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激光测量技术在塑壳断路器开距超程检测中的应用 方伟达邓志良 陈超 (常熟开关制造有限公司，江苏常熟，215500) 摘要：采用高科技手段使电器生产、装配与在线检测技术过程现代化，应用计算机技术、激光 测量技术、传感器技术、数控技术和自动检测技术研制成功光、机、电一体化自动检测设备一 塑壳断路器在线测试系统．分析了该系统的测量原理、简述了该系统的硬件结构和软件流程． 关键词：塑壳断路器激光测量技术工控机传感器技术 1概述 塑壳断路器是低压电器中三大主导产品之一，它应用广泛、量大面广，几乎渗透到所有用电领域， 它的质量优劣直接影响到各种电气设备的安全运行。如何保证其质量可靠性，如何运用现代化测试手段 来提高塑壳断路器的制造水平和工艺水平，在生产过程中对产品进行在线自动检测，对重要参数进行调 试、校正，一直是国内低压电器制造业技术难题。 2在线测试系统组成 塑壳断路器结构复杂，制造装备工艺要求高，一般采用生产流水线装配方式。在先测试系统就是在 实际生产条件下，对生产装配过程中的塑壳断路器进行触头的开距、超程、同步差等各项参数的自动测 量。由于塑壳断路器结构紧凑，一般测量探头无法伸入，有些参数必须在特定动作状态中才能测出，在 线测试系统还要求测量精度高、重复性误差小、测量速度快，能适应生产流水线节拍等一系列的复杂要 求。我们在经过广泛调研的基础上，采用了激光非接触测量技术，精密机械和气动技术、计算机自动控 制、传感器技术和数控技术，由光、机、电一体化组成的在线测试系统——塑壳断路器开距超程检测台。 3开距超程测试台工作原理及设计。 3．1 开距定义 断路器处于分闸状态时，上触头触点与下触头触点之间最小距离，如附图l所示。L型产品，下触 头为静触头，本图所示为M型产品。 附图2 附图1 3．2 超程定义： a．上超程定义：断路器合闸时以V为测量点测得高度Ho，如附图2所示，然后除去下触头仍以V 装备制造业与信息化高层论坛 为测量点测得高度H1。Ho．H1即为上超程。 对于M型产品，可采取机械装置下压下触头，达到同时除去下触头一样的效果，L型产品则必须拆 除下触头。 b．下超程定义：断路器分闸时以下触头V为测量点测得高度Ho，如附图3所示，然后合闸，仍以 下触头V为测量点测得高度Hl，Ho．H1即为下超程。 可采用机械装置上拉上触头，模拟分闸状态，测量Ho。L型产品下触头为静触头，故无此项参数。 附图3 附图4 c．同步差定义：A、B、C三项中最大开距同最小开距之差。 3．3 测试方法与计算： 开距、超程测试采用LMlO激光位移传感器，由两台步进电机控制在平行于塑壳断路器平面内作两 维扫描，对触头进行非接触测量，通过测试获得激光光斑在上触头顶部某点在分合闸运动中的四个坐标 位置值，代入下式计算出触头的开距、上超程、下超程、同步差等数据。具体坐标位置是： 首先测量得上触头顶部某一点在分闸状态的坐标位置记为(ox、oy)。 合闸后，通过扫描测量得同一点在合闸状态的坐标位置，记为(Mx、My)。 气动机械手向下压下触头，在所有上、下触头断开后，测量同一点的坐标位置，记为(Dx、Dv)。 气动机械手向上拉上触头，在上触头同下触头分断瞬时，捕捉到同一点的坐标位置(Ux、Uv)。 测试结果计算： 开距计算：ki 如附图4： Q l—sin 2) 1) kj=rk(sinQ rk——为上触头最低点转动的半径 al————诎起始位置与x轴夹角 a2————呔的上拉位置与x轴夹角 1．o，Q 2．o， 其中，Q1=B 2=B 代入1)式整理得： l—sin 1-cos B B B B o一