電流互感器自動檢測線機械手裝置研究

山西省機電設計研究院 常建芳

引言

當前，國內(nèi)互感器檢定工作基本上采用全自動互感器校驗臺進行，通常是由一臺標準器同時檢定多只被試互感器,檢定時多只電流互感器由自動檢測流水線輸送到指定位置,由校驗裝置對互感器進行檢定。被檢互感器由倉儲運送到檢測線需要由人工碼放到定點位置經(jīng)常有碼放位置不準，放置反向，堆放混亂的情況發(fā)生，從而導致被檢互感器經(jīng)檢測線送到校驗臺時，一次接線和二次接線發(fā)生開路，錯接，接觸不良等情況，且人工搬運挑揀勞動強度大，安全隱患較大，嚴重影響檢定準確度和檢定效率，產(chǎn)生工作反復的情況，影響后序檢定項目，不能實現(xiàn)自動化檢定。

基于上述原因，本文研究了電流互感器自動檢測線機械手裝置。機械手裝置的研發(fā)實現(xiàn)了被檢互感器自動上線的功能，為確實保證自動化檢測提供了有力的技術(shù)保障和設備保障。

1.總體技術(shù)方案

本文介紹的電流互感器自動化檢測線機械手裝置由機械手執(zhí)行機構(gòu)、控制單元和上位機三部分組成。

機械手包括機械手框架、橫移機構(gòu)、縱移機構(gòu)和夾持機構(gòu)；所述機械手框架呈長方體結(jié)構(gòu)，安裝在兩條輸送帶之間，其四個立柱與地基座固連；所述橫移機構(gòu)由橫移架和絲杠傳動機構(gòu)組成，其中橫移架呈長方形板狀，在橫移架板下面的四角安裝導軌滑塊，橫移架板上面四角位于導軌內(nèi)側(cè)安裝導桿滑塊，導軌座安裝在機械手框架的四個角上，導軌沿機械手框架的長度方向穿過導軌滑塊固定在導軌座上；所述縱移機構(gòu)由縱移架和氣缸組成，其中縱移架呈長方形板狀，四個角上安裝有豎直導桿，所述導桿穿過橫移架四個角上的導桿滑塊；所述氣缸沿縱移架長度方向安裝在縱移架的兩端中部兩導桿中間；所述絲杠傳動機構(gòu)由絲杠、絲杠軸承座、絲杠螺母和電動機組成，其中絲杠螺母安裝在橫移架板下面中部，絲杠穿過絲杠螺母與導軌平行，兩端安裝在位于機械手框架上的絲杠軸承座中，電動機安裝在絲杠一端的絲杠軸承座上，電動機輸出軸與絲杠連接；所述夾持機構(gòu)由夾持氣缸和夾具組成，若干個夾持氣缸沿縱移架長度方向等距離布置安裝在縱移架中部，氣缸活塞向下穿過縱移架，與安裝在縱移架板下面的夾具鉸接銷軸連接。

該裝置關鍵技術(shù)是機械手執(zhí)行對被檢互感器的夾持，上、下移動，水平移動，擺放的自動化，包括機械手框架，橫移機構(gòu)，縱移機構(gòu)和夾持機構(gòu)。橫移機構(gòu)由橫移架和絲桿傳動機構(gòu)組成，縱移機構(gòu)由縱移架和氣缸組成，夾持機構(gòu)由氣缸和夾持機構(gòu)組成。機械手執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對互感器的上下移動，準確擺放。

機械手裝置電氣控制單元，控制電機，主要是通過電機帶動絲桿執(zhí)行橫向移動作，由電機帶動絲桿配合氣缸執(zhí)行縱向移動，由氣缸和夾具配合實現(xiàn)對被檢互感器的夾持，放下，擺放動作。

上位機通過實驗數(shù)據(jù)計算上下移動距離，縱向移動距離，氣缸氣壓向電氣控制單元發(fā)出指令，并通過現(xiàn)場圖像監(jiān)控執(zhí)行狀態(tài)。

2.工作流程

圖1 機械手結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 機械手結(jié)構(gòu)俯視示意圖

如圖1和圖2所示，互感器自動檢測線機械手裝置，包括機械手框架、橫移機構(gòu)、縱移機構(gòu)和夾持機構(gòu)；所述機械手框架11呈長方體結(jié)構(gòu)，安裝在兩條輸送帶之間，其四個立柱與地基座固連；所述橫移機構(gòu)由橫移架5和絲杠傳動機構(gòu)組成，其中橫移架5呈長方形板狀，在橫移架5板下面的四角安裝導軌滑塊4，橫移架5板上面四角位于導軌3內(nèi)側(cè)安裝導桿滑塊15，導軌座10安裝在機械手框架11的四個角上，導軌沿機械手框架11的長度方向穿過導軌滑塊4固定在導軌座10上；所述縱移機構(gòu)由縱移架13和氣缸7組成，其中縱移架13呈長方形板狀，四個角上安裝有豎直導桿6，所述導桿6穿過橫移架5四個角上的導桿滑塊15；所述氣缸7沿縱移架長度方向安裝在縱移架13的兩端中部兩導桿6中間；所述絲杠傳動機構(gòu)由絲杠14、絲杠軸承座2、絲杠螺母8和電動機1組成，其中絲杠螺母8安裝在橫移架5板下面中部，絲杠14穿過絲杠螺母8與導軌3平行，兩端安裝在位于機械手框架11上的絲杠軸承座2中，電動機1安裝在絲杠14一端的絲杠軸承座2上，電動機1輸出軸與絲杠14連接。

圖3 本實用新型的縱移架及夾具示意圖

如圖3所示，所述夾持機構(gòu)由夾持氣缸16和夾具12組成，若干個夾持氣缸16沿縱移架13長度方向等距離布置安裝在縱移架13中部，氣缸活塞17向下穿過縱移架13，與安裝在縱移架13板下面的夾具12鉸接銷軸連接。電流互感器自動檢測線機械手裝置，工作時，電動機得電轉(zhuǎn)動，絲杠14轉(zhuǎn)動，橫移架5水平移動到預定位置，停止移動；縱移架13在氣缸7活塞的作用下向下移動，到預定高度后，停止移動；夾具12在夾具氣缸16的活塞17的作用下夾緊被測互感器18；然后，縱移架13上行，到一定高度停止，接著橫移架5運動，到預定位置停止，縱移架13下行，到一定高度停止，夾具12松開，將被測互感器18放在預定位置。

3.系統(tǒng)功能

電流互感器自動檢測線機械手主要實現(xiàn)多臺被檢電流互感器由倉儲到線上的自動擺放和抓取。具備以下功能：

1 上線前對倉儲運來的互感器進行抓?。?/p>

2 對上線前的互感器進行橫向平移和縱向上下移動；

3 實現(xiàn)對互感器的檢測位置的準確定位擺放；

4 實現(xiàn)對互感器180°和360°旋轉(zhuǎn)；

5 實現(xiàn)對互感器檢測位置狀態(tài)的監(jiān)視。

4.結(jié)語

本論文研究的電流互感器自動檢測線機械手裝置創(chuàng)新點是機械手采用了橫移機構(gòu)、縱移機構(gòu)及夾持機構(gòu)，實現(xiàn)了被檢互感器的拾起，上移，平移、下移和放下五個動作的自動化。減輕了操作人員的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。根據(jù)不同型號的互感器的外形尺寸進行自動調(diào)整，且計算機自動控制自動記錄操作動作結(jié)果。本研究解決了電流互感器自動檢測線上互感器搬運挑揀的技術(shù)問題，實現(xiàn)了被檢互感器搬運挑揀的自動化。