棒线自动焊牌机器人

目前，在我国钢铁企业的实际生产过程中，对于棒材（含中棒、小棒、螺纹钢）和高线产品，在打捆后的标识工序，尚处于采用人工执行阶段。工人在工作室将标牌打印完毕后，由专人运送到焊牌工序段，当产品打捆完成到达指定位置（或冷床）后，需有操作工人取标牌、取焊钉，手握焊枪完成焊接动作。（安装位置）

根据我国大中型钢铁企业冷热轧板带生产线、中宽厚板生产线已基本全部实现板卷自动喷号的经验，结合人工焊接标牌的诸多弊端，如：①现场工作环境高温、粉尘和噪音污染；②人工成本较高、焊接效率低；③自动化程度低，物料（标牌、焊钉和焊枪）使用不规范，浪费严重。再结合目前国家提出新旧动能转换、大力推进工业信息化和自动化战略，

该设备基于机器人技术与计算机图像技术，通过与在线MES系统连接传送，并完成自动打印标牌、自动取焊钉、自动取牌、自动识别目标位置并优选焊接位置等步骤完成自动焊接。

基本设计数据，环境条件及能源情况

本报价的电控系统设计及设备制造应考虑如下条件：

电源：三相五线制，AC380V±10%，50Hz±1%；

湿度：≤80%；

现场最高环境温度：50℃；

冷却水：工业净水(无腐蚀无颗粒物质)，最高温度35℃；

气源压力：0～0.5MPa。

棒材参数

棒材端面规格范围：Φ12～Φ50mm；     

年 产 量：200万吨（单线）；

定尺长度：6～15m；

捆    重：2～5t；

成捆钢材温度：≤200 ℃（热轧冷却后）

焊牌相关技术参数

一次焊接成功率：≥99.8%；

2张标牌焊接完成时间: ≤30s；

设备作业率: ≥99.8%；

视觉系统拍照成功率：100%；

自动送钉系统能力：＞10个/分钟，输出正确率＞99.5%；

钢捆支数复检准确率100%。

设备功能：

能实现标牌打印、裁切；

能实现标牌有无检测，自动标牌整理，标牌自动定位；

能实现机械手自动取牌、夹牌、退牌；

能实现棒材位置自动识别，自动标牌焊接；

能实现焊钉的自动分拣、送钉、退钉；

能实现实时监控系统的运行情况，异常情况实时报警；

能实现钢捆支数复检；

能实现机器人具备碰撞自诊断功能；

能实现机器人高温及粉尘防护功能。

其他相关要求

①焊牌位置避开断面不平、凸出或缩进的棒材；

②当一捆棒材含有凸出超过50mm的棒材成品时，应有报警信息，提醒员工处理；

③机器人区域应安装视频监控，可在中控室内观察到设备的运行过程。

④机器人忽略异常的定尺棒材或非尺，不作焊牌处理，同时有报警信息，提醒员工处理。

功能描述

现场位置安装方案

自动焊牌机器人及附属设备安装在图中所示的圆形区域,所需平面面积可控制在4.5平方米内，空间体积控制在9m³，即长2250mm，宽2000mm，高度方向控制在2000mm以内。这是螺纹钢撞齐端的固定式安装位置。另一端的安装，因考虑到螺纹钢的规格有9000mm和12000mm两种长度，请用户方提供机器人变轨移动的工作条件。

不论安装在哪端的设备，都要考虑该区域上方是否会有行车吊着重物通过，避免重物坠落，砸坏设备。为此，请用户考虑重物坠落而导致的安全问题。

• 标牌自动焊接系统

系统组成

焊牌系统主要由六轴工业机器人、视觉识别系统、焊接系统、焊钉分拣装置 、标牌打印及定位装置、安全防护系统、电气控制柜及操作控制软件部分等组成。

1. 拾取焊钉：采用六轴工业机器人为动作平台，可达到多角度自由焊接的功能，系统配备国际一线品牌机器人ABB产品。机器人由初始位置运行至焊钉分拣系统中的取钉位置，利用焊枪嘴的夹紧力，将焊钉取走，并移动到标牌上方位置，准备进行下一步标牌信息核对及自动拾取工作。

系统设置有焊钉检测单元，当取钉失败时，系统将报警，同时机器人返回取钉位置重新取钉。

2. 成品支数复检：机器人视觉识别系统扫描成品棒材的端面，对识别出的棒材端面进行打点标记，自动统计该捆棒材的支数。通过与轧线控制系统的通讯，可以接收支数报警设定值、发送支数统计结果及报警等信息。同时将复检图像传输至操作室由司磅工进行人工确认。（和3焊标位置识别同步进行）
3. 焊标位置识别：当新的工件到达指定位置并停止后，PLC控制系统发送新工件到达命令给视觉识别系统(2D)，视觉识别系统将自动进行拍照、图像采集，并自动选取合适的焊标目标螺纹钢的截面，并将目标截面的位置信息发送给机器人。（和2成品支数复检同步进行）
4. 标牌自动打印：称重完成后，称重控制系统通过以太网将称重信息、打捆支数（已复检合格）、规格信息及二维码等内容发送给标牌打印机，标牌打印机自动打印标牌，标牌打印好后，传送到标牌整理机构上，由标牌整理机构将标牌定位好，以便进行标牌信息核对及标牌的吸附（自动拾取）。
5. 标牌信息核对及自动拾取：标牌打印完毕并定位好后，由已在标牌位置上方等待的机器人对标牌二维码进行自动扫描解码，并将螺纹钢两端系统同步解码所得信息与称重控制系统的原始数据同时进行比对。确认信息准确无误后，自动拾取标牌。标牌的拾取采用真空吸盘吸附的方式完成，机器人拾取标牌后自动运行至焊标初始位置等待焊标牌命令。当标牌模糊或者两端标牌信息不一致时，则机器人发出报警信息，提醒员工处理。

当在标牌拾取过程中，出现不慎将标牌丢失的情况时，真空吸附系统将自动报警，并反馈给工控机，工控机将重新补打一张同样信息的标牌，供机器人重新取牌。

6. 自动测距：机器人根据视觉识别系统提供给的目标螺纹钢位置信息对目标进行轴向测距，测距通过激光测距仪实现，并将距离信息反馈给系统。
7. 机器人自动焊标：机器人根据视觉识别及测距获得焊标目标位置后自动运行至焊标位置，随后通电完成焊接。为保证焊接的牢固性及准确率，同时保护焊枪避免遭受接触力过大的损害，我们可以同时将力传感器集成在焊枪的后方，待焊枪与截面接触后，超过一定力值时即通电完成焊接。
8. 机器人返回原位：机器人焊标牌完毕后，释放焊钉及标牌，然后自动返回至原位（初始位），等待下一次焊接循环。同时发出焊标完成信号给收集区PLC控制系统，通知系统可以移走棒捆。PLC，选择S7-1200系列产品,预留以太网通讯接口，用于和精整自动化系统通讯，可以配合精整自动化成套商完成通讯调试。PLC柜与机器人控制柜采用供方设计一体柜，电气系统控制柜和机器人控制柜放于现场，现场设置配气箱及端子箱。
   
   

焊接效果