一种计量用低压电流互感器自动化检定系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，包括周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(1)、上下料模块(2)、输送线(3)和设置在输送线上的外观检测模块(4)、绝缘耐压试验模块(5)、误差检定模块(6)，所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(1)设置在输送线(3)一端，所述的上下料模块(2)设置在周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(1)与输送线(3)之间，所述的输送线(3)两侧还设有全自动互感器校验装置(7)、检测信息电子看板(8)和系统总控机(9)。与现有技术相比，本发明具有结构紧凑、自动化程度高、灵活可靠等优点。
【专利说明】—种计量用低压电流互感器自动化检定系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电流互感器的检定，尤其是涉及一种计量用低压电流互感器自动化检定系统。
【背景技术】
[0002]电网中应用的电流互感器是将一次线路中的大电流等比例缩小为二次测量回路所需的小电流，主要实现高低压两端的电气隔离和等比例测量的功能。计量用电流互感器是用于电能贸易结算的主要计量器具之一，属于国家强制检定规范。每一台计量用电流互感器都需要通过首次检定和周期检定合格后才能正常使用。随着经济的快速发展，计量用电流互感器的保有量也急剧上升，传统的人工检定方式已不能适应快速增长的互感器检定需求，研制全自动的互感器检定装置势在必行。
[0003]目前国内各互感器生产厂家，国家电网公司及国家技术监督部门所使用的互感器检定系统都采用人工接线，自动测量方式。由于互感器检测项目众多因此需要有多套不同的设备进行检定，在进行这些检定时人工接拆线需要花费大量的时间，已成为提高互感器检定效率的主要瓶颈。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑、自动化程度高、灵活可靠的计量用低压电流互感器自动化检定系统。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，包括周转箱出入库接驳及拆叠垛装置、上下料模块、输送线和设置在输送线上的外观检测模块、绝缘耐压试验模块、误差检定模块，所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置设置在输送线一端，所述的上下料模块设置在周转箱出入库接驳及拆叠垛装置与输送线之间，所述的输送线两侧还设有全自动互感器校验装置、检测信息电子看板和系统总控机；
[0006]检测时，通过周转箱出入库接驳及拆叠垛装置将周转箱顺序拆垛至预定位置，将转满互感器的单个周转箱移至指定位置，并通过上下料模块将周转箱中的待检测互感器取出，进行互感器条码扫描并放入上料传送托盘上，将托盘定位，并锁紧待检测互感器，通过输送线输送至外观检测工位，通过外观检测模块采集待检测互感器各个面的图像信息，然后输送到绝缘耐压试验模块进行二次接线机构接线、绝缘电阻、工频耐压测试，不合格产品贴上标签，通过回送线返回，合格产品输入误差检定模块进行误差检测、磁饱和裕度实验、二次绕组匝间绝缘实验，不合格产品和不合格的产品分别贴上标签通过回送线返回，通过全自动互感器校验装置、检测信息电子看板进一步检验合格产品后，通过上下料模块分拣合格产品入库，不合格产品回收。
[0007]所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置包括龙门式码垛机器人、周转箱输送线、码垛机器人控制柜、PLC总控制柜、电源总控柜，所述的龙门式码垛机器人分别连接码垛机器人控制柜、PLC总控制柜、电源总控柜，所述的周转箱输送线设置在龙门式码垛机器人一侧。
[0008]所述的上下料模块为六自由度机械人，包括底座、立柱、固定板、转盘、活动支臂、互感器夹爪；所述的立柱底部固定在底座上，顶部设置固定板，所述的转盘安装在固定板上，所述的活动支臂一端设置在转盘上，另一端连接互感器夹爪，所述的转盘和活动支臂通过控制电路连接伺服电机，通过伺服电机驱动活动支臂上下运动，同时驱动转盘在平面转动，实现六个自由度的运动。
[0009]所述的活动支臂包括连接板、转轴b、第一关节、转轴C、第二关节；所述的连接板固定在转盘一侧，所述的第一关节一端通过转轴b连接连接板，另一端通过转轴c连接第二关节，第二关节连接互感器夹爪。
[0010]所述的输送线包括两条平行的检定输送线、设置在两条平行检定输送线之间并与其平行的回送线，与检定输送线垂直的支路回送线，该支路回送线有三条，分别横跨在检定输送线两端及中间，中间的支路回送线位于绝缘耐压试验模块后。
[0011]所述的外观检测模块包括机架、驱动气缸、上下推杆、导轨和光学相机，所述的驱动气缸设置在机架下部，所述的导轨设置在机架中部，所述的光学相机设置在机架顶部；所述的上下推杆设置在驱动气缸上。
[0012]所述的绝缘耐压试验模块包括通用基础平台、托起接地模块、二次接线模块、一次导向夹紧模块、穿心机构，所述的穿心机构设置在通用基础平台上表面，所述的二次接线模块架设在穿心机构两侧，所述的托起接地模块设置在二次接线模块上，所述的一次导向夹紧模块设置在通用基础平台上表面并位于穿心机构旁。
[0013]所述的通用基础平台包括矩形支架，该矩形支架内设置的电气电测仪器安装板，所述矩形支架顶部设置的工作平台；
[0014]所述的托起接地模块包括顶板、底板、连接顶部和底板两侧的带槽侧板，顶板和底板中间设置的升降板、驱动器和接地柱；
[0015]所述的二次接线模块包括架设在通用基础平台上的支撑架，设置在该支撑架上的可伸缩螺杆，设置在该可伸缩螺杆上的上托板和下托板，设置在上托板和下托板之间的驱动器；所述的下托板下表面设有多个接线夹爪；
[0016]所述的穿心机构包括设置在通用基础平台上表面中部的导轨、设置在导轨旁的穿心铜排，该穿心铜排通过同步带连接同步电机。
[0017]误差检定模块的结构与绝缘耐压试验模块相同。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0019]1.检定系统内各机械装置，均具有异常检测功能。运行过程中机械装置动作异常或互感器定位不准，及时声、光报警并停止动作，并将异常信息汇总到中控室，待异常排除后继续工作。
[0020]2.当系统突然停电时，检定系统具有记忆关键设备的状态，待来电后可以通过简单操作即可继续作业。
[0021]3.检定系统在脱尚仓储系统的情况下，能独立完成互感器自动化检定。
[0022]4.当互感器输送线故障时，可通过人工作业，完成互感器检定作业。
[0023]5.检定系统部分设备发生故障且短时无法恢复正常的，能实现故障隔离，不影响检定系统的整体运行。
[0024]6.关键模块(环节)故障时应有应急处置方案。系统整体可靠性满足年运行时间不低于350X24小时。
[0025]7.检定系统采用模块化设计，每个功能单元能够独立运行；各单元均应有标识明显的急停开关，在紧急情况下能够中断系统运行；
[0026]8.绝缘耐压工位和误差检定工位均采用“通用基础平台”模块，外观更整齐、美观，便于生产、组装、调换和运输。
[0027]9.结构采用模块化设计，使安装、调试更方便。将工位上的各机械部件进行模块化，如托起接地模块，二次接线模块，一次导向夹紧模块等。这样使得各部分趋于标准化，同时也便于组装和备件更换。
[0028]10.通过“通用基准平台”模块支撑穿心机构，选用同步带驱动穿心铜排，使得机械
结构更简单，紧凑。
[0029]11.在绝缘耐压检测工位和误差检定工位的通用平台内部合理布置电气和电测装置。这样不仅整体结构外形美观，而且综合布线规整。
[0030]12.检定系统采用分布式I/O和工业现场总线相结合的控制方式设计，PLC控制器在控制柜中，各I/o模块分布在相应的工位上，PLC控制器与I/O模块通过工业现场总线进行连接，可大大减少控制柜到相应工位的连接线，从而提高电气控制的可靠性。
[0031]13.由于采用分布式控制设计，实现了集中控制，简化了布线，提高了可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明计量用低压电流互感器自动化检定系统的示意图；
[0033]图2为上下料模块的示意图；
[0034]图3为外观检测模块的示意图；
[0035]图4为绝缘耐压试验模块的示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0037]实施例
[0038]如图1所示，一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，包括周转箱出入库接驳及拆叠垛装置1、上下料模块2、输送线3和设置在输送线上的外观检测模块4、绝缘耐压试验模块5、误差检定模块6，所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置I设置在输送线3 —端，所述的上下料模块2设置在周转箱出入库接驳及拆叠垛装置I与输送线3之间，所述的输送线3两侧还设有全自动互感器校验装置7、检测信息电子看板8和系统总控机9 ；
[0039]所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置I包括龙门式码垛机器人11、周转箱输送线12、码垛机器人控制柜13、PLC总控制柜14、电源总控柜15，所述的龙门式码垛机器人11分别连接码垛机器人控制柜13、PLC总控制柜14、电源总控柜15，所述的周转箱输送线12设置在龙门式码垛机器人一侧。
[0040]如图2所示，上下料模块2为六自由度机械人，该机器人包括底座21、立柱22、固定板23、转盘24、活动支臂25、互感器夹爪26 ;所述的立柱22为圆柱体状，其高度与所述流水线工作台面高度相匹配。所述的立柱22底部固定在底座21上，顶部设置固定板23，所述的固定板23上设有一转轴a，所述的转盘24设置在转轴a上，并可绕转轴在水平面内360度旋转。所述的活动支臂25包括连接板251、转轴b、第一关节252、转轴C、第二关节253 ;所述的连接板251固定在转盘24 —侧，所述的第一关节252 —端通过转轴b连接连接板251，另一端通过转轴2c连接第二关节253，第二关节253连接互感器夹爪6。所述的转轴b和转轴c的中轴线垂直。所述的转盘24和活动支臂25通过控制电路连接伺服电机，通过伺服电机驱动活动支臂25上下运动，同时驱动转盘24在平面转动，通过转盘和两个垂直设置的转轴即实现了机器人六个自由度的运动。
[0041]使用时，机械人从上料工位周转箱抓取互感器，将互感器送到扫描区扫描，如果信息相匹配，将互感器转到输送线3的托盘上，传送到检测工位进行检测，如果扫描信息不匹配，将此互感器放入不合格品周转箱中，抓取下一只。六自由度机器人完成互感器的抓取、分拣、放置等动作；上下料工位完成互感器在托盘上的定位、装卡及卸载；条码扫描器实现互感器的身份识别。如果操作人员不慎将互感器放反，机器人可通过传感器进行识别，并自动将互感器旋转到正确位置进行上料，全过程无需人工干预。
[0042]所述的输送线3包括两条平行的检定输送线31、设置在两条平行检定输送线31之间并与其平行的回送线32，与检定输送线31垂直的支路回送线33，该支路回送线33有三条，分别横跨在检定输送线31两端及中间，中间的支路回送线33位于绝缘耐压试验模块5后。
[0043]如图3所示，所述的外观检测模块4包括机架41、驱动气缸42、上下推杆43、导轨44和光学相机45，所述的驱动气缸42设置在机架41下部,所述的导轨44设置在机架41中部，所述的光学相机45设置在机架41顶部，光学相机5包括顶部相机、顶部光源、侧面相机和侧面光源，可对电流互感器顶部和侧面各信息进行全面检测，光学相机不少于50万像素；所述的上下推杆43设置在驱动气缸42上。所述的上下推杆43顶部设有夹紧电流互感器并带动起旋转的夹爪。
[0044]使用时，输送线3将装有互感器的托盘输送到本导轨44上，托盘挡停后，通过上下推杆和驱动气缸实现互感器高度调整和互感器旋转等操作；顶部相机和光源完成互感器顶部铭牌和二次接线端子的检查；侧面相机和光源完成互感器侧面、外形尺寸及一次接线端子(复匝型)检查。
[0045]如图4所示，所述的绝缘耐压试验模块5包括通用基础平台51、托起接地模块52、二次接线模块53、一次导向夹紧模块54、穿心机构55，所述的穿心机构55设置在通用基础平台51上表面，所述的二次接线模块53架设在穿心机构55两侧，所述的托起接地模块52设置在二次接线模块53上，所述的一次导向夹紧模块54设置在通用基础平台51上表面并位于穿心机构55旁。
[0046]所述的通用基础平台51包括矩形支架，该矩形支架内设置的电气电测仪器安装板511，所述矩形支架顶部设置的工作平台512。
[0047]所述的托起接地模块52包括顶板、底板、连接顶部和底板两侧的带槽侧板，顶板和底板中间设置的升降板、驱动器和接地柱。
[0048]所述的二次接线模块53包括架设在通用基础平台51上的支撑架531，设置在该支撑架上的可伸缩螺杆532，设置在该可伸缩螺杆532上的上托板533和下托板534，设置在上托板533和下托板534之间的驱动器；所述的下托板534下表面设有多个接线夹爪535，驱动器驱动下托板沿可伸缩螺杆532上下移动，从而使得各接线夹爪535上下移动，以便检测工件顶部的接线部位。
[0049]所述的穿心机构55包括设置在通用基础平台51上表面中部的导轨551、设置在导轨旁的穿心铜排552,该穿心铜排552通过同步带连接同步电机。穿心铜排552卡设在导轨551上，并在同步电机的驱动下可沿导轨前后运动，所述的一次导向夹紧模块54包括设置在穿心铜排旁的夹紧架541和夹紧底座542，夹紧架541可绕夹紧底座542转动，转动的角度为O?30度，起到抬起松开和压下夹紧的作用。
[0050]待检测工件输送到导轨551上时，通过夹紧架541将其夹紧在穿心铜排552上，并通过穿心铜排调整其水平位置，通过托起接地模块52中的升降板调整其纵向位置，并接地，通过设置在电气电测仪器安装板511内的电气电测仪器进行检测。
[0051 ] 误差检定模块的结构与绝缘耐压试验模块相同。
[0052]检测时，通过周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)将周转箱顺序拆垛至预定位置，将转满互感器的单个周转箱移至指定位置，并通过上下料模块将周转箱中的待检测互感器取出，进行互感器条码扫描并放入上料传送托盘上，将托盘定位，并锁紧待检测互感器，通过输送线(3)输送至外观检测工位，通过外观检测模块(4)采集待检测互感器各个面的图像信息，然后输送到绝缘耐压试验模块(5)进行二次接线机构接线、绝缘电阻、工频耐压测试，不合格产品贴上标签，通过回送线返回，合格产品输入误差检定模块(6)进行误差检测、磁饱和裕度实验、二次绕组匝间绝缘实验，不合格产品和不合格的产品分别贴上标签通过回送线返回，通过全自动互感器校验装置(7)、检测信息电子看板(8)进一步检验合格产品后，通过上下料模块(2)分拣合格产品入库，不合格产品回收。
[0053]性能:
[0054]1.其中全自动互感器校验装置(7)、检测信息电子看板⑶等对检定过程进行监控，当出现但不限于下列情况时，应能够进行自动保护并报警:
[0055]I) 一次大电流导线接点温度超过限值；
[0056]2)基本误差测量和磁饱和裕度测量时二次开路；
[0057]3)输送机运行异常；
[0058]4)电、气动系统压力超限或失压；
[0059]5)机器手抓握失误；
[0060]6)物料姿态异常；
[0061]7)接拆线失败。
[0062]2.检定系统实现有序化管理及数据的可追溯性，能够查询检定系统运行的历史数据和各类事件(> 6个月)，并通过准确的、完整的检定数据记录，有效保证检定结果的质量。
[0063]3.稳定性
[0064]I)检定系统预热时间不大于30min ；
[0065]2)负荷点切换过程的稳定时间应小于IOs ；
[0066]4.可靠性:
[0067]I)关键性的信息服务器系统采用冗余设计，互为热备用；[0068]2)异常掉电后，检定系统应能保存掉电前的系统工作状态，待供电恢复后可正常工作；
[0069]5.检定系统集成要求:
[0070]输送单元与检定装置紧密集成，检定系统与仓储系统无缝连接，与生产调度平台和智能化仓储系统实现信息交互。
[0071]6.上述系统整体指标:
[0072]I)误检率:检定系统误检率应低于0.5% ;
[0073]2)错检率:检定系统错检率应为0% ；
[0074]3)噪音:检定系统的最大噪声声级不超过85dB(A)，8小时等效声级不超过60dB ⑷；
[0075]4)全流程时间:全流程检定时间不大于20分钟/批。
[0076]5)检定系统的各个工作单元的平均故障间隔时间不少于2年。
【权利要求】
1.一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，包括周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)、上下料模块(2)、输送线(3)和设置在输送线上的外观检测模块(4)、绝缘耐压试验模块(5)、误差检定模块(6)，所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)设置在输送线(3) —端，所述的上下料模块(2)设置在周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)与输送线(3)之间，所述的输送线(3)两侧还设有全自动互感器校验装置(7)、检测信息电子看板⑶和系统总控机(9)； 检测时，通过周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)将周转箱顺序拆垛至预定位置，将转满互感器的单个周转箱移至指定位置，并通过上下料模块将周转箱中的待检测互感器取出，进行互感器条码扫描并放入上料传送托盘上，将托盘定位，并锁紧待检测互感器，通过输送线(3)输送至外观检测工位，通过外观检测模块(4)采集待检测互感器各个面的图像信息，然后输送到绝缘耐压试验模块(5)进行二次接线机构接线、绝缘电阻、工频耐压测试，不合格产品贴上标签，通过回送线返回，合格产品输入误差检定模块(6)进行误差检测、磁饱和裕度实验、二次绕组匝间绝缘实验，不合格产品和不合格的产品分别贴上标签通过回送线返回，通过全自动互感器校验装置(7)、检测信息电子看板(8)进一步检验合格产品后，通过上下料模块(2)分拣合格产品入库，不合格产品回收。
2.根据权利要求1所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的周转箱出入库接驳及拆叠垛装置(I)包括龙门式码垛机器人(11)、周转箱输送线(12)、码垛机器人控制柜(13)、PLC总控制柜(14)、电源总控柜(15)，所述的龙门式码垛机器人(11)分别连接码垛机器人控制柜(13)、PLC总控制柜(14)、电源总控柜(15)，所述的周转箱输送线(1 2)设置在龙门式码垛机器人一侧。
3.根据权利要求1所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的上下料模块(2)为六自由度机械人，包括底座(21)、立柱(22)、固定板(23)、转盘(24)、活动支臂(25)、互感器夹爪(26);所述的立柱(22)底部固定在底座(21)上，顶部设置固定板(23)，所述的转盘(24)安装在固定板(22)上，所述的活动支臂(25) —端设置在转盘(24)上，另一端连接互感器夹爪(26)，所述的转盘(24)和活动支臂(25)通过控制电路连接伺服电机，通过伺服电机驱动活动支臂(25)上下运动，同时驱动转盘(24)在平面转动，实现六个自由度的运动。
4.根据权利要求3所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的活动支臂(25)包括连接板(251)、转轴b、第一关节(252)、转轴C、第二关节(253)；所述的连接板(251)固定在转盘(24) —侧，所述的第一关节(252) —端通过转轴b连接连接板(251)，另一端通过转轴c连接第二关节(253)，第二关节(253)连接互感器夹爪(26)。
5.根据权利要求1所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的输送线(3)包括两条平行的检定输送线(31)、设置在两条平行检定输送线(31)之间并与其平行的回送线(32)，与检定输送线(31)垂直的支路回送线(33)，该支路回送线(33)有三条，分别横跨在检定输送线(31)两端及中间，中间的支路回送线(33)位于绝缘耐压试验丰旲块(5)后。
6.根据权利要求1所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的外观检测模块(4)包括机架(41)、驱动气缸(42)、上下推杆(43)、导轨(44)和光学相机(45)，所述的驱动气缸(42)设置在机架(41)下部，所述的导轨(44)设置在机架(41)中部，所述的光学相机(45)设置在机架(41)顶部；所述的上下推杆(43)设置在驱动气缸(42)上。
7.根据权利要求1所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的绝缘耐压试验模块(5)包括通用基础平台(51)、托起接地模块(52)、二次接线模块(53)、一次导向夹紧模块(54)、穿心机构(55)，所述的穿心机构(55)设置在通用基础平台(51)上表面，所述的二次接线模块(53)架设在穿心机构(55)两侧，所述的托起接地模块(52)设置在二次接线模块(53)上，所述的一次导向夹紧模块(54)设置在通用基础平台(51)上表面并位于穿心机构(55)旁。
8.根据权利要求7所述的一种计量用低压电流互感器自动化检定系统，其特征在于，所述的通用基础平台(51)包括矩形支架，该矩形支架内设置的电气电测仪器安装板，所述矩形支架顶部设置的工作平台； 所述的托起接地模块(52)包括顶板、底板、连接顶部和底板两侧的带槽侧板，顶板和底板中间设置的升降板、驱动器和接地柱； 所述的二次接线模块(53)包括架设在通用基础平台(51)上的支撑架，设置在该支撑架上的可伸缩螺杆，设 置在该可伸缩螺杆上的上托板和下托板，设置在上托板和下托板之间的驱动器；所述的下托板下表面设有多个接线夹爪； 所述的穿心机构(5)包括设置在通用基础平台(I)上表面中部的导轨、设置在导轨旁的穿心铜排，该穿心铜排通过同步带连接同步电机。
【文档编号】G01R35/02GK104020434SQ201410267351
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】曹袆, 张晓颖, 庄葛巍, 陈海宾, 厉达, 杜卫华, 张垠, 王新刚, 吴颖 申请人:国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司