具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，一种检测碳纤维缠绕复合气瓶残余变形率的装置，包括工作区域，所述工作区域周围加装有围栏1，围栏1内设有机器人12，机器人12一侧通过小车定位平台9设有上料小车10，另一侧安装有防爆检测箱2，防爆检测箱2上设有防爆箱盖16；所述防爆检测箱2一侧设有定位安装工位4，定位安装工位4包括定位安装架21，定位安装架21上设有定位台20，定位台20两侧对称设有定位夹紧气缸18，定位台20上安装有消防罐19，消防罐19上部通过开关头22连接有快插解锁机构17，快插解锁机构17通过对应滑块与伸缩导轨24相连，伸缩导轨24一侧设有有伸缩气缸23，伸缩导轨24下部通过对应滑块连接有升降导轨25，升降导轨25通过连杆与对应的升降气缸26相连；

所述机器人12后部通过小车定位平台9设有下料小车7，下料小车7一侧设有机器人控制柜8，另一侧设有测试控制柜5，测试控制柜5一侧设有PLC控制柜6；所述机器人控制柜8提供总电源连接和外部通信接口的集中位置，内部装有驱动系统、中央处理器和存贮器、电源单元和I/O模块所有部件，支持设备网、专用电缆和以太网三种通讯协议，配置了ABB机器人控制软件包和编程语言；

所述机器人12下部安装有机器人底座11，前部安装有机器人手抓3；

所述防爆箱盖16上部通过电磁铁15安装有气缸支架，气缸支架上安装有夹爪缸14。

所述机器人控制柜8外接有示教盒，示教盒功能包括显示机器人12的状态及控制机器人12运动，通过示教盒对机器人12进行编程和维护；示教器具有高真彩显LCD屏幕，通过触屏控制，并设计有控制摇杆，便于操作。

所述机器人12设有双通道紧急按钮和软件急停安全门锁，机器人12自动设备的PLC装置能够对众多型号的产品进行选择，具备屏蔽单台机器人自动设备的相关功能。

所述机器人控制柜8包含两个网络控制模块和驱动模块，两个模块通常合并在一个在控制器机柜中；

网络控制模块运行操作机器人所需的所有软件，包含为机器人电机供电的所有电源电子设备；

驱动模块最多可包含9个驱动单元，可处理6根内轴以及2根普通轴或附加轴，具体取决于机器人的型号；使用一个控制器运行多个机器人时，必须为每个附加的机器人添加额外的驱动模块，采用手持该设备控制的方式，惯用右手者用左手持设备，右手在触摸屏，而惯用左手者可以轻松通过将显示器旋转180度，使用右手持设备。

所述下料小车7和上料小车10下部均设有导向车轮27，上部设有料仓28。

本发明的工作原理：采用ABB机器人，该机器人具有高品质、高性能特点，系统主体使用的是它能够最大限度地提高擦净质量和减少设备故障，满足每天24小时连续生产的需要，系统平均工作速度可以达到200mm/s，大大减少了设备等待时间，提高了生产效率。

ABB机器人控制系统具备高度集成工艺，整个控制系统实现模块化，电源、驱动、大容量电容、中央处理器均采用集成电路一体化设计。通过控制台上的数字计数器实现自动计数功能，只需将碳纤维缠绕复合气瓶安装在定位平台上，将根据控制系统设置的工艺流程自动调用相应的程序，完成碳纤维缠绕复合气瓶检测工作，操作者很容易掌握工艺流程而无需人工计数。

机器人控制柜是提供总电源连接和外部通信接口的集中位置，控制柜装有驱动系统，中央处理器和存贮器，电源单元和I/O模块等所有部件，控制柜支持设备网、专用电缆和以太网等众多通讯协议，控制器配置了ABB机器人控制软件包，编程语言等。

机器人控制器外接有示教盒，该示教盒功能包括显示机器人的状态及控制机器人运动，通过它可以容易和安全地编程和维护，该示教器具有高真彩显LCD屏幕，触屏控制，摇杆设计，容易操作。

机器人自动设备具备安全措施，如双通道紧急按钮，软件急停安全门锁等，机器人自动设备的PLC能够对众多型号的产品进行选择的功能，具备屏蔽单台机器人自动设备等等相关功能。

在控制装置软件设计方面，PLC人机界面的编程设计必须够柔性化、实用化。当机器人自动设备发生故障时，解决故障后程序须具备继续机器人自动设备完成当前产品，控制器包含移动和控制机器人的所有必要功能。控制器包含两个模块，网络控制模块和驱动模块两个模块通常合并在一个在控制器机柜中。包含所有的电子控制装置，例如主机、I/O电路板和闪存。网络控制模块运行操作机器人所需的所有软件。

网络模块包含为机器人电机供电的所有电源电子设备。控制器驱动模块最多可包含9个驱动单元，它能处理6根内轴以及2根普通轴或附加轴，具体取决于机器人的型号。使用一个控制器运行多个机器人时，必须为每个附加的机器人添加额外的驱动模块，通常会手持该设备。惯用右手者用左手持设备，右手在触摸屏，而惯用左手者可以轻松通过将显示器旋转180度，使用右手持设备。有关调节示教器以供惯用左手者使用的更多信息，

机器人工作流程如下：

1)机器人从上料小车抓取碳纤维缠绕复合气瓶放在定位台上，夹紧气缸；

2)机器人把防爆罐盖放在定位台上方，快插解锁机构伸出，顶住箱盖上的插解锁；机器人把防爆罐盖放到位后，快插解锁构缩回，快插头卡在一起，夹紧气缸松开，机器人一块抓取到防爆箱内开始检测；

3)测试完成后，设备自动泄压，充气。然后，机器人将盖子和碳纤维缠绕复合气瓶一并抓到定位台上，定位台上的快插解锁机构打开盖子与瓶子的快插接头；

4)机器人将防爆罐盖放回防爆罐上，然后机器人切换夹具将合格产品放置到下料小车，不合格气瓶则放置到废品区。

机器人参数如下：

最大动作范围 最大速度

1轴(回转)+170°至-170° 175°/s

2轴(下臂)+85°至-65° 175°/s

3轴(上臂)+70°至-180° 175°/s

4轴(手腕回旋)+300°至-300° 360°/s

5轴(手腕摆动)+120°至-120° 360°/s

6轴(手腕回转)+360°至-360° 300°/s

最大作用半径 2850mm

负载重量 155kg

重复定位精度 ±0.1mm

电源容量 5KVA

温度 -25℃-55℃

湿度 最高95％

震动 4.9m/s2或以下

机器人本体重量1260KG

本装置的机器人手抓可以抓取防爆罐盖，又可以抓取受检气瓶，可以做到一个手抓两种动作兼容；定位安装台可对产品罐进行准确定位；具备检测气瓶定位的作用，具有快插自动解锁机构；上下料小车和定位平台，上料小车底部采用万向轮，便于人工推动，料仓固定在小车上，人工只需要把产品放在固定料仓即可；料仓设置有9个工位，一次性最多可放9个产品。人工只需要把小车推到定位平台上，定位平台自动定位。检测完成后，再把小车推走，放入新的小车。

本装置通过采用外测法水压试验，进行对空瓶称重、注水、满瓶称重、水压试验等整套操作试验，可精确测出气瓶的容积残余变形率，以保证气瓶的安全使用。其工作原理为：将受试瓶置于一个特制的水套内，采用高压泵对受试瓶进行增压，达设定压力后自动进入保压状态，对受试瓶进行耐压试验，与此同时，气瓶在试验压力下体形膨胀，把水套内的一部分水挤压到量杯中，这部分水量就是受试验瓶的容积变形量，通过水量采篥系统传输至工控机中，气瓶卸压后，弹性变形消失，于是量杯中的水又返回至水套内，但量杯中剩下的水量仍比在气瓶加压前要多，这多出来的水量是受试瓶的容积残余变形量，通过水量采集系统传输至工控机，容积残余变形量与全变形量的比值就是气瓶的容积残余变形率。产品依据GB/T9251-2011《气瓶水压试验方法》设计、制造。适用于满足压缩天然气钢瓶与不同类型、规格的气瓶定期检验。气瓶外测法水压测试机主要用于对受试气瓶进行耐压试验同时获得受试瓶的容积残余变形率，采用计算机控制。

整个设备由四大部分组成，称重设备、软件系统及动力源箱体与测试水套部分。气瓶送至称重区，吊称称空瓶重，数据传输至计算机。由软件系统设定检测参数，传感器检测系统压力、重量，经过数据采集卡进入操作控制整个测试过程，水套补水一排气，量杯管路补水排气一打压一保压一卸压一存储。

1、外测法试验可对气瓶进行水压试验的同时可以从气瓶外侧测量其容积残余变形率，其特点为：

(1)气瓶外测采用气动液体方式增压，接液部分采用不锈钢材质；

(2)多种不同型号的水套，满足多种测试规格的要求；

(3)软件采用图像化编辑程序软件，记录相应的试验压力、膨胀量；

(4)整个压力检测，检测装置采集到了试验水位、最高水位、最高压力以及结束水位，通过上位机的计算就可以得到气瓶的全变形值、残余变形值和残余变形率；

(5)采集称重传感器数据，传感器能精确显示出压力和膨胀量；

2、实现检测控制功能，工控机设定好参数，试验结果增压泵自动启动给气瓶增压，增压至设定压力，增压泵自动停止工作，压力及全变形量值在主机中自动生成并显示，保压至标准设定时间，高压卸压阀自动卸压，自动显示残余变形量，自动计算残余变形率并显示、自动保存存贮试验结果、并可任意打印试验报表；打印内容包括实验项目、工作压力，测试时间，气瓶出厂编号、型号、测试编号和检验员等

3、系统自动保存水压试验时间段中所有压力、变形量数据以及变形一时间曲线、压力一时间曲线、变形一压力曲线。所有试验中的历史数据均可回查。

4、压力试验台上设有手动操作按钮，计算机控制出现故障，可以手动测试。设备出现紧急停机，能够手动泄除试样及设备内部压力

试验装置设计最高工作压力为48Mpa，实际试验压力控制精度不低于10公斤、实际水位测量精度不低于0.4设备主要测试其气瓶在耐压下的残变与形变，是检测机构必备的检测设备。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。