電流互感器自動(dòng)檢測線機(jī)械手裝置研究

山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院 常建芳

引言

當(dāng)前，國內(nèi)互感器檢定工作基本上采用全自動(dòng)互感器校驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行，通常是由一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)器同時(shí)檢定多只被試互感器,檢定時(shí)多只電流互感器由自動(dòng)檢測流水線輸送到指定位置,由校驗(yàn)裝置對(duì)互感器進(jìn)行檢定。被檢互感器由倉儲(chǔ)運(yùn)送到檢測線需要由人工碼放到定點(diǎn)位置經(jīng)常有碼放位置不準(zhǔn)，放置反向，堆放混亂的情況發(fā)生，從而導(dǎo)致被檢互感器經(jīng)檢測線送到校驗(yàn)臺(tái)時(shí)，一次接線和二次接線發(fā)生開路，錯(cuò)接，接觸不良等情況，且人工搬運(yùn)挑揀勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全隱患較大，嚴(yán)重影響檢定準(zhǔn)確度和檢定效率，產(chǎn)生工作反復(fù)的情況，影響后序檢定項(xiàng)目，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢定。

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

1.總體技術(shù)方案

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

機(jī)械手包括機(jī)械手框架、橫移機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)；所述機(jī)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(gè)立柱與地基座固連；所述橫移機(jī)構(gòu)由橫移架和絲杠傳動(dòng)機(jī)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(dǎo)軌滑塊，橫移架板上面四角位于導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)安裝導(dǎo)桿滑塊，導(dǎo)軌座安裝在機(jī)械手框架的四個(gè)角上，導(dǎo)軌沿機(jī)械手框架的長度方向穿過導(dǎo)軌滑塊固定在導(dǎo)軌座上；所述縱移機(jī)構(gòu)由縱移架和氣缸組成，其中縱移架呈長方形板狀，四個(gè)角上安裝有豎直導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿穿過橫移架四個(gè)角上的導(dǎo)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(dǎo)桿中間；所述絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由絲杠、絲杠軸承座、絲杠螺母和電動(dòng)機(jī)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(dǎo)軌平行，兩端安裝在位于機(jī)械手框架上的絲杠軸承座中，電動(dòng)機(jī)安裝在絲杠一端的絲杠軸承座上，電動(dòng)機(jī)輸出軸與絲杠連接；所述夾持機(jī)構(gòu)由夾持氣缸和夾具組成，若干個(gè)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(guān)鍵技術(shù)是機(jī)械手執(zhí)行對(duì)被檢互感器的夾持，上、下移動(dòng)，水平移動(dòng)，擺放的自動(dòng)化，包括機(jī)械手框架，橫移機(jī)構(gòu)，縱移機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)。橫移機(jī)構(gòu)由橫移架和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，縱移機(jī)構(gòu)由縱移架和氣缸組成，夾持機(jī)構(gòu)由氣缸和夾持機(jī)構(gòu)組成。機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器的上下移動(dòng)，準(zhǔn)確擺放。

機(jī)械手裝置電氣控制單元，控制電機(jī)，主要是通過電機(jī)帶動(dòng)絲桿執(zhí)行橫向移動(dòng)作，由電機(jī)帶動(dòng)絲桿配合氣缸執(zhí)行縱向移動(dòng)，由氣缸和夾具配合實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢互感器的夾持，放下，擺放動(dòng)作。

上位機(jī)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算上下移動(dòng)距離，縱向移動(dòng)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(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 機(jī)械手結(jié)構(gòu)俯視示意圖

如圖1和圖2所示，互感器自動(dòng)檢測線機(jī)械手裝置，包括機(jī)械手框架、橫移機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)；所述機(jī)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(gè)立柱與地基座固連；所述橫移機(jī)構(gòu)由橫移架5和絲杠傳動(dòng)機(jī)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(dǎo)軌滑塊4，橫移架5板上面四角位于導(dǎo)軌3內(nèi)側(cè)安裝導(dǎo)桿滑塊15，導(dǎo)軌座10安裝在機(jī)械手框架11的四個(gè)角上，導(dǎo)軌沿機(jī)械手框架11的長度方向穿過導(dǎo)軌滑塊4固定在導(dǎo)軌座10上；所述縱移機(jī)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(gè)角上安裝有豎直導(dǎo)桿6，所述導(dǎo)桿6穿過橫移架5四個(gè)角上的導(dǎo)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(dǎo)桿6中間；所述絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由絲杠14、絲杠軸承座2、絲杠螺母8和電動(dòng)機(jī)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(dǎo)軌3平行，兩端安裝在位于機(jī)械手框架11上的絲杠軸承座2中，電動(dòng)機(jī)1安裝在絲杠14一端的絲杠軸承座2上，電動(dòng)機(jī)1輸出軸與絲杠14連接。

圖3 本實(shí)用新型的縱移架及夾具示意圖

如圖3所示，所述夾持機(jī)構(gòu)由夾持氣缸16和夾具12組成，若干個(gè)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(dòng)檢測線機(jī)械手裝置，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)得電轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠14轉(zhuǎn)動(dòng)，橫移架5水平移動(dòng)到預(yù)定位置，停止移動(dòng)；縱移架13在氣缸7活塞的作用下向下移動(dòng)，到預(yù)定高度后，停止移動(dòng)；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(yùn)動(dòng)，到預(yù)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(yù)定位置。

3.系統(tǒng)功能

電流互感器自動(dòng)檢測線機(jī)械手主要實(shí)現(xiàn)多臺(tái)被檢電流互感器由倉儲(chǔ)到線上的自動(dòng)擺放和抓取。具備以下功能：

1 上線前對(duì)倉儲(chǔ)運(yùn)來的互感器進(jìn)行抓取；

2 對(duì)上線前的互感器進(jìn)行橫向平移和縱向上下移動(dòng)；

3 實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器的檢測位置的準(zhǔn)確定位擺放；

4 實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器180°和360°旋轉(zhuǎn)；

5 實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)檢測線機(jī)械手裝置創(chuàng)新點(diǎn)是機(jī)械手采用了橫移機(jī)構(gòu)、縱移機(jī)構(gòu)及夾持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了被檢互感器的拾起，上移，平移、下移和放下五個(gè)動(dòng)作的自動(dòng)化。減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。根據(jù)不同型號(hào)的互感器的外形尺寸進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，且計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制自動(dòng)記錄操作動(dòng)作結(jié)果。本研究解決了電流互感器自動(dòng)檢測線上互感器搬運(yùn)挑揀的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了被檢互感器搬運(yùn)挑揀的自動(dòng)化。