新颖的开关电器自动检测生产线_机械百科_中国百科网
新颖的开关电器自动检测生产线
    　　0&引言&
　　为了提高低压电器产品的质量，必须重视产品的前期质量控制，使用先进的检测设备。为此，引进了塑壳式断路器及万能式断路器自动检测生产线。现介绍该生产线先进的技术和特点进行。&
　　1&断路器在线自动检测新技术&
　　1.&1&可编程恒流源技术&
　　电器开关在检测过程中，要求电源系统不受外部因素影响，从而保证检测的可靠性及高精度。而新开发的可编程恒流源具有国内领先的技术。可编程电子交流恒流源利用电力电子技术，采用AC-DC-AC&的结构形式，通过逆变实现电流正弦输出，解决了部分低压电器生产厂家厂内供电电压不稳、供电系统谐波含量高而导致的测试电流不稳和波形失真严重等问题。该恒流源是最新研发、生产的替代原有电工法测试电源的电力电子产品。&
　　恒流源是低压电器行业自动化测试生产线的&
　　核心设备，恒流源技术提供了高性能的自动化测试设备，高效、完善的自动化测试及调校解决方案。恒流源控制系统由模拟控制发展为数字控制，由调压器式发展为基于电力电子技术的逆变电源。恒流源与当前微型计算机应用技术、电力电子技术及控制的结合，提供了更为安全、稳定、节能、环保、使用方便和更为人性化。数字式恒流源可以通过485&总线与上位机进行通信，具有控制方便、适应能力强、控制精度高、维护量小等特点。应用的主要产品有:&
　　(1&)&电子式延时恒流源。①SATE-300-EPAC:输出电流范围20&～&250&A，电流输出精度±&0.&5%，响应时间10&②SATE-600-EPAC:输出电流范围200&～&250&A，电流输出精度±&0.&5%，响应时间10&ms。& 　　(2)数字式瞬时恒流源。电流输出范围30&～3&000&A，电流输出重复精度±&3%，电流输出时间≤250&ms。& 　　(3)&矩阵式恒流源。电流输出范围160&～10&000&A，电流输出重复精度±&1%。& 　　(4)交流恒压源。电压输出范围20&～&400&V(可由用户指定)，电压精度±&1%，响应时间≤2.&5&s。&
　　1.&2&激光测量技术&
　　塑壳式断路器触头参数有触头开距、超程，传统的测量方法是用专用测量量规来判定其是否合格，效率太低，不适应大批量生产的需要。现检验方法是利用激光光束反射的差异，通过计算机运算得出触头开距、超程的数据，既快速、又准确地得到每台产品的触头参数是否符合要求(&不合格品则自动推出流水线)。&
　　1.&3&自动摄像装置测量技术&
　　在检测塑壳式断路器的长延时动作特性时，由于双金属片比挠度的分散性，会造成各极的动作不一致，因有的极动作提前、有的极动作滞后而造成试验的不合格。传统的人工方法是将双金属片上的调节螺钉进行人工调整或予以剔除，而自动检测只能将不合格品推出流水线。待重新返回装配位置进行人工调整，此时，双金属片已冷却，恢复到原始位置而不知是哪一极的不合格，这样，就造成多次返工，使生产检测效率下降。现该装置可将当时的双金属片弯曲的现状拍摄下来并与原始状态进行比较，装配人员可根据电脑的图像分析，方便地予以调换或将弯曲一致的双金属片整合在一台产品上，从而提高了检测的效率和产品的合格率。&
　　1.&4&恒流源瞬时输出相位角控制技术&
　　当校验瞬时动作恃性，接通瞬时动作电流时，因为存在一个合闸相角不确定的问题，使得每次合闸瞬时动作电流值变化很大，原因是合闸瞬间相角不能控制而造成瞬时动作电流存在非周期分量造成的误差较大。而恒流源瞬时输出具有自动控制输出电流相位角的功能，从而使输出的非周期分量电流具有可控制性，使之变化很小或基本消除掉，保证了检验的准确性。&
　　1.&5&监控网络化技术&
　　为了能对该系统进行比较全面和可靠的自动控制，同时考虑到控制系统的灵活性、方便性、可靠性和易维护性等因素，电气系统采用分布式控制系统，控制由可编程控制器(PLC)完成，各设备间PLC&通过现场总线连接，形成全线协调控制系统，由上位机进行监控，记录生产数据，并通过网络交换设备与管理计算机进行数据交换。&
　　生产线主PLC&通过现场总线控制各单元，将各单元数据采集到主控PLC，现场总线控制方式可以连接多个单元，并能对系统进行方便扩充，为其他设备提供接口。通过网络实现如下功能:&
　　(1)设定校核参数;& 　　(2)读取设备工作状态数据;& 　　(3)读取每个工作单元的生产检验测试数据;& 　　(4)读取产品条码信息，将测试数据与条码信息一起存盘;& 　　(5)打印测试数据;& 　　(6)通过总控系统，实现与工厂计算机系统的连接。&
　　控制系统框图如图1&所示。&&
　　2&信息系统功能&
　　生产管理系统包括1&台管理机，用于制定、下达生产任务;数台本体装配工位操作机，用于本体装配过程指导和管理;1&台总装线工位操作机，用于总装线装配管理。管理机配条码打印机，总装线上的总装工位配条码打印机和铭牌打印机，用于本体和成品的条形码打印。生产管理系统将实现对本体装配线和产品总装线的生产计划、生产过程的计算机管理。作为企业ERP&系统的延伸和企业网的一部分，与ERP&共用SQL&Server&数据库服务器和网络服务器。生产管理系统与ERP的数据交换直接以共享数据表的方式实现。&
　　2.&1&系统功能&
　　2.&1.&1&生产计划与任务分配模块&
　　(1)通过读取企业ERP&中的厂月生产计划，制定或输入日本体装配计划;根据ERP&客户订单信息，制订成品总装的日生产计划;可修改、查询和打印。& 　　(2)通过界面，将日生产计划***为各工位装配生产任务和改装生产任务;通过网络，连同本体装配条码一同下达到各装配工位。管理机可修改、查询和打印生产任务，查询各工位生产计划完成情况。& 　　(3)根据ERP&提供的产品BOM，自动统计出车间及各装配工位物料需求表;可查询、打印并修改部分属性(专用件或通用件);在产品BOM&不完善的情况下，提供产品BOM&自定义功能。&
　　2.&1.&2&生产过程管理&
　　在工位屏幕上，根据装配任务显示装配BOM和生产任务表及完成情况;采用条形码方式，实现对本体及成品装配检测过程的管理。&
　　(1)本体装配线。装配完毕后，经任务完成确认，方可进行本体测试;测试合格，入(&虚拟)&半成品库。& 　　(2)总装装配线。①根据生产总装计划确认的本体条码，打印外壳条码;②成品装配后经测试合格，入成品完成表，供ERP&进行入库操作。并可打印测试报告&
　　2.&1.&3&生产工艺模块&
　　将生产工艺指导书以Word&文档格式共享于网络上，用于工位操作机调用，供员工规范化操作查询用。&
　　2.&1.&4&企业介绍和产品介绍&
　　具体内容由使用公司有关部门提供，用于工位操作机调用。&
　　2.&2&工位操作机显示界面&
　　(1)装配任务表;& 　　(2)装配物料统计表;& 　　(3)装配BOM&表;& 　　(4)工艺操作指导书;& 　　(5)企业信息与产品信息介绍。&
　　2.&3&任务分配所需项目&
　　①本体条码;②订单编号;③出厂编号;④产品型号;⑤额定电流;⑥控制器类型;⑦智能控制器电压;⑧分励脱扣器电压;⑨合闸电磁铁电压;⑩电操机构电压;?瑏瑡欠压脱扣器电压;?瑏瑢辅助触头;?瑏瑣电压显示;?瑏瑤负载监控;?瑏瑥机械联锁;?瑏瑦联锁标记;?瑏瑧中性极互感器;?瑏瑨自动转化控制器;?瑏瑩机械计数器;?瑐瑠连接方式;?瑐瑡工位显示;?瑐瑢操作员姓名;?瑐瑣合同订单号码。&
　　2.&4&需要厂方提供的ERP&相关数据结构&
　　①生产操作指导书(Word&文档);②产品结构BOM&表结构;③本体库存数据结构;④成品入库数据结构;⑤订单生产计划和月生产计划数据结构;⑥条形码格式说明。&
　　3&塑壳断路器自动检测生产线&
　　断路器自动检测生产线具有产品装配、检测、校验、调节及外观检测、包装等功能。在整个生产线中，前面为手工装配，中间为检测、校核部分、自动磨合、触头开距、超程、同步测试、脱扣力、终压力测试、回路电阻测试、断路器的瞬时检测、断路器延时特性检测、断路器可靠性检测、耐压测试，最后为断路器手工套袋、装盒。&
　　生产线的所有单元前设有自动条码阅读器，在工件的侧面读取含有产品型号、生产日期和公司内部密码信息的条码，检测后自动把检测信息存入计算机。生产线工艺流程如下:&
　　(1)生产线手工装配部分。本工序由手工装配台、传输线组成，手工装配台面对面布置在传输线两侧。手工完成断路器的装配、贴条码、手工预先设置延时调节螺钉位置工作。&
　　工件在生产线上采用塑料链板传输，传输过程中，生产线根据需要自动对工件进行分料、挡料、夹紧定位处理。&
　　(2)自动磨合。产品传至本工位，上料机构自动把产品放入检测装置中，设备自动对断路器进行再扣、合闸、脱扣操作，操作过程中自动检测断路器的再扣、合闸、脱扣是否运动自如，是否出现不按照指令执行等现象。检测结束，上料机构将产品送回传输线，合格品传至下序，不合格品推出生产线。&
　　(3)触头开距、超程测试。断路器经传输线传至本工位，产品自动定位夹紧，自动测量装置依次自动测量出断开状态下A、B、C&三极动触头位置;测完后，合闸装置自动对断路器进行合闸，自动测试出此时动触头位置;然后，设备带动、静触头向上、下运动，又自动测试出此时动触头的位置。&
　　全部测试结束后，PLC&根据测量结果自动算出断路器的触头开距、超程，并与设定值进行比较，判断工件是否合格，并在触摸屏上显示出来。&
　　(4)回路电阻、脱扣力、终压力测试。本工序采用自动上、下料，自动夹紧、自动测试方式对断路器的回路电阻、终压力、脱扣力进行测试。当测试回路电阻时，设备自动对断路器加载直流测试电流，然后自动测出每极的电压，最后根据欧姆定律算出每极的回路电阻，PLC&根据测量结果判断工件是否合格。当终压力测试时，终压力测量装置自动夹起动触头向上运动，当动、静触头刚刚分离的时候，测量出此时的力即为终压力，每极依次测量完成后，PLC&根据测量结果自动判断工件终压力是否合格。终压力测试完成后，测脱扣力装置自动推断路器上的脱扣连杆，当力传感器上的作用力大于规定数值时，记住脱扣顶杆的位置，同时顶杆继续向前运动;当工件脱扣时，自动测出脱扣力，同时算出断路器的脱扣行程;PLC&自动判别脱扣力是否合格。全部测试完成后，合格品自动放入合格品料道，不合格品则自动放入不合格品料道。&
　　(5)&断路器瞬时特性检验。分料装置分料后，翻转装置自动把工件由卧式翻转为立式，放到夹具上;然后采用自动加载、自动合闸方式，按瞬时检验规范校验A、B、C&单相校验及AB、BC、AC两相串联的瞬时特性。校验合格的产品自动放入合格品料道，不合格品自动放入不合格品料道。&
　　(6)断路器延时特性检测。工件一起自动上料，自动夹紧，以三极串联方式自动加载等效校核电流，在合格时间范围内脱扣，判断为合格品，自动放到合格品料道;未到时间提前脱扣或超过设定时间不脱扣的产品都认为是不合格品，自动放到不合格品料道，以便进行返回检修，同时在触摸屏上显示不合格的原因，以便人工进行调节。工作站上有一个自动摄像装置，在工件加电之初，自动摄像装置摄取工件A、B、C&三相双金属片初始位置;在断路器脱扣时，自动摄像装置摄取工件A、B、C&三相双金属片断电时位置，检测三相双金属片变形是否一致。&
　　(7)手工装配。手工装配断路器的灭弧室及手柄，手工***上盖及紧固螺钉。&
　　(8)断路器可靠性磨合、耐压测试。断路器可靠性磨合工位采用自动上、下料，自动对单个断路器进行可靠性检测多次，可靠性检测由再扣、合闸、脱扣、再扣、合闸、脱扣组成。&
　　断路器耐压测试工位采用自动上、下料，自动对单个断路器进行外加高压的方式对产品进行耐压测试，测试的内容包括:断开状态下，连接在一起的电源端和连接在一起的负载端之间;闭合状态下，极与极之间、极与外壳之间(&对地)、极与手柄之间，测试时无闪络，剩余电流小于整定值为合格。测试不合格的产品，自动放入不合格品料道;测试合格的产品，自动放入合格品料道。&
　　(9)产品从料道传至本工位，抽样检测合格后，人工将断路器套袋、装盒下线。&
　　4&万能式断路器自动检测生产线&
　　万能式断路器自动检测生产线不仅可以控制产品质量，提高生产率，降低成本，提高经济效益，减轻工人的劳动强度，而且对企业提高整体工艺装备水平具有重要意义。该自动检测生产线是目前国内同行业中自动化程度最为先进的万能式断路器装配检测生产线之一。&
　　本生产线控制系统使用PLC、触摸屏完成现场控制。各单元PLC&通过Controller&Link&网与上位计算机进行通信，将检测结果储存在数据库中，工厂可通过局域网随时查看。同时，在上位计算机上进行当前产品的测试参数设定，并可以监控整条生产线的运行状态。各单元都有声光报警功能，且在触摸屏上都可以查到相应报警，便于故障处理。遇到非正常情况，以“声光警示”通知操作或维护人员及时进行处理。生产线采用可编程控制技术，各个单元均有独立的控制系统，可脱离生产线单独运行。采用网络通信技术，将生产线构成一个完善的网络系统。&
　　生产线主要有以下功能:手工装配、机械操作试验及动作特性试验、在线手工装配检测、抽屉座装配、欠电压脱扣器动作特性试验、接地故障保护检测、长延时校核与瞬时校验、耐压检测、回路电阻、可靠接通测试、外观检验与包装、下料等。生产线共有12&个工序，具有产品装配、检测校验及外观检测包装等项功能。在整个生产线中，传输线分上、下两层。其中，上部传输线用于完成框架断路器的装配、检测、包装，下部用于生产线空托盘返回。万能式断路器品种较多，本生产线采用混流生产。全生产线采用条码识别器自动识别工件，在工件的侧面读取含有产品型号、生产日期和公司内部密码信息的条码，并根据条码的信息自动确定产品的型号和共享对应的订单信息，检测后自动把检测信息存入计算机。生产线工艺流程如下。&
　　(1)&机械操作试验及动作特性试验。测试时，实际控制电压值显示在人机操作界面上，按一定的操作程序自动对分励脱扣器、合闸电磁铁、电动操作机构进行电动操作特性测试，并能自动判定特性是否合格;同时，完成对辅助触头的检测，自动判定每路辅助触头回路工作是否正常。&
　　(2)&欠电压脱扣器动作特性试验。欠电压脱扣器动作特性试验设备二次回路接线装置自动与二次回路接线端子(静)&连接，然后对欠电压脱扣器进行断电脱扣试验，试验电压输出为连续可调类型电源。&
　　(3)&接地检测。接地检测设备二次回路接线装置自动与二次回路接线端子(&静)&连接，加电装置自动与断路器主接线端子连接;自动操作，使断路器闭合，闭合后自动加载，依次对N(&三极断路器无N&极)、A、B、C&通检测电流，通过辅助回路反馈给PLC&的信号自动检测断路器接地故障保护是否合格。&
　　(4)&长延时校核、瞬延时校。设备接线排与工件的二次回路接线端子自动连接，主电路加电机构自动夹住断路器的主电极，然后完成以下工作:①&对智能控制器电流显示精度进行校验，电流显示校正，每相通设定的电流，检测框架断路器的互感器与框架断路器控制器匹配状况，并通过调整使显示值与实际值一致;②&电压显示校准，对显示电压进行调整，使显示值与实际值一致;③智能控制器通长延时整定电流，自动对断路器进行长延时检测，自动判定延时特性是否合格;④智能控制器通短延时整定电流，自动对断路器进行短延时检测，自动判定延时特性是否合格;⑤智能控制器通瞬时整定电流，自动对断路器进行瞬时检测，自动判定瞬时特性是否合格。&
　　(5)&耐压检测。采用全自动耐压检测校验设备，对产品的外壳与二次接线端子进行耐压测试;对产品的外壳与主电路接线端子之间，相与相之间，每相进、出线之间进行耐压测试，断路器闭合与断开操作自动完成。&
　　(6)&回路电阻、可靠接通测试。设备接线排与工件的二次回路接线端子自动连接，主电路加电机构自动与断路器的主电极连接，然后自动完成对断路器主电极的回路和二次回路通断测试工作。&
　　采用在主电路加载直流电流，自动检测每极的主电路回路电阻。&
　　以上测试完成后，再按照机械操作试验及动作特性试验工序的方法，再次进行多次可靠性试验。&
　　(7)&包装工序。检测结束后的断路器自动推到本工序，手工操作提升装置，把工件提升到一定高度，手工***木制底座后，操作提升装置把断路器放到下料小车上，人工推走。&
　　5&结语&
　　目前，低压电器产品检测已由传统的人工检测逐步转向自动化检测，这为提高产品检测的可靠性及提高生产检测的效率提供了保证。采用创新技术，缩小与国外先进技术的差距，是我国企业发展的必由之路。只有采用先进技术，不断创新发展，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。&
　　0&引言&
　　为了提高低压电器产品的质量，必须重视产品的前期质量控制，使用先进的检测设备。为此，引进了塑壳式断路器及万能式断路器自动检测生产线。现介绍该生产线先进的技术和特点进行。&
　　1&断路器在线自动检测新技术&
　　1.&1&可编程恒流源技术&
　　电器开关在检测过程中，要求电源系统不受外部因素影响，从而保证检测的可靠性及高精度。而新开发的可编程恒流源具有国内领先的技术。可编程电子交流恒流源利用电力电子技术，采用AC-DC-AC&的结构形式，通过逆变实现电流正弦输出，解决了部分低压电器生产厂家厂内供电电压不稳、供电系统谐波含量高而导致的测试电流不稳和波形失真严重等问题。该恒流源是最新研发、生产的替代原有电工法测试电源的电力电子产品。&
　　恒流源是低压电器行业自动化测试生产线的&
　　核心设备，恒流源技术提供了高性能的自动化测试设备，高效、完善的自动化测试及调校解决方案。恒流源控制系统由模拟控制发展为数字控制，由调压器式发展为基于电力电子技术的逆变电源。恒流源与当前微型计算机应用技术、电力电子技术及控制的结合，提供了更为安全、稳定、节能、环保、使用方便和更为人性化。数字式恒流源可以通过485&总线与上位机进行通信，具有控制方便、适应能力强、控制精度高、维护量小等特点。应用的主要产品有:&
　　(1&)&电子式延时恒流源。①SATE-300-EPAC:输出电流范围20&～&250&A，电流输出精度±&0.&5%，响应时间10&②SATE-600-EPAC:输出电流范围200&～&250&A，电流输出精度±&0.&5%，响应时间10&ms。& 　　(2)数字式瞬时恒流源。电流输出范围30&～3&000&A，电流输出重复精度±&3%，电流输出时间≤250&ms。& 　　(3)&矩阵式恒流源。电流输出范围160&～10&000&A，电流输出重复精度±&1%。& 　　(4)交流恒压源。电压输出范围20&～&400&V(可由用户指定)，电压精度±&1%，响应时间≤2.&5&s。&
　　1.&2&激光测量技术&
　　塑壳式断路器触头参数有触头开距、超程，传统的测量方法是用专用测量量规来判定其是否合格，效率太低，不适应大批量生产的需要。现检验方法是利用激光光束反射的差异，通过计算机运算得出触头开距、超程的数据，既快速、又准确地得到每台产品的触头参数是否符合要求(&不合格品则自动推出流水线)。&
　　1.&3&自动摄像装置测量技术&
　　在检测塑壳式断路器的长延时动作特性时，由于双金属片比挠度的分散性，会造成各极的动作不一致，因有的极动作提前、有的极动作滞后而造成试验的不合格。传统的人工方法是将双金属片上的调节螺钉进行人工调整或予以剔除，而自动检测只能将不合格品推出流水线。待重新返回装配位置进行人工调整，此时，双金属片已冷却，恢复到原始位置而不知是哪一极的不合格，这样，就造成多次返工，使生产检测效率下降。现该装置可将当时的双金属片弯曲的现状拍摄下来并与原始状态进行比较，装配人员可根据电脑的图像分析，方便地予以调换或将弯曲一致的双金属片整合在一台产品上，从而提高了检测的效率和产品的合格率。&
　　1.&4&恒流源瞬时输出相位角控制技术&
　　当校验瞬时动作恃性，接通瞬时动作电流时，因为存在一个合闸相角不确定的问题，使得每次合闸瞬时动作电流值变化很大，原因是合闸瞬间相角不能控制而造成瞬时动作电流存在非周期分量造成的误差较大。而恒流源瞬时输出具有自动控制输出电流相位角的功能，从而使输出的非周期分量电流具有可控制性，使之变化很小或基本消除掉，保证了检验的准确性。&
　　1.&5&监控网络化技术&
　　为了能对该系统进行比较全面和可靠的自动控制，同时考虑到控制系统的灵活性、方便性、可靠性和易维护性等因素，电气系统采用分布式控制系统，控制由可编程控制器(PLC)完成，各设备间PLC&通过现场总线连接，形成全线协调控制系统，由上位机进行监控，记录生产数据，并通过网络交换设备与管理计算机进行数据交换。&
　　生产线主PLC&通过现场总线控制各单元，将各单元数据采集到主控PLC，现场总线控制方式可以连接多个单元，并能对系统进行方便扩充，为其他设备提供接口。通过网络实现如下功能:&
　　(1)设定校核参数;& 　　(2)读取设备工作状态数据;& 　　(3)读取每个工作单元的生产检验测试数据;& 　　(4)读取产品条码信息，将测试数据与条码信息一起存盘;& 　　(5)打印测试数据;& 　　(6)通过总控系统，实现与工厂计算机系统的连接。&
　　控制系统框图如图1&所示。&&
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