CN113406552A - 一种基于流水线的电力互感器全自动检测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于流水线的电力互感器全自动检测***及方法，属于电力互感器技术领域，包括将电力互感器放置在双层倍速链线上的托盘内，托盘中部由上至下设有多个与电力互感器匹配的卡槽，且由上至下卡槽的尺寸逐渐减小。利用双层倍速链线，将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位、以及多个检测工位，自动贴标工位为电力互感器粘贴标识码，多个检测工位识别电力互感器的标识码得到标识数据，并对电力互感器进行相应检测得到检测数据。本发明的双层倍速链线和托盘适配多种电力互感器，利用自动贴标工位和检测工位跟踪记录每个电力互感器的检测过程，能够对电力互感器进行高效、全面、以及准确的性能检测。

Description

一种基于流水线的电力互感器全自动检测***及方法

技术领域

本发明涉及计量用电力互感器技术领域，具体涉及一种基于流水线的电力互感器全自动检测***及方法。

背景技术

互感器是一种旨在向测量仪器、仪表和保护或控制装置或类似电器传送信息信号的变压器。互感器能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护***，同时互感器还可用来隔开高电压***，以保证人身和设备的安全。

电力互感器与电能表组成的计量装置用于电能计量，互感器的准确性关系到发、配、供、用间贸易结算的公平、公正，其可靠运行关系到电网的用电安全。电力互感器通常包括计量用电压互感器、计量用电流互感器和计量用组合互感器。

电力互感器产品下线前和入网前都需要进行性能检测，由于目前的生产厂家较多，产品型号和质量水平存在差异，如何对数量众多的互感器进行高效检测是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的提供一种基于流水线的电力互感器全自动检测***及方法，适配多种电力互感器，能够对电力互感器进行高效、全面、以及准确的性能检测。

为达到以上目的，采取的技术方案是：

一种基于流水线的电力互感器全自动检测***，包括：

机械手臂，其用于抓取电力互感器并将其放置在托盘内，托盘中部由上至下设有多个与电力互感器匹配的卡槽，且由上至下卡槽的尺寸逐渐减小；

双层倍速链线，其用于将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位、以及多个检测工位；

自动贴标工位，其用于为电力互感器粘贴标识码；

多个检测工位，其用于识别电力互感器的标识码得到标识数据、以及对电力互感器进行相应检测得到检测数据。

优选的，所述双层倍速链线的两端分别设有送料位和分料位；

所述双层倍速链线包括：

上层传送链，其设置在送料位和分料位之间；

下层传送链，其设置在送料位和分料位之间；

第一升降机构，其设置在送料位，用于在上层传送链和下层传送链之间传送托盘；

第二升降机构，其设置在分料位，用于在上传传送链和下层传送链之间传送托盘；

完成所有检测的电力互感器到达分料位，机械手臂将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中，第二升降机构将所述两个托盘传送至下层传送链，机械手臂将所述两个托盘中的电力互感器取出。

优选的，所述多个检测工位包括用于进行视觉检测的视觉检测工位、用于进行绝缘电阻检测的第一绝缘电阻检测工位、用于进行工频耐压检测的工频耐压检测工位、用于进行绝缘电阻检测的第二绝缘电阻检测工位、用于进行电压误差检测的电压误差检测工位、以及用于进行电流误差检测的电流误差检测工位。

优选的，所述视觉检测工位包括：

控制机构，用于在检测到电力互感器到达视觉检测工位后输出图像采集信号；

顶升旋转机构，用于根据接收到的图像采集信号将托盘升起并旋转；

图像采集机构，用于根据接收到图像采集信号采集电力互感器的外观图像，并根据外观图像进行图像识别得到测试数据。

优选的，所述基于流水线的电力互感器全自动检测***还包括：

中央控制台，其用于接收所述多个检测工位发送的标识数据和检测数据生成流传数据，并根据流传数据更新标识码的内容；还用于在电力互感器完成所有检测后，根据标识数据和检测数据生成检测报表。

优选的，所述基于流水线的电力互感器全自动检测***还包括：

电子围栏，其用于在检测到预设安全范围内有异物进入时输出报警数据；

中央控制台接收报警数据后控制双层倍速链线、机械手臂、自动贴标工位、以及多个检测工位停止工作。

优选的，所述标识数据包括电力互感器的设计、生产、采购、入网、以及运行管理的相关信息；

所述标识数据还包括电力互感器的流转数据。

优选的，所述电力互感器的类型包括10KV电流互感器、10KV电压互感器、20KV电流互感器、以及20KV电压互感器。

一种基于流水线的电力互感器全自动检测方法，包括：

将电力互感器放置在双层倍速链线上的托盘内；

利用双层倍速链线，将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位、以及多个检测工位，自动贴标工位为电力互感器粘贴标识码，多个检测工位识别电力互感器的标识码得到标识数据，并对电力互感器进行相应检测得到检测数据。

优选的，利用双层倍速链线，将完成所有检测的电力互感器传送至分料位，机械手臂将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中；

利用双层倍速链线，将所述两个托盘中的电力互感器传送至出料位，机械手臂将所述两个托盘中的电力互感器取出；

利用双层倍速链线，将未放置电力互感器的托盘传送至送料位。

本发明的有益效果：双层倍速链线和托盘适配多种电力互感器，利用设置在双层倍速链线的传送路径上的自动贴标工位和检测工位，跟踪记录每个电力互感器的检测过程，能够对电力互感器进行高效、全面、以及准确的性能检测。

附图说明

图1为本发明实施例中，基于流水线的电力互感器全自动检测***的结构示意图。

图2为本发明实施例中，基于流水线的电力互感器全自动检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。此外，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种基于流水线的电力互感器全自动检测***，包括双层倍速链线14、机械手臂3、自动贴标工位6、以及多个检测工位，双层倍速链线14用于传送设置在其上的托盘，托盘中部由上至下设有多个与电力互感器匹配的卡槽，且由上至下卡槽的尺寸逐渐减小，能够容置不同型号尺寸的电力互感器。机械手臂3抓取电力互感器并将其放置在托盘内，双层倍速链线14将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位6、以及多个检测工位，自动贴标工位6为电力互感器粘贴标识码，多个检测工位识别电力互感器的标识码得到标识数据并对电力互感器进行相应检测得到检测数据。所述标识数据包括电力互感器的设计、生产、采购、入网、以及运行管理的相关信息，以及电力互感器的流转数据。

本实施例中，双层倍速链线14和托盘适配多种电力互感器，利用设置在双层倍速链线14的传送路径上的自动贴标工位6和检测工位，跟踪记录每个电力互感器的检测过程，能够对电力互感器进行高效、全面、以及准确的性能检测。

进一步的，对电力互感器的检测要求无需人工干预、自动化程度高、检测效率高、以及智能化程度高。其中，电力互感器的电压等级为6-20kv。所需检测项目包括外观检测、绝缘电阻检测、工频耐压检测、以及误差检测，电力互感器的重量不大于40kg。电力互感器的类型包括10KV电流互感器、10KV电压互感器、20KV电流互感器、以及20KV电压互感器。电力互感器的具体尺寸如下表所示：

较佳的实施例中，双层倍速链线14的两端分别设有送料位1和分料位2。双层倍速链线14包括设置在送料位1和分料位2之间的上层传送链、设置在送料位1和分料位2之间的下层传送链、设置在送料位1的第一升降机构4、以及设置在分料位2的第二升降机构5，送料位1和分料位2之间还设有出料位。

本实施例中，在送料位1，机械手臂3抓取电力互感器并将其放置在上层传送链的空托盘内，利用上层传送链，将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位6、以及多个检测工位完成检测后，再将放置有电力互感器的托盘传送至分料位2，机械手臂3将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中，第二升降机构5将两个托盘传送至下层传送链，利用下层传送链将两个托盘传送至出料位，机械手臂3将所述两个托盘中的电力互感器取出，后续下层传送链将空托盘传送至送料位1，第一升降机构4将空托盘传送至上层传送链。

较佳的实施例中，所述多个检测工位包括顺序设置在双层倍速链线14的传送路径上的视觉检测工位7、第一绝缘电阻检测工位8、工频耐压检测工位9、第二绝缘电阻检测工位10、电压误差检测工位11、以及电流误差检测工位12。

在本实施例中，检测前，机械手臂3利用抓手将待检测的电力互感器放置在上料位的托盘中，托盘中的卡槽与电力互感器的底部外壳匹配，上层传送链将电力互感器依次传送到自动贴标工位6视觉检测工位7、第一绝缘电阻检测工位8、工频耐压检测工位9、第二绝缘电阻检测工位10、电压误差检测工位11、以及电流误差检测工位12，完成检测的电力互感器到达分料位2。在分料位2，机械手臂3利用抓手将完成检测的电力互感器按照是否合格分放在两个不同的托盘中，第二升降机构5将这两个托盘从上层传送链传送到下层传送链。下层传送链将这两个托盘传送到出料位，机械手臂3将两个托盘中的电力互感器取出并收集到各自的收纳机构中。下层传送链继续将两个空托盘传送到送料位1，第一升降机构4和下层传送链均设置为类U型，送料位1和分料位2位于类U型的开口处。

进一步的，机械手臂3的抓手具有视觉***，能够寻找电力互感器位置从而准确抓取。抓手还具有安全设计，如抓手先碰到电力互感器时有一定的弹性缓冲，然后机械手臂3停止移动。抓手还具有旋转机构，如托盘位置有偏转可调整抓手的姿态。

进一步的，自动贴标工位6设有全自动贴标机，包括驱动轮，贴标轮、以及卷轴。驱动轮间歇性地拖动标签带运动，标签带从卷轴中被拉出，同时经过贴标轮时，贴标轮会将标签带压在电力互感器上。在卷轴上采用了开环的位移控制，用来保持标签带的张力，因为标签在标签带上是彼此紧密相连的，所以标签带必须不断起停。标签是在贴标轮与电力互感器移动速度相同的情况下被贴在电力互感器上的。托盘在双层倍速链线14上以一个不变的速度向贴标机进给，双层倍速链线14上的固定装置将托盘之间分开一个固定的距离，当双层倍速链线14到达了某个特定的位置时，标签带驱动轮会加速到与双层倍速链线14匹配的速度，贴上标签后，再减速到停止。

进一步的，视觉检测工位7设有控制机构、顶升旋转机构、以及图像采集机构，控制机构在检测到电力互感器到达视觉检测工位7后输出图像采集信号，顶升旋转机构根据接收到的图像采集信号将托盘升起并旋转，图像采集机构根据接收到图像采集信号采集电力互感器的外观图像，并根据外观图像进行图像识别得到测试数据。图像采集机构包括CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）工业相机、采集卡、工控机、以及执行机。

控制机构包括位置传感器和PLC（Programmable Logic Controller， 可编程逻辑控制器），位置传感器能够检测到达视觉检测工位7的放置有电力传感器的托盘，位置传感器向PLC发送表示探测到被检测物体的电脉冲信号，PLC根据电脉冲信号计算得到电力传感器何时到达CCD工业相机前，并在电力互感器到达CCD工业相机前时向CCD工业相机和顶升旋转机构发送图像采集信号，CCD工业相机根据图像采集信号采集电力互感器的外观图像。

CCD工业相机将电力互感器的外观图像通过采集卡以BMP文件的格式发送给工控机，工控机调用专用的分析工具软件对图像进行分析处理，得出被检测对象是否符合预设要求的结论即测试数据，根据电力互感器的外观是否合格，执行机会对电力互感器做出相应的处理。

顶升旋转机构在接收到图像采集信号后，将托盘顶升到预设位置，托盘的侧面和顶部两个方位各有一个CCD工业相机，顶部的相机拍摄电力互感器顶面的接线端子和标志方便后续判断有无裂纹。然后，由顶升旋转机构带动托盘每旋转90度，侧面的CCD工业相机拍摄一次，过程中可根据检测需求移动CCD工业相机进行拍照。采集到的外观图像能够用来判断二次端子及标志是否合格、判断有无裂纹、以及对铭牌信息进行提取。

第一绝缘电阻检测工位8和第二绝缘电阻检测工位10均设有绝缘电阻测试仪。电力互感器一次绕组、二次绕组、以及底部金属外壳的三个面均设有端子，分别用气缸推动夹具接触其三个面上的端子，并通过空心管将导线引出接入绝缘电阻测试仪实现绝缘电阻检测。进行绝缘电阻检测时，电力互感器的一次绕组（若有）与二次绕组的绝缘电阻不低于1500MΩ，二次绕组对接地的金属外壳绝缘电阻不低于500MΩ。

由于绝缘电阻测试仪能够输出2.5kv的直流高压，因此在双层倍速链线14外侧设置电子围栏，电子围栏在检测到预设安全范围内有异物进入时输出报警数据。电子围栏可采用安全光栅阵列对入侵高压范围的异常活动进行报警，双层倍速链线14和绝缘电阻测试仪在报警时紧急制动。

工频耐压检测工位9设有工频耐压检测设备。电力互感器一次绕组、二次绕组、以及底部金属外壳的三个面均设有端子，分别用气缸推动夹具接触其三个面上的端子，并通过空心管将导线引出接入绝缘电阻测试仪实现工频耐压检测。进行工频耐压检测时，电压升压范围为0-75kv，电力互感器需满足6-20kv电压等级的一次工频耐压要求。

由于工频耐压检测设备能够输出最高70kv的高压，因此在双层倍速链线14外侧设置电子围栏，电子围栏在检测到预设安全范围内有异物进入时输出报警数据。电子围栏可采用安全光栅阵列对入侵高压范围的异常活动进行报警，双层倍速链线14和工频耐压检测设备在报警时紧急制动。

电压误差检测工位11设有电压误差检测设备。电力互感器一次绕组、二次绕组、以及底部金属外壳的三个面均设有端子，分别用气缸推动夹具接触其三个面上的端子，并通过空心管将导线引出接入绝缘电阻测试仪实现电压误差检测。进行电压误差检测时，电压升压范围为0-25kv，精度等级0.02s，电力互感器需满足6-20kv电压等级的误差检测要求。

由于电压耐压检测设备能够输出最高25kv的高压，因此在双层倍速链线14外侧设置电子围栏，电子围栏在检测到预设安全范围内有异物进入时输出报警数据。电子围栏可采用安全光栅阵列对入侵高压范围的异常活动进行报警，双层倍速链线14和电压耐压检测设备在报警时紧急制动。

电流误差检测工位12设有电流误差检测设备。电力互感器一次绕组、二次绕组、以及底部金属外壳的三个面均设有端子，分别用气缸推动夹具接触其三个面上的端子，并通过空心管将导线引出接入绝缘电阻测试仪实现电流误差检测。进行电流误差检测时，一次电流范围为0-1000A，标准精度等级0.02s。

较佳的实施例中，所述基于流水线的电力互感器全自动检测***还包括中央控制台，用于接收所述多个检测工位发送的标识数据和检测数据生成流传数据，并根据流传数据更新标识码的内容。还用于在电力互感器完成所有检测后，根据标识数据和检测数据生成检测报表。

基于流水线的电力互感器全自动检测***的网络拓扑结构为星形网络，由中央控制器13连接并控制机械手臂3、双层倍速链线14、自动贴标工位6、多个检测工位、以及电子微刊，采用以太网络组网，遵循TCP/IP协议。

中央控制器13可外接大屏看板***、激光打印机、前置服务器、数据服务器、二维码打印机、信息化软件操作平台、以及手机平板等，中央控制器13内置集控交互***，***内部网络将数据层与应用层分离，外部网络与内部网络采用防火墙隔离，保证业务的扩展性，防止外部非法入侵。

集控交互***采用B/S模式，采集数据存储到MySql数据库，通过数据库转化为标准的xml文件格式进行相关设备信息的配置，报表的数据配置为标准模板，可以时间***的自动加载和用户选择。数据中心的监控管理端主要通过Spring MVC 结合Mybatis实现对***的服务和数据支撑。相关工位的检测终端信息通过TCP/IP进行连接，监控端可实现通过Socket直接获取和控制工位的检测设备的采集参数和操作。

如图2所示，本发明还公开一种基于流水线的电力互感器全自动检测方法，包括：

步骤S1、将电力互感器放置在双层倍速链线14上的托盘内。

步骤S2、利用双层倍速链线14，将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位6、以及多个检测工位。自动贴标工位6为电力互感器粘贴标识码，多个检测工位识别电力互感器的标识码得到标识数据，并对电力互感器进行相应检测得到检测数据。

较佳的实施例中，利用双层倍速链线14，将完成所有检测的电力互感器传送至分料位2，机械手臂3将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中。利用双层倍速链线14，将所述两个托盘中的电力互感器传送至出料位，机械手臂3将所述两个托盘中的电力互感器取出。利用双层倍速链线14，将未放置电力互感器的托盘传送至送料位1。

较佳的实施例中，所述多个检测工位包括视觉检测工位7、第一绝缘电阻检测工位8、工频耐压检测工位9、第二绝缘电阻检测工位10、电压误差检测工位11、以及电流误差检测工位12。

本实施例中，采用全自动的双层倍速链线14，自动识别电力互感器的铭牌信息，自动粘贴标识码，自动接线，自动升压升流，自动监测，自动判断，自动紧急制动，自动分拣，自动采集数据，自动存储数据，自动出检测报告，全程无需人工干预。***以2分钟为节拍运行，每小时可检测30台电力互感器。

基于图像识别技术、物联网技术、移动互联网技术、云技术建设一套集光、机、电一体的智能检测***。

采用TCP/IP协议，组网方便，***硬件可增减功能或模块，软件按三层架构搭建，数据应用的功能可二次开发。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，包括：

机械手臂，其用于抓取电力互感器并将其放置在托盘内，托盘中部由上至下设有多个与电力互感器匹配的卡槽，且由上至下卡槽的尺寸逐渐减小；

双层倍速链线，其用于将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位、以及多个检测工位；

自动贴标工位，其用于为电力互感器粘贴标识码；

多个检测工位，其用于识别电力互感器的标识码得到标识数据、以及对电力互感器进行相应检测得到检测数据。

2.如权利要求1所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述双层倍速链线的两端分别设有送料位和分料位；

所述双层倍速链线包括：

上层传送链，其设置在送料位和分料位之间；

下层传送链，其设置在送料位和分料位之间；

第一升降机构，其设置在送料位，用于在上层传送链和下层传送链之间传送托盘；

第二升降机构，其设置在分料位，用于在上传传送链和下层传送链之间传送托盘；

完成所有检测的电力互感器到达分料位，机械手臂将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中，第二升降机构将所述两个托盘传送至下层传送链，机械手臂将所述两个托盘中的电力互感器取出。

3.如权利要求1所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述多个检测工位包括用于进行视觉检测的视觉检测工位、用于进行绝缘电阻检测的第一绝缘电阻检测工位、用于进行工频耐压检测的工频耐压检测工位、用于进行绝缘电阻检测的第二绝缘电阻检测工位、用于进行电压误差检测的电压误差检测工位、以及用于进行电流误差检测的电流误差检测工位。

4.如权利要求3所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述视觉检测工位包括：

控制机构，用于在检测到电力互感器到达视觉检测工位后输出图像采集信号；

顶升旋转机构，用于根据接收到的图像采集信号将托盘升起并旋转；

图像采集机构，用于根据接收到图像采集信号采集电力互感器的外观图像，并根据外观图像进行图像识别得到测试数据。

5.如权利要求1所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述基于流水线的电力互感器全自动检测***还包括：

中央控制台，其用于接收所述多个检测工位发送的标识数据和检测数据生成流传数据，并根据流传数据更新标识码的内容；还用于在电力互感器完成所有检测后，根据标识数据和检测数据生成检测报表。

6.如权利要求5所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述基于流水线的电力互感器全自动检测***还包括：

电子围栏，其用于在检测到预设安全范围内有异物进入时输出报警数据；

中央控制台接收报警数据后控制双层倍速链线、机械手臂、自动贴标工位、以及多个检测工位停止工作。

7.如权利要求5所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述标识数据包括电力互感器的设计、生产、采购、入网、以及运行管理的相关信息；

所述标识数据还包括电力互感器的流转数据。

8.如权利要求1所述的基于流水线的电力互感器全自动检测***，其特征在于，所述电力互感器的类型包括10KV电流互感器、10KV电压互感器、20KV电流互感器、以及20KV电压互感器。

9.一种基于流水线的电力互感器全自动检测方法，其特征在于，包括：

将电力互感器放置在双层倍速链线上的托盘内；

利用双层倍速链线，将放置有电力互感器的托盘传送至自动贴标工位、以及多个检测工位，自动贴标工位为电力互感器粘贴标识码，多个检测工位识别电力互感器的标识码得到标识数据，并对电力互感器进行相应检测得到检测数据。

10.如权利要求9所述的基于流水线的电力互感器全自动检测方法，其特征在于，

利用双层倍速链线，将完成所有检测的电力互感器传送至分料位，机械手臂将检测合格和检测不合格的电力互感器分别放置在两个托盘中；

利用双层倍速链线，将所述两个托盘中的电力互感器传送至出料位，机械手臂将所述两个托盘中的电力互感器取出；

利用双层倍速链线，将未放置电力互感器的托盘传送至送料位。

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