棒线自动焊牌机器人

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。

产品描述

在国内钢铁企业的实际生产中,棒材(包含中棒、小棒、螺纹钢)和高线产品在打捆后的标识工序,目前仍依赖人工操作。具体而言,工人在工作室完成标牌打印后,需专人将其送往焊牌工序段。当产品打捆完毕并到达指定位置(或冷床)时,又要有操作工人取标牌、拿焊钉,再手持焊枪进行焊接。

参照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实现板卷自动喷号的成功经验,人工焊接标牌存在诸多弊端。其一,现场工作环境恶劣,存在高温、粉尘和噪音污染,对工人的身体健康有一定影响;其二,人工成本居高不下,且焊接效率较低,难以满足大规模生产需求;其三,自动化程度低,物料(标牌、焊钉和焊枪)的使用缺乏规范性,导致浪费现象严重。此外,随着国家大力推行新旧动能转换以及工业信息化和自动化战略,传统的人工焊接方式已难以适应产业发展的新要求。

为解决上述问题,我们推出的这款设备融合了机器人技术与计算机图像技术,通过与在线MES系统连接传输数据,能够自动完成标牌打印、焊钉及标牌的取用、目标位置的识别与优选焊接等一系列操作,实现高效、精准的自动焊接。

基本设计数据、环境条件及能源情况:

  • 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%。
焊牌机器人

设备功能亮点

  • 标牌处理功能:实现标牌的打印、裁切,以及标牌有无检测、自动整理和定位。
  • 机械手操作功能:机械手可自动取牌、夹牌、退牌,确保操作的精准性和高效性。
  • 棒材识别与焊接功能:能够自动识别棒材位置,并完成标牌的自动焊接。
  • 焊钉处理功能:实现焊钉的自动分拣、送钉和退钉,保障焊接过程的顺利进行。
  • 监控与报警功能:可实时监控系统运行情况,一旦出现异常,立即实时报警;同时具备钢捆支数复检功能,以及机器人碰撞自诊断和高温、粉尘防护功能。

其他相关要求

  • 焊牌位置优化:焊牌位置避开断面不平、凸出或缩进的棒材,确保焊接质量。
  • 异常棒材报警:当一捆棒材含有凸出超过50mm的棒材成品时,系统会发出报警信息,提醒员工及时处理。
  • 视频监控设置:机器人区域安装视频监控,方便在中控室内观察设备运行过程。
  • 异常棒材处理:机器人会忽略异常的定尺棒材或非尺棒材,不作焊牌处理,并发出报警信息,提醒员工处理。
 

标牌自动焊接系统组成及工作流程

  • 系统组成:焊牌系统主要由六轴工业机器人(采用国际一线品牌ABB产品)、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。
  • 拾取焊钉:六轴工业机器人作为动作平台,可多角度自由焊接。机器人从初始位置运行至焊钉分拣系统的取钉位置,利用焊枪嘴的夹紧力取走焊钉,并移动到标牌上方准备下一步操作。系统设有焊钉检测单元,取钉失败时会报警,机器人返回重新取钉。
  • 成品支数复检:机器人视觉识别系统扫描棒材端面,打点标记并自动统计支数。通过与轧线控制系统通讯,接收设定值、发送统计结果及报警信息,同时将复检图像传输至操作室供司磅工确认(与焊标位置识别同步进行)。
  • 焊标位置识别:新工件到达指定位置停止后,PLC控制系统发送命令给视觉识别系统(2D),系统拍照、采集图像,选取合适的焊标目标螺纹钢截面,并将位置信息发送给机器人(与成品支数复检同步进行)。
  • 标牌自动打印:称重完成后,称重控制系统通过以太网将相关信息发送给标牌打印机,打印机自动打印标牌并传送到整理机构定位,以便后续核对和吸附(自动拾取)。
  • 标牌信息核对及自动拾取:标牌打印并定位好后,机器人扫描解码标牌二维码,将两端信息与称重控制系统原始数据比对,确认无误后自动拾取标牌(采用真空吸盘吸附方式)。若标牌模糊或信息不一致,机器人报警,提醒员工处理;若取牌过程中标牌丢失,真空吸附系统报警并反馈给工控机,工控机补打标牌供机器人重新取牌。
  • 自动测距:机器人根据视觉识别系统提供的目标位置信息,通过激光测距仪对目标进行轴向测距,并将距离信息反馈给系统。
  • 机器人自动焊标:机器人根据测距和视觉识别获得的目标位置,自动运行至焊标位置通电焊接。为保证焊接质量和焊枪安全,可在焊枪后方集成力传感器,超过一定力值时通电完成焊接。
  • 机器人返回原位:焊标完成后,机器人释放焊钉及标牌,返回原位(初始位),等待下一次焊接循环,并向收集区PLC控制系统发出焊标完成信号,通知移走棒捆。PLC选用S7 – 1200系列产品,预留以太网通讯接口与精整自动化系统通讯,电气系统控制柜和机器人控制柜放于现场,设置配气箱及端子箱。

焊接效果

经过严格的测试和优化,本设备的焊接效果显著。一次焊接成功率高,可达99.8%以上,焊接牢固且准确,有效保障了生产质量。同时,通过先进的视觉识别和测距技术,确保了焊接位置的精准定位,进一步提升了焊接质量

效率提升 价值创造:

聚焦生产线少人化、无人化,提供各类工业机器人设备、解决方案。聚焦于钢铁生产的全流程,并持续提供机器人应用及整体解决方案。基于工业大数据,降低运营成本、提高运营效率,帮助制造业企业实现模式转型,获得可持续竞争力。