低壓電器自動(dòng)化測試生產(chǎn)線的研發(fā)

低壓電器自動(dòng)化測試生產(chǎn)線的研發(fā)

0塑殼式有網(wǎng)至流量檢測生產(chǎn)線的引進(jìn)為了提高低壓電器產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)注意產(chǎn)品的初始質(zhì)量控制，并使用先進(jìn)的檢測設(shè)備。為此,引進(jìn)了塑殼式斷路器及萬能式斷路器自動(dòng)檢測生產(chǎn)線?，F(xiàn)介紹該生產(chǎn)線先進(jìn)的技術(shù)和特點(diǎn)進(jìn)行。1在線能源檢測新技術(shù)1.1恒流源電力電子技術(shù)及應(yīng)用電器開關(guān)在檢測過程中,要求電源系統(tǒng)不受外部因素影響,從而保證檢測的可靠性及高精度。而新開發(fā)的可編程恒流源具有國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)?？删幊屉娮咏涣骱懔髟蠢秒娏﹄娮蛹夹g(shù),采用AC-DC-AC的結(jié)構(gòu)形式,通過逆變實(shí)現(xiàn)電流正弦輸出,解決了部分低壓電器生產(chǎn)廠家廠內(nèi)供電電壓不穩(wěn)、供電系統(tǒng)諧波含量高而導(dǎo)致的測試電流不穩(wěn)和波形失真嚴(yán)重等問題。該恒流源是最新研發(fā)、生產(chǎn)的替代原有電工法測試電源的電力電子產(chǎn)品。恒流源是低壓電器行業(yè)自動(dòng)化測試生產(chǎn)線的核心設(shè)備,恒流源技術(shù)提供了高性能的自動(dòng)化測試設(shè)備,高效、完善的自動(dòng)化測試及調(diào)校解決方案。恒流源控制系統(tǒng)由模擬控制發(fā)展為數(shù)字控制,由調(diào)壓器式發(fā)展為基于電力電子技術(shù)的逆變電源。恒流源與當(dāng)前微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電力電子技術(shù)及控制的結(jié)合,提供了更為安全、穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、使用方便和更為人性化。數(shù)字式恒流源可以通過485總線與上位機(jī)進(jìn)行通信,具有控制方便、適應(yīng)能力強(qiáng)、控制精度高、維護(hù)量小等特點(diǎn)。應(yīng)用的主要產(chǎn)品有:(1)SATE-300-EP-AC:輸出電流范圍20～250A,電流輸出精度±0.5%,響應(yīng)時(shí)間10ms;(2)SATE-600-EPAC:輸出電流范圍200～250A,電流輸出精度±0.5%,響應(yīng)時(shí)間10ms。電流輸出范圍30～3000A,電流輸出重復(fù)精度±3%,電流輸出時(shí)間≤250ms。電流輸出范圍160～10000A,電流輸出重復(fù)精度±1%。電壓輸出范圍20～400V(可由用戶指定),電壓精度±1%,響應(yīng)時(shí)間≤2.5s。1.2是否合格,效率太低塑殼式斷路器觸頭參數(shù)有觸頭開距、超程,傳統(tǒng)的測量方法是用專用測量量規(guī)來判定其是否合格,效率太低,不適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)檢驗(yàn)方法是利用激光光束反射的差異,通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算得出觸頭開距、超程的數(shù)據(jù),既快速、又準(zhǔn)確地得到每臺產(chǎn)品的觸頭參數(shù)是否符合要求(不合格品則自動(dòng)推出流水線)。1.3傳統(tǒng)人工方法檢測效率低在檢測塑殼式斷路器的長延時(shí)動(dòng)作特性時(shí),由于雙金屬片比撓度的分散性,會(huì)造成各極的動(dòng)作不一致,因有的極動(dòng)作提前、有的極動(dòng)作滯后而造成試驗(yàn)的不合格。傳統(tǒng)的人工方法是將雙金屬片上的調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行人工調(diào)整或予以剔除,而自動(dòng)檢測只能將不合格品推出流水線。待重新返回裝配位置進(jìn)行人工調(diào)整,此時(shí),雙金屬片已冷卻,恢復(fù)到原始位置而不知是哪一極的不合格,這樣,就造成多次返工,使生產(chǎn)檢測效率下降?，F(xiàn)該裝置可將當(dāng)時(shí)的雙金屬片彎曲的現(xiàn)狀拍攝下來并與原始狀態(tài)進(jìn)行比較,裝配人員可根據(jù)電腦的圖像分析,方便地予以調(diào)換或?qū)澢恢碌碾p金屬片整合在一臺產(chǎn)品上,從而提高了檢測的效率和產(chǎn)品的合格率。1.4次合閘動(dòng)作電流值變化當(dāng)校驗(yàn)瞬時(shí)動(dòng)作恃性,接通瞬時(shí)動(dòng)作電流時(shí),因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)合閘相角不確定的問題,使得每次合閘瞬時(shí)動(dòng)作電流值變化很大,原因是合閘瞬間相角不能控制而造成瞬時(shí)動(dòng)作電流存在非周期分量造成的誤差較大。而恒流源瞬時(shí)輸出具有自動(dòng)控制輸出電流相位角的功能,從而使輸出的非周期分量電流具有可控制性,使之變化很小或基本消除掉,保證了檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。1.5現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)為了能對該系統(tǒng)進(jìn)行比較全面和可靠的自動(dòng)控制,同時(shí)考慮到控制系統(tǒng)的靈活性、方便性、可靠性和易維護(hù)性等因素,電氣系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng),控制由可編程控制器(PLC)完成,各設(shè)備間PLC通過現(xiàn)場總線連接,形成全線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),由上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備與管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。生產(chǎn)線主PLC通過現(xiàn)場總線控制各單元,將各單元數(shù)據(jù)采集到主控PLC,現(xiàn)場總線控制方式可以連接多個(gè)單元,并能對系統(tǒng)進(jìn)行方便擴(kuò)充,為其他設(shè)備提供接口。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)如下功能:(1)設(shè)定校核參數(shù);(2)讀取設(shè)備工作狀態(tài)數(shù)據(jù);(3)讀取每個(gè)工作單元的生產(chǎn)檢驗(yàn)測試數(shù)據(jù);(4)讀取產(chǎn)品條碼信息,將測試數(shù)據(jù)與條碼信息一起存盤;(5)打印測試數(shù)據(jù);(6)通過總控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)與工廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接。控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。2總裝線的管理生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括1臺管理機(jī),用于制定、下達(dá)生產(chǎn)任務(wù);數(shù)臺本體裝配工位操作機(jī),用于本體裝配過程指導(dǎo)和管理;1臺總裝線工位操作機(jī),用于總裝線裝配管理。管理機(jī)配條碼打印機(jī),總裝線上的總裝工位配條碼打印機(jī)和銘牌打印機(jī),用于本體和成品的條形碼打印。生產(chǎn)管理系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)對本體裝配線和產(chǎn)品總裝線的生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)管理。作為企業(yè)ERP系統(tǒng)的延伸和企業(yè)網(wǎng)的一部分,與ERP共用SQLServer數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。生產(chǎn)管理系統(tǒng)與ERP的數(shù)據(jù)交換直接以共享數(shù)據(jù)表的方式實(shí)現(xiàn)。2.1系統(tǒng)功能2.1.1各工裝生產(chǎn)計(jì)劃的管理(1)通過讀取企業(yè)ERP中的廠月生產(chǎn)計(jì)劃,制定或輸入日本體裝配計(jì)劃;根據(jù)ERP客戶訂單信息,制訂成品總裝的日生產(chǎn)計(jì)劃;可修改、查詢和打印。(2)通過界面,將日生產(chǎn)計(jì)劃分解為各工位裝配生產(chǎn)任務(wù)和改裝生產(chǎn)任務(wù);通過網(wǎng)絡(luò),連同本體裝配條碼一同下達(dá)到各裝配工位。管理機(jī)可修改、查詢和打印生產(chǎn)任務(wù),查詢各工位生產(chǎn)計(jì)劃完成情況。(3)根據(jù)ERP提供的產(chǎn)品BOM,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出車間及各裝配工位物料需求表;可查詢、打印并修改部分屬性(專用件或通用件);在產(chǎn)品BOM不完善的情況下,提供產(chǎn)品BOM自定義功能。2.1.2主體及成品裝配檢測在工位屏幕上,根據(jù)裝配任務(wù)顯示裝配BOM和生產(chǎn)任務(wù)表及完成情況;采用條形碼方式,實(shí)現(xiàn)對本體及成品裝配檢測過程的管理。裝配完畢后,經(jīng)任務(wù)完成確認(rèn),方可進(jìn)行本體測試;測試合格,入(虛擬)半成品庫。(1)根據(jù)生產(chǎn)總裝計(jì)劃確認(rèn)的本體條碼,打印外殼條碼;(2)成品裝配后經(jīng)測試合格,入成品完成表,供ERP進(jìn)行入庫操作。并可打印測試報(bào)告2.1.3生產(chǎn)工藝模塊將生產(chǎn)工藝指導(dǎo)書以Word文檔格式共享于網(wǎng)絡(luò)上,用于工位操作機(jī)調(diào)用,供員工規(guī)范化操作查詢用。2.1.4企業(yè)及其產(chǎn)品具體內(nèi)容由使用公司有關(guān)部門提供,用于工位操作機(jī)調(diào)用。2.2顯示工作場所操作機(jī)的接口(1)裝配任務(wù)表;(2)裝配物料統(tǒng)計(jì)表;(3)裝配BOM表;(4)工藝操作指導(dǎo)書;(5)企業(yè)信息與產(chǎn)品信息介紹。2.3控制系統(tǒng)電壓(1)本體條碼;(2)訂單編號;(3)出廠編號;(4)產(chǎn)品型號;(5)額定電流;(6)控制器類型;(7)智能控制器電壓;(8)分勵(lì)脫扣器電壓;(9)合閘電磁鐵電壓;(10)電操機(jī)構(gòu)電壓;(11)欠壓脫扣器電壓;(12)輔助觸頭;(13)電壓顯示;(14)負(fù)載監(jiān)控;(15)機(jī)械聯(lián)鎖;(16)聯(lián)鎖標(biāo)記;(17)中性極互感器;(18)自動(dòng)轉(zhuǎn)化控制器;(19)機(jī)械計(jì)數(shù)器;(20)連接方式;(21)工位顯示;(22)操作員姓名;(23)合同訂單號碼。2.4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)bom表結(jié)構(gòu)(1)生產(chǎn)操作指導(dǎo)書(Word文檔);(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)BOM表結(jié)構(gòu);(3)本體庫存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);(4)成品入庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);(5)訂單生產(chǎn)計(jì)劃和月生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);(6)條形碼格式說明。3大學(xué)plc測試交流主要過程斷路器自動(dòng)檢測生產(chǎn)線具有產(chǎn)品裝配、檢測、校驗(yàn)、調(diào)節(jié)及外觀檢測、包裝等功能。在整個(gè)生產(chǎn)線中,前面為手工裝配,中間為檢測、校核部分、自動(dòng)磨合、觸頭開距、超程、同步測試、脫扣力、終壓力測試、回路電阻測試、斷路器的瞬時(shí)檢測、斷路器延時(shí)特性檢測、斷路器可靠性檢測、耐壓測試,最后為斷路器手工套袋、裝盒。生產(chǎn)線的所有單元前設(shè)有自動(dòng)條碼閱讀器,在工件的側(cè)面讀取含有產(chǎn)品型號、生產(chǎn)日期和公司內(nèi)部密碼信息的條碼,檢測后自動(dòng)把檢測信息存入計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)線工藝流程如下:本工序由手工裝配臺、傳輸線組成,手工裝配臺面對面布置在傳輸線兩側(cè)。手工完成斷路器的裝配、貼條碼、手工預(yù)先設(shè)置延時(shí)調(diào)節(jié)螺釘位置工作。工件在生產(chǎn)線上采用塑料鏈板傳輸,傳輸過程中,生產(chǎn)線根據(jù)需要自動(dòng)對工件進(jìn)行分料、擋料、夾緊定位處理。產(chǎn)品傳至本工位,上料機(jī)構(gòu)自動(dòng)把產(chǎn)品放入檢測裝置中,設(shè)備自動(dòng)對斷路器進(jìn)行再扣、合閘、脫扣操作,操作過程中自動(dòng)檢測斷路器的再扣、合閘、脫扣是否運(yùn)動(dòng)自如,是否出現(xiàn)不按照指令執(zhí)行等現(xiàn)象。檢測結(jié)束,上料機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品送回傳輸線,合格品傳至下序,不合格品推出生產(chǎn)線。斷路器經(jīng)傳輸線傳至本工位,產(chǎn)品自動(dòng)定位夾緊,自動(dòng)測量裝置依次自動(dòng)測量出斷開狀態(tài)下A、B、C三極動(dòng)觸頭位置;測完后,合閘裝置自動(dòng)對斷路器進(jìn)行合閘,自動(dòng)測試出此時(shí)動(dòng)觸頭位置;然后,設(shè)備帶動(dòng)、靜觸頭向上、下運(yùn)動(dòng),又自動(dòng)測試出此時(shí)動(dòng)觸頭的位置。全部測試結(jié)束后,PLC根據(jù)測量結(jié)果自動(dòng)算出斷路器的觸頭開距、超程,并與設(shè)定值進(jìn)行比較,判斷工件是否合格,并在觸摸屏上顯示出來。本工序采用自動(dòng)上、下料,自動(dòng)夾緊、自動(dòng)測試方式對斷路器的回路電阻、終壓力、脫扣力進(jìn)行測試。當(dāng)測試回路電阻時(shí),設(shè)備自動(dòng)對斷路器加載直流測試電流,然后自動(dòng)測出每極的電壓,最后根據(jù)歐姆定律算出每極的回路電阻,PLC根據(jù)測量結(jié)果判斷工件是否合格。當(dāng)終壓力測試時(shí),終壓力測量裝置自動(dòng)夾起動(dòng)觸頭向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)動(dòng)、靜觸頭剛剛分離的時(shí)候,測量出此時(shí)的力即為終壓力,每極依次測量完成后,PLC根據(jù)測量結(jié)果自動(dòng)判斷工件終壓力是否合格。終壓力測試完成后,測脫扣力裝置自動(dòng)推斷路器上的脫扣連桿,當(dāng)力傳感器上的作用力大于規(guī)定數(shù)值時(shí),記住脫扣頂桿的位置,同時(shí)頂桿繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng);當(dāng)工件脫扣時(shí),自動(dòng)測出脫扣力,同時(shí)算出斷路器的脫扣行程;PLC自動(dòng)判別脫扣力是否合格。全部測試完成后,合格品自動(dòng)放入合格品料道,不合格品則自動(dòng)放入不合格品料道。分料裝置分料后,翻轉(zhuǎn)裝置自動(dòng)把工件由臥式翻轉(zhuǎn)為立式,放到夾具上;然后采用自動(dòng)加載、自動(dòng)合閘方式,按瞬時(shí)檢驗(yàn)規(guī)范校驗(yàn)A、B、C單相校驗(yàn)及AB、BC、AC兩相串聯(lián)的瞬時(shí)特性。校驗(yàn)合格的產(chǎn)品自動(dòng)放入合格品料道,不合格品自動(dòng)放入不合格品料道。工件一起自動(dòng)上料,自動(dòng)夾緊,以三極串聯(lián)方式自動(dòng)加載等效校核電流,在合格時(shí)間范圍內(nèi)脫扣,判斷為合格品,自動(dòng)放到合格品料道;未到時(shí)間提前脫扣或超過設(shè)定時(shí)間不脫扣的產(chǎn)品都認(rèn)為是不合格品,自動(dòng)放到不合格品料道,以便進(jìn)行返回檢修,同時(shí)在觸摸屏上顯示不合格的原因,以便人工進(jìn)行調(diào)節(jié)。工作站上有一個(gè)自動(dòng)攝像裝置,在工件加電之初,自動(dòng)攝像裝置攝取工件A、B、C三相雙金屬片初始位置;在斷路器脫扣時(shí),自動(dòng)攝像裝置攝取工件A、B、C三相雙金屬片斷電時(shí)位置,檢測三相雙金屬片變形是否一致。手工裝配斷路器的滅弧室及手柄,手工安裝上蓋及緊固螺釘。斷路器可靠性磨合工位采用自動(dòng)上、下料,自動(dòng)對單個(gè)斷路器進(jìn)行可靠性檢測多次,可靠性檢測由再扣、合閘、脫扣、再扣、合閘、脫扣組成。斷路器耐壓測試工位采用自動(dòng)上、下料,自動(dòng)對單個(gè)斷路器進(jìn)行外加高壓的方式對產(chǎn)品進(jìn)行耐壓測試,測試的內(nèi)容包括:斷開狀態(tài)下,連接在一起的電源端和連接在一起的負(fù)載端之間;閉合狀態(tài)下,極與極之間、極與外殼之間(對地)、極與手柄之間,測試時(shí)無閃絡(luò),剩余電流小于整定值為合格。測試不合格的產(chǎn)品,自動(dòng)放入不合格品料道;測試合格的產(chǎn)品,自動(dòng)放入合格品料道。(9)產(chǎn)品從料道發(fā)送到工作場所。取樣合格后，將其人工取下上肢和盒裝盒4生產(chǎn)線檢測工藝萬能式斷路器自動(dòng)檢測生產(chǎn)線不僅可以控制產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率,降低成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且對企業(yè)提高整體工藝裝備水平具有重要意義。該自動(dòng)檢測生產(chǎn)線是目前國內(nèi)同行業(yè)中自動(dòng)化程度最為先進(jìn)的萬能式斷路器裝配檢測生產(chǎn)線之一。本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)使用PLC、觸摸屏完成現(xiàn)場控制。各單元PLC通過ControllerLink網(wǎng)與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,將檢測結(jié)果儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中,工廠可通過局域網(wǎng)隨時(shí)查看。同時(shí),在上位計(jì)算機(jī)上進(jìn)行當(dāng)前產(chǎn)品的測試參數(shù)設(shè)定,并可以監(jiān)控整條生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)。各單元都有聲光報(bào)警功能,且在觸摸屏上都可以查到相應(yīng)報(bào)警,便于故障處理。遇到非正常情況,以“聲光警示”通知操作或維護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行處理。生產(chǎn)線采用可編程控制技術(shù),各個(gè)單元均有獨(dú)立的控制系統(tǒng),可脫離生產(chǎn)線單獨(dú)運(yùn)行。采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將生產(chǎn)線構(gòu)成一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。生產(chǎn)線主要有以下功能:手工裝配、機(jī)械操作試驗(yàn)及動(dòng)作特性試驗(yàn)、在線手工裝配檢測、抽屜座裝配、欠電壓脫扣器動(dòng)作特性試驗(yàn)、接地故障保護(hù)檢測、長延時(shí)校核與瞬時(shí)校驗(yàn)、耐壓檢測、回路電阻、可靠接通測試、外觀檢驗(yàn)與包裝、下料等。生產(chǎn)線共有12個(gè)工序,具有產(chǎn)品裝配、檢測校驗(yàn)及外觀檢測包裝等項(xiàng)功能。在整個(gè)生產(chǎn)線中,傳輸線分上、下兩層。其中,上部傳輸線用于完成框架斷路器的裝配、檢測、包裝,下部用于生產(chǎn)線空托盤返回。萬能式斷路器品種較多,本生產(chǎn)線采用混流生產(chǎn)。全生產(chǎn)線采用條碼識別器自動(dòng)識別工件,在工件的側(cè)面讀取含有產(chǎn)品型號、生產(chǎn)日期和公司內(nèi)部密碼信息的條碼,并根據(jù)條碼的信息自動(dòng)確定產(chǎn)品的型號和共享對應(yīng)的訂單信息,檢測后自動(dòng)把檢測信息存入計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)線工藝流程如下。測試時(shí),實(shí)際控制電壓值顯示在人機(jī)操作界面上,按一定的操作程序自動(dòng)對分勵(lì)脫扣器、合閘電磁鐵、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行電動(dòng)操作特性測試,并能自動(dòng)判定特性是否合格;同時(shí),完成對輔助觸頭的檢測,自動(dòng)判定每路輔助觸頭回路工作是否正常。欠電壓脫扣器動(dòng)作特性試驗(yàn)設(shè)備二次回路接線裝置自動(dòng)與二次回路接線端子(靜)連接,然后對欠電壓脫扣器進(jìn)行斷電脫扣試驗(yàn),試驗(yàn)電壓輸出為連續(xù)可調(diào)類型電源。接地檢測設(shè)備二次回路接線裝置自動(dòng)與二次回路接線端子(靜)連接,加電裝置自動(dòng)與斷路器主接線端子連接;自動(dòng)操作,使斷路器閉合,閉合后自動(dòng)加載,依次對N(三極斷路器無N極)、A、B、C通檢測電流,通過輔助回路反饋給PLC的信號自動(dòng)檢測斷路器接地故障保護(hù)是否合格。設(shè)備接線排與工件的二次回路接線端子自動(dòng)連接,主電路加電機(jī)構(gòu)自動(dòng)夾住斷路器的主電極,然后完成以下工作:(1)對智能控制器電流顯示精度進(jìn)行校驗(yàn),電流顯示校正,每相通設(shè)定的電流,檢測框架斷路器的互感器與框架斷路器控制器匹配狀況,并通過調(diào)整使顯示值與實(shí)際值一致;(2)電壓顯示校準(zhǔn),對顯示電壓進(jìn)行調(diào)整,使顯示值與實(shí)際值一致;(3)智能控制器通長延時(shí)整定電流,自動(dòng)對斷路器進(jìn)行長延時(shí)檢測,自動(dòng)判定延時(shí)特性是否合格;(4)智能控制器通短延時(shí)整定電流,自動(dòng)對斷路器進(jìn)行短延時(shí)檢測,自動(dòng)判定延時(shí)特性是否合格;(5)智能控制器通瞬時(shí)整定電流,自動(dòng)對斷路器進(jìn)行瞬時(shí)檢測,自動(dòng)判定瞬時(shí)特性是否合格。采用全自動(dòng)耐壓檢測校驗(yàn)設(shè)備,對產(chǎn)品的外殼與二次接線端子進(jìn)行耐壓測試;對產(chǎn)品的外殼與主