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浅谈轧钢生产线智能化改造与维护徐沈平

发布时间：2021-10-17T09:08:49.709Z来源：《基层建设》2021年第16期作者：徐沈平

[导读]我国制定的《中国制造2025》中，强调了制造业未来的发展趋势，制造业需要转型，智能化是一个重要的动力点和关键点，它不仅

使得生产线生产效率得到大幅度提高，而且还让操作人员有更多的精力查看工序产品质量，确保产品质量

江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴214400

摘要：我国制定的《中国制造2025》中，强调了制造业未来的发展趋势，制造业需要转型，智能化是一个重要的动力点和关键点，它

不仅使得生产线生产效率得到大幅度提高，而且还让操作人员有更多的精力查看工序产品质量，确保产品质量。本文主要讲述了轧钢生产

线相关的智能化改造，同时也分享了本人作为电气工程师在生产线智能化改造中的一些心得，请同行多多指导。

关键词：智能化、轧钢生产线、自动化

1智能化改造背景

此次改造的对象是一条轧钢生产线，是公司第一期项目中的生产线，已经投产近20年时间，主要的改造项目为智能化轧机装配、智能

化火焰清理、智能化钢坯下线。智能化轧机装配主要使用机械手完成对轧机装配。智能化火焰清理主要使用视觉识别系统判断火焰清理预

热、清理过程中是否达标。智能化钢坯下线主要利用智能打标完成物料的跟踪和下线。通过以上的智能化改造，（1）使得生产线生产效率

得到了提高，操作人员有更多的时间在现场对轧制钢坯问题进行查看和处理，提高钢坯质量现场查看率，有效防止了轧制钢坯质量的批量

事故。（2）减少物料事故，通过打标系统和人工物料流转卡两种物料确认，使得物料跟踪得到了保证。（3）智能化轧机装配，实现了步

序式装配和恒定扭力式装配，弥补了人工装配中不足，确保了装配到位。（4）火焰清理视觉识别系统使得操作人员能够在清理过程中通过

曝光度的改变，直接查看到清理效果，从而及时发现问题进行处理，确保钢坯火焰清理工艺执行。

2智能化轧机装配项目

智能化轧机装配项目，该项目主要是通过机械手辅助完成固定螺丝的装配，首先需要在机械手范围内完成对工作区域坐标系的建立，

把机械手作为坐标的原点，每一颗螺母放置在工作台上，通过测量确定坐标，然后对每一次动作后拿螺母的顺序进行编辑，对步骤中需要

的扭矩进行设定，完成后对动作进行测试。对轧机实体进行数学模型转换，建立各个部分固定处模型坐标，在后台程序中使用C语言对机械

手动作抓举、切换等动作进行封装，并且机械手达到相关坐标后进行动作的调用，达到相关的操作。

3智能化火焰清理项目

智能化火焰清理机项目主要涉及到以下几个方面：钢坯进入火焰清理机自动化交互、钢坯预热成功率视觉判断、钢坯火焰清理机卡钢

检测。由于火焰清理机是单独体，其配套辊道要与生产线辊道进行交互，使得钢坯能够成功进入到火焰清理机生产工艺环节，智能化项目

实施后，火焰清理机岗位将被其他岗位人员合并，全程自动程序控制，当发生异常情况下烧嘴会自动弹开，防止在钢坯同一位置切割造成

的钢坯切断问题。主要自动动作流程中，需要对钢坯预热成功进行判断，在火焰清理机头部安装了两部超高清摄像头，对钢坯的预热环节

进行判断，通过对曝光度的调整，配合现场实际情况，让操作人员进行目视化识别，识别后在后台对视频中每帧图片进行处理，识别判断

预热过程中产生的拉丝和熔池情况，用C语言编辑按照矩阵方式对摄像机反馈回来的图片进行曝光度的采集，并且根据现场实际进行阀值的

设定，当框选区域内超过阀值数量占据总数的90%以上判断预热成功，火焰清理机将进入到下一个清理环节。清理环节的判断是通过对采

集照片的拼接，也是通过曝光度进行整体的判断，当判断9阶矩阵中，曝光度没有达到要求，则判断清理不良，提出报警，现场人员对现场

钢坯进行目视化判断和检查，确保生产线火焰清理工序的执行。

4智能化钢坯下线项目

智能化钢坯下线项目主要组成部分为：钢坯自动位置判断、钢坯标识自动打印、钢坯冷床自动分选与下线。钢坯标识自动打印，配套

着物料三级机使用，当上游工序完成信息的录入后，在三级机中形成了物料信息表，在剪锯区操作人员根据定尺长度进行钢坯剪切或者锯

切段数的确定，然后发送给下线区域，下线人员对同一批次的第一根钢坯进行人工确认，按下确认按钮后，进行智能化下线操作，钢坯在

辊道上停止后，上冷床装置进行运行，把钢坯运送到打标冷床第一个齿条上，齿条上有光栅检测元件，检测后反馈给智能打标机，随着打

标冷床的运行，打标机开始堆栈信号偏移，把剪锯区发送的钢坯信息在钢坯头部进行打印，打印信息为生产批次、钢种、支数信息。打印

完毕后发送打印完成信号，打标冷