专利名称：母线自冲铆接制造设备及监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及母线制造领域，特别涉及母线自冲铆接制造设备及监控系统。
背景技术：
随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。母线作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性，特别适用于工业厂房、矿山等的低压配电系统和高层商住大楼、酒店、 医院等的供电系统。母线(busbar)是由金属板(钢板、铝板及其他金属或合金等)为保护外壳(主要包括H型材、U型材)、导电排、绝缘材料及有关附件组成的系统，一般为交流三相四线或五线制。它可制成标准长度的段节，并且每隔一段距离设有插接分线盒，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。其为馈电和安装检修带来了极大的方便。传统的母线装配都是靠人工手持铆枪来完成铆接工序，存在工作效率低下和铆接质量难以保证的不足。电力行业的母线产品越来越多的采用密集型形式，尤其是高电压等级、高质量要求的母线。为了提高母线装配的工作效率，对于密集型母线的保护外壳(一般包括U型材和 H型材)的连接，越来越多的企业采用自冲铆接工艺。自冲铆接是一种用于连接两种或两种以上金属板材的冷连接技术。特制铆钉穿透顶层板材之后，在铆模的作用下铆钉尾部的中空结构扩张刺入而并不刺穿底层板材，从而形成牢固的铆接点。由于市场和产能的要求，母线的自冲铆接需要采用自动化设备的方式实现。在母线的自冲铆接自动化制造过程中，需要实时监测母线组件的进给和铆接过程是否存在异常，例如，是否存在送料机构故障、母线组件松脱、母线组件的前进通道被阻碍等情形。一种严重的故障称为“双铆故障”，是指由于送料机构故障、母线组件松脱、母线组件的前进通道被阻碍等原因，造成母线组件没有沿生产线的轴线送进，自冲铆接设备在原地已经完成铆接的铆钉上面，又叠加了一颗铆钉的故障。此种故障会极大地伤害设备，并需要对自冲铆接设备进行部分解体维修。这是任何自冲铆接自动化制造过程都需要极力避免的故障。在现有技术中，对制造过程的监测主要是通过操作人员进行肉眼观察。这存在以下缺点1)人工肉眼监测受操作人员状态及水平的影响太大，无法保证长时间准确有效，且操作人员的劳动强度和精神压力均太大；2)人眼分辨率有限，无法保证铆接按照铆点分布规划装置(如果有的话)的规划结果精确进行，废品率高；3)自动化程度低，需要专门设置一个监测工位，人力资源成本上升。进一步，若发现母线组件进给和铆接异常，就需要人工中断生产工序，进行调整或返修，这种通过人工中断生产工序的方式无法保证及时发现和规避故障，并且，通过人工中断系统，系统需要重启并恢复运行至上次中断处，费时费力。为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于母线自冲铆接制造设备的监控系统，以及一种母线自冲铆接制造设备。
实用新型内容在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。按照本实用新型的第一个方面，本实用新型公开了一种用于母线自冲铆接制造设备的监控系统，其包括用于测量待铆接的母线组件的进给数据的监测装置；以及与所述监测装置相连接的控制装置，所述控制装置用于从所述监测装置获取所述进给数据，并根据所述进给数据控制所述母线自冲铆接制造设备的操作。优选地，所述进给数据为所述母线组件沿其纵向移动的距离，所述监测装置为测距仪。优选地，所述进给数据为所述母线组件沿其纵向移动的速度和时间，所述监测装置包括测速仪以及计时装置。优选地，所述控制装置包括计算装置，用于根据所述进给数据获得自冲铆钉的预见分布数据；判断装置，用于从所述母线自冲铆接制造设备获取自冲铆钉的规划分布数据， 并将所述预见分布数据与所述规划分布数据进行比对；和命令装置，用于当所述预见分布数据与所述规划分布数据之间的差值或比例超出预定阈值时中断所述母线自冲铆接制造设备的操作，当所述预见分布数据与所述规划分布数据之间的差值或比例小于或等于所述预定阈值时驱动所述母线自冲铆接制造设备进行铆接操作。优选地，所述自冲铆钉的所述预见分布数据和所述规划分布数据为所述自冲铆钉的间距。按照本实用新型的第二个方面，本实用新型公开了一种母线自冲铆接制造设备， 其包括用于将待铆接的母线组件沿其纵向进给的送料装置；用于通过自冲铆钉将所述母线组件铆接为一体的铆接装置；以及如上所述的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统； 其中，所述监测装置用于测量所述送料装置进给所述母线组件的进给数据；所述控制装置分别与所述送料装置和所述铆接装置相连接，用于根据所述进给数据控制所述送料装置和所述铆接装置的操作。优选地，所述母线自冲铆接制造设备还包括用于确定所述自冲铆钉在所述母线组件上的规划分布数据的铆点分布规划装置，所述控制装置与所述铆点分布规划装置相连接，用于从所述铆点分布规划装置获取所述规划分布数据并控制所述送料装置根据所述规划分布数据进给所述母线组件。优选地，所述母线自冲铆接制造设备还包括用于输入所述自冲铆钉在所述母线组件上的规划分布数据的输入装置，所述控制装置与所述输入装置相连接，用于从所述输入装置获取所述规划分布数据并控制所述送料装置根据所述规划分布数据进给所述母线组件。[0021]优选地，所述输入装置包括网络数据接口、本地数据接口或手动输入装置。优选地，所述母线自冲铆接制造设备还包括与所述控制装置相连接的警报装置。采用按照本实用新型的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统、包括上述监控系统的母线自冲铆接制造设备，可以实现对母线自冲铆接制造过程的在线、连续的自动监控， 可以克服人工监测方式的弊病，使制造设备长时间连续工作，提高了产能；同时减少了一个专门的监测工位，降低了人力资源成本。
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，图1是按照本实用新型的一种优选的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统的框图；图2是按照本实用新型的一种母线自冲铆接制造设备的一个优选实施例的系统框图；图3是按照本实用新型的一种母线自冲铆接制造设备的另一个优选实施例的系统框图；图4是按照本实用新型的一种母线自冲铆接制造设备的又一个优选实施例的系统框图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便说明本实用新型是如何解决其技术问题的。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。图1是按照本实用新型的一种优选的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统的框图。根据该实施例，用于母线自冲铆接制造设备的监控系统100包括控制装置120和监测装置130，该监控系统100可以独立应用于已有的母线自冲铆接制造设备200。通常的情况下，母线自冲铆接制造设备通过在待铆接的母线组件上沿母线组件的纵向(即母线组件的长度方向或延伸方向)施加多组自冲铆钉，从而将母线组件铆接为一体。一般而言，母线组件的纵向位于水平方向，每组铆钉为上下垂直分布的两个铆钉。母线自冲铆接制造设备200优选包括铆接装置240和送料装置250。其中，铆接装置240用于通过自冲铆钉将母线组件铆接为一体；送料装置250用于进给母线组件，其通常包括伺服电机、夹具和传送带等。优选地，在进给之前，通过卡具将待铆接的母线组件夹持在一起，保证在自冲铆接过程中母线组件不会松脱或发生相对移位。[0034]监测装置130用于测量待铆接的母线组件的进给数据，其可以在线实时监测母线组件的送料动作。控制装置120与监测装置130相连接，并能够从监测装置130获取监测装置测量得到的进给数据。控制装置120可以根据该数据控制母线制造设备的操作。采用按照本实用新型的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统，可以实现对母线自冲铆接制造过程的在线、连续的自动监控，可以克服人工监测方式的弊病，使制造设备长时间连续工作，提高了产能；同时减少了一个专门的监测工位，降低了人力资源成本。优选地，母线组件的进给数据为母线组件沿其纵向移动的距离。具体而言，该距离可以是母线组件的其中一个端部距某基准点的距离。当进给数据为母线组件移动的距离时，监测装置对应地为测距仪，可以采用激光测距仪、红外测距仪、超声波测距仪或其它类型的测距仪。作为一种可选的替代方式，母线组件的进给数据也可以是母线组件沿其纵向移动的速度和时间。此时，监测装置将包括测速仪以及计时装置，其中，测速仪优选为激光测速仪或雷达测速仪，也可采用其它类型的测速仪。优选地，控制装置包括计算装置、判断装置和命令装置，以下将分别介绍。优选地，控制装置120的判断装置用于由母线自冲铆接制造设备获取自冲铆钉的规划分布数据。关于自冲铆钉的规划分布数据优选为各组自冲铆钉的间距，包括相邻铆钉之间的间距以及最外侧的铆钉(即位于两端的两组铆钉)距离母线组件的对应端部的距离， 一般情况下，以铆钉的中心点为基准。当然，该分布数据并不限于铆钉的间距，例如也可以为各组铆钉距离母线组件的其中一个端部的距离；或者，在需要的时候例如包括各组铆钉或其中某些组铆钉的高度数据。另一方面，控制装置120的计算装置用于通过该进给数据获得自冲铆钉的预见分布数据，即根据送料装置250实际进给的情况可以预见到的自冲铆钉的分布数据。该预见分布数据优选与规划分布数据相对应，例如同为各组铆钉的间距，或者同为铆钉距离母线组件某端部的距离等。判断装置可以在从监测装置获取进给数据之前一次性地由母线自冲铆接制造设备获取自冲铆钉的规划分布数据。但是，显然判断装置获取规划分布数据的方式和时刻可以有多种选择，例如可以在获取进给数据之后分次获取规划分布数据等，本实用新型并不期望对此进行限制。优选地，判断装置还用于将预见分布数据和规划分布数据进行比对。该比对优选是计算两者的差值，但也可以计算两者的比例或其它关系。一种优选方案是，预先设定一个阈值，判断两者的差值或者比例是否超出此预定阈值。超出预定阈值，说明铆钉的预见分布数据与规划分布数据具有较大的偏差，此时设备可能存在某种故障，例如送料装置异常或者母线组件松脱等，铆钉不能按照规划铆接于预定的位置；如果此时进行铆接操作，将可能导致发生例如“双铆故障”等的严重的设备故障。如果两者的差值或者比例并未超出此预定阈值，则认为设备处于正常工作状态。控制装置120的命令装置用于根据比对结果对母线制造设备进行控制。一种优选设置为，当两者的差值或者比例超出该预定阈值时，命令装置中断母线自冲铆接制造设备的操作，以便于工作人员对设备进行即时的检查和维修；当两者的差值或者比例小于或等于该预定阈值时，认为设备工作正常，命令装置将驱动母线制造设备的铆接装置240进行铆接操作。控制装置(包括其计算装置、判断装置和命令装置)可以采用能实现其功能的各类手段实现，例如基于单独的芯片以硬件手段实现，包括但不限于基于数字信号处理器DSP (Digital Signal Processor)、微处理单元 MCU (Micro Control Unit)、可编程逻辑控制器PLC (programmable Logic Controller)等；也可以基于监测装置以例如计算机程序形式的软件手段实现，通过安装于母线自冲铆接制造设备而实现对该设备的自动监控。由于送料装置的实际送料距离与铆点分布规划装置产生的规划分布数据是否一致很大程度上决定着母线制造设备是否可以正常运行，而按照上述方案，只有在比对合格的情况下(即规划分布数据和预见分布数据的差值或比例未超出预定阈值时)，母线制造设备才能实施铆接动作，因而铆点分布错误的问题可以因预先发现而得以避免，这样显然可以降低废品率、降低人工成本和保护设备；同时，在故障排除之后，母线制造设备可以容易地从中断处恢复，令母线的制造更加快捷方便。进一步，通过合理设置阈值，可以使母线制造设备精度更高，提高产品质量，也能降低废品率。在以上优选实施例中，控制装置120通过比对自冲铆钉的规划分布数据和预见分布数据而判断母线制造设备是否处于正常工作状态而控制其操作。但是，这一实现方式只是本实用新型的一个优选实施方式，本实用新型提供能够自动监控母线制造的监控系统和母线制造设备，就此而言，监控系统的控制装置显然也可以通过其他方式或从其它方面判断母线制造设备是否处于正常工作状态，例如，判断送料装置250的每一次送料动作是否为勻速，或者是否符合预定速率要求等。按照本实用新型的另一个方面，图2显示了按照本实用新型的一种母线自冲铆接制造设备的一个优选实施例。图中，标号10表示该优选的母线自冲铆接制造设备，其包括铆接装置40、送料装置50和监控系统100。其中，监控系统100包括控制装置120和监测装置130。此时，控制装置120也可以同时作为母线自冲铆接制造设备的控制核心。如图2 所示，控制装置120分别与铆接装置40、送料装置50以及监测装置130相连接。在本实施例中，铆接装置40用于通过自冲铆钉将待铆接的母线组件铆接为一体。 送料装置50用于将待铆接的母线组件沿其纵向进给。监测装置130用于测量待铆接的母线组件的进给数据，其可以在线实时监测母线组件的送料动作。优选地，送料装置50根据铆钉的规划分布数据完成一个送料动作之后， 向控制装置120反馈“送料完成信号”，控制装置120启动监测装置130测量母线组件的进给数据。或者，监测装置也可以将母线组件的进给数据实时反馈给控制装置120。可以根据应用场合或客户的需要选择配置监测装置130的工作模式。监测装置130测量得到母线组件的进给数据后，将该数据传送给控制装置120。控制装置120可以根据该数据控制母线制造设备的操作。控制装置120可以通过多种方式对母线自冲铆接制造设备进行控制，特别是控制送料装置和铆接装置的操作。例如，如之前描述的，控制装置可以通过判断装置将规划分布数据与预见分布数据进行比对，通过命令装置根据比对结果控制铆接装置进行铆接操作或是中断母线自冲铆接制造设备的工作。采用按照本实用新型的母线自冲铆接制造设备，可以实现对母线自冲铆接制造过程的在线、连续的自动监控，可以克服人工监测方式的弊病，使制造设备长时间连续工作， 提高了产能；同时减少了一个专门的监测工位，降低了人力资源成本。图3显示了按照本实用新型的一种母线自冲铆接制造设备的另一个优选实施例。 图中，该优选的母线自冲铆接制造设备11包括铆接装置40、送料装置50、铆点分布规划装置60、警报装置70和监控系统100。其中，监控系统100包括控制装置120和监测装置130。 如图3所示，控制装置120分别与铆接装置40、送料装置50、铆点分布规划装置60、警报装置70以及监测装置130相连接。在该实施例中，所述母线自冲铆接制造设备配置有铆点分布规划装置60。该铆点分布规划装置用于根据用户的需求和/或预设条件自动规划铆点的分布位置。如前所述， 关于铆钉位置的规划分布数据优选但不限定为各组自冲铆钉的间距。铆接装置40用于通过自冲铆钉将母线组件铆接为一体。送料装置50用于进给母线组件。在本实施例中，控制装置120由铆点分布规划装置60获取铆钉的规划分布数据并传送给送料装置50，送料装置50根据该数据进给母线组件。监测装置130用于测量待铆接的母线组件的进给数据，其可以在线实时监测母线组件的送料动作。监测装置130测量得到母线组件的进给数据后，将该数据传送给控制装置120。控制装置120可以根据该数据控制母线制造设备的操作。如之前描述的，控制装置120可以首先通过计算装置由该进给数据获得铆钉的预见分布数据；随后，通过判断装置将预见分布数据和规划分布数据进行比对，并通过命令装置根据比对结果对母线制造设备进行控制。当预见分布数据和规划分布数据的差值或者比例小于或等于预定阈值时，认为设备工作正常，命令装置将驱动铆接装置40进行铆接操作。当两者的差值或者比例超出该预定阈值时，命令装置中断母线自冲铆接制造设备的操作，并且控制装置120控制警报装置 70发出警报，以便于工作人员注意到异常情况，即时进行检查和维修。警报装置70可以采用声、光等多种方式发出警报，以引起工作人员的注意。优选地，在设备工作正常的情况下，铆接装置执行完铆接操作后，送料装置将进行下一次送料操作，依此循环，直至铆接完毕全部铆钉。在这个过程中，控制装置可以连续地在每次循环中实时比对规划分布数据和预见分布数据，以实时监控母线制造设备的运行情况。附图4为按照本实用新型的母线自冲铆接制造设备的又一个优选实施例，其与图 3所示的优选实施例极为接近，图中以相同的附图标记表示相同的部件，其构成及功能将不再重复，仅就其区别进行详细描述。在第二实施例中，母线制造设备12不包括铆点分布规划装置60，而包括输入装置 61，该输入装置61可用于输入自冲铆钉在母线组件上的规划分布数据。作为一种优选方案，该输入装置61可以是网络数据接口，母线制造设备通过该输入装置从局域网或以太网获取规划分布数据；此外，该输入装置还可以是本地数据接口，例如USB接口、并口、串口、红外接口、蓝牙接口等，以从外部获取规划分布数据；另外一种优选的实现方式是手动输入装置，例如触摸屏、键盘、鼠标、扫描识别设备等，此时规划分布数据将通过手动输入。该规划分布数据可以通过多种方式产生，例如可以由外部的例如网络中的铆点分布规划装置自动运算得到，也可以由用户预先自行设定，或者预先定义几种备选模式，由用户根据实际情况选取相应的选项。采用上述方式，母线制造设备本身的结构和/或功能有所简化，在某些情况下，可以适用于自动化程度更高的企业；或者，在另一些情况下，可以降低成本，简化制造设备。在图3、图4所示的实施例中，规划分布数据通过铆点分布规划装置60或输入装置 61获取，但是，作为进一步简化的方案，铆点分布规划数据可以设置于送料装置50自身，例如设置预定义的一种或多种备选模式，而不必从送料装置之外的其它部件获取该数据。该设备的结构和/或功能显然更加简化、单一，成本得以进一步降低。在上述实施例中，送料装置50根据铆钉的规划分布数据进给待铆接的母线组件。 但是，显然根据本实用新型，送料装置50可以不按照规划分布数据进给母线组件，而通过监测装置130实时监测待铆接的母线组件的进给情况，由控制装置120根据监测装置130 测得的进给数据实现对母线制造设备的控制，例如适时停止送料装置50的送料动作而控制铆接装置40执行铆接操作等。另外，在图3、图4所示的实施例中均包括警报装置70，但是需要了解，警报装置显然也并不是母线自冲铆接设备的必要组件。本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求1.一种用于母线自冲铆接制造设备的监控系统，其特征在于，所述监控系统包括 用于测量待铆接的母线组件的进给数据的监测装置；以及与所述监测装置相连接的控制装置，所述控制装置用于从所述监测装置获取所述进给数据，并根据所述进给数据控制所述母线自冲铆接制造设备的操作。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述进给数据为所述母线组件沿其纵向移动的距离，所述监测装置为测距仪。
3.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述进给数据为所述母线组件沿其纵向移动的速度和时间，所述监测装置包括测速仪以及计时装置。
4.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述控制装置包括 计算装置，用于根据所述进给数据获得自冲铆钉的预见分布数据；判断装置，用于从所述母线自冲铆接制造设备获取自冲铆钉的规划分布数据，并将所述预见分布数据与所述规划分布数据进行比对；和命令装置，用于当所述预见分布数据与所述规划分布数据之间的差值或比例超出预定阈值时中断所述母线自冲铆接制造设备的操作，当所述预见分布数据与所述规划分布数据之间的差值或比例小于或等于所述预定阈值时驱动所述母线自冲铆接制造设备进行铆接操作。
5.如权利要求4所述的监控系统，其特征在于，所述自冲铆钉的所述预见分布数据和所述规划分布数据为所述自冲铆钉的间距。
6.一种母线自冲铆接制造设备，其特征在于，所述母线自冲铆接制造设备包括 用于将待铆接的母线组件沿其纵向进给的送料装置；用于通过自冲铆钉将所述母线组件铆接为一体的铆接装置；以及如权利要求1-5之任一项所述的用于母线自冲铆接制造设备的监控系统； 其中，所述监测装置用于测量所述送料装置进给所述母线组件的进给数据； 所述控制装置分别与所述送料装置和所述铆接装置相连接，用于根据所述进给数据控制所述送料装置和所述铆接装置的操作。
7.如权利要求6所述的母线自冲铆接制造设备，其特征在于，所述母线自冲铆接制造设备还包括用于确定所述自冲铆钉在所述母线组件上的规划分布数据的铆点分布规划装置，所述控制装置与所述铆点分布规划装置相连接，用于从所述铆点分布规划装置获取所述规划分布数据并控制所述送料装置根据所述规划分布数据进给所述母线组件。
8.如权利要求6所述的母线自冲铆接制造设备，其特征在于，所述母线自冲铆接制造设备还包括用于输入所述自冲铆钉在所述母线组件上的规划分布数据的输入装置，所述控制装置与所述输入装置相连接，用于从所述输入装置获取所述规划分布数据并控制所述送料装置根据所述规划分布数据进给所述母线组件。
9.如权利要求8所述的母线自冲铆接制造设备，其特征在于，所述输入装置包括网络数据接口、本地数据接口或手动输入装置。
10.如权利要求6所述的母线自冲铆接制造设备，其特征在于，所述母线自冲铆接制造设备还包括与所述控制装置相连接的警报装置。
专利摘要本实用新型涉及一种母线自冲铆接制造设备及监控系统。该监控系统包括用于测量待铆接的母线组件的进给数据的监测装置；以及与监测装置相连接的控制装置，控制装置用于从监测装置获取进给数据，并根据进给数据控制母线自冲铆接制造设备的操作。采用上述监控系统及制造设备，可以实现对母线自冲铆接制造过程的在线、连续的自动监控，可以使制造设备长时间连续工作，提高了产能；同时减少了一个专门的监测工位，降低了人力资源成本。
文档编号H01B13/00GK202150306SQ201120257428
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者成方泳, 陈再明, 顾健 申请人:成方泳