CN112846523A - 一种自动打印焊接标牌装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，包括，打印系统，包括工作台、设置在工作台上方的激光打标机和打标机自动上下料系统；焊接系统，包括焊接机器人、与所述焊接机器人连接的焊接抓手，所述焊接机器人一侧设置有输送线，所述输送线侧面设置有3D视觉识别系统，所述工作台上还设置有振动出料盘；以及，控制系统，包括机器人控制系统、PLC控制系统；以自动化打印焊接标牌代替人工喷码，满足在钢板侧面多种边部形态下进行钢板侧面标识的需求，自动化控制、识别以及存储，大大提高生产效率，节约生产成本和劳动力，同时方便后期库存管理。

Description

一种自动打印焊接标牌装置及控制系统
技术领域
本发明涉及中厚板侧面标识技术领域，特别是，涉及一种自动打印焊接标牌装置及控制系统。
背景技术
随着中厚板带生产中，侧喷设备的应用，给中厚板带库房管理、信息核对带来极大便利，但现有侧喷方式和设备，在使用中受到诸多因素限制，例如：粘贴侧边贴纸方式容易掉落、粘贴时容易被钢板边部割伤手等；直接喷印时，温度限制(300℃以上时侧喷设备不能进行侧喷)、规格和边缘状态限制(部份薄规格毛边板喷印效果不理想，不能实现扫码识别)等。如何在不影响当前工序生产节奏的前提下，满足多种边部形态(未切割的毛边板边部是不规则形状,例如：双鼓、单鼓、斜边、切边)、产品规格、更广温度使用范围、标识的内容字体清晰、完整，不易掉落，成为提升库房管理、生产追溯、质量管控的制约因素。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的侧喷效率低、质量层次不齐的缺陷，从而提供一种自动打印焊接标牌装置及控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，包括，打印系统，包括工作台、设置在工作台上方的激光打标机和打标机自动上下料系统；焊接系统，包括焊接机器人、与所述焊接机器人连接的焊接抓手，所述焊接机器人一侧设置有输送线，所述输送线侧面设置有3D视觉识别系统，所述工作台上还设置有振动出料盘；以及，控制系统，包括机器人控制系统、PLC控制系统。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述工作台和焊接机器人设置在3×4m的场地内，所述场地外侧设置有防护栏，所述机器人控制系统、PLC控制系统设置在防护栏外侧。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述打标机自动上下料系统用以自动取出不锈钢标牌置于所述激光打标机下方。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述激光打标机对不锈钢标牌进行喷码打印，所述喷码包括二维码，用以识别记录进行对应。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述焊接系统还包括螺柱焊机，所述螺柱焊机包括螺柱焊枪，所述螺柱焊枪与焊接抓手配合使用。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述输送线上设置有中厚板，所述3D视觉识别系统与所述PLC控制系统电连接，用以控制输送线输送中厚板至焊接机器人焊接位置。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：还包括录像系统，包括摄像监控、显示器、录像机，所述摄像监控、显示器、录像机电连接。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述机器人控制系统控制器型号为KRC4，所述机器人控制系统与焊接机器人电连接。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述PLC控制系统与所述激光打标机、自动上下料系统、输送线、3D视觉识别系统电连接。
作为本发明所述一种自动打印焊接标牌装置及控制系统的一种优选方案，其中：所述机器人控制系统与所述PLC控制系统设置在防护箱体中。
本发明的有益效果：以自动化打印焊接标牌代替人工喷码，满足在钢板侧面多种边部形态下进行钢板侧面标识的需求，自动化控制、识别以及存储，大大提高生产效率，节约生产成本和劳动力，同时方便后期库存管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明提供的自动打印焊接标牌装置及控制系统整体结构示意图；
图2为本发明提供的自动打印焊接标牌装置及控制系统局部放大图；
图3为本发明提供的自动打印焊接标牌装置及控制系统的系统结构图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本实施例提供了一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，如图1-3所示，包括，
打印系统100，包括工作台101、设置在工作台上方的激光打标机101和打标机自动上下料系统102；焊接系统200，包括焊接机器人201、与焊接机器人201连接的焊接抓手202，焊接机器人201一侧设置有输送线203，输送线203侧面设置有3D视觉识别系统204，工作台101上还设置有振动出料盘205；以及，控制系统300，包括机器人控制系统301、PLC控制系统302。
工作台101和焊接机器人201设置在3×4m的场地内，场地外侧设置有防护栏401，机器人控制系统301、PLC控制系统302设置在防护栏401外侧。打标机自动上下料系统102用以自动取出不锈钢标牌置于激光打标机101下方。激光打标机101对不锈钢标牌进行喷码打印，喷码包括二维码，用以识别记录进行对应。焊接系统200还包括螺柱焊机206，螺柱焊机206包括螺柱焊枪206a，螺柱焊枪206a与焊接抓手202配合使用。输送线203上设置有中厚板，3D视觉识别系统204与PLC控制系统302电连接，用以控制输送线203输送中厚板至焊接机器人201焊接位置。
焊接机器人201选用德国KUKA六轴工业机器人，型号为KR20 R1810，机器人控制系统301控制器型号为KRC4，机器人配备机器人示教器，型号为KUKAsmartPAD；焊接抓手202定制，采用气缸控制抓手夹紧标牌、焊钉，动作简单，夹紧可靠；螺柱焊机206电源采用型号为BS310，配置焊枪206a型号为标配HP-TSK310，选配HP-TSG310；振动出料盘205用于输出焊接螺钉，方便焊接机器人201进行抓取；3D视觉识别系统204采用激光识别，激光等级为Class2，工作距离在600-1000mm，测量精度为±0.4mm，扫描时间为3s；激光打标机101为定制产品，用于在不锈钢标牌上进行喷涂和激光打印，字迹清晰，可以喷绘二维码，更加方便库存管理；打标机自动上下料系统102用于将人工堆叠好的不锈钢标牌取出，在激光打标机101需要打标时，放置到激光打标的位置，完成打标后，抓取放置在焊接机器人201取料的区域；
整体工作流程为：人工将不锈钢标牌码好，放置到打标机自动上下料系统102指定位置，打标机自动上下料系统102从料盒中取料，放置到打标位置，激光打标机101进行打标，打标完成后，打标机自动上下料系统102将不锈钢标牌放置到待抓取位置，等待焊接机器人201取料；当3D视觉识别系统204识别到中厚板在输送线203上移动至需要焊接不锈钢标牌的位置时，焊接机器人201进行抓取以及打印完成的不锈钢标牌，然后通过焊接抓手202控制螺柱焊枪206a，对标牌与中厚板进行自动焊接，焊接完成后，输送线将中厚板进行输送，人工将其取下放置库存。
本发明的有益效果为：提高生产效率，不影响现有生产节奏，钢板在该装置停留时间≤8S；在该系统接收到中板2.5级发来的信息数据后，焊牌刻印的时间≤8S；适用中板厂目前厚度为8mm以上的所有产品规格，所有产品边部形态。当出现边部形态无法焊牌的情况下，系统报警通知人工处理；拥有更广温度使用范围，易识别、准确率高，标识的内容字体清晰、完整，焊牌标识的准确率99％，手机APP(或扫码设备)扫码识别准确率99％，识别速度低于2S，回传中板在用手机库房APP响应时间低于2S；减轻劳动强度，减少人工出错概率，提高作业标准化，减少作业人员劳动强度，解决人工标识操作失误造成的标识错误问题，减少因标识错误产生的质量异议，降低生产成本；牌焊接牢固，不使用工具人力无法分离，脱焊率0％；设备的运行稳定、可靠，故障率低，易于维修维护；不会影响产品质量，系统焊接标识作业后的钢板不应发生物理和化学性能的变化，提升了库房管理、生产追溯、质量管控的信息化水平。
实施例2
本实施例不同于上一个实施例的是，如图1-3所示，
还包括录像系统500，包括摄像监控501、显示器502、录像机503，摄像监控501、显示器502、录像机503电连接；摄像监控501一路摄像，带录像功能能够储存2～3个月录像，对整个工作流程进行录像记录。机器人控制系统301控制器型号为KRC4，机器人控制系统301与焊接机器人201电连接。PLC控制系统302与激光打标机101、自动上下料系统102、输送线203、3D视觉识别系统204电连接；机器人控制系统301与PLC控制系统302设置在防护箱体中。
PLC控制系统302选用西门子(S7-1500系列PLC)，编码器采用库伯勒或相同等级的产品，用于系统总控，整体安全检测，通过Profinet以太网总线与机器人系统通讯，通过Profinet以太网总线与辊道PLC进行通讯，通过TCP/IP与中板L2.5级进行数据的通讯。控制系统具有手动和自动控制功能，电气设计符合国家标准GB/T5225.1-2002《机械安全工业电气部分第一部分通用技术条件》。机器人焊牌位的辊道的控制与机器人系统交互，机器人系统与辊道控制PLC通过Profinet以太网通信，获取辊道的速度，读取和控制辊道的启、停等信号。机器人控制系统301与PLC控制系统302设置在防护箱体中，机器人系统产生的辐射、电磁等干扰控制在一定范围内，不会影响周边10米范围外的所有仪器、仪表及检测设备的正常运行。
控制系统采用PLC作为主控单元配合总线通讯控制，采用彩色触摸屏作为人机界面；设置有紧急停止开关，在紧急的情况下能立即停止设备的任何工作；主控制柜采用工业控制机柜，全密封，带风扇循环冷却、机柜内带照明；采用带漏电保护的开关启动控制电源；采用带漏电保护的开关启动控制电源控制柜内线路具耐油性，有线号套管，接地标志等，方便维修；控制柜与各工序设备、焊接电源和传输线之间采用标准的线槽盒进行连接，规范整洁；控制回路到各控制单元供电电源采用隔离变压器，PLC输出/输出全部采用中间继电器；给定和反馈回路采用隔离抗干扰处理；电气设计符合国家标准GB/T5225.1-2002《机械安全工业电气部分第一部分通用技术条件》
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：包括，
打印系统(100)，包括工作台(101)、设置在工作台上方的激光打标机(101)和打标机自动上下料系统(102)；
焊接系统(200)，包括焊接机器人(201)、与所述焊接机器人(201)连接的焊接抓手(202)，所述焊接机器人(201)一侧设置有输送线(203)，所述输送线(203)侧面设置有3D视觉识别系统(204)，所述工作台(101)上还设置有振动出料盘(205)；以及，
控制系统(300)，包括机器人控制系统(301)、PLC控制系统(302)。
2.根据权利要求1所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述工作台(101)和焊接机器人(201)设置在3×4m的场地内，所述场地外侧设置有防护栏(401)，所述机器人控制系统(301)、PLC控制系统(302)设置在防护栏(401)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述打标机自动上下料系统(102)用以自动取出不锈钢标牌置于所述激光打标机(101)下方。
4.根据权利要求3所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述激光打标机(101)对不锈钢标牌进行喷码打印，所述喷码包括二维码，用以识别记录进行对应。
5.根据权利要求4所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述焊接系统(200)还包括螺柱焊机(206)，所述螺柱焊机(206)包括螺柱焊枪(206a)，所述螺柱焊枪(206a)与焊接抓手(202)配合使用。
6.根据权利要求5所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述输送线(203)上设置有中厚板，所述3D视觉识别系统(204)与所述PLC控制系统(302)电连接，用以控制输送线(203)输送中厚板至焊接机器人(201)焊接位置。
7.根据权利要求1或6任一所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：还包括录像系统(500)，包括摄像监控(501)、显示器(502)、录像机(503)，所述摄像监控(501)、显示器(502)、录像机(503)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述机器人控制系统(301)控制器型号为KRC4，所述机器人控制系统(301)与焊接机器人(201)电连接。
9.根据权利要求8所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述PLC控制系统(302)与所述激光打标机(101)、自动上下料系统(102)、输送线(203)、3D视觉识别系统(204)电连接。
10.根据权利要求1或9任一所述的一种自动打印焊接标牌装置及控制系统，其特征在于：所述机器人控制系统(301)与所述PLC控制系统(302)设置在防护箱体中。
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