一种棒材智能化精整作业系统技术方案

本发明专利技术涉及棒材轧制领域，提供了一种棒材智能化精整作业系统，主要包含以下装备：在其上料桁架机器人Y轴正方向依次布置拆捆机器人、上料台及矫直机入口辊道，上料台的X轴正方向布置喷码机器人；矫直机的X轴正方向依次布置出口辊道及直线度检测装置；出口辊道Y轴负方向布置收集装置；直线度检测装置后辊道Y轴正方向布置收集装置，Y轴负方向依次布置倒棱机；通过传输通到调整后X轴正方向方布置抛丸机；与探伤机在Y轴正方向并联布置修磨机器人及修磨机；探伤机后辊道的Y轴正方向布置收集装置，Y轴负方向布置刷漆机器人；X轴正方向布置贴标机器人，Y轴正方向布置收集台及成品取放桁架机器人。

【技术实现步骤摘要】
一种棒材智能化精整作业系统
本专利技术涉及棒材轧制
，特别涉及一种棒材智能化精整作业系统。
技术介绍
棒材作为轧制行业的重要产品之一，其生产质量直接反应了一个国家的经济发展水平。以往棒材精整作业线依靠大量的人工协助作业，不仅效率低下，而且工艺调整依赖人工经验，造成大量产品不合格。与此同时，精整作业线危险系数高，严重威胁工人生命安全。所以，企业为了保持高效、高质量生产，对棒材精整作业线的数据化、智能化、去人工化提出了更高的要求。因此，为了解决现有技术中的问题，需要一种棒材智能化精整作业生产线，应用完善的、高数据化的工艺流程及先进的、高智能化的设备替代人工。
技术实现思路
为了解决现有棒材精整作业线智能化水平低，高效、高质量生产不达标，人工劳作频繁等问题，本专利技术提出了一种棒材智能化精整作业生产线，依次布置如下设备：以上上料桁架机器人1为原点，在其Y轴正方向依次布置拆捆机器人2、上料台3及矫直机5入口辊道，上料台3的X轴正方向布置喷码机器人4；矫直机5的X轴正方向依次布置出口辊道及直线度检测装置7；出口辊道Y轴负方向布置收集装置6；直线度检测装置7后辊道Y轴正方向布置收集装置8，Y轴负方向依次布置倒棱机9、倒棱质量检测装置10；通过传输通到调整后X轴正方向方布置抛丸机11、探伤样棒取放机器人12、探伤机13；与探伤机13在Y轴正方向并联布置修磨机器人14及修磨机15；探伤机13后辊道的Y轴正方向布置收集装置16，Y轴负方向布置刷漆机器人17；随后在X轴正方向布置打捆机器人18及称重装置19；在称重装置19的Y轴负方向布置称重标定块取放机器人20，X轴正方向布置贴标机器人21，Y轴正方向布置收集台22及成品取放桁架机器人23。依靠上述装备及布置方式完成如下工艺流程：以棒材为参考物，上料机器人1为原点，所有机器人及设备信号互通，未接受到运行信号时，设备及机器人待运行，轨道X轴传输速度为vx，Y轴传输速度为vy，其中Y轴传送速度由矫直速度决定，各设备间总传送时间与设备间，棒材X、Y轴行程相关，第i及i+1设备间总时长记为Ti-i+1。棒材首先通过上料桁架机器人1将成捆稳定棒材放置于“U”型槽内，单次调运循环周期T1；到达指定位置后拆捆机器人2接受信号进行拆捆，单道次拆捆时间为t2，产线可布置2台拆捆机器人同时工作，总拆捆时间与绑丝道数相关，即绑丝为偶数时，总拆捆时间为绑丝为奇数时，一次拆捆至下一次拆捆时间为Tw2为拆捆机器人等待时长；拨料装置将棒材散落在上料台3上，散落时长为T3，此时上料机器人1接受信号，进行下一次上料；上料台3上棒材静止，喷码机器人4接受控制系统信号依次对单根棒材进行喷码，单根喷码时间t3，总喷码耗时T4＝t4·n+Tw4，其中n为棒材根数，Tw4为喷码机器人等待时长，满足T4＜T1。该编码用于棒材精整过程的信息追溯。棒材通过上料台3的拨料装置转送至矫直机5的入口辊道，拨料间隔时长为Tb，满足T4＜Tb·n＜T1，最终Tw2及Tw4时长由Tb确定；入口辊道长度Lx2及出口辊道长度Lx2均大于等于棒材长度L，矫直机长度为LJ，棒材具体矫直速度v5与棒材直径及初始挠度相关，入口及出口辊道传送速度需与矫直速度一致，即矫直所用总时长为T5＝(Lx1+LJ+Lx2)/v5，且满足Tb≥T5，所以最终Tw2、Tw4、Tb由矫直速度v5确定。矫后棒材可进行两个方向分流，方向一适用客户要求只进行矫直工序后转运至收集装置6，该工序流程后续设备及机器人关闭；方向二棒材沿辊道到达指定位置，直线度检测装置7接受控制信号检测直线度信息，检测速度v7等于v5，总时长为T7＝v7·L，检测信息实时反馈给矫直机控制平台进行工艺参数在线调整，矫直质量不达标的棒材转运至收集装置8，收集装置8棒材达到额定重量后，通过天车将棒材转运至上料台3进行二次矫直，期间上游工序接受控制信号停止工作。符合直线度要求的棒材通过传送辊道送入倒棱机9，首先将不同规格和长度的棒料同时输送至对齐挡板，进行端部对齐，以便顺利实现倒棱倒棱时长根据棒材规格确定，对齐时间为t9q，随后对不同规格和长度的棒材进行浮动倒棱处理，倒棱时长为t9d，所以总倒棱间隔时长为T9＝t9q+t9d+tw9＝Tb，tw9为等待间隙时间；随后利用直线度检测装置10进行直线度检测，检测时间T10远小于倒棱时长。随后棒材通过X-Y-X轴转运至抛丸机11进行抛丸处理，转运总时长为L10-11；抛丸速度v11＝v5，总时长L11＝v11·L。随后，棒材进入探伤机13进行表面及内部探伤，探伤速度v13＝v5，单根探伤时长T13＝v13·L；对于存在内部缺陷及表面缺陷较多难以修复的棒材传送至收集装置16，该装置设置两个“U”槽分别对内部及表面缺陷棒材进行分类收集，达到额定重量后转运；对于表面缺陷较少的棒材采用修磨机器人14进行局部修磨，单根平均修磨时间T14；表面缺陷较多的棒材利用修磨机15进行整体修磨，单根修磨时间T15；修磨机器人14可与修磨机15同时运行，分别在其出口测安装位置检测装置，任一出口侧检测到棒材，另一台修磨设备停止运行，同时抛丸机11前Y轴辊道传送速度降低，抛丸机停止，待棒材在抛丸机11、修磨气人14及抛丸机15交汇位置检测到棒材通过以后，另一台修磨设备开始运行，前置设备恢复正常运行速度。修磨后棒材再通过辊道传送再次进入探伤机13进行探伤，两次修磨不合格的棒材转运至收集装置16；质量达标的棒材通过辊道输送至指定位置，利用刷漆机器人17进行端部刷漆，单次喷漆周期T17，刷漆完成后控制系统接受信号，进入下一个工序；探伤机13每隔八小时应用探伤样棒取放机器人12抓取样棒放入轨道后传送至探伤机13进行标定，标定结束后再抓取样棒放回原位，标定过程上游设备停止运行，每隔2-4小时标定一次，标定期间上游工序体质工作，标定时长T12；精整工艺结束后棒材被收集至“U”形辊道，达到额定根数h后转运至指定位置，打捆机器人18对棒材进行打捆，双绕单道次打捆时间t18，产线布置两台打捆机器人同时打捆，打捆总时长当打捆绑丝为偶数时T18＝0.5·t18·k，打捆绑丝为奇数时T18＝[0.5(k-1)+1]·t18，其中k为打捆绑丝数量，这里打捆根数h应满足随后转运至称重装置19称重，称重时长T19，称重装置每个8小时采用重标定块取放机器人20对称重装置进行标定，标定时长T20，标定过程前序工艺停止运行；随后转运至达贴标工位，控制系统给机器人贴标信号，贴标机器人系统从总线获得标签信息，标签打印机进行打印，贴标机器人21进行贴标，单根贴标时间T21；贴标完成后转运至收集台22；成品取放桁架机器人23对成捆棒材进行转运，转运周期T23。单根棒材生产间隙与棒材规格相关，整个精整过程中，棒材转运采用激光限位器进行位置追踪，各设备及工业机器人信息互联，实现智能化协同运作。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1是棒材精整作业线工艺流程及设备布置图。...

【技术保护点】
1.一种棒材智能化精整作业系统，包括依次布置如下装备：以上上料桁架机器人为原点，在其Y轴正方向依次布置拆捆机器人、上料台及矫直机入口辊道，上料台的X轴正方向布置喷码机器人；矫直机的X轴正方向依次布置出口辊道及直线度检测装置；出口辊道Y轴负方向布置收集装置；直线度检测装置后辊道Y轴正方向布置收集装置，Y轴负方向依次布置倒棱机、倒棱质量检测装置；通过传输通到调整后X轴正方向方布置抛丸机、探伤样棒取放机器人、探伤机；与探伤机在Y轴正方向并联布置修磨机器人及修磨机；探伤机后辊道的Y轴正方向布置收集装置，Y轴负方向布置刷漆机器人；随后在X轴正方向布置打捆机器人及称重装置；在称重装置的Y轴负方向布置称重标定块取放机器人，X轴正方向布置贴标机器人，Y轴正方向布置收集台及成品取放桁架机器人；矫直、倒棱、抛丸、探伤、修磨等关键工位前设置编码识别装置，提供位置并给检测信号，进行物料识别；矫直机、倒棱机能够接受质量检测信号，实现在线调整。所有工艺参数及检测信息同步存储到二级模型，实现信息互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种棒材智能化精整作业系统，包括依次布置如下装备：以上上料桁架机器人为原点，在其Y轴正方向依次布置拆捆机器人、上料台及矫直机入口辊道，上料台的X轴正方向布置喷码机器人；矫直机的X轴正方向依次布置出口辊道及直线度检测装置；出口辊道Y轴负方向布置收集装置；直线度检测装置后辊道Y轴正方向布置收集装置，Y轴负方向依次布置倒棱机、倒棱质量检测装置；通过传输通到调整后X轴正方向方布置抛丸机、探伤样棒取放机器人、探伤机；与探伤机在Y轴正方向并联布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬小峰，马立峰，黄永建，张麟，马立东，马自勇，
申请(专利权)人：太原科技大学，石家庄钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14