【背景与需求】

钢铁业棒线材产线生产的成品热轧棒线材需要在棒材单端或双端进行焊标牌，高线产线生产的成品热轧盘条需要在内外圈悬挂标牌，传统焊、挂标牌是人工进行点焊或别挂方式，上述操作过程中人员需要近距离（约20-30厘米）在70-300℃的高温钢卷上进行焊、挂牌，且要求标牌信息准确清晰，不能出现物牌不对应问题，工作环境恶略，高温粉尘等对人健康伤害大，要求人员精力集中，劳动强度高，三班操作岗位设置多，安全存在隐患。在国内 2017年以前上的全自动棒线材生产线，由于受限于时代技术局限性，国内无论是进口或国产全自动棒线材生产线，此道工序均为人工环节。由首自信公司设计开发完成的自动焊、挂牌机器人，满足了棒线材生产时焊挂牌的要求， 可以实现单端焊双牌，针对不同长度的钢材，还可实现钢材两端标牌的焊接。整个流程紧凑，识别准确，成功率高，保证标牌的焊、挂接质量。

【产品介绍】

产品简介：

首自信公司自主研发的自动焊、挂牌机器人，解决3D岗位问题，自动焊、挂牌机器人是将机器人、机器视觉、机械、控制、智能传感和网络通讯等技术充分融合，形成的一套应用于棒线材焊接或悬挂标牌工作岗位的智能设备。该设备利用视觉识别技术，对棒材进行自动分捆、计数、焊接端面位置识别，对线卷端面拍照识别打包线位置，通过取钉（制钩）、标牌打印、取标、标牌焊、挂接及焊、挂接质量复核等作业，完成整个标牌焊、挂接过程。该产品由传统标准件和自研件构成，标准件如工业机器人本体和PLC控制器等，自研件是完场专项任务的灵魂，其中核心部件如下：，

视觉识别：利用专用3D 相机获取图像，通过深度学习算法对图像的深度处理与学习，获取钢捆、盘卷的精确定位，判断出棒材端面是否突出过长，绑丝的具体位置等信息，系统结合以上信息计算出定位焊点的三维坐标，并将结果发送机器人焊、挂牌系统，焊、挂接完成后，系统自动复核操作是否成功。该系统可根据钢材规格自动调整参数。

标牌打印：由工业标牌打印机、标牌输送及检测装置组成。配备的打印机系统能完成除人工更换耗材外的打印标牌、裁剪标牌、矫正定位标牌等操作。标牌打印系统兼具标牌管理与监控功能。

焊钉分拣与供给：焊钉供料系统由振动盘和分料装置组成。人工将焊钉散料装入料盘后，振动盘对焊钉进行规律排列，分料装置将单个焊钉输送到机器人取钉位。振动盘在直振侧具有储钉功能，具备焊钉卡钉提醒功能，提醒人工处理。

在线制钩：在线制钩设备充分考虑通用制钩机的公差等级等影响因素，容错度较高。设备与挂牌流程实现联锁控制，保证自动在线穿牌制钩稳定可靠，实现自动在线穿牌制钩成功率在99.6%以上。

标牌焊接或悬挂：机器人抓取携带标牌的焊钉或挂钩，利用视觉系统提供的准确坐标，进行精准焊接或悬挂。

自动清枪：因各种因素没有焊接成功的机头废焊钉会对下次取钉造成影响，本设备具有自动清理枪头废焊钉功能，保证设备长期稳定运行，不用人工干预。l

产品架构图：

盘条焊、挂牌模型图

长材焊牌模型图

系统架构图

产品效果：

焊牌、挂牌成功率≥99%；

周期：长材单端单牌≤16 秒，双牌≤27 秒；双端单排双牌≤30 秒；盘条挂牌内圈单牌≤27 秒，内外圈双牌≤45 秒；

提升标牌信息准确率，杜绝人为错误；

焊、挂接位置准确，焊接牢固，标牌不易脱落;

消除3D人工岗位。

【产品主要功能】

自动焊、挂牌机器人适用于国内各长材螺纹钢、棒材、线材、高线盘条和型钢生产线，能够完全替代现场工人自动完成钢材焊、挂标牌操作，运行效果良好，完全满足现场生产需求，技术达到国内领先水平。

主要用途是完成长材和高线盘条的标牌焊接或悬挂，彻底替换了3D人工焊挂标牌岗位。下面核心功能助力整体产品完成功能。

Ø 采用一体化全自动送钉装置，实现焊钉自动排列和输送，专用制钩装置实现异形制钩；

Ø 焊枪和吸盘采用柔性处理，实现焊牌过程柔性控制，专用夹爪，实现高效挂牌操作，具有自动清枪功能。

Ø 采用深度学习算法自动识别远离称安装的设备的钢捆自动分捆；标牌信息自动跟踪、核验，避免信息错误；

Ø 3D 视觉识别焊点坐标，实现焊点精确定位，识别盘条绑丝位置，为挂牌指引位置；

Ø 标牌信息自动跟踪、核验，避免信息错误；

产品获奖及取得知识产权情况

（1）荣获奖项：首钢集团科学技术三等奖

（2）软件著作权：高线盘圆视觉引导焊标牌系统（2022SR0219326）

（3）发明专利：

①　一种钢捆端面智能焊牌装置及其方法（201910787070.9）

②　一种焊标牌机器人的末端执行机器（202123457370.2）

【应用案例】

1. 首钢水城钢铁（集团）有限责任公司的一、二、三棒线焊牌，主要解决了热轧长材双端人工焊牌问题，三条棒材生产线21、22、24、25、31、32称共计12套焊牌机器人，2018年投入至今正常使用，双端焊牌时间小于40秒，可以满足6米8米12米等不同长度棒材双端焊牌需要。

2. 晋南钢铁棒线材厂焊牌 本设备是单端焊双牌系统，2022年投入使用1套，双牌时间小于27秒。