一种电能表封印自动刻码设备系统的设计与使用

1、    一种电能表封印自动刻码设备系统的设计与使用    赵炳辉 姚智聪 彭龙 叶天豪摘要：针对电能计量自动化检定流水线存在的问题，提出了研发一种新型电能表封印自动刻码设备系统，并对该系统的基本结构、主要功能以及核心技术进行了详细介绍。该系统在实际应用中有效提高了电能表自动化检定流水线的可适应性、准确性和工作效率。关键词：新型电能表封印;计量自动化检定;自动刻码;设计;应用0    引言广东电网有限责任公司计量中心拥有五线一库，承担着广东省电能计量设备的统一授权、集中检定、集中存储、统一配送工作，是确保整个广东省电能计量检定工作稳定开

2、展的关键环节。如何提高电能计量检定装置的工作效率和正确率，是计量检定中心一直致力研究的方向。1    项目背景目前广东电网公司省级计量检定中心自动化检定流水线雕刻单元刻码成功率为99.9%，按照单相表年检定能力828萬只计算，将有8 280只封印雕刻不清晰、不成功。为保证电能表的检定效率，根据生产需要，需单独配置一台电能表自动刻码装置，快速、批量解决刻码不成功问题。但是当前计量中心没有单独的电能表自动刻码装置，为保障电能表检定工作的正常开展，解决电能表因刻码不成功影响检定效率的问题，需设计开发一套电能表封印自动刻码设备系统。2    项目实施2.1 &#

3、160;  项目技术方案基于上述问题，本文提出了研发一种新型电能表封印自动刻码设备。如图1所示，系统主要由工控机、激光刻码机、标签打印机、条码扫描枪、plc、粉尘烟雾净化器装置、送料机构、定位机构和下料机构组成。其中工控机与生产管理系统通过局域网进行通信，工控机与标签打印机、激光刻码机、plc、条码扫描枪通过设备内部网络连接通信，plc通过i/o与其他执行机构进行通信并实现控制。设备系统能够按照设计控制要求进行协调动作，并将电能表的信息自动扫描录入管理系统，同时管理系统可与生产管理系统进行数据连接，实现数据更新和管理自动化。2.2    项目实施2.2.1

4、60;  整体实施新型电能表封印自动刻码设备系统的核心设备如图2所示，各模块主要实现的功能分别为：（1）激光刻码机：实现电能表封印的刻码作业。（2）粉尘烟雾净化器装置：配合激光刻码机，净化封印刻码过程中的粉尘、烟雾、异味等。（3）扫描枪：便携式无线扫描枪，读取电能表及封印上的一、二维码及条码信息。（4）标签打印机：实现在空白标签上清晰打印日期、批次号、二维码等信息。（5）封印供料振动盘：采用偏心振动的方式将封印按照要求的形状和顺序进行排列。（6）机械机构装置：配合振动盘及激光刻码机对封印进行打码定位、出料等。（7）电能表周转箱托架：配合现场现有的agv小车及电能表周转箱使用的专用电能

5、表周转箱托架。（8）工控机：实现设备与生产管理系统信息对接，控制设备执行操作。（9）管理系统：与生产管理系统进行数据对接，控制设备进行二维码刻码的雕刻和合格证标签打印;管理系统与计量系统进行数据连接，实现数据上传、更新、管理自动化。2.2.2    项目技术核心新型电能表封印自动化刻码设备核心技术具体表现在：（1）自动刻码机构。自动化刻码机构主要包括封印供料振动盘、机械机构装置，如图3所示。封印供料振动盘采用偏心振动的方式将封印按照要求的形状和顺序进行排列，并依次运送到送料口，封印送料机构检测到封印后由吸料动作气缸带动弹性吸料盘将封印从封印送料振动盘吸起;直线运动模组带动吸

6、料动气缸吸料盘上的封印，送至封印定位机构进行激光刻码;完成刻码后，直线运动模组带动吸料动气缸吸料盘上的封印，送至封印卸料槽。封印送料机构又重复上述动作进行下一个封印定位。为了精准定位封印进行激光刻码，封印定位机构的微动调节平台能适配激光雕刻机的x轴送料方向的微调，当封印经过导向件1和导向件2导正方向后进行激光刻码;完成刻码后，顶起气缸顶针略微顶起封印，避免卡料，以便送料机构上的吸盘带走封印。（2）激光刻码及烟尘净化。新型电能表封印自动刻码设备系统中的激光刻码机采用的是静止工位刻码作业。当传感器检测到封印定位机构将封印传送到位后，系统软件将输出信号或plc输出脉冲信号激发激光刻码机，同时激光刻码

7、机与工控机中的生产管理系统交互信息来获取电能表封印相对应的二维码，设备系统控制激光刻码机以进行电能表封印刻码作业。在完成激光刻码后，还需将加封的电能表上传到系统平台。电能表封印在进行激光刻码的过程中会产生粉尘、烟雾或异味，为确保封印刻码的质量和操作间的空气清洁度，本系统中的粉尘烟雾净化器装置在激光刻码的同时启用，采用空气抽取的方式抽取过滤激光刻码过程中产生的粉尘、烟雾，起到净化作业环境的作用。（3）自动刻码设备控制系统。新型电能表封印自动刻码设备的控制系统包括对下的plc控制系统和对上的数据交互总控系统。plc控制系统以plc控制器为核心，采用自动化控制技术，在上料机构、激光刻码、下料机构的每

8、个工位均设置了传感器，对进入该工位的电能表封印进行检测，通过plc控制器发出控制指令，对封印的上料、定位、抓取、刻码、下料进行精确的运动控制，且可设定速度。对上的数据交互总控系统包括了设备管理系统和生产管理系统，负责对电能表数据信息的收集和处理，协调扫描枪、plc控制系统、激光刻码机、标签打印机的整体运行。设备管理系统通过扫描枪读取电能表条码信息，与生产管理系统进行信息交互来判断其合法性。若电能表合格，则进行信息绑定，并由plc系统控制对电能表进行刻码作业。若电能表不合格，则需经人工调整处理后再次进入流程。经过人工调整处理后仍无法合格的，则需进入不合格品处理程序。总控系统主要完成电能表信息采集

9、、电能表封印编码的合法性和唯一性判断、电能表和封印编码的绑定等重要功能，是电能表封印自动刻码设备系统的关键环节。2.3    系统工作流程（1）首先是agv小车将已抽检/复检的电能表运输至待处理电表位置;（2）人工扫描合格品与不合格品周转箱编码，在设备系统上确认;（3）人工拿起扫描枪扫描电能表的条码信息;（4）设备管理系统将电表条码信息发送至生产管理系统，生产管理系统反馈此电能表是否合格的信息给设备系统;（5）若不合格则设备系统显示不合格，由人工将此电能表摆放至不合格电能表周转箱上;（6）若合格则生产管理系统将一个封印编码发送至设备系统上，设备系统控制刻码机在封印上标刻编码

10、，并送至指定位置，控制标签打印机打印一个合格证;（7）人工将封印加封在此电表上，粘贴好合格证，并将此合格的电能表摆放至合格电能表周转箱上;（8）重复上述（3）（7）操作，直到待处理的电能表处理完毕;（9）设备系统通知agv小车将合格与不合格的电能表按指定路线运送至指定位置上。3    项目效益分析新型电能表自动刻碼设备系统在保障电能表检定工作正常开展的同时，可以快速、批量地消除刻码不合格品，解决了自动化检定流水线不能单独及时处理封印雕刻不合格品以及人工处理封印信息工作烦琐、效率低、容易出错等问题，有效提高了电能表的检定效率。4    结语新型电能表封印自动刻码设备系统总体采用模块化设计，结构简单，有利于系统的维护。该新系统的投入使用，可有效提高电能表检定工作效率、质量，也有利于省级计量中心加强对计量设备的集中管理和检定数据管理，大大推动了电能计量管理的标准化进程。参考文献1