阅读说明：本技术 一种断路器智能装配生产线 (Intelligent assembly production line for circuit breakers ) 是由 王�华 印辉 吴波 杨青 张圣涛 蔡平 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种断路器智能装配生产线,基于MES系统,MES系统发送配置参数至生产线；生产线依次包括自动上框架模块、机构组装接线模块、自动锁紧极柱模块、自动机械磨合模块、特性测试模块、底盘车安装模块、自动触臂装配模块、梅花触头安装模块、自动耐压测试模块、面板装配模块、综合自动测试模块和自动产品下线模块。本发明采用智能化的断路器装配生产线,实现了制造过程智能化、生产流程透明化、基础管理数字化,提高了生产和管理效率,使得断路器组装的全流程均可记录查询,具有良好的管理意义和经济意义。(The invention relates to an intelligent assembly production line of a circuit breaker, which is based on an MES system, wherein the MES system sends configuration parameters to the production line; the production line sequentially comprises an automatic upper frame module, a mechanism assembling wiring module, an automatic locking pole column module, an automatic mechanical grinding module, a characteristic testing module, a chassis vehicle mounting module, an automatic contact arm assembling module, a plum blossom contact mounting module, an automatic pressure resistance testing module, a panel assembling module, a comprehensive automatic testing module and an automatic product offline module. The intelligent circuit breaker assembly production line is adopted, so that the intelligentization of the manufacturing process, the transparence of the production flow and the digitalization of basic management are realized, the production and management efficiency is improved, the whole flow of circuit breaker assembly can be recorded and inquired, and the intelligent circuit breaker assembly production line has good management significance and economic significance.)

一种断路器智能装配生产线

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其涉及一种断路器智能装配生产线。

背景技术

现有的断路器装配产线各工序主要依赖人工实现，由于断路器规格不同，在装配过程中使用的配件型号和适用的装配参数均不相同，而人工手动组装具有不确定性，容易造成产品不合格率提高。另外，人工组装的效率较低，不能够满足生产过程的需要。因此需要一种能够提高准确率和效率的生产方法。

发明内容

为解决现有的技术问题，本发明提供了断路器智能装配生产线。

本发明的具体内容如下：一种断路器智能装配生产线，基于MES系统，MES系统发送配置信息至生产线；生产线依次包括自动上框架模块、机构组装接线模块、自动锁紧极柱模块、自动机械磨合模块、特性测试模块、底盘车安装模块、自动触臂装配模块、梅花触头安装模块、自动耐压测试模块、面板装配模块、综合自动测试模块和自动产品下线模块。

进一步的，所述自动上框架模块包括转运车和搬运机器人，待组装框架上设置成品条码，成品条码包括工件序号、型号、与转运车绑定的位置信息和目标站信息，MES系统根据扫描成品条码得到的信息后通过OPC服务器将信息下达至PLC系统，PLC系统指导搬运机器人依次将框架搬至机构组装接线模块的进站口工位。

进一步的，所述机构组装接线模块包括若干个缓存工位，缓存工位发出组装请求后，待组装的产品通过传送装置进入操作台，员工组装开始时扫描成品条码记录开始作业时间并上传至MES系统；员工组装完成后，行线工位扫描完工码，MES系统将半成品的参数信息和目标站信息发送至PLC系统，机器人根据PLC系统反馈的目标站将半成品搬运至线性机器人锁极柱模块。

进一步的，所述自动锁紧极柱模块包括线性机器人和锁极柱操作台，线性机器人根据MES系统下发的配置参数信息抓取锁极柱过程中需要的螺丝，在产品固定在锁极柱操作台后执行锁极柱程序，锁极柱程序完成后进入自动机械磨合模块；自动机械磨合模块包括磨合房，磨合房中设有若干个磨合台，产品固定在磨合台上后，磨合台根据MES系统下发的机械磨合参数进行配置；所述特性测试模块的测试信息通过MES系统下发，特性测试模块的检测设备根据测试信息自动设定操作电压和机械特性参数、自动接驳信号线，产品完成特性测试后进入底盘车安装模块。

进一步的，自动触臂装配模块包括AGV搬运车、触臂装配机器人和组装台，AGV机器人接收MES下达的配送任务，将待组装的触臂从待命区搬运至组装区域；待组装触臂进入组装区域后，MES系统将组装触臂过程中的配置参数信息分别发送至主线PLC和触臂装配机器人的视觉系统和触臂装配机器人中，主线PLC触发夹具夹取待组装的框架至安装平台，触臂装配机器人调取安装程序，通过视觉系统指导触臂装配机器人进行触臂安装。

进一步的，视觉系统包括摄像设备，在触臂安装前，摄像设备对框架进行摄像定位；安装过程中，摄像设备拍摄待装触臂的极柱位置后再安装触臂，根据拍摄的极柱位置和安装前的图像进行触臂的纠偏；安装完成后摄像设备对框架再次拍摄图像。

进一步的，摄像设备再次通过摄像获取每个触臂和框架的具体安装图像。视觉系统拍摄的照片中包括极间距和相间距信息，通过视觉检验效果与技术标准自动对比判定生成检测图，MES系统自动记录检验结果。

进一步的，产品触臂装配完成后进入梅花触头安装模块，梅花触头安装完毕后进入自动耐压测试模块，自动耐压测试模块块的检测设备根据MES系统发送的合同配置参数系统；自动耐压测试模块的检测设备实时显示运行状态和故障信息，并由MES系统记录检验结果；完成自动工频耐压测试之后进入面板装配模块。

进一步的，综合自动测试模块包括终检系统，测试内容包括二次耐压测试、回路电阻测试、二次回路正确性测试和五防连锁测试，综合自动测试模块测试具体内容由MES系统下发，测试过程中的运行状态、故障信息和测试进度等均在现场的终检系统中显示，MES系统自动记录检测结果；经过综合自动测试模块后合格的产品进入自动产品下线模块，自动产品下线模块中的机器人自动夹取产品下线，检验员在包装前进行最终符合性检查，检验完成后进行产品包装，包装完工后，通过扫描成品条码，绑定产成品位置，选择配送目标站后，由MES系统生成AGV配送任务，AGV执行任务，完成后信息反馈于MES，并自动在SAP系统中报产品完工。

进一步的，MES系统根据生产线流程生成生产信息表，包括生产量信息、项目完成情况、产品合格率、不同工位的工作记录。

本发明采用智能化的断路器装配生产线，实现了制造过程智能化、生产流程透明化、基础管理数字化，提高了生产和管理效率，使得断路器组装的全流程均可记录查询，具有良好的管理意义和经济意义。

附图说明

下面结合附图对本发明的

具体实施方式

做进一步阐明。

图1为本发明的断路器智能装配生产线的流程示意图；

图2为本发明的断路器智能装配生产线的组成示意图。

具体实施方式

结合图1和图2，本实施例公开了一种断路器智能装配生产线，包括自动上框架模块1、机构组装接线模块2、自动锁紧极柱模块3、自动机械磨合模块4、特性测试模块5、底盘车安装模块6、自动触臂装配模块7、梅花触头安装模块8、自动耐压测试模块9、面板装配模块10、综合自动测试模块11和自动产品下线模块12。

生产线基于MES系统(面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统)，顶层为SAP系统(企业资源管理系统)。MES系统从SAP系统中获取产品特征值及物料清单信息，MES系统根据特征值及特殊物料确定产品唯一性。产品自生产线上的流转是根据MES系统定下来的工艺路线执行的，当生产线中的PLC识别产品到位并且反馈于MES系统后，MES系统发送该工位所需的参数(根据唯一性确定)，该工位的组装设备将设备本身保留参数与MES发送参数对比，无误后开始安装。

自动上框架模块1包括转运车和搬运机器人，员工根据当日计划打印成品条码，张贴于框架上；并将框架与转运车位置绑定，通过扫码将信息(工件ID、位置信息、目标站)上传至MES。MES接收相关信息后，通过OPC服务器将信息下达至PLC系统，PLC系统指导搬运机器人依次将框架搬至机构组装接线模块2进站口工位。

机构组装接线模块2包括若干个缓存工位，缓存工位包括操作台和零件台，操作台中包括请求工件按钮，使用者通过请求工件按钮发出请求，对应产品通过传送装置进入机构或行线工位。员工组装开始时扫描成品条码记录开始作业时间并上传至MES系统，通过一体机查看相应的作业指导书、技术图纸、注意事项等资料，实现在线自互检和无纸化组装。员工组装完成后，行线工位扫描完工码，MES系统将半成品组件相关信息(如参数信息、目标站)发送至PLC，机器人根据PLC反馈的目标站将半成品搬运至下个目标工位，同样的，该半成品通过传送装置传输。本实施例中优选的，共有6个操作台，可供六名员工同时操作。机构组装接线模块2还包括紧急停止按钮，用于发生故障时紧急停止。

机构组装接线模块2组装完成的半成品通过传送带传送到自动锁紧极柱模块3。自动锁紧极柱模块3包括线性机器人和锁极柱操作台，线性机器人根据MES系统下发的配置参数信息抓取锁极柱过程中需要的螺丝，在待锁极柱的产品固定在锁极柱操作台后执行锁极柱程序。MES系统下发的配置参数信息包括螺丝的编号、位置、扭矩、角度等，线性机器人抓取对应位置上的螺丝进行装配并记录装配过程中螺丝的安装情况。

当螺丝均安装完毕后，线性机器人将完成结果反馈至MES系统中，MES系统以螺丝的编号和组装是否合格形成报告，当出现安装失败情况时，在下一工位的一体机上报警，由员工对报告中的错误位置进行调整处理直至安装合格。

锁极柱合格后的产品进入全自动机械磨合模块4，全自动机械磨合模块4包括磨合房，磨合房中设有若干个磨合台，产品固定在磨合台上后，磨合台根据MES系统下发的机械磨合参数进行配置。该参数信息由MES系统从SAP系统中获取并自动发送，具体包括合闸电压、分闸电压、储能电压等，机械磨合设备根据配置参数信息自动设定操作电压、额定电压、高低电压、重合闸试验等具体参数，实现自动机械磨合。

自动机械磨合的全过程均在对应的一体机中实时显示，显示的信息包括合闸回路电压、分闸回路电压、储能回路电压、运行状态、故障分析、磨合次数等。同时一体机可实现人机交互，操作者通过一体机的操作界面设置磨合次数、周期参数以及开始、停止、清零和复位等操作。MES系统还自动记录磨合过程的检测结果，并将产品以报表的形式呈现，报表中包括了产品的编号、型号合闸电压、分闸电压、储能电压、测试时间、测试次数等信息，操作者可采用一体机中的查询功能查询某产品的磨合信息。

产品经过自动机械磨合模块4后进入特性测试模块5，特性测试模块5的测试信息通过MES系统下发。MES系统自动发送合同配置参数信息。特性测试模块5的检测设备根据参数信息自动设定操作电压、机械特性参数等信息，并且自动接驳信号线，实现全自动测量。检测的内容包括三相电压的动作时间、速度、形成、触头接触长度、过冲、触头开距、反弹情况等，检测设备根据检验结果与技术标准自动对比，MES系统自动记录检验结果。特性测试完成后进入底盘车安装模块6。

产品经过特性测试模块5后进入自动触臂装配模块7。自动触臂装配模块7包括AGV搬运车、触臂装配机器人和组装台，AGV机器人接收MES下达的配送任务，将待组装的触臂从待命区搬运至组装区域，待命区与组装区域之间设有阻挡门，当待组装的触臂转运至组装区域后，阻挡门关闭。为了保证触臂搬运的准确性，触臂的位置信息均是与其编码绑定对应的。

待组装触臂进入组装区域后，MES系统将组装触臂过程中的配置参数信息分别发送至主线体PLC、触臂装配机器人的视觉系统和触臂装配机器人中。主线体PLC触发触臂夹具夹取待组装的框架至安装平台，触臂装配机器人调取安装程序，通过视觉系统指导机器人进行触臂安装和纠偏。安装平台包括固定装置，将待组装框架固定。

视觉系统包括摄像设备，摄像设备设置在触臂装配机器人的机器臂前端，在安装前摄像设备根据MES系统提供的参数信息，通过机器臂移动至待组装框架正前方进行摄像，从而确定极柱的位置信息，摄像的内容包括断路器框架上6个极柱出线座和框架下部的两端和中间位置，共计九处位置，并且根据安装前的图像生成安装前尺寸图。

安装过程中，机器臂上的夹具夹取触臂，夹具完成后将触臂与机器臂上的锁紧枪连接，机器臂运动至框架前方，拍摄待装触臂的极柱位置，移动机器臂使待安装的触臂位于极柱正前方，安装触臂。触臂安装过程包括两个阶段，前一阶段是将螺钉安装到极柱出线座，安装完成后触臂固定在极柱上。之后通过视觉系统通过对该触臂安装前的拍摄图像与安装前尺寸图对比，确定触臂安装位置的偏差量，对触臂进行纠偏。

重复该操作直至六个触臂均安装完成。摄像设备再次通过摄像获取每个极柱和框架底部两端的具体安装图像。视觉系统拍摄的照片中包括极间距和相间距信息，通过视觉检验效果与技术标准自动对比判定生成检测图，MES系统自动记录检验结果，保证了产品的一致性。

经过自动触臂装配模块7后的产品进入梅花触头安装模块8，梅花触头安装完毕后进入自动耐压测试模块9，自动耐压测试模块9的检测设备根据MES系统发送的合同配置参数系统，自动设定标准耐压值、泄漏电流值，自动进行对地、断口耐压试验。自动耐压测试模块9的检测设备实时显示运行状态和故障信息，并由MES系统记录检验结果。MES下发的参数信息包括相间耐电压、断口耐电压、海拔高度、相间距、极间距等，检测设备显示的信息包括高压电压、泄漏电流、是否运行、是否安全等，同时还提供产品的编号型号信息，操作者还可通过检测设备的显示界面进行电源开关、输出分合闸、升压、降压或复位等操作，MES系统存储的检测结果包括自动工频耐压测试过程的全程信息并且提供查询功能。

产品经过自动耐压测试模块9后进入面板装配模块10，面板装配完成后进入综合自动测试模块11，此模块为最终检测，通过终检系统实现，包括二次耐压测试、回路电阻测试、二次回路正确性测试、五防连锁测试等，综合自动测试全程由机器人进行操作设备执行。综合自动测试模块11的现场设备测试的具体内容由MES系统下发，测试过程中的运行状态、故障信息和测试进度等均在现场的终检系统中显示，MES系统自动记录检测结果。MES系统下发的测试单项包括分闸电压、合闸电压、欠压脱扣器、分闸脱扣器、电动底盘车操作电压、断口耐电压、相间距等信息；终检系统显示的现场信息包括测试的项目名称、产品的编号、型号、断路器的当前各参数信息、故障位置等；MES系统记录的检测结果包括设备的型号、测试项目、各项目的数据等包括综合自动测试的全程信息，并且提供查询功能。

经过综合自动测试模块11后合格的产品进入自动产品下线模块12，自动产品下线模块12中的机器人自动夹取产品下线，员工在机器人等待间隙搬运至包装工位。检验员进行最终符合性检查，包括产品外观、装箱清单、出厂资料、备品备件等的检验并将检验结果录入MES系统。检验完成后进行产品包装，包装完工后，通过扫描成品条码，绑定产成品位置，选择配送目标站后，由MES系统生成AGV配送任务，AGV执行任务，完成后信息反馈于MES，并自动在SAP系统中报产品完工。

通过MES系统记录的生产线流程信息，还可生成生产信息表，生产信息表包括计划生产量与实际生产量，项目完成情况、产品合格率、不同工位的工作记录等信息。管理者可根据信息表实现项目监测、产品情况调查、考勤考核等目的。

本实施例公开的断路器智能装配生产线，基于SAP系统、MES系统、PLC系统、AGV系统、自动控制系统等，实现了制造过程智能化、生产流程透明化、基础管理数字化，提高了生产和管理效率，使得从原料到销售的全流程均可记录查询，具有良好的管理意义和经济意义。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。