电流互感器自动检测线机械手装置研究

山西省机电设计研究院 常建芳

引言

当前，国内互感器检定工作基本上采用全自动互感器校验台进行，通常是由一台标准器同时检定多只被试互感器,检定时多只电流互感器由自动检测流水线输送到指定位置,由校验装置对互感器进行检定。被检互感器由仓储运送到检测线需要由人工码放到定点位置经常有码放位置不准，放置反向，堆放混乱的情况发生，从而导致被检互感器经检测线送到校验台时，一次接线和二次接线发生开路，错接，接触不良等情况，且人工搬运挑拣劳动强度大，安全隐患较大，严重影响检定准确度和检定效率，产生工作反复的情况，影响后序检定项目，不能实现自动化检定。

基于上述原因，本文研究了电流互感器自动检测线机械手装置。机械手装置的研发实现了被检互感器自动上线的功能，为确实保证自动化检测提供了有力的技术保障和设备保障。

1.总体技术方案

本文介绍的电流互感器自动化检测线机械手装置由机械手执行机构、控制单元和上位机三部分组成。

机械手包括机械手框架、横移机构、纵移机构和夹持机构；所述机械手框架呈长方体结构，安装在两条输送带之间，其四个立柱与地基座固连；所述横移机构由横移架和丝杠传动机构组成，其中横移架呈长方形板状，在横移架板下面的四角安装导轨滑块，横移架板上面四角位于导轨内侧安装导杆滑块，导轨座安装在机械手框架的四个角上，导轨沿机械手框架的长度方向穿过导轨滑块固定在导轨座上；所述纵移机构由纵移架和气缸组成，其中纵移架呈长方形板状，四个角上安装有竖直导杆，所述导杆穿过横移架四个角上的导杆滑块；所述气缸沿纵移架长度方向安装在纵移架的两端中部两导杆中间；所述丝杠传动机构由丝杠、丝杠轴承座、丝杠螺母和电动机组成，其中丝杠螺母安装在横移架板下面中部，丝杠穿过丝杠螺母与导轨平行，两端安装在位于机械手框架上的丝杠轴承座中，电动机安装在丝杠一端的丝杠轴承座上，电动机输出轴与丝杠连接；所述夹持机构由夹持气缸和夹具组成，若干个夹持气缸沿纵移架长度方向等距离布置安装在纵移架中部，气缸活塞向下穿过纵移架，与安装在纵移架板下面的夹具铰接销轴连接。

该装置关键技术是机械手执行对被检互感器的夹持，上、下移动，水平移动，摆放的自动化，包括机械手框架，横移机构，纵移机构和夹持机构。横移机构由横移架和丝杆传动机构组成，纵移机构由纵移架和气缸组成，夹持机构由气缸和夹持机构组成。机械手执行机构实现对互感器的上下移动，准确摆放。

机械手装置电气控制单元，控制电机，主要是通过电机带动丝杆执行横向移动作，由电机带动丝杆配合气缸执行纵向移动，由气缸和夹具配合实现对被检互感器的夹持，放下，摆放动作。

上位机通过实验数据计算上下移动距离，纵向移动距离，气缸气压向电气控制单元发出指令，并通过现场图像监控执行状态。

2.工作流程

图1 机械手结构示意图

图2 机械手结构俯视示意图

如图1和图2所示，互感器自动检测线机械手装置，包括机械手框架、横移机构、纵移机构和夹持机构；所述机械手框架11呈长方体结构，安装在两条输送带之间，其四个立柱与地基座固连；所述横移机构由横移架5和丝杠传动机构组成，其中横移架5呈长方形板状，在横移架5板下面的四角安装导轨滑块4，横移架5板上面四角位于导轨3内侧安装导杆滑块15，导轨座10安装在机械手框架11的四个角上，导轨沿机械手框架11的长度方向穿过导轨滑块4固定在导轨座10上；所述纵移机构由纵移架13和气缸7组成，其中纵移架13呈长方形板状，四个角上安装有竖直导杆6，所述导杆6穿过横移架5四个角上的导杆滑块15；所述气缸7沿纵移架长度方向安装在纵移架13的两端中部两导杆6中间；所述丝杠传动机构由丝杠14、丝杠轴承座2、丝杠螺母8和电动机1组成，其中丝杠螺母8安装在横移架5板下面中部，丝杠14穿过丝杠螺母8与导轨3平行，两端安装在位于机械手框架11上的丝杠轴承座2中，电动机1安装在丝杠14一端的丝杠轴承座2上，电动机1输出轴与丝杠14连接。

图3 本实用新型的纵移架及夹具示意图

如图3所示，所述夹持机构由夹持气缸16和夹具12组成，若干个夹持气缸16沿纵移架13长度方向等距离布置安装在纵移架13中部，气缸活塞17向下穿过纵移架13，与安装在纵移架13板下面的夹具12铰接销轴连接。电流互感器自动检测线机械手装置，工作时，电动机得电转动，丝杠14转动，横移架5水平移动到预定位置，停止移动；纵移架13在气缸7活塞的作用下向下移动，到预定高度后，停止移动；夹具12在夹具气缸16的活塞17的作用下夹紧被测互感器18；然后，纵移架13上行，到一定高度停止，接着横移架5运动，到预定位置停止，纵移架13下行，到一定高度停止，夹具12松开，将被测互感器18放在预定位置。

3.系统功能

电流互感器自动检测线机械手主要实现多台被检电流互感器由仓储到线上的自动摆放和抓取。具备以下功能：

1 上线前对仓储运来的互感器进行抓取；

2 对上线前的互感器进行横向平移和纵向上下移动；

3 实现对互感器的检测位置的准确定位摆放；

4 实现对互感器180°和360°旋转；

5 实现对互感器检测位置状态的监视。

4.结语

本论文研究的电流互感器自动检测线机械手装置创新点是机械手采用了横移机构、纵移机构及夹持机构，实现了被检互感器的拾起，上移，平移、下移和放下五个动作的自动化。减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。根据不同型号的互感器的外形尺寸进行自动调整，且计算机自动控制自动记录操作动作结果。本研究解决了电流互感器自动检测线上互感器搬运挑拣的技术问题，实现了被检互感器搬运挑拣的自动化。