趙志勇

（新疆昌吉職業(yè)技術學院，新疆 昌吉831100）

1 概述

低壓斷路器按其結構通常大致可分為塑料外殼式斷路器（MCCB）、萬能式斷路器）ACB）、限流式斷路器、微型斷路器（MCB）等幾大類。塑料外殼式斷路器（以下簡稱塑殼斷路器）的電流等級一般在600A 以下，且多用于短路電流不大的情況下，通常作配電保護用，在正常情況下，其可分別作為電氣線路的不頻繁轉換及電動機的不頻繁起動之用。

塑殼斷路器的安裝方式有固定式、插拔式和抽出式三種安裝方式，在電氣裝備制造、安裝、維修中應用最為廣泛的是固定式安裝方式，也是最簡單方便的安裝方式之一，它是用隨機螺桿、螺帽直接固定在電控柜底板或安裝支架上，配接電纜端子或母排直接連接在斷路器進出線的接線柱（或螺桿）上。

塑殼斷路器的安裝現(xiàn)階段均為人工擰螺絲，費時費力，勞動強度大，本文提出一種基于視覺定位的塑殼斷路器自動化安裝方式——基于視覺定位的塑殼斷路器機器人鎖螺絲系統(tǒng)，實現(xiàn)塑殼斷路器全自動安裝在安裝板上，無需人工感覺，效率高，同時降低了工作人員的勞動強度。

2 塑殼斷路器機器人鎖螺絲系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)概述

塑殼斷路器機器人鎖螺絲系統(tǒng)主要由工業(yè)機器人（ABB IRB1410）、機器人手部工具、自動供螺絲系統(tǒng)和鎖螺絲定位平臺等部分組成，其中機器人手部工具包含塑殼斷路器抓手、螺絲鎖付工具、視覺系統(tǒng)等部分。塑殼斷路器的抓取及位置擺放，通過塑殼斷路器抓手來完成；視覺系統(tǒng)保證擺放位置的準確性；螺絲鎖付工具完成螺絲的鎖緊工作；自動供螺絲系統(tǒng)負責不斷提供螺絲，采用氣吹的方式，每次供一顆螺絲，螺絲規(guī)格為M4×15。

2.2 系統(tǒng)布局

2.3 設備概述

（1）工業(yè)機器人。IRB1410 在工業(yè)自動化及智能制造領域有著廣泛的應用，在可靠性、堅固性、準確性、高效性等方面具有良好的口碑。其運行噪音水平低、使用壽命長、例行維護時間間隔長，循徑精度較高（+0.05mm），工作范圍大（最長可達1.44m），上臂承載能力優(yōu)越（可達18kg），結構緊湊、手腕纖細，能適應條件限制較多的場所，并能完成高性能的操作。此外IRB1410 的過程速度和定位均可調整，精度較高，次品率低，甚至達到零。

（2）自動供螺絲系統(tǒng)。自動供螺絲系統(tǒng)主要由振動盤、排料機構、送料結構組成，振動盤是工業(yè)自動化生產線包括自動組裝或自動加工生產必備的一種輔助設備，它是通過振動將堆放雜亂無章的零件和工件進行定向有序排列，并準確送到送料結構位置。自動攻螺絲系統(tǒng)是利用振動盤對螺絲進行有序排列，送料機構通過氣吹的方式，將螺絲輸送到螺絲鎖付工具中。

（3）螺絲鎖付工具。螺絲鎖付工具由電批、升降機構、夾嘴、壓力表等構成，當需要進行螺絲鎖付時，由自動供螺絲系統(tǒng)將螺絲吹送到夾嘴位置，電批開始旋轉，同時升降機構下降，將夾嘴內的螺絲擰緊，到達設定的扭矩后，電批停止旋轉，升降機構升起，完成螺絲鎖緊工作。

（4）抓手。抓手主要有夾緊氣缸和夾持裝置兩部分組成，夾持裝置尺寸根據塑殼斷路器的外形尺寸進行設計，完美貼合塑殼斷路器的外表面，當需要夾持塑殼斷路器時，夾緊氣缸動作，將塑殼斷路器夾住并使用機器人移動到指定的位置。

（5）視覺系統(tǒng)。CCD 視覺檢測技術是集機械、電子、光學、計算機等技術為一體的綜合性技術應用體系，涉及到人工智能、圖像處理、、信號處理、模式識別、計算機、光機電一體化等多個領域，是目前精密測試技術領域中發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮男录夹g之一。該視覺檢測技術的引入，可以實現(xiàn)對目標零部件表面特征、結構特征、尺寸和相對位置的快速檢測，且檢測方式具有柔性好、非接觸、速度快等優(yōu)點。

3 結論

通過對不同規(guī)格安裝板、不同位置的塑殼斷路器機器人鎖螺絲實驗，證明塑殼斷路器的安裝完全可使用自動化設備來實現(xiàn)，不僅提高了生產效率，同時降低了人員的勞動強度。實驗過程中發(fā)現(xiàn)以下幾個現(xiàn)象，在設計以及使用過程中需要改進：

（1）安裝板厚度小于1.0mm 時，在螺絲鎖付的時候，容易引起變形，致使螺絲鎖付出現(xiàn)不緊的情況。

（2）環(huán)境光影響視覺精度，視覺光源如果使用不正確，會導致視覺定位出現(xiàn)較大偏差，如果誤差超過0.5mm，螺絲將無法鎖緊。

（3）自動供螺絲系統(tǒng)偶爾出現(xiàn)卡螺絲，無法正常供螺絲現(xiàn)象，需要調整排料機構。

（4）夾嘴偶爾出現(xiàn)夾不住螺絲，需要調整吹螺絲的力度，即壓縮空氣的壓力大小，控制在0.4MPa 比較合適。