基于模具化压接的集中器自动化拆接线组件

谢宏伟，张玉峰，白莹

基于模具化压接的集中器自动化拆接线组件

谢宏伟，张玉峰，白莹

（国网内蒙古东部电力有限公司，内蒙古呼和浩特，010020）

传统集中器压接兼容性不佳、成功率低，难以满足自动化生产线要求。通过兼容设计和结构优化，研制了一种基于模具化压接的拆接线组件，并应用于自动化检定流水线中，提高了生产效率，保证了产品质量。设计思路有助于减少设备投资，满足产能和效率最大化。

模具化；压接；生产线；集中器；自动化；兼容

引言

从20世纪90年代起，居民用户低压电能信息集中抄表系统进入萌芽状态。90年代末，随着“一户一表”工程的展开，全国各地低压电力集中抄表产品厂家如雨后春笋般快速成长。目前集中抄表行业进入了高速发展时期，其中关键装备是集中器[1,2]。为保证自动化检定流水线生产效率和表计合格率，最亟待解决的问题是表计的压接成功率[3,4]。集中检定、规模化生产、自动化生产也是各个省级计量中心的建设目标[5]。

集中器是电能表上层数据的采集处理终端，集中器的自动拆接线装置直接影响流水线的检测效率及成功率。本文提出并研制了一种基于模具化压接的拆接线组件。

1　集中器自动压接组件工艺与功能

集中器作为采集数据处理终端，相关检定工作十分重要，且关系家家户户工作繁重。全自动检定系统可成功解决批量集中器自动检定时的效率低下问题，实现表计的自动化上下料、拆接线、检定、分拣等作业，并解决传统生产线不具备的自动兼容问题。

集中器自动化检定生产线作为一种自动化系统，每个工位专机的可靠性、设备信息接口预留、专机功能完成耗时等，都是非常关键的系统要素。通过优化机构、改进设计思路等途径开发的集中器兼容式自动拆接线组件，可在0.5 s内完成集中器或采集终端的拆接线工作。电气接口在自动化生产系统中不可或缺，自动插接线组件通过磁性开关将拆、接动作的到位型号传递到控制系统中。此外，工艺灵活性也是考量柔性生产效能的重要指标。

集中器插接线组件通过布置独立压接运动机构和动力系统，保证表计之间互不干涉，从而赋自动生产线工作予柔性。自动化生产线的设备投入往往很高，此外考虑到实际投入产出，压接技术兼容设计可以通过自动切换保证对不同型号而又结构类似的集中器进行自动拆接线。

2　自动化拆接线组件结构设计

集中器的模具化、自动化压接组件必须从设计条件上充分考虑集中器在检定生产中的需求和实际运行环境。气动元器件的合理选型，加上机构零配件的精确设计，组成了集中器自动压接组件的机构本体，如图1所示。详细分析表托结构、滑轨结构和机架结构设计思路。

图1　模具化压接组件

2.1表托结构

集中器拆接线表托组件结构如图2所示。表托组件的本体利用PCA940材质模具成型，其中从材质上讲，表托组件具有良好的绝缘和阻燃特性，并且机械特性优异。此外，模具化生产保证了零部件的一致性，降低了生产成本。在减少自动拆接线时产生的对接电阻方面，采用独特的表圆弧压接面设计，保证压接接触面最大化，从而保证只有较小的接触电阻，从而避免电流在长时间生产过程中产生过多热量，造成设备损坏或者生产中断。

自动化生产线稳定可靠生产的另一个基石是设备故障的提前预判。集中器自动插接线表托组件的端部装有温度传感器，可以实时检测温度异常，避免长时间生产造成无法提前观察到的压接部分磨损。兼容压接切换气缸保证压接表托可适用于集中器与采集I型表计的自动化压接。此外，电流针采用铬镐铜材质，保证良好的导电性，从而避免接触电流引起发热，造成设备损坏或安全事故。

图2　表托结构

在设计上，表托充分依据高精度、高模具化的要求，基座上布置多个销孔，用来提交装配的定位精度。螺纹的合理布置使得表托组件在保证安装精度的同时，也具有非常好的连接强度。集中器自动插接线组件的网口接线头还配有多个缓冲弹簧，在保证压接力的同时，防止网口接线头的损坏。

2.2滑轨结构

双滑杆结构具有良好的结构稳定性。选用加工特性和结构刚度良好的40Cr作为导杆，选用批量生产的高精度线性轴承作为导向套，使得压接组件在高速、高频压接工作中保持结构稳定、动作精准顺畅。图3为滑轨结构。

图3　滑轨结构

2.3机架结构

一次成型的模具化安装机架是集中器自动拆接线组件的核心和基础。自动化生产线类似于人体血液筋骨，合理布置、优化畅通方可保证设备运转流畅、可靠、稳定。机架在设计中充分考虑了气管的布置空间和线路的穿行路线，材质选用了具有良好电气绝缘特性、阻燃特性及机械特性的PC940A，如图4所示。

图4　机架结构

3　应用效果分析

在蒙东省级计量中心的自动化集中器检定生产线项目中，兼容式集中器自动压接技术得到了充分应用。拆接线成功率高达99%以上，高于同类压接组件。为确保自动化检定流水线的安全、可靠、稳定生产，在材料选用和结构设计上充分考虑了设计条件和设备运行环境。集中器自动压接组件的兼容设计节约了设备投资成本，提高了集中器自动化检定流水线设备运行效率。

4　结论

模具化、自动化的兼容式集中器拆接线组件满足了集中器检定生产线对高精度、高成功率、高效率的自动拆接线需求，提高了生产效率，具有较好的推广应用价值。

[1]鲁观娜, 丁恒春, 杨东升, 等. 单相自动化检定线之自动接拆线装置的研究[J]. 自动化仪表, 2015, 36(9): 80-83.

[2]杨国宇, 杨泽清, 彭巧环, 等. 电能信息采集系统集中器硬件设计[J]. 电力系统自动化, 2010, 34(9): 106-108.

[3]赵宇东, 孙丽娜, 苏强波. 模具化压接组件在电能表自动化检测流水线中的应用[J]. 科技创新与应用, 2015(30): 56-57.

[4]陈文宇. 单相电能表自动检定流水线应用前景[J]. 仪器仪表用户, 2012, 19(3): 96-97.

[5]邓泽官, 马晓奇, 曹祖亮. 低压电流互感器自动化检定系统的研究与应用[J]. 电测与仪表, 2013, 50(9): 95-99.

谢宏伟(1976-)，高级工程师，从事电力营销、计量管理工作。

张玉峰(1977-)，高级工程师，从事电力营销计量工作。

白莹(1978-)，高级工程师，从事电力营销计量工作。

Mould Crimping based Automated Disassembly/Connection Component for Concentrator

XIE Hong-wei, ZHANG Yu-feng, BAI Ying
(State Grid East Inner Mongolia Electric Power Company Ltd., Hohhot, Inner Mongolia, 010020, China)

Undesirable compatibility and low success rate of crimping in traditional concentrator makes it hard to be applied in automatic production line. Through compatibility design of and structure optimization, a mould crimping based disassembly/connection component is manufactured and applied in automatic inspection production line, which realizes production efficiency enhancement and product quality insurance. Ideas of design will help a lot in equipment investment reduction and efficiency maximization.

Mould Shaping; Crimping; Production Line; Concentrator; Automation; Compatibility

TP23

A

2095-8412 (2016) 05-986-03工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.043