一种全自动配电自动化终端综合检测系统及方法与流程

本发明属于配电自动化终端检测领域，具体涉及一种全自动配电自动化终端综合检测系统及方法。

背景技术：

随着配网自动化的发展，配电自动化各类终端的应用越来越多。随着大规模省域智能配电网的建设，配网网架结构中安装大量各种类型的终端，包括dtu\ftu、故障指示器及配电线路故障定位装置等。同时，当前各类配电终端功能更加强大，性能要求更高，应用规模越来越大。生产配电终端厂家较多，终端的质量、不同现场环境的适应性等存在较大的不确定性。快速可靠的检测即将应用于现场的各类终端设备，对于提升配电线路故障定位项目的建设质量、保障运行管理，具有重要意义。

配电自动化终端检测中心每年将检测的终端数量是十分庞大的，单纯依靠人工进行逐台设备的检测，进行到货全检将会面临检测能力欠缺，检测人员不足，检测信息无法统一管理的要求。因此，如何依靠先进的全自动检测技术，实现低人工情况下的高效能全自动检测，满足国网运检部对配电终端检测质量和检测能力的全面要求，仍是待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种全自动配电自动化终端综合检测系统及方法，采用工业机器人与工装流水线相结合的方式，结合全自动的配电终端检测平台，实现各类配电终端的全自动运输、上料、插线、检测、下线和存储等全过程智能化管控。

本发明所采用的技术方案是：

一种全自动配电自动化终端综合检测系统，包括：

配电终端全自动检测流水线，用于实现配电终端的自动检测；

所述配电终端全自动检测流水线包括：配电终端检测流水线体和检测支线体；

智能仓储系统，用于实现配电终端的自动存储、运输和管控；

所述智能仓储系统包括：智能仓储平台、智能仓储综合管理系统和全自动换装系统；所述智能仓储综合管理系统向智能仓储平台下发检测任务和全自动换装系统下发更换料盘任务，智能仓储平台接收到检测任务后，将待检测配电终端并运送至配电终端检测流水线。

进一步的，所述配电终端检测流水线体包括设有倍速链的倍速链输送机、用于分别将配电终端运入和运出的配电终端全自动检测流水线体的上料机器人和下料机器人。

进一步的，在所述倍速链输送机上设置有用于定位来料托盘的上料定位平台和下料定位平台。

进一步的，在所述倍速链输送机上设置有用于承载配电终端的工装托盘和多个用于将承载配电终端的工装托盘移至检测支线体上的顶升移载机构，位于所述顶升移载机构两侧的所述倍速链输送机上设置有用于阻挡工装托盘的阻挡机构和用于定位工装托盘的顶升定位机构。

进一步的，所述配电终端检测流水线体还包括外观检测架，所述外观检测架包括支撑机构、固定在支撑机构上端的挡板和多个设置在挡板上的摄像头。

进一步的，所述检测支线体包括若干个等间隔设置的检测工位，所述检测工位包括检测支架、固定在检测支架中部的滚筒线体和设置在检测支架顶端的二次固定机构和位于检测支架后侧的航空插头架；所述二次固定机构包括设置在检测支架顶端的固定贴片、安装在固定贴片上的二次定位夹紧工件；所述二次定位夹紧工件包括气缸、固定在气缸上的定位支架和固定在定位支架下端的塑料块；所述航空插头架包括支架和固定在支架上端的插头固定架。

进一步的，所述配电终端全自动检测流水线还包括用于对待检测配电终端进行插拔线的插线机器人。

进一步的，所述配电终端全自动检测流水线还包括机器人地轨，所述插线机器人沿着所述机器人地轨上运动。

进一步的，所述配电终端全自动检测流水线还包括机器人控制柜，通过机器人控制柜控制和驱动上料机器人、下料机器人和插拔线机器人。

进一步的，所述智能仓储平台包括用于存储配电终端的自动化立体仓库和用于运输配电终端的智能搬运小车，所述智能搬运小车沿着敷设有磁导航的传送通道将待检测配电终端运输至配电终端检测流水线体。

进一步的，所述自动化立体仓库包括两个组合式货架和设置在两个组合式货架上的双立柱堆垛机，两个组合式货架分别设置有多个货架单元，在每个货架单元上分部设置有用于存储配电终端的存储设备，通过双立柱堆垛机实现配电终端在装卸载。

进一步的，所述存储设备由托盘和料盘组成，其中，所述料盘可拆卸地固定在托盘上；所述料盘上对称设置有两列箱式配电终端放置槽，两列箱式配电终端放置槽之间设置有一列罩式配电终端放置槽，每个箱式配电终端放置槽内均设置有罩式配电终端放置槽；所述料盘上设置有二维码，通过料盘上的二维码识别终端设备类别。

进一步的，所述全自动换装系统包括换装机器人和安装在换装机器人上的托盘换装机构，换装机器人接收智能仓储综合管理系统下发的更换料盘的任务，通过托盘换装机构进行料盘的自动更换。

进一步的，所述智能仓储综合管理系统采用计算机，所述计算机用于进行检测任务全智能管控，实现与故障指示器检测流水线的无缝结合控制；对智能搬运小车进行远程控制，实现自动化立体仓库货架的仓位管理；对检测信息进行综合记录与查询，实现流水线检测全自动检测前的货物全自动管理与调配功能；记录每个仓位存储的故障指示器终端的出厂参数信息与检测结果信息。

一种全自动配电自动化终端综合检测方法，包括：

(1)通过智能仓储管理系统向智能仓储平台下发检测任务；

(1)智能仓储平台将需要检测的配电终端自动运送至配电终端检测流水线；

(2)配电终端检测流水线对配电终端进行自动检测；

(3)检测过程中，智能仓储管理系统实时对检测结果进行监控，同时收集检测信息数据，进行存储分析；

(4)检测完成后，配电终端检测流水线体自动将检测完成的配电终端运送至下料位置，由智能仓储平台自动将检测完成的配电终端运送回仓储并对检测结果以及配电终端信息进行采集并存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用工业机器人与工装流水线相结合的方式，结合全自动的配电终端检测平台，实现各类配电终端的全自动运输，上料，插线，检测，下线，存储等全过程智能化管控，提升了检测效率；

(2)本发明实现配电检测结果的统一智能化管控，进行检测结果的数据分析和整理，提升对配电终端检测结果的综合管控能力；

(3)本发明实现检测过程的全自动化，节省了大量的人力和物力，为配电检测中心的建设提供了有力技术支持，同时检测过程中避免了人为工作失误造成的检测结果的异常，提升了检测质量；

(4)本发明通过配电终端全自动检测流水线与智能仓储系统的配合，实现检测过程地全自动化，同时利用视觉系统，支持在同一条流水线上支持各个厂家不同尺寸与重量的箱式配电终端ftu和罩式配电终端ftu的全自动检测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例公开的智能仓储平台结构图；

图2是本发明实施例公开的配电终端ftu全自动检测流水线结构图；

图3是本发明实施例公开的外观检测架结构图；

图4是本发明实施例公开的倍速链输送机结构图；

图5是本发明实施例公开的检测工位结构图一；

图6是本发明实施例公开的检测工位结构图二；

图7是本发明实施例公开的航空插头架结构图；

图8是本发明实施例公开的机器人地轨结构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种全自动配电自动化终端综合检测系统及方法，采用工业机器人与工装流水线相结合的方式，结合全自动的配电终端检测平台和故障指示器检测平台，实现各类配电终端的全自动运输、上料、插线、检测、下线和存储等全过程智能化管控，通过智能仓储的建设，实现在不需要人工干预的前提下满足7*24小时的连续全自动检测，实现检测过程的全程无人化，满足当前人工不足，检测质量与标准高，检测能力较高的需求。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种全自动配电自动化终端综合检测系统，该系统包括智能仓储系统和配电终端ftu全自动检测流水线。

所述智能仓储系统，用于实现配电终端ftu的自动存储、运输和管控；该智能仓储系统包括智能仓储平台、智能仓储综合管理系统和全自动换装系统。

所述智能仓储平台包括用于存储配电终端的自动化立体仓库和用于运输配电终端的智能搬运小车。

如图1所示，所述自动化立体仓库包括两个组合式货架和设置在两个组合式货架上的双立柱堆垛机，两个组合式货架分别设置有多个货位，货位上设置有用于存储配电终端的存储设备，通过双立柱堆垛机实现配电终端在装卸载。

在本实施例中，所述双立柱堆垛机包括地轨、天轨、上框架、立柱、行走驱动机构、升降驱动机构和控制柜，上框架设置在两个组合式货架之间巷道顶部，天轨平行与上框架并固定于上框架，天轨为单轨形式，所述地轨设置在两个组合式货架之间巷道底部，立柱为两根，两立柱上端分别与天轨滚动配合，两立柱的下端分别与地轨滚动配合，行走驱动机构安装于地轨一端，与两立柱驱动相连并用于带动立柱沿地轨的延伸方向往复移动；升降驱动机构安装于地轨一端，通过一传动机构与载货台驱动相连，用于带动载货台沿立柱的延伸方向往复移动，货叉安装在在载货台上；行走驱动机构和升降驱动机构分别与控制柜连接。传动机构为链式传动机构，该链式传动机构绕设于两立柱、天轨和地轨围成的封闭区域内。检测时双立柱堆垛机自动获取当前需要检测的料盘，传送至待测区；并自动将空盘放至已测区。

上述的组合式货架包括立柱以及与立柱连接的横梁组成的货架单元；两个组合式货架分别为12列10层，共240个货架单元，整个设计符合jb/t9018-1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范，具有高强度、稳定性能优良等特点。

在组合式货架的每一个货架单元上均设置有存储设备，所述存储设备由托盘和料盘组成，其中，所述托盘采用通用托盘，作为盛具设置在货架的每一个仓位上；所述料盘可拆卸地固定在托盘上，所述料盘上对称设置有两列箱式配电终端放置槽，两列箱式配电终端放置槽之间设置有一列罩式配电终端放置槽，每个箱式配电终端放置槽内均设置有罩式配电终端放置槽；料盘为不同的设备单独设计，每个料盘可以存储9套罩式ftu，6台箱式ftu；在料盘上设置有二维码，可通过料盘上的二维码识别终端类别。

所述智能搬运小车采用agv货运小车，agv货运小车沿着敷设有磁导航的传送通道将待检测配电终端运输至配电终端检测流水线体；在传送通道上设置有停车定位ic卡，agv货运小车具备障碍感应能力防止碰撞。

所述智能仓储综合管理系统采用计算机，所述计算机用于进行检测任务全智能管控，实现与故障指示器检测流水线的无缝结合控制；对agv小车进行远程控制，实现自动化立体仓库货架的仓位管理；对检测信息进行综合记录与查询，实现流水线检测全自动检测前的货物全自动管理与调配功能；记录每个仓位存储的故障指示器终端的出厂参数信息与检测结果信息。

所述全自动换装系统包括换装机器人和安装在换装机器人上的托盘换装机构，换装机器人接收智能仓储综合管理系统下发的更换料盘的任务，通过托盘换装机构进行料盘的自动更换。在本实施例中，所述换装机器人采用现有机器人结构，在本实施例中，不在赘述。

如图2所示，配电终端ftu全自动检测流水线包括配电终端检测流水线体和检测支线体。

所述配电终端检测流水线体包括设有倍速链的倍速链输送机、用于分别将配电终端运入和运出的配电终端全自动检测流水线体的上料机器人和下料机器人、用于对待检测配电终端进行插拔线的插线机器人以及用于对被测配电终端的外观结构、接口、指示灯进行检测的外观检测架。如图3所示，所述外观检测架包括支撑机构、固定在支撑机构上端的挡板和设置在挡板上的摄像头，所述摄像头采集被测配电终端的外观结构、接口、指示灯的图像，并传输至控制器，通过控制器判断被测配电终端的外观结构、接口、指示灯是否满足要求；所述外观检测架上还设置有扫描配电终端上的二维码的二维码扫描模块，二维码扫描模块采集配电终端信息，并将采集的配电终端信息传输至控制器。

在本实施例中，系统配置1套约12米倍速链输送机，如图4所示；通过倍速链进行检测工装托盘在流水线上的传输。

所述倍速链输送机上设置有装载有配电终端的工装托盘，通过倍速链输送装载有配电终端的工装托盘；在所述倍速链输送机上设置有用于定位工装托盘的上料定位平台和下料定位平台；所述上料机器人位于倍速链输送机的上料定位平台位置；所述下料机器人位于倍速链输送机的下料定位平台位置；在本实施例中，所述倍速链输送机采用现有的技术结构，在本申请中不再赘述。所述上料定位平台和下料定位平台采用现有技术结构，在本申请中不再赘述。

所述上料机器人选用川崎cx210l，下料机器人选用cx210l，插线机器人选用rs20n，有关规格参数数据以机器人产品样本中的《机器人本体标准规格》为准。所述上料机器人和下线机器人分别包括机器人底座、机器人本体、双向夹具机构、视觉识别系统，所述机器人底座采用地脚螺栓固定在地面上，所述机器人本体通过螺栓固定在机器人底座上，所述双向夹具机构通过可旋转罗盘固定在机器人本体的最后一个可移动肢体上；所述视觉识别系统通过螺栓固定在双向夹具机构上用于视觉的识别和定位。所述插线机器人包括机器人底座、机器人本体、插线夹具机构和视觉识别系统。所述机器人底座固定在机器人导轨的滑块上，所述机器人本体通过螺栓固定在机器人底座上。所述插线夹具机构通过可旋转罗盘固定在机器人本体的最后一个可移动肢体上。所述视觉识别系统通过螺栓固定在插线夹具机构上用于视觉的识别和定位。所述视觉识别系统采用现有的技术结构，在本申请中不再赘述。

在所述倍速链输送机上设置有将承载配电终端的工装托盘移至检测支线体上的顶升移载机构；所述顶升移载机构包括升降机构和设置在升降机构上的水平移载机构；通过升降机构带动水平移载机构升降，水平移载机构用于将工装托盘运送至检测支线的检测工位上。所述升降机构和水平移载机构分别采用现有的技术结构，在本申请中不再赘述。

为了对承载配电终端的工装托盘进行阻挡和顶升定位，在所述倍速链输送机上且位于所述顶升移载机构的两侧分别设置用于定位工装托盘的用于阻挡工装托盘的阻挡机构和用于定位工装托盘的顶升定位机构，所述阻挡机构采用阻挡气缸对工装托盘进行阻挡；所述顶升定位机构包括顶升气缸、h型的顶升底板、导向柱和拉板；所述顶升气缸安装在顶升底板的底部，所述顶升气缸的活塞杆从顶升底板上穿过，活塞杆的上端连接拉板，所述顶升底板上对称安装有四个导套，每个导套内配合安装有导向柱，且导向柱的上端与拉板连接。

如图8所示，所述配电终端检测流水线体还包括机器人地轨，所述插线机器人沿着所述机器人地轨上运动，插线机器人沿外部导轨依次对检测支线体上的配电终端进行插拔线操作。

所述检测支线体包括若干个等间隔设置的检测工位，如图5所示，所述检测工位包括检测支架、固定在检测支架中部的滚筒线体和设置在检测支架顶端的二次固定机构和位于检测支架后侧的航空插头架。

所述滚筒线体由若干个滚筒组成，采用电力进行滚动驱动旋转，用于将流水线上的工装托盘从倍速链上运送到检测工位处。

如图6所示，所述二次固定机构包括设置在检测支架顶端的固定贴片、安装在固定贴片上的二次定位夹紧工件；所述二次定位夹紧工件包括气缸、固定在气缸上的定位支架和固定在定位支架下端的塑料块。当对被测配电终端进行二次固定时，气缸推动定位支架向下，塑料块贴紧被测配电终端，并下压，以达到使被测配电终端固定在工装托盘上的目的。

如图7所示，所述航空插头架包括支架和固定在支架上端的插头固定架。所述航空插头架位于检测支架与插线机器人之间，插头固定架安装在支架上，用于固定航空插头，方便插线机器人进行航空插头的抓取。

所述配电终端全自动检测流水线还包括机器人控制柜，上料机器人、下料机器人和插拔线机器人分别与相应的机器人控制柜连接，通过机器人控制柜控制和驱动上料机器人、下料机器人和插拔线机器人。所述机器人控制柜包括伺服电机、接线端子排和plc控制器，机器人通过接线端子排与伺服电机连接，所述伺服电机与plc控制器连接。

本发明实施例提出的全自动配电自动化终端综合检测系统，通过配电终端ftu全自动检测流水线的建设，每天按8小时的工作时间，每天可全自动检测ftu超过120套，全年可检测ftu超过28000套，满足配电自动化终端检测中心作为区域检测中心对检测能力与检测质量的总体要求。根据检测任务量的需求，可调节工作时间，以满足对检测能力的要求。

为了安全防护，在配电终端全自动检测流水线的外围采用网格式围网，流水线的安全门配置安全门锁，防止系统运行时人员进入。

本发明实施例提出的配电终端ftu全自动检测流水线的工作过程为：

(1)装载上线

首先由上线机器人自动将待检测配电终端装载上线，上线机器人配置图像识别能力，并具有双向抓取夹具，满足箱式和罩式配电终端的不同外观、不同尺寸的装载需求；上线机器人首先通过图像识别功能分析待检测配电终端外形，自动识别选取对应夹具，自动根据待测配电终端位置实现工件定位，依次从上料托盘上拿取待检测配电终端，并将待检测配电终端放置在倍速链输送机上的上料定位平台的工装托盘上。

(2)外观检测

通过外观检测架上的摄像头实现对被测终端的外观结构、接口、指示灯等检测是否满足要求，达到快速检测的效果，并将检测结果发送至下线机器人。对于外观检测合格的配电终端由流水线传送到检测工位准备下一检测步骤，不合格设备直接由流水线传送到下线定位平台，进行不合格产品记录处理。

通过外观检测架上的二维码扫描模块进行二维码的扫描，实现终端信息的自动入库管理。

(3)自动插线

通过倍速链输送机上的顶升移载机构将装载待检测配电终端的工装托盘运送至检测工位上，检测工位的二次固定机构将配电终端定位后，插线机器人通过视觉系统定位配电终端插线口的位置，将航空头依次插入对应的插线口。多个检测工位复用同一个插线机器人，如检测支架上设置有多个待检测配电终端，当1号检测工位上配电终端插线完成后开始检测，插线机器人通过外部导轨移动到2号检测检测工位依次完成插线。

(4)功能性能检测

在每个检测工位的设备插线完成后，均由配电终端检测平台根据提前预置的检测项目，对检测工位上的配电终端进行功能与性能的全自动检测。配电终端检测平台会根据国网运检部到货全检的规范中对功能、性能的检测项目要求自动发送各种电气量信号，模拟线路运行的实际情况，对待测配电终端进行电气信号采集和处理方面功能和性能全自动检测。

(5)自动拔线

每个检测工位检测完毕后，由插线机器人将检测线依次拔出，并由倍速链输送机将配电终端运送到倍速链输送机上的下料定位平台。

(6)移载下线

下料机器人根据测试结果，将合格工件和不合格工件分别放置，然后由agv货运小车运送至立体仓库。

本申请的另一种典型实施方式，提供了一种全自动配电自动化终端综合检测方法，其特征是，包括：

(1)通过智能仓储管理系统向智能仓储平台下发检测任务；

(2)智能仓储平台将需要检测的配电终端自动运送至配电终端检测流水线；

(3)配电终端检测流水线对配电终端进行自动检测；

(4)检测过程中，智能仓储管理系统实时对检测结果进行监控，同时收集检测信息数据，进行存储分析；

(5)检测完成后，配电终端检测流水线体自动将检测完成的配电终端运送至下料位置，由智能仓储平台自动将检测完成的配电终端运送回仓储并对检测结果以及配电终端信息进行采集并存储。

本发明采用工业机器人与工装流水线相结合的方式，结合全自动的配电终端检测平台，实现各类配电终端的全自动运输，上料，插线，检测，下线，存储等全过程智能化管控，提升了检测效率；实现配电检测结果的统一智能化管控，进行检测结果的数据分析和整理，提升对配电终端检测结果的综合管控能力；节省了大量的人力和物力，为配电检测中心的建设提供了有力技术支持，同时检测过程中避免了人为工作失误造成的检测结果的异常，提升了检测质量；

本发明通过配电终端全自动检测流水线与智能仓储系统的配合，实现检测过程地全自动化，同时利用视觉系统，支持在同一条流水线上支持各个厂家不同尺寸与重量的箱式配电终端ftu和罩式配电终端ftu的全自动检测。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。