CN103809151B - 一种多表位参数自动设置与检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种多表位参数自动设置与检测装置，主体结构包括电表生产流水线、主机管控单元、机械臂控制器、机械臂、机械臂爪手、到位识别器、多表位测试设备和不良品回收装置，多表位测试设备安置在电表生产流水线上，机械臂放置在电表生产流水线的正中央，机械臂下方放置有到位识别器，不良品回收装置放置在电表生产流水线的一侧，机械臂爪手固定在机械臂的末端，主机管控单元与多表位测试设备连接通讯，多表位测试设备与机械臂控制器连接通讯，机械臂控制器控制机械臂的移动定位，多表位测试设备与机械臂爪手电连接，多表位测试设备与到位识别器电连接；其设计结构新颖，原理可靠，适用范围广，环境友好。

Description

一种多表位参数自动设置与检测装置

技术领域：

本发明属于自动化设备技术领域，涉及一种多表位参数自动设置与检测装置，无需人为干预，实现从产品到位判断、抓取、条码识别、参数设置、结果判断和分类流出等全自动的参数设置与检测。

背景技术：

电能是最重要的能源，它的应用在生产技术上曾引起划时代的变革，在现代社会中电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面，而电表是当前电能计量和经济结算的主要工具，它的准确与否直接关系到国家与用户的经济利益。电表自诞生至今已有100多年的历史，随着电力***及相关产业的发展以及电能管理***的不断完善，电表的结构和性能也经历了不断跟新和优化的发展过程，目前电能表品种已达上百种，从感应式电能表到电子式电能表，从单一计费功能的电能表到多费率、多功能电能表，从依靠人工抄表到远程自动抄表，IC卡电能表、多用户电能表、模块化电能表和智能电表等相继研制成功并投入生产和使用，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能和防窃电功能等智能化的功能，智能电表能够完成以上诸多功能的前提是在出厂时进行相应参数的设置，由于新生产电表初始状态无地址无法组成网络进行批量操作，传统的做法是一台电脑、一个串口、一把条码枪对应一台电表进行各种参数设置，读取验证等操作，由人工从生产流水线体上拿取待设置电表产品，再用条码扫描枪扫描条码启动操作，由人工通过电脑显示操作结果对产品进行良品与不良品的分类，这种方法生产效率低下，工人劳动强度大，生产成本较高，因此寻求设计提供一种多表位参数自动设置与检测装置，以实现自动化流水作业，提高生产效率，节省人力和物力，具有良好的经济效益和实用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有生产方式存在的缺点，寻求设计提供一种多表位参数自动设置与检测装置，将电表生产流水线、主机管控单元、机械手、到位识别器、多表位测试设备和不良品回收装置进行***集成，实现全自动化流水作业。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括电表生产流水线、主机管控单元、机械臂控制器、机械臂、机械臂爪手、到位识别器、多表位测试设备和不良品回收装置，多表位测试设备跨立式固定安置在电表生产流水线上，用于放置待操作电表，机械臂固定放置在电表生产流水线的正中央，并与多表位测试设备正面对应，机械臂下方的电表生产流水线上固定放置有到位识别器用于识别并拦截电表生产流水线上的待操作电表，不良品回收装置固定放置在电表生产流水线的一侧边沿处用于收集与放置参数未设置成功的电表，机械臂爪手固定连接在机械臂的末端用于夹持电表，主机管控单元与多表位测试设备电信息连接通讯，多表位测试设备与机械臂控制器电信息连接通讯，机械臂控制器通过多芯柔性电机线缆连接控制机械臂的移动定位，多表位测试设备与机械臂爪手电连接控制，多表位测试设备和到位识别器通过双芯屏蔽线连接，主机管控单元采用配置有相应控制程序和软件的常规硬件设备。

本发明涉及的机械臂控制器主体结构包括液晶屏、控制主板和步进电机驱动器，利用液晶屏和控制主板上的按键进行三维空间多位置点的坐标数据设置与保存，控制主板接收到机械臂控制器的运行命令后根据目的位置点查询相应坐标数据以结合当前坐标数据进行加减计算，并发送方向和速度脉冲数据给步进电机驱动器以控制机械臂移动。

本发明涉及的多表位测试设备主体结构包括第一表位、第二表位、第三表位、探针板、气动元件、控制箱和固定架，固定架的支撑板上从左至右依次固定有第一表位、第二表位和第三表位，长方形结构的控制箱固定设立在固定架的上端，控制箱中集成式安装有控制板、开关电源、AC220V隔离变压器和气动电磁阀，用以控制各个表位的动作和检测，第一表位、第二表位和第三表位的正上方分别固定制有相同结构的气动元件，气动元件的末端带有探针板，气动元件与控制箱中的气动电磁阀通过气管连接，控制箱中的控制板与主机管控单元多串口连接，同时将隔离后的AC220V电压连接至相应表位的探针板上；控制箱控制不同表位上方的气动元件的起降并对被测电表上电，以建立主机管控单元和被测电表的通讯连接通道，同时控制箱内的控制板接收主机管控单元发送的命令进行电表拉合闸检测，并把检测结果传输至主机管控单元。

本发明涉及的机械臂爪手主体结构包括气爪和条码扫描枪，气爪通过气管与控制箱内的气动电磁阀连接用于抓取电表，条码扫描枪与控制箱内的控制板连接通讯，用于读取电表条码。

本发明涉及的机械臂主体结构包括X轴、Y轴、Z轴和支撑架，X轴、Y轴和Z轴依次相互垂直固定，X轴、Y轴和Z轴分别由相同结构的同步带、同步带轮、直线导轨、滑块和步进电机固定组装并能在三维空间内自由移动；支撑架将X轴、Y轴和Z轴整体固定在电表生产流水线上，步进电机通过线缆与机械臂控制器内的步进电机驱动器连接以实现电机转动的控制，同步带沿直线导轨带动滑块移动以实现机械臂的三个轴的移动。

本发明涉及的不良品回收装置的主体结构包括收集槽、光电开关、防滑垫、声光报警灯、支架、控制盒和限位开关，铺设有防滑垫的收集槽的下方固定设置有支架，支架的底端制有声光报警灯，支架与收集槽的空档处设置有控制盒，控制盒中集成式安装有计数器及控制电路，收集槽的起始端两侧分别固定制有光电开关，光电开关与控制盒中的计数器电信息连接，收集槽的末端底部固定制有限位开关，限位开关与控制盒内计数器电信息连接用以启动或者清零计数器；光电开关感应到有电表经过时传递信号给控制盒开始计数，声光报警灯与控制盒电信息连通，控制盒根据收集槽的长度预先设置最大计数值，最大计数值范围为1-100，达到最大计数值后声光报警灯发出报警信号。

本发明与现有技术相比，能支持现有FA功能测试的所有项目包括参数设置、读取验证、拉合闸检测等，采用一对多并行操作模式，能够智能分配操作表位、区分良品与不良品，实现多表位并行异步操作；带有显示屏能够实时显示设置与检测状态，特有的不良品回收装置能够在收集存放满槽后进行声光报警；其设计结构新颖，原理可靠，自动化程度高，生产效率好，有效避免了人为原因造成不良品，产品一致性高，节省人力和物力，适用范围广，环境友好。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的机械臂控制器的主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的多表位测试设备的主体结构原理示意图。

图4为本发明涉及的机械臂的主体结构原理示意图。

图5为本发明涉及的不良品回收装置的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明做出进一步详细说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括电表生产流水线1、主机管控单元2、机械臂控制器3、机械臂4、机械臂爪手5、到位识别器6、多表位测试设备7和不良品回收装置8，多表位测试设备7跨立式固定安置在电表生产流水线1上，用于放置待操作电表，机械臂4固定放置在电表生产流水线1的正中央，并与多表位测试设备7正面对应，机械臂4下方的电表生产流水线1上固定放置有到位识别器6用于识别并拦截电表生产流水线1上的待操作电表，不良品回收装置8固定放置在电表生产流水线1的一侧边沿处用于收集与放置参数未设置成功的电表，机械臂爪手5固定连接在机械臂4的末端用于夹持电表，主机管控单元2与多表位测试设备7连接通讯，多表位测试设备7与机械臂控制器3连接通讯，机械臂控制器3通过多芯柔性电机线缆连接控制机械臂4的移动定位，多表位测试设备7与机械臂爪手5电连接控制，多表位测试设备7和到位识别器6通过双芯屏蔽线连接，主机管控单元2采用常规的硬件设备，并配置有相应的控制程序或软件。

本实施例涉及的机械臂控制器3主体结构包括液晶屏9、控制主板10和步进电机驱动器11，利用液晶屏9和控制主板10上的按键进行三维空间多位置点的坐标数据设置与保存，控制主板10接收到机械臂控制器3的运行命令后根据目的位置点查询相应坐标数据以结合当前坐标数据进行加减计算，并发送方向和速度脉冲数据给步进电机驱动器11以控制机械臂4移动。

本实施例涉及的多表位测试设备7主体结构包括第一表位12、第二表位13、第三表位14、探针板15、气动元件16、控制箱17和固定架18，固定架18的支撑板上从左至右依次固定有第一表位12、第二表位13和第三表位14，长方形结构的控制箱17固定设立在固定架18的上端，控制箱17中集成式安装有控制板、开关电源、AC220V隔离变压器和气动电磁阀，用以控制各个表位的动作和检测，第一表位12、第二表位13和第三表位14的正上方分别固定制有相同结构的气动元件16，气动元件16的末端带有探针板15，气动元件16与控制箱17中的气动电磁阀通过气管连接，控制箱17中的控制板与主机管控单元2多串口连接，同时将隔离后的AC220V电压连接至相应表位的探针板15上；控制箱17控制不同表位上方的气动元件16的起降并对被测电表上电，以建立主机管控单元2和被测电表的通讯连接通道，同时控制箱17内的控制板接收主机管控单元2发送的命令进行电表拉合闸检测，并把检测结果传输至主机管控单元2。

本实施例涉及的机械臂爪手5主体结构包括气爪19和条码扫描枪20，气爪19通过气管与控制箱17内的气动电磁阀连接用于抓取电表，条码扫描枪20与控制箱17内的控制板连接通讯，用于读取电表条码。

本实施例涉及的机械臂4主体结构包括X轴21、Y轴22、Z轴23和支撑架24，X轴21、Y轴22和Z轴23依次相互垂直固定，X轴21、Y轴22和Z轴23分别由相同结构的同步带32、同步带轮33、直线导轨34、滑块35和步进电机36固定组装并能在三维空间内自由移动；支撑架24将X轴21、Y轴22和Z轴23整体固定在电表生产流水线1上，步进电机36通过线缆与机械臂控制器3内的步进电机驱动器11连接以实现电机转动的控制，同步带32沿直线导轨34带动滑块35移动以实现机械臂4的三个轴的移动。

本实施例涉及的不良品回收装置8的主体结构包括收集槽25、光电开关26、防滑垫27、声光报警灯28、支架29、控制盒30和限位开关31，铺设有防滑垫27的收集槽25的下方固定设置有支架29，支架29的底端制有声光报警灯28，支架29与收集槽25的空档处设置有控制盒30，控制盒30中集成式安装有计数器及控制电路，收集槽25的起始端两侧分别固定制有光电开关26，光电开关26与控制盒30中的计数器电信息连接，收集槽25的末端底部固定制有限位开关31，限位开关31与控制盒30内计数器电信息连接用以启动或者清零计数器；光电开关26感应到有电表经过时传递信号给控制盒30开始计数，声光报警灯28与控制盒30电信息连通，控制盒30根据收集槽25的长度预先设置最大计数值，最大计数值的范围为1-100，达到最大计数值后声光报警灯28发出报警信号。

本实施例涉及的多表位参数自动设置与检测装置运行时，首先到位识别器6识别并拦截电表生产流水线1上的电表，多表位测试设备7传递信号给机械臂控制器3控制机械臂4移动到位，机械臂控制器3控制机械臂爪手5对电表进行抓取并扫描条码，多表位测试设备7根据三个表位的当前使用情况调度机械臂4移动至空闲表位上方，机械臂爪手5松开将电表放置在相应表位，相应表位的探针板15下压以夹紧被测电表并上电，主机管控单元2与电表建立连接通讯以启动参数设置与检测；参数设置与检测完毕后主机管控单元2将结果反馈给多表位测试设备7，多表位测试设备7根据结果再次调度机械臂4移动并控制机械臂爪手5抓取电表进行分类放置；如果结果为良品则机械臂4将电表送回电表生产流水线1，如果结果为不良品则机械臂4将电表送至不良品回收装置8；多表位参数自动设置与检测装置在运行过程中，械臂控制器3通过控制器局域网络总线接收多表位测试设备7的调度命令并负责控制机械臂4移动定位，多表位测试设备7负责所有设置与检测业务处理，包括与主机管控单元2的交互通讯、电表抓取、条码读取、各表位状态判断、测试结果分析、机械臂4的调度移动。

Claims (6)

1.一种多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于主体结构包括电表生产流水线、主机管控单元、机械臂控制器、机械臂、机械臂爪手、到位识别器、多表位测试设备和不良品回收装置，多表位测试设备跨立式固定安置在电表生产流水线上，用于放置待操作电表，机械臂固定放置在电表生产流水线的正中央，并与多表位测试设备正面对应，机械臂下方的电表生产流水线上固定放置有到位识别器用于识别并拦截电表生产流水线上的待操作电表，不良品回收装置固定放置在电表生产流水线的一侧边沿处用于收集与放置参数未设置成功的电表，机械臂爪手固定连接在机械臂的末端用于夹持电表，主机管控单元与多表位测试设备电信息连接通讯，多表位测试设备与机械臂控制器电信息连接通讯，机械臂控制器通过多芯柔性电机线缆连接控制机械臂的移动定位，多表位测试设备与机械臂爪手电连接控制，多表位测试设备和到位识别器通过双芯屏蔽线连接，主机管控单元采用配置有相应控制程序和软件的硬件设备。

2.根据权利要求1所述的多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于机械臂控制器主体结构包括液晶屏、控制主板和步进电机驱动器，利用液晶屏和控制主板上的按键进行三维空间多位置点的坐标数据设置与保存，控制主板接收到机械臂控制器的运行命令后根据目的位置点查询相应坐标数据以结合当前坐标数据进行加减计算，并发送方向和速度脉冲数据给步进电机驱动器以控制机械臂移动。

3.根据权利要求1所述的多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于多表位测试设备主体结构包括第一表位、第二表位、第三表位、探针板、气动元件、控制箱和固定架，固定架的支撑板上从左至右依次固定有第一表位、第二表位和第三表位，长方形结构的控制箱固定设立在固定架的上端，控制箱中集成式安装有控制板、开关电源、交流220V隔离变压器和气动电磁阀，用以控制各个表位的动作和检测，第一表位、第二表位和第三表位的正上方分别固定制有相同结构的气动元件，气动元件的末端带有探针板，气动元件与控制箱中的气动电磁阀通过气管连接，控制箱中的控制板与主机管控单元多串口连接，同时将隔离后的交流220V电压连接至相应表位的探针板上；控制箱控制不同表位上方的气动元件的起降并对被测电表上电，以建立主机管控单元和被测电表的通讯连接通道，同时控制箱内的控制板接收主机管控单元发送的命令进行电表拉合闸检测，并把检测结果传输至主机管控单元。

4.根据权利要求3所述的多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于机械臂爪手主体结构包括气爪和条码扫描枪，气爪通过气管与控制箱内的气动电磁阀连接用于抓取电表，条码扫描枪与控制箱内的控制板电信息连接通讯，用于读取电表条码。

5.根据权利要求1所述的多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于机械臂主体结构包括X轴、Y轴、Z轴和支撑架，X轴、Y轴和Z轴依次相互垂直固定，X轴、Y轴和Z轴分别由相同结构的同步带、同步带轮、直线导轨、滑块和步进电机固定组装并能在三维空间内自由移动；支撑架将X轴、Y轴和Z轴整体固定在电表生产流水线上，步进电机通过线缆与机械臂控制器内的步进电机驱动器连接以实现电机转动的控制，同步带沿直线导轨带动滑块移动以实现机械臂的三个轴的移动。

6.根据权利要求1所述的多表位参数自动设置与检测装置，其特征在于不良品回收装置的主体结构包括收集槽、光电开关、防滑垫、声光报警灯、支架、控制盒和限位开关，铺设有防滑垫的收集槽的下方固定设置有支架，支架的底端制有声光报警灯，支架与收集槽的空档处设置有控制盒，控制盒中集成式安装有计数器及控制电路，收集槽的起始端两侧分别固定制有光电开关，光电开关与控制盒中的计数器电信息连接，收集槽的末端底部固定制有限位开关，限位开关与控制盒内计数器电信息连接用以启动或清零计数器；光电开关感应到有电表经过时传递信号给控制盒开始计数，声光报警灯与控制盒电信息连通，控制盒根据收集槽的长度预先设置最大计数值，达到最大计数值后声光报警灯发出报警信号。