前言
智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。远传、自动抄读系统技术是智能水表发展的一个方向。它从问世至今，已有20余年的历史，然而它的普及力度远远低于一般高科技产品，在大部分地区仍然使用人工抄表的方式进行水费结算。
图1 智能水表配件——采样圈
工艺现状
究其原因，是我国产品的生产模式及检测工艺还存有缺陷，诸多生产细节需要完善，尤其是核心信号采集部件——采样圈的生产中。可喜的是，我国的水表厂家并没有急功近利的将产品大规模推向市场，因为采样圈人工生产存在致命问题，例如打钉工艺，尺寸值在2mm左右，易引起视觉、机体疲劳；灌胶工艺，胶量全凭人工控制难以保证质量。总之，目前的生产模式，效率不高，精度不佳，特别是有些隐形损伤（工厂检测未出现问题，经过运输、安装在使用现场才出现故障），效率、质量均难以满足巨大的市场需求。
图2 采样圈人工生产场景
解决思路
为解决智能水表的规模化生产问题，国家仪器仪表相关研究机构委托北钢联，希望通过自动化手段改变采样圈产品的生产模式，在无需人员干预的情况下，将采样圈产量提升3-4倍，同时保证产品合格率。若该产品的装配生产线研制成功，未来还将上线智能水表总装线。接到此任务后，北钢联工程师团队深入生产现场，掌握第一手生产资料，并调研国外发达国家的生产工艺，凭借自身智能装配技术的积累，成功研制出智能水表采样圈自动化生产线。该线具有以下特色：
A.环料自动排序上料
B.双侧孔自动注胶
C.三销钉同步压装
图3 采样圈生产线示意图
产线描述
自动上料部分
1、采样圈上料：使用振动盘将采样圈按所需位置输出，然后由六轴机器人抓取，准确放入定位夹具中，环形输送链将定位夹具送到三针自动上料压装联合机处，一次性将三颗销钉同时压入采样圈的三孔内；
2、销钉上料：首先通过振动盘上料，在出料口设有一套自动理料机构，能准确将销钉实现三针同时上料；
打钉机构
在三针联合机中，集成一套气动压装机构，采样圈由分度盘准确转位到气动压装机位置，销钉通过自动理料机构上的两个气缸将销钉转向，并进入各自的定位孔内，在传感器的指令下，由气动压装机构将三根销钉同时压入采样圈中，完成销钉装配。
双头自动打胶机
完成上述工序后，环形输送链将采样圈送到双头打胶机位置，两个胶枪在伺服电机的作用下，同时向采样圈打胶孔移动，到位后，自动进行打胶，一边打胶一边后退，直至符合要求。最后，打胶枪返回到原位，完成打胶任务。
自动转运工位
施胶完毕的采样圈，通过环形输送链顶起机构，上部的机械手迅速将采样圈抓取，并分两边放在输送皮带机上；由特制工装配合机械臂对采样圈进行穿线，压装入槽；完成后摆放在定距环形输送链的夹具上（分两条线各自独立运行）；准确将采样圈送入自动注胶位置。
图4 采样圈的生产工艺
自动注胶机和双向点胶机
当采样圈随循环输送线移动到注胶机时，注胶机自动下行，电动推杆将齿条推入定弧夹具，带动齿轮作一定角度的圆弧运动，达到圆弧注胶目的。注胶完成后，注胶机停止并向上运动，电动推杆后移，定弧夹具回位。循环输送线前移至双向点胶机位置停止，双向点胶机对相应点胶处进行点胶，完成全部工序。
下料部分
采样圈随输送线运动到下料位置，底部的顶出机构将采样圈顶出，由机械手抓取，并在存料托盘中进行码放。
采样圈自动化生产线成功研制，解决了制约产品产业化的瓶颈问题，为智能水表的生产模式奠定了方向，它将采样圈生产效率提高至4000件/天，产品一致性大大加强，合格率达99.5%，获得了使用单位的高度认可。随着智能水表的普及，在未来还将兴建更多的智能水表配件生产线，在条件具备的情况下，将彻底取代机械水表，实现远程抄表，在线运维，对构建智慧城市物联网有诸多益处，大大丰富消费者的科技生活水平。
