背景介紹

唐山市正豐鋼鐵有限公司，是唐山市生產(chǎn)型鋼的龍頭企業(yè)。傳統(tǒng)的型鋼碼垛區(qū)，由人工徒手對工件進行堆碼，隨著勞動力成本的不斷提高，企業(yè)決定利用機器人碼垛機對該工作區(qū)進行升級改造，以減少工人數(shù)量，節(jié)約勞動成本。

項目目標(biāo):

1

型鋼根據(jù)預(yù)設(shè)垛型，自動計數(shù)分組，無需人工干預(yù)。
2

型鋼自動碼垛，機器人根據(jù)預(yù)設(shè)垛型自動對分組好的型鋼進行堆碼。
3

3.堆碼后的成品根據(jù)下游打捆機的要鋼信號自動輸送。

解決方案

為實現(xiàn)上述目標(biāo)，企業(yè)選擇了西門子S7-1500自動化系統(tǒng)配合Sinamics DCM直流調(diào)速系統(tǒng)的綜合解決方案。

為實現(xiàn)上述目標(biāo)，我司獨立設(shè)計并制造了800KG型鋼碼垛機器人，并采用倍福公司CX2030控制器，TWINCAT2.0 運動控制控制平臺，制作了與機器人配套的機器人運動控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)配置

1.CX2030作為主PLC 負(fù)責(zé)控制16臺伺服電機，根據(jù)預(yù)設(shè)的拾取坐標(biāo)、放置坐標(biāo)，進行軌跡規(guī)劃運算，并將運算結(jié)果利用逆解算法生成單臺伺服電機的設(shè)定位置，利用ETHERCAT通訊協(xié)議將設(shè)定位置以1ms周期高速的發(fā)送給伺服驅(qū)動器。

2.匯川SV660N伺服控制系統(tǒng)，采用高精度23bit絕對值編碼器，位置環(huán)速度環(huán)最小運算周期125μs,電機最大300%過載能力，能保證伺服電機對位置指令進行高速響應(yīng)。

3.設(shè)備采用觸摸屏+上位機雙人機操作界面，在設(shè)備機旁有觸摸屏及操作箱對設(shè)備進行操作，同時在后臺配備上位機1臺，采用西門子WINCC軟件，可對整個系統(tǒng)進行更復(fù)雜的控制及診斷。

Solution

實施步驟

現(xiàn)場調(diào)研對現(xiàn)有生產(chǎn)線的工藝流程、設(shè)備狀態(tài)和控制要求進行全面了解。
機械方案設(shè)計
根據(jù)用戶生產(chǎn)品種規(guī)格，制定機器人設(shè)計負(fù)載目標(biāo)為800KG，同時結(jié)合工作區(qū)域的大小，確定機器人1軸2軸臂展為1250mm、1394mm。
電機方案設(shè)計
3.根據(jù)機器人設(shè)計規(guī)范，確定采用匯川品牌SV660N系列高端系列伺服電機。
自動化方案設(shè)計通過對供應(yīng)商方案的不斷比較，最后確定采用德國倍福公司的CX2030高端控制器和TWINCAT2.0運動控制軟件平臺。
程序開發(fā)
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，開發(fā)PLC控制程序和HMI操作界面。
系統(tǒng)調(diào)試
6.在設(shè)備安裝完成后，進行系統(tǒng)調(diào)試，確保控制邏輯的正確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
培訓(xùn)與交付
7.對操作人員進行系統(tǒng)操作和維護的培訓(xùn)，并將改造后的生產(chǎn)線交付使用。

項目成果

總結(jié):

唐山正豐鋼鐵公司型鋼碼垛區(qū)的本次設(shè)備升級改造取得了成功，不僅提高了生產(chǎn)效率，減少了工人數(shù)量，降低了工人勞動強度，還使得打包質(zhì)量較過去有所提高，使產(chǎn)品更具競爭力，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

01.

生產(chǎn)線實現(xiàn)了全自動化控制，大幅減少工人數(shù)量，大幅降低工人勞動強度。
02.

通過不斷完善使包型質(zhì)量比過去更為整齊。
03.

能適應(yīng)不同類型的型鋼，包括等邊角鋼（3號-12.5號），不等邊角鋼（40*25-140*90），槽鋼(5-20號)，工字鋼（10-20號）。