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机器人二维码自动贴标在2#板坯连铸机的应用

韩全军;刘新建

【摘要】国内钢铁行业智能升级是国家产业升级的发展方向.江阴兴澄特种钢铁有

限公司特板炼钢分厂通过采用智能机器人和二维码喷标技术结合,在2#板坯连铸机

对原有喷号机进行智能化升级改造,将原来喷号由铝丝喷12位码字母和数字改为二

维码标签.这是国内钢铁行业第一次应用.二维码信息量丰富,对实现坯料流转过程大

数据信息的及时传递具有现实意义.

【期刊名称】《重型机械》

【年(卷),期】2019(000)004

【总页数】4页(P13-16)

【关键词】机器人;二维码;喷号

【作者】韩全军;刘新建

【作者单位】江阴兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴214429;江阴兴澄特种钢铁有

限公司,江苏江阴214429

【正文语种】中文

【中图分类】TF777.1

0概述

江阴兴澄特钢特板炼钢分厂板坯喷号原来采用电弧喷号机[1]，信息读取及记录主

要依靠人工完成。喷号机维护成本高，经常出现故障；人工读取信息量大，劳动强

度高，无法满足信息化生产。钢铁厂整个工艺流程及未来智能化生产是国家的产业

改造方向，通过机器人应用领域、上位机数据存储、信息系统分析及记录的丰富集

成开发，利用现代化的数字标签技术，结合机器人进行自动贴标，同时对数字标签

进行自动识别，完整的将板坯相关的生产信息、物流信息、钢种批号等内容记进行

录与数据存储，确保生产信息的完整，提高产品质量追溯体系的正确性。同时减少

人工记录，使流程更加标准化、智能化、准确化、稳定化，提高生产物流的时效性，

提升钢厂的智能化水平。

1技术要求

原来标识采用电弧加热铝丝，然后通过喷号机喷头书写十二位字符。如图9所示。

从标识可以读出少量有限信息，满足一般产品质量追溯要求。原喷号系统经常出现

掉字和喷号模糊等现象[2]。

机器人二维码贴标适用于厚板(1400～2600)mm×(200～450)mm及宽板(1600～

3250)mm×(150～175)mm，允许贴标工位的时间：15～45s，贴标位置位于板

坯一侧面，距离板坯长度方向距离前端面100～150mm，各向定位误差≤±5mm，

贴标区域表面温度(400～800)℃，标签尺寸100mm×80mm(可定制)，标签信息

包含批号、炉号、钢号、规格等,表现形式:条形码、二维码与板坯号。贴标材料要

求耐高温标签(≤900℃)，标签存储时间要求至少3个月。工作环境要求干燥、清

洁压缩空气，空气压力0.4～0.6MPa，流速3.0Nm3/min，气源末端要带G1/2

内丝接口球阀。

2系统主要设备和说明

2.1设备组成

自动贴标控制系统主要包括机器人系统、标签打印系统、标签输送系统、板坯位置

定位、标签识别系统、PLC控制系统和安全护栏等组成(图1)。整个系统为以PLC

控制系统为中心，通过数据通讯及信号交接与控制，将各模块之间有机的结合在一

起，把来自MES系统的数据通过标签打印机、机器人，完整的将板坯信息记录于

数字标签，并准确的贴到板坯上。

图1贴标设备组成

2.2贴标简要流程

贴标简要流程为：铸坯一次切割——二次切割完毕子坯停止在贴标位——打印标

签同步完成——标签输送——取标签——机器人手臂除鳞头贴标部位除鳞结束—

—贴标标签确认——贴标完成坯料输送到下线辊道。

图2描述了在连铸工序具体实施示意流程。

图2板坯贴标实例

2.3设备介绍

2.3.1标签打印机

标签打印机是这套系统中的关键设备之一，如图3所示。该标签打印机为重工业

型打印机，使用的标签材料为特殊耐高温材料。主要功能是接收来自MES系统发

送的板坯物料信息，进行二维码标签打印。二维码尺寸的大小可以进行用户的需要

进行调整。尺寸主要考虑便于现场工人识别和成本兼顾。二维码打印完成后通过切

刀将二维码标签剪切成预定尺寸大小。

图3标签打印机

2.3.2标签输送机

标签输送机的主要功能是将打印出来的清晰合格标签通过传送装置移动到机器人抓

手抓取位置，如图4所示。

标签输送机的输送滑台采用伺服电机控制，通过限位装置实现将固定的标签平台精

确输送到送到机器人抓取位，同时采用摄像系统对有无标签进行检测判断。

图4标签输送机

2.3.3取贴标装置

取贴标装置如图5所示，其主要功能是机器人抓手在固定取标签位置有效成功抓

取合格标签，当板坯到喷号位置后，控