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(duì)工件進(jìn)行堆碼，隨著勞動(dòng)力成本的不斷提高，企業(yè)決定利用機(jī)器人碼垛機(jī)對(duì)該工作區(qū)進(jìn)行升級(jí)改造，以減少工人數(shù)量，節(jié)約勞動(dòng)成本。
項(xiàng)目目標(biāo):
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1型鋼根據(jù)預(yù)設(shè)垛型，自動(dòng)計(jì)數(shù)分組，無(wú)需人工干預(yù)。
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2型鋼自動(dòng)碼垛，機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)垛型自動(dòng)對(duì)分組好的型鋼進(jìn)行堆碼。
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33.堆碼后的成品根據(jù)下游打捆機(jī)的要鋼信號(hào)自動(dòng)輸送。
解決方案
為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，企業(yè)選擇了西門子S7-1500自動(dòng)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(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我司獨(dú)立設(shè)計(jì)并制造了800KG型鋼碼垛機(jī)器人，并采用倍福公司CX2030控制器，TWINCAT2.0 運(yùn)動(dòng)控制控制平臺(tái)，制作了與機(jī)器人配套的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)配置
1.CX2030作為主PLC 負(fù)責(zé)控制16臺(tái)伺服電機(jī)，根據(jù)預(yù)設(shè)的拾取坐標(biāo)、放置坐標(biāo)，進(jìn)行軌跡規(guī)劃運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果利用逆解算法生成單臺(tái)伺服電機(jī)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(dòng)器。
2.匯川SV660N伺服控制系統(tǒng)，采用高精度23bit絕對(duì)值編碼器，位置環(huán)速度環(huán)最小運(yùn)算周期125μs,電機(jī)最大300%過(guò)載能力，能保證伺服電機(jī)對(duì)位置指令進(jìn)行高速響應(yīng)。
3.設(shè)備采用觸摸屏+上位機(jī)雙人機(jī)操作界面，在設(shè)備機(jī)旁有觸摸屏及操作箱對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，同時(shí)在后臺(tái)配備上位機(jī)1臺(tái)，采用西門子WINCC軟件，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行更復(fù)雜的控制及診斷。
Solution
實(shí)施步驟
- 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研 對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的工藝流程、設(shè)備狀態(tài)和控制要求進(jìn)行全面了解。
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機(jī)械方案設(shè)計(jì)
根據(jù)用戶生產(chǎn)品種規(guī)格，制定機(jī)器人設(shè)計(jì)負(fù)載目標(biāo)為800KG，同時(shí)結(jié)合工作區(qū)域的大小，確定機(jī)器人1軸2軸臂展為1250mm、1394mm。
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電機(jī)方案設(shè)計(jì)
3.根據(jù)機(jī)器人設(shè)計(jì)規(guī)范，確定采用匯川品牌SV660N系列高端系列伺服電機(jī)。
- 自動(dòng)化方案設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)供應(yīng)商方案的不斷比較，最后確定采用德國(guó)倍福公司的CX2030高端控制器和TWINCAT2.0運(yùn)動(dòng)控制軟件平臺(tái)。
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程序開(kāi)發(fā)
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，開(kāi)發(fā)PLC控制程序和HMI操作界面。
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系統(tǒng)調(diào)試
6.在設(shè)備安裝完成后，進(jìn)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。
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培訓(xùn)與交付
7.對(duì)操作人員進(jìn)行系統(tǒng)操作和維護(hù)的培訓(xùn)，并將改造后的生產(chǎn)線交付使用。
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(jí)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(dòng)強(qiáng)度，還使得打包質(zhì)量較過(guò)去有所提高，使產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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01.生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化控制，大幅減少工人數(shù)量，大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
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02.通過(guò)不斷完善使包型質(zhì)量比過(guò)去更為整齊。
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03.能適應(yīng)不同類型的型鋼，包括等邊角鋼（3號(hào)-12.5號(hào)），不等邊角鋼（40*25-140*90），槽鋼(5-20號(hào))，工字鋼（10-20號(hào)）。