CN111190069B - 电缆网通用测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电缆网通用测试系统，包括工作架、主控电脑、四关节机器人、视觉机械手、双动子直线电机、运动控制单元、电缆电气性能测试单元和电缆连接器定位工装；所述工作架上连接有双动子直线电机，所述双动子直线电机连接有四关节机器人，所述四关节机器人连接有视觉机械手；所述视觉机械手均包括图像识别系统CCD、程控远心变倍镜头、程控RGB彩色光源、公针探头、开尔文探头、母孔探头；所述双动子直线电机的驱动段工作架上连接有电缆连接器定位工装；所述电缆连接器定位工装包括底座、移动块和活动块，本发明通过程控三种探头实现准确稳定的测试回路连接，便于通用化的对各款式电缆网进行各项电性能参数的自动测试。
Description
技术领域
本发明涉及电缆网测试技术领域，具体是电缆网通用测试系统。
背景技术
用于不同款型的电缆网预制线束、电气设备控柜的整机线束的布线进行电性能参数测试，如对线束进行线路导通、短路、导通电阻值测试；安规测试，如线路间绝缘电阻、耐压值测试。
将整套预制电缆网线束的连接器装夹在测试系统的电缆连接器定位工装第一夹板，或第二夹板中，测试系统通过CCD图像识别功能，识别电缆网的连接器端口的“公针”及“母孔”的排列位置坐标，结合预知的电路连接关系，由主控电脑控制两个四关节机器人在直线电机驱动段上移动，控制机器人末端测试探头，模拟人的双手持着测试仪表笔，按照图像识别的“公针”及“母孔”的坐标位置对电缆网电路的开短路接线关系、导通电阻、绝缘电阻、耐压等电气性能测试项目进行自动测试。
现有电缆网预制线束测试系统，通常需要数以仟计的开关矩阵，通过专用转接电缆、专用转接工装或专用转接连接器，与电缆网所有连接器配对接好。主控电脑，根据预知的电缆网电路连接关系，控制开关矩阵开关的切换；形成测量回路。对预制电缆网电路的开短路接线关系、导通电阻、绝缘电阻、耐压等测试项目进行自动测试。实现不同款型电缆网测试回路的连通，需要无数专用连接器转接工装与转接电缆准确配对连接，大力插拔连接。增大了工作难度、劳动强度，增加了投资成本、管理成本，降低了测试效率、降低了生产效益。
发明内容
本发明的目的在于提供不同款型电缆网预制线束的电缆网通用测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
电缆网通用测试系统，包括测试系统包括工作架、主控电脑、四关节机器人、视觉机械手、双动子直线电机、运动控制单元、电缆电气性能测试单元和电缆连接器定位工装；
所述工作架上连接有双动子直线电机，所述双动子直线电机的驱动段的工作架上连接有电缆连接器定位工装；
所述电缆连接器定位工装包括底座、移动块和活动块，所述底座通过底座定位销在工作架上定位，由底座快捷锁固定连接在工作架上，所述移动块的端部开设有容纳盒，所述容纳盒的侧壁上固定连接有侧板，所述移动块由第一弹簧弹性连接在底座上，所述移动块和底座上表面的相对侧壁上均固定连接有第一夹板，所述活动块由第二弹簧弹性连接在移动块的一端，移动块与活动块构成容纳区间，且活动块和移动块上表面的相对侧壁上均固定连接有第二夹板；
所述双动子直线电机包括电机第一动子和电机第二动子；所述电机第一动子上固定连接有第一四关节机器人，所述电机第二动子上固定连接有第二四关节机器人；
所述第一四关节机器人末端固定连接有第一视觉机械手，所述第二四关节机器人末端固定连接有第二视觉机械手；
所述第一视觉机械手与第二视觉机械手均包括图像识别系统CCD，所述图像识别系统CCD连接有程控远心变倍镜头，所述程控远心变倍镜头的下端对应设置有程控RGB彩色光源，所述程控远心变倍镜头的外侧壁上固定连接有镜头法兰，所述镜头法兰的外侧壁上固定连接有视觉机械手法兰，所述视觉机械手法兰上固定连接有用于与机器人末端固定连接的机械人末端法兰，所述视觉机械手法兰上并排固定连接有第一气缸、第二气缸和第三气缸，所述第一气缸、第二气缸和第三气缸的作动端分别固定连接有公针探头、开尔文探头和母孔探头；
所述公针探头、开尔文探头和母孔探头与电缆电气性能测试单元连接采集处理电气信号，所述图像识别系统CCD与主控电脑中图像识别软件系统连接采集处理图像信号；所述电缆电气性能测试单元、图像识别软件系统、运动控制单元通过通讯信号与主控电脑连接构成电缆网通用测试系统。
作为本发明进一步的方案：所述移动块和底座之间通过第一弹簧固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述移动块和活动块之间通过第二弹簧固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述活动块相对移动块的一端固定连接有导轨侧板，所述导轨侧板与移动块之间通过第二弹簧固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述移动块的端部开设有容纳盒。
作为本发明进一步的方案：所述镜头法兰包括第一弧形板和第二弧形板，所述第一弧形板和第二弧形板通过固定螺栓孔的螺栓固定连接在程控远心变倍镜头的外侧壁上。
作为本发明进一步的方案：所述第一气缸、第二气缸和第三气缸的作动端分别固定连接有第一相连板、第二相连板和第三相连板，所述第一相连板与公针探头之间弹性连接，所述开尔文探头与第二相连板弹性连接，所述母孔探头与第三相连板之间弹性连接。
作为本发明进一步的方案：所述第一气缸、第二气缸和第三气缸作动端均为L形滑台法兰板。
作为本发明进一步的方案：所述公针探头上固定连接有第一活动块，所述第一活动块的上下两端均通过第四弹簧固定连接在第一相连板上。
作为本发明进一步的方案：所述开尔文探头上固定连接有第二活动块，所述第二活动块的上下两端均通过第五弹簧固定连接在第二相连板上；
作为本发明进一步的方案：所述母孔探头上固定连接有第三活动块，所述第三活动块的上下两端均通过第六弹簧固定连接在第三相连板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对待测电缆网所有连接器，进行快捷装夹定位，在主控电脑控制下机器人运动机构与CCD图像识别系统获得公针、母孔测试点坐标，控制三种测试探头自动切换触探电缆网各连接器的公针、母孔，完成电缆网电性能测试单元的电信号测试回路的连接；实现通用化的自动测试各款电缆网的电信号参数。
对一款型电缆网进行测试时需要电缆连接器定位工装夹紧被测电缆网的所有连接器，要在移动块和底座的两个第一夹板之间夹紧电缆网的连接器，或在移动块与活动块的两个第二夹板之间夹紧电缆网的连接器。
当需要在底座和移动块的第一夹板之间夹紧电缆网的连接器时，工作人员手动拉动移动块，并将需要夹紧的电缆网的连接器放置在容纳盒中，同时手动缓慢松开移动块，由于第一弹簧弹力的作用实现移动块向底座移动，通过两块第一夹板实现将电缆网的连接器夹紧。
当需要在移动块和活动块的第二夹板之间夹紧电缆网的连接器时，工作人员手动拉动活动块，并将需要夹紧的电缆网的连接器放置在移动块和活动块之间的容纳区间中，同时手缓慢动松开活动块，由于第二弹簧弹力的作用实现活动块向移动块移动，通过两块第二夹板实现将电缆网的连接器夹紧。
当工作人员将待测电缆网的所有连接器夹紧在电缆连接器定位工装中之后，主控电脑控制双动子直线电机的动子移动，使第一四关节机器人和第二四关节机器人在直线电机驱动段上移动，控制第一视觉机械手和第二视觉机械手上图像识别系统CCD，移动到电缆连接器定位工装所夹紧的每个连接器上方拍照，图片送入主控电脑中图像识别软件系统进行处理，识别出各个连接器端面“公针”、“母孔”的坐标数据。
主控电脑根据预知的电缆连接关系、电缆连接器图像识别的“公针”、“母孔”的坐标数据、形状信息，分别控制第一气缸、第二气缸和第三气缸的动作，在第一气缸、第二气缸和第三气缸分别动作时实现公针探头、开尔文探头和母孔探头分别向下移动，使确认、切换有效工作的探头向下移动，呈现工作状态，准确有效的触探到连接器端面的“公针”、“母孔”测点上；完成准确稳定的测试回路连接，实现对电缆进行各项电性能参数的自动测试。
附图说明
图1为电缆网通用测试系统示意图；
图2为电缆网通用测试系统中电缆连接器定位工装的示意图；
图3为电缆网通用测试系统中电缆连接器定位工装的爆炸图；
图4为电缆网通用测试系统中视觉机械手的示意图；
图5为电缆网通用测试系统中视觉机械手的爆炸图；
图6为电缆网通用测试系统中公针探头、开尔文探头和母孔探头的示意图；
图中：1-工作架、2-主控电脑、3-双动子直线电机、4-电机第一动子、5-电机第二动子、6-第一四关节机器人、7-第一视觉机械手、8-第二四关节机器人、9-第二视觉机械手、10-电缆连接器定位工装、11-运动控制单元、12-电缆电气性能测试单元、13-底座、14-底座定位销、15-底座快捷锁、16-第一弹簧、17-侧板、18-容纳盒、19-移动块、20-第一夹板、21-第二弹簧、22-容纳区间、23-导轨侧板、24-第二夹板、25-活动块、28-机械人末端法兰、29-视觉机械手法兰、30-图像识别系统CCD、31-程控远心变倍镜头、32-镜头法兰、33-第一弧形板、34-第二弧形板、35-固定螺栓孔、36-程控RGB彩色光源、37-第一气缸、38-第二气缸、39-第三气缸、40-公针探头、41-开尔文探头、42-母孔探头、43-第一相连板、44-第二相连板、45-第三相连板、46-第一活动块、47-第二活动块、48-第三活动块、49-第四弹簧、50-第五弹簧、51-第六弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例中，电缆网通用测试系统，包括工作架1、主控电脑2、双动子直线电机3、电机第一动子4、电机第二动子5、第一四关节机器人6、第一视觉机械手7、第二四关节机器人8、第二视觉机械手9、电缆连接器定位工装10、运动控制单元11、电缆电气性能测试单元12；
双动子直线电机3型号为2LM180P-L1620-FS2102-B-3-D05-H-G；第一四关节机器人6、第二四关节机器人8的型号为YK350XG；第一四关节机器人6、第二四关节机器人8固定连接在双动子直线电机3的两个动子上，随着电机动子在电机驱动段上移动，便于独立调整第一视觉机械手7、第二视觉机械手9上的三个探头和图像识别系统CCD位置坐标，满足探头触探和图像识别系统CCD拍照工作架1上每个电缆连接器定位工装所夹紧的各个连接器的位置坐标范围。
工作架1上连接有双动子直线电机3，双动子直线电机3的驱动段的工作架上连接有电缆连接器定位工装10；
电缆连接器定位工装10包括底座13、移动块19和活动块25，底座13通过底座定位销14在工作架1上定位，由底座快捷锁15固定连接在工作架1上，移动块19的端部开设有容纳盒18，容纳盒18的侧壁上固定连接有侧板17，移动块19由第一弹簧16弹性连接在底座13上，移动块19和底座13上表面的相对侧壁上均固定连接有第一夹板20，活动块25由第二弹簧21弹性连接在移动块19的一端，移动块19与活动块25构成容纳区间22，且活动块25和移动块19上表面的相对侧壁上均固定连接有第二夹板24；
双动子直线电机3包括电机第一动子4和电机第二动子5；电机第一动子4上固定连接有第一四关节机器人6，电机第二动子5上固定连接有第二四关节机器人8；
第一四关节机器人6末端固定连接有第一视觉机械手7，第二四关节机器人8末端固定连接有第二视觉机械手9；
第一视觉机械手7与第二视觉机械手9均包括图像识别系统CCD30，图像识别系统CCD30连接有程控远心变倍镜头31，程控远心变倍镜头31的下端对应设置有程控RGB彩色光源36，程控远心变倍镜头31的外侧壁上固定连接有镜头法兰32，镜头法兰32的外侧壁上固定连接有视觉机械手法兰29，视觉机械手法兰29上固定连接有用于与机器人末端固定连接的机械人末端法兰28，视觉机械手法兰29上并排固定连接有第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39，第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39的作动端分别固定连接有公针探头40、开尔文探头41和母孔探头42；
镜头法兰32包括第一弧形板33和第二弧形板34，第一弧形板33和第二弧形板34通过固定螺栓孔35的螺栓固定连接在程控远心变倍镜头31的外侧壁上，当需要将镜头法兰32固定连接在程控远心变倍镜头31的外侧壁上时，工作人员将第一弧形板33和第二弧形板34放置在程控远心变倍镜头31的外侧壁上，之后工作人员将固定螺栓孔35的螺栓拧紧在第一弧形板33和第二弧形板34上，通过第一弧形板33、第二弧形板34和固定螺栓孔35的螺栓配合，实现了将镜头法兰32固定连接在程控远心变倍镜头31的外侧壁上；当需要将镜头法兰32从程控远心变倍镜头31上拆卸下来时，工作人员手动转动固定螺栓孔35的螺栓，即可从程控远心变倍镜头31的外侧壁上取下第一弧形板33和第二弧形板34，从而实现了将镜头法兰32从程控远心变倍镜头31上拆卸下来。
公针探头40、开尔文探头41和母孔探头42与电缆电气性能测试单元12连接采集处理电气信号，图像识别系统CCD30与主控电脑2中图像识别软件系统连接采集处理图像信号；电缆电气性能测试单元12、图像识别软件系统、运动控制单元11通过通讯信号与主控电脑2连接构成电缆网通用测试系统。
移动块19和底座13之间通过第一弹簧16固定连接。
移动块19和活动块25之间通过第二弹簧21固定连接。
活动块25相对移动块19的一端固定连接有导轨侧板23，导轨侧板23与移动块19之间通过第二弹簧21固定连接。
移动块19的端部开设有容纳盒18。
镜头法兰32包括第一弧形板33和第二弧形板34，第一弧形板33和第二弧形板34通过固定螺栓孔35的螺栓固定连接在程控远心变倍镜头31的外侧壁上。
第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39的作动端分别固定连接有第一相连板43、第二相连板44和第三相连板45，第一相连板43与公针探头40之间弹性连接，开尔文探头41与第二相连板44弹性连接，母孔探头42与第三相连板45之间弹性连接。
第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39作动端均为L形滑台法兰板。
公针探头40上固定连接有第一活动块46，第一活动块46的上下两端均通过第四弹簧49固定连接在第一相连板43上。
开尔文探头41上固定连接有第二活动块47，第二活动块47的上下两端均通过第五弹簧50固定连接在第二相连板44上；
母孔探头42上固定连接有第三活动块48，第三活动块48的上下两端均通过第六弹簧51固定连接在第三相连板45上。
公针探头40、开尔文探头41和母孔探头42由于第四弹簧49、第五弹簧50和第六弹簧51的作用使公针探头40、开尔文探头41和母孔探头42在移动的过程中呈现柔性缓冲接触；在完成电缆网良好稳定的电性能测试过程中，实现对连接器“公针”、“母孔”测试点的“无损伤”接触测试。
本发明在使用时，对待测电缆网所有连接器，进行快捷装夹定位，在主控电脑控制下机器人运动机构与CCD图像识别系统获得公针、母孔测试点坐标，控制三种测试探头自动切换触探电缆网各连接器的公针、母孔，完成电缆网电性能测试单元的电信号测试回路的连接；实现通用化的自动测试各款电缆网的各项电信号参数。
待测电缆网需要电缆连接器定位工装10夹紧电缆网的所有电缆连接器，就要在移动块19和底座13的两个第一夹板20之间夹紧电缆网的连接器，或在移动块19与活动块25的两个第二夹板24之间夹紧电缆网的连接器。
当需要在底座13和移动块19的第一夹板20之间夹紧电缆网的连接器时，工作人员手动拉动移动块19，并将需要夹紧的电缆网的连接器放置在容纳盒18中，同时手动缓慢松开移动块19，由于第一弹簧16弹力的作用实现移动块19向底座13移动，通过两块第一夹板20实现将电缆网的连接器夹紧。
当需要在移动块19和活动块25的第二夹板24之间夹紧电缆网的连接器时，工作人员手动拉动活动块25，并将需要夹紧的电缆网的连接器放置在移动块19和活动块25之间的容纳区间22中，同时手缓慢动松开活动块25，由于第二弹簧21弹力的作用实现活动块25向移动块19移动，通过两块第二夹板24实现将电缆网的连接器夹紧。
当工作人员将待测电缆网的所有连接器夹紧在电缆连接器定位工装10中之后，主控电脑2控制双动子直线电机3的动子移动，使第一四关节机器人6和第二四关节机器人8在直线电机驱动段上移动，控制第一视觉机械手7和第二视觉机械手9上图像识别系统CCD30，移动到电缆连接器定位工装10所夹紧的每个连接器上方拍照，图片送入主控电脑2中图像识别软件系统进行处理，识别出各个连接器端面“公针”、“母孔”的坐标数据。
主控电脑2根据预知的电缆连接关系、电缆连接器图像识别的“公针”、“母孔”的坐标数据、形状信息，分别控制第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39的动作，在第一气缸37、第二气缸38和第三气缸39分别动作时实现公针探头40、开尔文探头41和母孔探头42分别向下移动，使确认、切换有效工作的探头向下移动，呈现工作状态，准确有效的触探到连接器端面的“公针”、“母孔”测点上；完成准确稳定的测试回路连接，实现对电缆进行各项电性能参数的自动测试。
在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.电缆网通用测试系统，其特征在于，包括工作架(1)、主控电脑(2)、双动子直线电机(3)、电机第一动子(4)、电机第二动子(5)、第一四关节机器人(6)、第一视觉机械手(7)、第二四关节机器人(8)、第二视觉机械手(9)、电缆连接器定位工装(10)、运动控制单元(11)、电缆电气性能测试单元(12)；
所述工作架(1)上连接有双动子直线电机(3)，所述双动子直线电机(3)的驱动段的工作架上连接有电缆连接器定位工装(10)；
所述电缆连接器定位工装(10)包括底座(13)、移动块(19)和活动块(25)，所述底座(13)通过底座定位销(14)在工作架(1)上定位，由底座快捷锁(15)固定连接在工作架(1)上，所述移动块(19)的端部开设有容纳盒(18)，所述容纳盒(18)的侧壁上固定连接有侧板(17)，所述移动块(19)由第一弹簧(16)弹性连接在底座(13)上，所述移动块(19)和底座(13)上表面的相对侧壁上均固定连接有第一夹板(20)，所述活动块(25)由第二弹簧(21)弹性连接在移动块(19)的一端，移动块(19)与活动块(25)构成容纳区间(22)，且活动块(25)和移动块(19)上表面的相对侧壁上均固定连接有第二夹板(24)；
所述双动子直线电机(3)包括电机第一动子(4)和电机第二动子(5)；
所述电机第一动子(4)上固定连接有第一四关节机器人(6)，所述电机第二动子(5)上固定连接有第二四关节机器人(8)；
所述第一四关节机器人(6)末端固定连接有第一视觉机械手(7)，所述第二四关节机器人(8)末端固定连接有第二视觉机械手(9)；
所述第一视觉机械手(7)与第二视觉机械手(9)均包括图像识别系统CCD(30)，所述图像识别系统CCD(30)连接有程控远心变倍镜头(31)，所述程控远心变倍镜头(31)的下端对应设置有程控RGB彩色光源(36)，所述程控远心变倍镜头(31)的外侧壁上固定连接有镜头法兰(32)，所述镜头法兰(32)的外侧壁上固定连接有视觉机械手法兰(29)，所述视觉机械手法兰(29)上固定连接有用于与机器人末端固定连接的机械人末端法兰(28)，所述视觉机械手法兰(29)上并排固定连接有第一气缸(37)、第二气缸(38)和第三气缸(39)，所述第一气缸(37)、第二气缸(38)和第三气缸(39)的作动端分别固定连接有公针探头(40)、开尔文探头(41)和母孔探头(42)；
所述公针探头(40)、开尔文探头(41)和母孔探头(42)与电缆电气性能测试单元(12)连接采集处理电气信号，所述图像识别系统CCD(30)与主控电脑(2)中图像识别软件系统连接采集处理图像信号；
所述电缆电气性能测试单元(12)、图像识别软件系统、运动控制单元(11)通过通讯信号与主控电脑(2)连接构成电缆网通用测试系统。
2.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述移动块(19)和底座(13)之间通过第一弹簧(16)固定连接。
3.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述移动块(19)和活动块(25)之间通过第二弹簧(21)固定连接。
4.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述活动块(25)相对移动块(19)的一端固定连接有导轨侧板(23)，所述导轨侧板(23)与移动块(19)之间通过第二弹簧(21)固定连接。
5.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述移动块(19)的端部开设有容纳盒(18)。
6.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述镜头法兰(32)包括第一弧形板(33)和第二弧形板(34)，所述第一弧形板(33)和第二弧形板(34)通过固定螺栓孔(35)的螺栓固定连接在程控远心变倍镜头(31)的外侧壁上。
7.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述第一气缸(37)、第二气缸(38)和第三气缸(39)的作动端分别固定连接有第一相连板(43)、第二相连板(44)和第三相连板(45)，所述第一相连板(43)与公针探头(40)之间弹性连接，所述开尔文探头(41)与第二相连板(44)弹性连接，所述母孔探头(42)与第三相连板(45)之间弹性连接。
8.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述第一气缸(37)、第二气缸(38)和第三气缸(39)作动端均为L形滑台法兰板。
9.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述公针探头(40)上固定连接有第一活动块(46)，所述第一活动块(46)的上下两端均通过第四弹簧(49)固定连接在第一相连板(43)上。
10.根据权利要求1所述的电缆网通用测试系统，其特征在于，所述开尔文探头(41)上固定连接有第二活动块(47)，所述第二活动块(47)的上下两端均通过第五弹簧(50)固定连接在第二相连板(44)上；所述母孔探头(42)上固定连接有第三活动块(48)，所述第三活动块(48)的上下两端均通过第六弹簧(51)固定连接在第三相连板(45)上。
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