一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人系统及方法

技术领域

本发明涉及一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人系统及方法，属于热轧钢卷平整生产线设备及方法技术领域。

背景技术

在热轧平整线生产过程中，需要对钢卷的生产批次、型号、尺寸等信息做管理登记，因此需要在钢卷表面及侧面进行产品标号的标记，作为产品质量追溯的重要手段。目前，在热轧平整生产过程中，主要是采用人工书写方式来进行，效率低下，劳动环境恶劣。

发明内容

本发明目的是提供一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人系统及方法，通过先激光测距定位，后由工业机器人完成位置调整，既简化了位置调整的计算过程，也简化了定位调整的结构设置，通过激光与喷涂多方式标识设备的自主定位标识和视觉验证标识正确与否，实现了钢卷标识的智能操作，既提高了工作效率，又提升了生产的智能化水平，较适用于圆弧表面及具备一定宽度的竖直侧面的多方式标识，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人系统，包含控制系统、上位机系统、机器人控制柜、工业机器人、视觉验证系统、机器人工具、激光测距传感器、激光打码机和喷涂系统，所述机器人工具安装在工业机器人上，激光测距传感器、激光打码机和喷涂系统相配合固定安装在机器人工具的前端，控制系统的输出端通过机器人控制柜连接工业机器人，视觉验证系统连接控制系统的输入端，控制系统与上位机系统互相连接。

所述视觉验证系统由工业相机及字符识别分析软件组成。

所述喷涂系统由喷涂控制柜与喷枪组成。

所述控制系统与上位机系统通过以太网连接。

一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人应用方法，包含以下步骤：

（1）信息收集，上位机系统从物品生产平台调取待标识物品的生产信息，并将该信息转换成物品信息码输送至激光打码机或者喷涂系统；

（2）标识定位，控制系统根据激光测距传感器的距离测量反馈的数值进行定位，进而通过工业机器人进行激光打码机或者喷枪位置调整，使其正对待标识物品；

（3）标识操作，激光打码机根据上位机系统输入的物品信息码生成对应激光束，完成待打码物品表面的激光打码或者通过机器人工具控制喷枪按字符轨迹书写字符的方式完成喷码标识；

（4）标识验证，视觉验证系统在喷涂完成后由工业相机对标识内容进行拍照，并通过字符识别分析软件验证所喷内容是否正确。

所述步骤（1）中，待标识物品的生产信息包括规格尺寸、生产编号和生产厂家。

所述步骤（1）中，物品信息码包括二维码和/或条形码，与激光打码标识方式相匹配。

所述控制系统与上位机系统通过以太网连接。

本发明的有益效果是：通过先激光测距定位，后由工业机器人完成位置调整，既简化了位置调整的计算过程，也简化了定位调整的结构设置，通过激光与喷涂多方式标识设备的自主定位标识和视觉验证标识正确与否，实现了钢卷标识的智能操作，既提高了工作效率，又提升了生产的智能化水平，较适用于圆弧表面及具备一定宽度的竖直侧面的多方式标识。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图中：控制系统1、上位机系统2、机器人控制柜3、工业机器人4、视觉验证系统5、机器人工具6、激光测距传感器7、激光打码机8、喷涂系统9。

实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。

一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人系统，包含控制系统1、上位机系统2、机器人控制柜3、工业机器人4、视觉验证系统5、机器人工具6、激光测距传感器7、激光打码机8和喷涂系统9，所述机器人工具6安装在工业机器人4上，激光测距传感器7、激光打码机8和喷涂系统9相配合固定安装在机器人工具6的前端，控制系统1的输出端通过机器人控制柜3连接工业机器人4，视觉验证系统5连接控制系统1的输入端，控制系统1与上位机系统2互相连接。

所述视觉验证系统5由工业相机及字符识别分析软件组成。

所述喷涂系统9由喷涂控制柜与喷枪组成。

所述控制系统1与上位机系统2通过以太网连接。

一种激光与喷涂协同多方式钢卷标识机器人应用方法，包含以下步骤：

（1）信息收集，上位机系统从物品生产平台调取待标识物品的生产信息，并将该信息转换成物品信息码输送至激光打码机或者喷涂系统；

（2）标识定位，控制系统根据激光测距传感器的距离测量反馈的数值进行定位，进而通过工业机器人进行激光打码机或者喷枪位置调整，使其正对待标识物品；

（3）标识操作，激光打码机根据上位机系统输入的物品信息码生成对应激光束，完成待打码物品表面的激光打码或者通过机器人工具控制喷枪按字符轨迹书写字符的方式完成喷码标识；

（4）标识验证，视觉验证系统在喷涂完成后由工业相机对标识内容进行拍照，并通过字符识别分析软件验证所喷内容是否正确。

所述步骤（1）中，待标识物品的生产信息包括规格尺寸、生产编号和生产厂家。

所述步骤（1）中，物品信息码包括二维码和/或条形码，与激光打码标识方式相匹配。

所述控制系统与上位机系统通过以太网连接。

在实际应用中，钢卷生产完成后会由步进梁向外运输，当钢卷由步进梁向外运输至标识位置时，钢卷在此位置进行标识，此位置虽然不会每次运输都完全一样，但这种位置误差也是非常小的，因此在该钢卷的一侧设置本发明，每次由工业机器人带动机器人工具向前伸出，由激光测距传感器进行定位，由上位机系统选择标识方式，定位完成后进行钢卷标识。

机器人控制柜、工业机器人和机器人工具组成机器人系统，控制系统与上位机系统通过以太网连接，控制系统接收上位机发送的手/自动、标识方式、标识内容等信息，发送设备状态给上位机系统，由上位机系统显示所有设备状态信息及报警。控制系统发生动作命令给机器人系统、喷涂系统和激光打码机执行标识动作。

上位机系统接收MES系统发送的标识信息；发送手/自动、标识方式、标识内容等指令给控制系统，通过USB通讯方式把激光标识信息发给激光打码机，通过以太网发给机器人系统，标识信息包括钢卷编码、钢卷尺寸等信息；上位机系统有报警功能。

机器人系统接收控制系统命令，控制工业机器人带动机器人工具通过机器人程序运动到适合的位置进行激光打码方式或者喷涂方式进行钢卷标识。

激光测距传感器计算激光打码机或喷枪标识的焦距位置，发送给机器人系统。

激光打码机接收到打码指令后开始在钢卷表面进行激光标识。

喷涂系统接收到喷码指令后由工业机器人按照所标识的字符轨迹程序控制喷枪喷出涂料完成编码标识。

视觉验证系统在喷涂完成后由工业相机对标识内容进行拍照，并通过字符识别分析软件验证所喷内容是否正确。

本发明较适用于圆弧表面及具备一定宽度的竖直侧面的多方式标识，通过先测距定位，后由工业机器人完成位置调整，这一激光测距定位调整过程既简化了位置调整的计算过程，也简化了定位调整的结构设置，同时本发明通过激光与喷涂多方式标识设备的自主定位标识和视觉验证标识正确与否，实现了钢卷标识的智能操作，既提高了工作效率，又提升了生产的智能化水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。