测、壳体附件装配及整体性能检测等多种工序。为提高对塑壳断路器的加工生产效率、降低劳动强度、提高装配质量，经常会在生产线上完成对塑壳断路器的装配、调试、校验、耐压。如中国专利CN205081452U所公开的一种全自动化的配电柜总装生产线所述，生产线就是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的线路。生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。但传统的自动生产线在断路器的装配及检验过程中，常是在导电系统装配并检测完毕后再进行包括面盖在内的壳体附件的装配，这是一种对半成品的检测。而面盖装配之后可能对断路器的整体性能产生影响而造成成品不合格，这就造成了生产线制造的塑壳断路器的合格率不能达到100%，也即是说现有技术中的生产线制造的断路器成品中可能混入不合格品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能自动装配及检测塑壳断路器的自动生产线以解决现有技术的生产线制造出的塑壳断路器成品的合格率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型塑壳断路器自动生产线的技术方案是：

塑壳断路器自动生产线，包括沿自动生产线的输送方向布置的用于装配包括触头在内的电气元件的电气元件装配单元、用于装配包括面盖在内的壳体附件的壳体装配单元，还包括用于检测触头参数的触头参数检测设备、用于检测装配好电气元件的断路器的整体性能的整体性能检测设备，所述壳体装配单元包括用于装配面盖的第一装配单元，所述第一装配单元在自动生产线的输送方向上设置于触头参数检测设备之后、整体性能检测设备之前。

所述第一装配单元包括用于放置塑壳断路器以装配面盖以及附件的附件装配工作台。

第一装配单元还包括沿自动生产线的输送方向设置在所述附件装配工作台之后的自动锁螺钉设备。

沿自动生产线的输送方向在壳体装配单元之后还设置有用于在面盖上标示产品铭牌信息的标示设备及用于检测成品外观质量的外观检测设备。

所述电气元件装配单元包括沿自动生产线的输送方向依次布置的用于装配包括动触头在内的导电系统的导电系统装配工作台，用于装配A、C、N相静触头的A、C、N相静触头装配工作台及用于装配B相静触头的B相静触头装配工作台。

电气元件装配单元还包括设置在导电系统装配工作台与A、C、N相静触头装配工作台之间的用于对由导电系统装配工作台中流出的产品粘贴条码的贴条码设备。

触头参数检测设备包括沿生产线的传输方向布置于A、C、N相静触头装配工作台与B相静触头装配工作台之间的用于检测开距、超程、脱扣力、脱扣行程的第一触头参数检测设备及布置于B相静触头装配工作台之后的用于检测终压力、回路电阻、同步性的第二触头参数检测设备。

触头参数检测设备还包括设置在A、C、N相静触头装配工作台与第一触头参数检测设备之间的用于检测产品机械特性的机械磨合测试设备。

所述整体性能检测设备包括用于检测产品瞬时特性的瞬时设备，用于检测产品的等效延时特性的延时设备，用于检测主回路耐压性能的主回路耐压测试设备及用于检测产品整体机械可靠性的机械可靠性测试设备。

瞬时设备和/或延时设备包括用于冷却触头的水冷装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的用于装配面盖的第一装配单元设置于用于测试产品整体性能的整体性能检测设备之前，而装配面盖之后的产品性能相较于未安装面盖的产品来说更为接近于成品性能。因而后续的测试结果更能反映成品的电气性能及机械性能，避免了面盖装配后影响产品的电气性能或机械性能而使断路器成品不合格。换而言之，装配面盖之后的产品检测合格即可保证断路器成品合格，因而采用本自动生产线制造塑壳断路器的合格率可以达到100%。

附图说明

图1为本实用新型的塑壳断路器自动生产线的一个实施例生产塑壳断路器时的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的塑壳断路器自动生产线的具体实施例，如图1所示，包括电气元件装配单元、壳体装配单元、触头参数检测设备、整体性能检测设备、标示设备、外观检测设备及包装单元。电气元件装配单元包括用于对塑壳断路器的导电系统进行装配的导电系统装配工作台，用于对A、C、N相静触头进行装配的A、C、N相静触头装配工作台，用于对B相静触头进行装配的B相静触头工作台及用于向导电系统贴条码的贴条码设备。壳体装配单元包括用于装配面盖的第一装配单元、用于装配联结板的第二装配单元及用于装配背板的第三装配单元，第一装配单元还用于对隔弧件及附件进行装配。触头参数检测设备包括用于检测导电系统机械特性的机械磨合测试设备，用于测量开距、超程、脱扣力及脱扣行程的第一触头参数检测设备，用于检测触头的终压力、三相同步性及回路电阻的第二触头参数检测设备。整体性能检测设备包括用于对产品进行瞬时特性低倍、高倍测试的瞬时设备，用于测试产品等效延时特性的延时设备，用于检测主回路耐压性的主回路耐压测试设备，用于检测附件机械可靠性的附件机械可靠性测试设备，用于检测产品整体机械可靠性的机械可靠性测试设备。

以上各设备之间预留800mm的空间，工件在各个设备之间的传送通过输送带进行。同时生产线利用15寸彩色触摸屏实现在线调试、数据的显示、设定，并能统计生产产量。

下面具体对塑壳断路器在生产线上的生产过程对各检测设备及装配单元或设备进行介绍：

1）导电系统装配工作台

产品首先在1－6号工件台（即导电系统装配工作台）之间流转并通过人工完成导电系统装配，1－6号工作台中的3个工位用于机构装配、3个工位用于脱扣器装配。

2）贴条码设备

完成导电系统装配后的产品底座水平地设置在传送带上并随传送带自动送入贴条码设备中，贴条码设备自动生成条形码以实现动态贴标，贴码完毕后再用扫描枪读取条码以确保条码的正确性。对于不同规格的断路器产品壳架，贴条码设备可根据壳架位置的不同点，通过软件选型而自动调整贴标的位置，以保证贴条码设备最终在产品侧面靠近N极的底壳侧面上贴上条码，且贴条码位置相对位移公差为±1mm。贴码完毕，再用扫描枪读取条码，以确保条码的正确性。

3）A、C、N相静触头装配工作台

由贴条码设备中流出的产品随即流动至7－11号工作台（即A、C、N相静触头装配工作台）进行静触头的装配，7－11号工作台中的1个工位用于机构装配、2个工位用于导电部分装配、2个工位用于打底部螺钉。

在1－11号工作台，每个工位均配有照明设备、电源设备、气路管线快速接头等，并且将员工身份信息与其工作内容通过手工录入的方工，相绑定，便于后期工作的追溯、查询。单工位装配台尺寸为1000mmX800mmX1900mm，工件区宽为350mm。装配台机架采用铝型材结构，台面板为20mm密度板并用3mm厚的304磨砂亚光不锈钢板贴装表面，料架及安装在立柱上的看板位置高低可调。工件在各工作台之间的传输采用宽皮带传送，宽皮带由调整电机驱动。

4）机械磨合测试设备

装配之后的产品保证底座水平地随传送带流至机械磨合测试设备处，机械磨合测试设备具有两个工件，两个工件分别对应于动触头的合闸位及分闸位。机械磨合测试设备包含一套自动装夹机构、自动合分闸及脱扣顶杆机构。当水平平放的产品经夹具定位完毕后，再设定分合闸的次数并通过机械手来分、合闸产品，以此测试产品的机构性能。分合闸的次数可以任意设定，通断信号通过24V的电压信号来采集。

5）第一触头参数检测设备

由机械磨合测试设备流出的产品保证底座水平地随传送带流至触头参数检测设备以进行开距、超程、脱扣力及脱扣行程的测试，触头参数检测设备有两个工位，这两个工位分别对应于动触头的分闸位及合闸位，该设备还包括用于测量开距、超程、全程及脱扣行程的激光测距传感器和用于测量脱扣力的力传感器。

自动测试项目如下：

A、脱扣力：范围0-10N精度±2%，使用测力计将产品脱扣，取最大力值为脱扣力；

B、脱扣行程：由接触力大小判断是否接触，并计算出运动至脱扣时的位移范围0-50mm，精度±0.1mm；

C、开距及全程：合闸前、后分别通过激光测距仪测量并计算动触头位置差获得开距及全程。通过 B相全程算得A、C、N相超程。测试重复精度±0.03mm。

6）B相静触头装配工作台

开距、超程、脱扣力及脱扣行程测试完毕后产品流至12号工作台（即B相静触头装配工作台）由人工对产品挡停并进行B相静触头的装配，同时在该工作台上的产品进行计数、计时提示，以防止在该工作台堆积过多产品。

7）第二触头参数检测设备

产品在12号工作台上完成了B相静触头的装配之后，保证底座水平地随传送带流动至第二触头参数检测设备实现对触头的接触电阻、三相同步性及终压力的检测，终压力、回路电阻、同步性测试设备设计有分别对应于分、合闸状态的两个工位。

该设备需要测试项目如下：

A、触头的终压力：范围0-50N，精度±5%，测力计拉开动触头瞬间获得力即为终压力；

B、接触电阻：主回路通以100A电流,测触头压降并计算电阻，精度为1微欧；

C、触头的三相同步性：按合闸时间差判断同步性，准确度为0.01毫秒。

8）第一装配单元

之后产品由第二触头参数检测设备中流出并进入13号、14号工作台，13、14号工作台的工人将产品人工挡止并人工进行隔弧件等附件的装配、盖设面盖并向面盖定位孔中放入螺钉，对应地13、14号工作台为能够盖面盖及装配隔弧件等附件的附件装配工作台。

之后产品流入至自动锁螺钉设备，自动锁螺钉设备通过X/Y轴系统带动一个螺丝刀，自动寻找螺丝位置并拧紧螺丝而完成对面盖的安装。自动锁螺钉设备具有防错功能，可实时检测螺钉状态及反馈扭力值，防多打、漏打、误打。附件装配工作台与自动锁螺钉设备一起组成了第一装配单元。

9）瞬时设备

装配面盖之后的产品流动至瞬时设备上，瞬时设备将水平放置的产品竖立起来并放在上料位，之后再将上料位的产品送入测试夹具中，测试夹具将产品夹紧，再对产品通电以测试产品的低倍、高倍瞬时特性。测试时，系统自动对产品A相、B相、C 相、N相顺序施加瞬时恒定电流，合闸机构自动对产品进行再扣、合闸与分闸操作。恒流源采用电子式的交流或直流恒流源，响应时间为5ms，头10ms内控制精度可达1%，10ms以后控制精度可达0.5%，交直流电流显示精度≤±3%。交流失真度≤±3%；绝缘电阻≥5兆欧。考虑到接触的可靠性问题，为125型断路器和250型断路器各设计一个工位来实现瞬时测试。为避免瞬时测试后的产品的温升过大，夹具头带有水冷装置。经瞬时设备测试后的合格品与不合格品自动分离，合格的产品流入下一道工序，不合格的产品流入不合格品区并被送往7－11号工作台进行人工返修。

10）延时设备

由瞬时设备流出的合格品保证竖直状态地流动至延时设备，延时设备先是采用红外线测温度传感器测量产品的触头温度，再自动装夹产品并向产品通电以测试产品的等效延时特性。产品测试时，恒流时间≤5ms，按产品类型切换电源。具体测试过程如下：电流0~800A，直流时间常数≤5ms，直流纹波系数≤3%，直流电流精度1%。交流测试上升时间≤100ms，波形失真≤3%，电流精度±1%。为避免延时特性测试后的产品的温升过大，夹具头带有水冷装置。经延时设备测试后的合格品与不合格品自动分离，合格的产品流入下一道工序，不合格的产品流入不合格品区并被送往7－11号工作台进行人工返修。

11）主回路耐压测试设备

由延时设备流出的合格品由生产线流动至主回路耐压测试设备，该设备具有两个用于检测耐压的自动测试工位，两个检测耐压工位分别用于检测125型及250型断路器的耐压性能。该设备先将由上一工序中流出的竖直状态的产品打倒以使其底座水平地平放在流水线上，再对产品分别进行耐压测试与机械可靠性测试。

耐压测试时的测试电压在高压0~5000V任意可调，泄漏电流0~100mA可调，测试时间可任意设定。耐压测试实现安全性隔离。测试工艺如下：

A、产品合闸状态时，极与极的介电性能测试；(针对多极产品)

B、产品合闸状态时，接线端对地、对手柄的介电性能测试；

C、产品分闸状态时，接线端进出线之间的介电性能测试。

12）附件机械可靠性测试设备

在主回路耐压测试完成后，将合格产品在脱扣状态下流出工位并随传送带流至下一工序的附件机械可靠性测试设备上以对附件的机械可靠性进行测试。当产品流进该工位后，机械可靠性测试设备可将产品自动挡停并进行举升及定位，再将测试探针自动压紧被定位后断路器A、B、C、N相进出线接线端及附件接线端子，并对不同类型的附件采用不同的测试方式，具体如下：

对于欠压附件：按规格切换直流或交流源，按GB1408.1 7.2.1.3的要求，在闭合状态时主回路缓慢降压，应在70%~35%Ue电压范围内脱扣动作并记录动作值及动作时间、85%~110%Ue时产品应能可靠闭合。

对于过压附件：按规格切换直流或交流源，按GB1408.1的要求在主回路施加110%Ue电压脱扣，并记录动作时间。

对于分励附件：按规格切换直流或交流源，按GB1408.1的要求在附件上施加85%Uc记录脱扣动作时间。

辅助、报警附件：按规格切换交流源，按GB1408.2的要求施加24V电压,记录分合闸状态下触头状态切换时间及触点电压降。

报警附件：按规格切换交流源，按GB1408.2的要求施加24V电压,记录分脱扣状态时触头状态切换时间及触点电压降。

13）机械可靠性测试设备

在附件机械可靠性测试完成后，将合格产品流出工位并随传送带流至下一工序的机械可靠性测试设备上以对断路器手柄的机械可靠性进行测试。机械可靠性进行测试设备具有两个检测手柄操作力的工位，两个检测手柄操作力的工位分别用于检测125型及250型断路器的手柄操作力。

产品机械可靠性测试的测试内容如下：

A、机械操作可靠性：合闸到位后检测主触头通断情况。不得出现滑扣现象。共计40次，其中包含推动脱扣按钮，使产品脱扣5次。次数可设定。

B、分合闸力、再扣力测试：先检测再扣力，然后运动到临界点，检测合闸力及是否合闸。同样测试分闸。

14）第二装配单元

机械可靠性测试设备中流出的产品随输送带流入联结板装配工作台以完成盖联结板及向联结板的定位孔中放入螺丝。之后产品流入自动锁螺钉设备以完成螺丝的锁紧。组合用螺丝采用振动盘自动上料，从产品的接线位送入产品当中，进行装配。设备设计有一个工位可同时实现125型和250型塑壳断路器的自动装配，并可根据产品的选型自动调节送螺丝机构的间隙。同时还可设定螺丝刀的扭力，按要求拧紧螺丝。因而自动锁螺钉设备具有防错功能，检测螺钉状态，防多打、漏打、误打。联结板装配工作台及自动锁螺钉设备一起组成了对联结板进行装配的第二装配单元。

15）第三装配单元

装配联结板之后的产品再流入背板装配设备（即背板装配单元）中进行背板的自动装配。在背板装配设备中，由人工一次性叠放背板，一次叠放的容量为400片左右。在产品底部贴三条双面胶以通过粘贴的方式将背板装配在产品上。在产品底部贴双面胶时，软件自动识别产品型号以调整贴胶的位置。

16）贴铭牌设备

由背板装配设备流出的产品通过输送带传送到贴铭牌设备以实现向面盖上贴标。

17）外观检测设备

外观检测设备采用影像视觉系统，检测产品的上表面，可检测面盖正面的缺陷和铭牌标示的缺陷，确保产品的外观正常。

18）包装单元

将由外观检测设备流出的合格品由15号及16号工作台（即包装单元）的操作人员人工挡止并在此完成产品的包装，包装主要包括装主回路连接件及附件袋。到此完成了对塑壳断路器的自动生产装配，即可将成品塑壳断路器随输送带送往塑壳断路器立体库中进行存储。

在本实用新型的塑壳断路器自动生产线的其他实施例中，贴铭牌设备还可以被能在面盖上激光打标的打标设备代替，此时面盖上无需采用铭牌标示，节省材料和人工，而打标设备代替贴铭牌设备作为用于在面盖上标示产品铭牌信息的标示设备使用；在不考虑不合格品返修难度的情况下，设置于触头参数检测设备之前的机械磨合测试设备还可以省去，而是在后续的机械可靠性测试设备中再对动触臂的开合机械性能进行测试并依据测试结构筛选合格品流入下一工序；在温升可控的情况下，瞬时设备和延时设备中的用于冷却触头的水冷装置还可省去；第一装配单元中的用于装配面盖及附件的附件装配工作台也可以采用单独的工作台分别对面盖及附件进行装配，自动锁螺钉设备可以集成在任意一个工作台上，也可以省去，而是手动对面盖定位孔中的螺钉进行锁紧。

Claims (10)

1.塑壳断路器自动生产线，包括沿自动生产线的输送方向布置的用于装配包括触头在内的电气元件的电气元件装配单元、用于装配包括面盖在内的壳体附件的壳体装配单元，还包括用于检测触头参数的触头参数检测设备、用于检测装配好电气元件的断路器的整体性能的整体性能检测设备，其特征在于：所述壳体装配单元包括用于装配面盖的第一装配单元，所述第一装配单元在自动生产线的输送方向上设置于触头参数检测设备之后、整体性能检测设备之前。

2.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：所述第一装配单元包括用于放置塑壳断路器以装配面盖以及附件的附件装配工作台。

3.根据权利要求2所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：第一装配单元还包括沿自动生产线的输送方向设置在所述附件装配工作台之后的自动锁螺钉设备。

4.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：沿自动生产线的输送方向在壳体装配单元之后还设置有用于在面盖上标示产品铭牌信息的标示设备及用于检测成品外观质量的外观检测设备。

5.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：所述电气元件装配单元包括沿自动生产线的输送方向依次布置的用于装配包括动触头在内的导电系统的导电系统装配工作台，用于装配A、C、N相静触头的A、C、N相静触头装配工作台及用于装配B相静触头的B相静触头装配工作台。

6.根据权利要求5所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：电气元件装配单元还包括设置在导电系统装配工作台与A、C、N相静触头装配工作台之间的用于对由导电系统装配工作台中流出的产品粘贴条码的贴条码设备。

7.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：触头参数检测设备包括沿生产线的传输方向布置于A、C、N相静触头装配工作台与B相静触头装配工作台之间的用于检测开距、超程、脱扣力、脱扣行程的第一触头参数检测设备及布置于B相静触头装配工作台之后的用于检测终压力、回路电阻、同步性的第二触头参数检测设备。

8.根据权利要求7所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：触头参数检测设备还包括设置在A、C、N相静触头装配工作台与第一触头参数检测设备之间的用于检测产品机械特性的机械磨合测试设备。

9.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：所述整体性能检测设备包括用于检测产品瞬时特性的瞬时设备，用于检测产品的等效延时特性的延时设备，用于检测主回路耐压性能的主回路耐压测试设备及用于检测产品整体机械可靠性的机械可靠性测试设备。

10.根据权利要求9所述的塑壳断路器自动生产线，其特征在于：瞬时设备和/或延时设备包括用于冷却触头的水冷装置。