背景介绍
唐山市正丰钢铁有限公司,是唐山市生产型钢的龙头企业。传统的型钢码垛区,由人工徒手对工件进行堆码,随着劳动力成本的不断提高,企业决定利用机器人码垛机对该工作区进行升级改造,以减少工人数量,节约劳动成本。
项目目标:
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1型钢根据预设垛型,自动计数分组,无需人工干预。
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2型钢自动码垛,机器人根据预设垛型自动对分组好的型钢进行堆码。
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33.堆码后的成品根据下游打捆机的要钢信号自动输送。
解决方案
为实现上述目标,企业选择了西门子S7-1500自动化系统配合Sinamics DCM直流调速系统的综合解决方案。
为实现上述目标,我司独立设计并制造了800KG型钢码垛机器人,并采用倍福公司CX2030控制器,TWINCAT2.0 运动控制控制平台,制作了与机器人配套的机器人运动控制系统。
系统配置
1.CX2030作为主PLC 负责控制16台伺服电机,根据预设的拾取坐标、放置坐标,进行轨迹规划运算,并将运算结果利用逆解算法生成单台伺服电机的设定位置,利用ETHERCAT通讯协议将设定位置以1ms周期高速的发送给伺服驱动器。
2.汇川SV660N伺服控制系统,采用高精度23bit绝对值编码器,位置环速度环最小运算周期125μs,电机最大300%过载能力,能保证伺服电机对位置指令进行高速响应。
3.设备采用触摸屏+上位机双人机操作界面,在设备机旁有触摸屏及操作箱对设备进行操作,同时在后台配备上位机1台,采用西门子WINCC软件,可对整个系统进行更复杂的控制及诊断。
Solution
实施步骤
- 现场调研 对现有生产线的工艺流程、设备状态和控制要求进行全面了解。
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机械方案设计
根据用户生产品种规格,制定机器人设计负载目标为800KG,同时结合工作区域的大小,确定机器人1轴2轴臂展为1250mm、1394mm。
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电机方案设计
3.根据机器人设计规范,确定采用汇川品牌SV660N系列高端系列伺服电机。
- 自动化方案设计 通过对供应商方案的不断比较,最后确定采用德国倍福公司的CX2030高端控制器和TWINCAT2.0运动控制软件平台。
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程序开发
根据生产工艺要求,开发PLC控制程序和HMI操作界面。
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系统调试
6.在设备安装完成后,进行系统调试,确保控制逻辑的正确性和系统的稳定性。
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培训与交付
7.对操作人员进行系统操作和维护的培训,并将改造后的生产线交付使用。


总结:
唐山正丰钢铁公司型钢码垛区的本次设备升级改造取得了成功,不仅提高了生产效率
,减少了工人数量,降低了工人劳动强度,还使得打包质量较过去有所提高,使产品更具竞争力,为企业的可持续发展奠定了坚实的基础。

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01.生产线实现了全自动化控制,大幅减少工人数量,大幅降低工人劳动强度。
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02.通过不断完善使包型质量比过去更为整齐。
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03.能适应不同类型的型钢,包括等边角钢(3号-12.5号),不等边角钢(40*25-140*90),槽钢(5-20号),工字钢(10-20号)。
