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常有碼放位置不準，放置反向，堆放混亂的情況發生，從而導致被檢互感器經檢測線送到校驗臺時，一次接線和二次接線發生開路，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，產生工作反復的情況，影響后序檢定項目，不能實現自動化檢定。

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。機械手裝置的研發實現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保障和設備保障。

1.總體技術方案

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行機構、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、縱移機構和夾持機構；所述機械手框架呈長方體結構，安裝在兩條輸送帶之間，其四個立柱與地基座固連；所述橫移機構由橫移架和絲杠傳動機構組成，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側安裝導桿滑塊，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。

該裝置關鍵技術是機械手執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，縱移機構和夾持機構。橫移機構由橫移架和絲桿傳動機構組成，縱移機構由縱移架和氣缸組成，夾持機構由氣缸和夾持機構組成。機械手執行機構實現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行橫向移動作，由電機帶動絲桿配合氣缸執行縱向移動，由氣缸和夾具配合實現對被檢互感器的夾持，放下，擺放動作。

上位機通過實驗數據計算上下移動距離，縱向移動距離，氣缸氣壓向電氣控制單元發出指令，并通過現場圖像監控執行狀態。

2.工作流程

圖1 機械手結構示意圖

圖2 機械手結構俯視示意圖

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、縱移機構和夾持機構；所述機械手框架11呈長方體結構，安裝在兩條輸送帶之間，其四個立柱與地基座固連；所述橫移機構由橫移架5和絲杠傳動機構組成，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內側安裝導桿滑塊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，電動機得電轉動，絲杠14轉動，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.系統功能

電流互感器自動檢測線機械手主要實現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取；

2 對上線前的互感器進行橫向平移和縱向上下移動；

3 實現對互感器的檢測位置的準確定位擺放；

4 實現對互感器180°和360°旋轉；

5 實現對互感器檢測位置狀態的監視。

4.結語

本論文研究的電流互感器自動檢測線機械手裝置創新點是機械手采用了橫移機構、縱移機構及夾持機構，實現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，提高了生產效率。根據不同型號的互感器的外形尺寸進行自動調整，且計算機自動控制自動記錄操作動作結果。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問題，實現了被檢互感器搬運挑揀的自動化。