钢坯端面激光打标装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于自动化技术领域，尤其涉及一种钢坯端面激光打标装置。
背景技术
[0002] 钢
铁集团炼钢厂生产的坯料（如小方坯、
板坯、
管坯、加热钢卷、棒材等），需要对钢种、炉号、批号、尺寸等信息进行标记
跟踪，以区分不同的钢材和进行有效的
质量管理。由于坯料在生产过程中
温度很高（一般950摄氏度以内），一直以来没有一个好的方法进行标记操作，现有的标记方式要么人工通过字牌喷上去，要么是通过
机器人通过写字的方式写上去。人工喷字牌不能节省人工，且
环境温度非常高，产品又都是高温，比较危险。喷印质量也不好，且容易出错。喷漆写字的机器人，可以解决节省人工的问题，但是由于机器模拟人，一笔一划的写上去的，在高温环境下，机器人不稳定，同时机器人写字的质量也不稳定。另外，由于还有读取要求，
机器人手写的，由于轨迹非常丰富，字形千变万化，
机器视觉很难读取，且准确率一直达不到客户的要求。实用新型内容
[0003] 针对
现有技术中的
缺陷，本实用新型提供一种钢坯端面激光打标装置，利用平面
导轨的联动功能控制激光打码机的运动，且在各自的轨道上可以分别前后移动对焦，把字符串和条码标记到坯料本体上，大幅提高坯料信息的读取率，且不容易脱落，基于激
光标识的较高读取率，使得物料跟踪系统也会更稳定。
[0004] 本实用新型的一种钢坯端面激光打标装置，包括辊道运输线、推钢机、机房、端面
位置实时监控器或者
传感器、除磷装置、喷底漆装置、机械手以及两个激光打码机，所述辊道运输线包括来料辊道和
冷床，来料辊道上的钢坯通过所述推钢机运送至冷床，并依次进行除磷、喷底漆和激光打码加工；所述机械手为多维导轨机械手；所述机房设于冷床的一侧，端面位置实时监控器或者传感器、机械手和激光打码机安装在机房内，多维导轨机械手上设有两个
工作台，激光打码机一一对应的夹持在机械手的两个工作台上，除磷装置和喷底漆装置布置在机房外侧并安装在冷床旁边；端面位置实时监控器或者传感器与激光打码机一一对应设置，采用现有技术中技术较为成熟的机械视觉系统作为端面位置实时监控器或者传感器，来料辊道上的坯料通过所述推钢机运送至冷床上，并在机械视觉系统的辅助下依次进行除磷、喷底漆和激光打码加工，激光打码机有配套的数据跟踪MES系统，机器视觉在钢坯传递过程中，随时读取坯料上的信息，并发送给物料跟踪MES系统，实现物料跟踪；物料跟踪MES系统，基于激光标记产生的信息跟踪
软件，由我公司授权开发；喷号机械手安装在一个封闭的机房里面，激光可以透过玻璃对钢材坯料进行标记，好处是设备可以在一个稳定的温度下运行，避免现场极端稳定的影响，使设备稳定运行，本
专利包含所有坯料的标记场合，包含但不限于以下使用场合：对板坯的标记、对小方坯的标记、对管坯的标记、对钢坯的标记、对
冷轧卷板进行的标记等。钢材坯料在进入打码区域之前，可对坯料进行除鳞，消除
氧化铁皮的工序，还可喷底漆的工序，这两个工位根据客户的需要选择是否安装，坯料上激光标记的信息有且不仅限于由字母数字符号组成的字符串、三维码、一维码、图形、汉字等。
[0005] 进一步，所述多维导轨机械手包括与冷床的输送方向垂直的X导轨以及与冷床的输送方向平行的Y导轨，所述X导轨有两个并且分别通过一个Y轴
滑板滑动安装在Y导轨上，所述激光打码机通过X轴滑板一一对应的滑动安装在X导轨上，所述
机架上安装有用于控制Y轴滑板滑动的Y轴伺服
电机和Y轴滚珠
丝杠，Y轴滑板上安装有用于控制X轴滑板滑动的X轴
伺服电机和X轴滚珠丝杠，X轴滑板的
板面即形成多维导轨机械手的工作台，利用X导轨和Y导轨的联动功能，可在一定范围内控制激光打码机沿三维空间自由移动。
[0006] 进一步，所述机房内设有用于安装机械手的机架，提供了稳定可靠的安装
基础。
[0007] 进一步，所述机房朝向冷床的一侧设有玻璃窗口，激光透过玻璃对坯料端面进行标记，好处是设备可以在一个稳定的温度下运行，避免现场极端温度的影响，使设备稳定运行。
[0008] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的钢坯端面激光打标装置，利用平面导轨的联动功能控制激光打码机的运动，且在各自的轨道上可以分别前后移动对焦，把字符串和条码标记到坯料本体上，大幅提高坯料信息的读取率，且不容易脱落，基于激光标识的较高读取率，使得物料跟踪系统也会更稳定。
附图说明
[0009] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0010] 图1为本实用新型的平面布置图；
[0011] 图2为图1的立面视图局部图；
[0012] 图3为图1的平面俯视图局部旋转图。
具体实施方式
[0013] 下面将结合附图对本实用新型技术方案的
实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0014] 需要注意的是，除非另有说明，本
申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0015] 如图1-3所示：本实施例的钢坯端面激光打标装置，包括辊道运输线、推钢机22、机房10、端面位置实时监控器或者传感器7、除磷装置、喷底漆装置、机械手9以及两个激光打码机8，所述辊道运输线包括来料辊道3和冷床4，来料辊道上的钢坯通过所述推钢机22运送至冷床，并依次进行除磷、喷底漆和激光打码加工；所述机械手9为多维导轨机械手；所述机房10设于冷床4的一侧，端面位置实时监控器或者传感器7、机械手9和激光打码机8安装在机房10内，多维导轨机械手上设有两个工作台，激光打码机8一一对应的夹持在机械手的两个工作台上，除磷装置5和喷底漆装置布置6在机房外侧并安装在冷床旁边，来料辊道3端部设有
挡板21。
[0016] 打号系统简介：整个机构分为多维导轨机械手、2套激光标记系统、电气柜、工控电脑和
隔热房组成。
[0017] 多维导轨机械手：负责把激光打码机运送到合适位置；
[0018] 激光标记系统：对钢坯端面进行激光标记；
[0019] 电气柜：整个系统的控制中心，里面安装伺服电机
驱动器、PLC、
断路器、
端子等；
[0020] 工控电脑：放置于操作室，是
人机交互中心（HMI）；
[0021] 机房：于钢坯入口，冷床固定齿中心延长线区域，盖小房间一间，靠近钢坯端面设置玻璃一面，外
覆盖隔
热层，房间安装工业
空调。内含LED照明及带连
锁的安全防护
栏杆,人员进入设备运行区域,标识设备不允许远程或自动动作。
[0022] 热标识系统简介：
[0023] 整个机构放置在一个封闭的小房间里面，靠近钢坯一面设置有一
块玻璃。由于激光标记为非
接触式标记，激光可以透过玻璃对热钢坯进行标记。所以整个机构可以隔绝环境温度的影响，在空调环境下稳定运行。
[0024] 工控电脑放置在操作室，把二级传来的数据按照列表的形式显示在界面上，操作工可以选择确认，也可以手动输入相关信息，并确认发送给热标识系统。
[0025] 热标识系统由三维机构运动控制激光头位置，设置两个激光头，三维机构同
时移动两个激光头到达合适的打标位置。
[0026] 打标装置的初始位置位于冷床第7、8固定齿中心延长线。第7固定齿和第8固定齿分别对应一个激光头，可以同时对第7、8固定齿的钢坯同时打标。冷床的脉动节奏为快快慢节奏，留出足够的时间给激光进行标记。
[0027] 在热标识系统画面上选择单支或双支标识(小规格双排锯切时禁止选择单支模式)。在冷床入口1、2齿甲方增加两个对射光栅检测,用于记忆
齿条坯料分布,等坯料步进至7、8齿或7、8、9、10齿时,冷床停止,甲方PLC发
信号允许热标识系统工作.标识完成后,热标识系统发信号给甲方PLC,允许冷床动作。
[0028] 当小规格双排锯切时,7、8、9、10齿皆有钢且冷床停止时,热标识系统得到允许工作信息，开始在冷床上7、8齿检测钢坯位置，三维机构根据钢坯的尺寸及位置开始计算激光头的正确位置，并到达合适的位置，对钢坯进行激光标识。标记完成后，继续对9、10齿坯料重复以上动作,标识完成后,热标识系统发信号给甲方PLC,允许冷床动作，同时三维机构返回初始位置，并等待下一个循环。
[0029] 非双排锯切时,7、8齿皆有钢且冷床停止时,热标识系统得到允许工作信息.如设定为双支标识,标识系统开始在冷床上7、8齿检测钢坯位置，三维机构根据钢坯的尺寸及位置开始计算激光头的正确位置，并到达合适的位置，对7、8齿钢坯同时进行激光标记。标识完成后,发信号给甲方PLC,允许冷床动作,同时三维机构返回初始位置,并等待下一个循环。如设定为单支标识,根据选择的工作
激光器对第7齿的钢进行位置测量,并
定位标识,完成后重复对第8齿钢动作,标识完成后,发信号给甲方PLC,允许冷床动作,同时三维机构返回初始位置,并等待下一个循环。
[0030] 与甲方PLC采用以太网通讯，乙方PLC与伺服装置及HMI采用PN通讯或者以太网通讯。
[0031] 本实施例采用现有技术中技术较为成熟的机械视觉系统作为端面位置实时监控器或者传感器7，来料辊道3上的坯料1通过所述推钢机22运送至冷床4上方，并在端面位置实时监控器或者传感器7的辅助下依次进行除磷、喷底漆和激光打码加工，激光打码机8有配套的数据跟踪MES系统，机器视觉在钢坯传递过程中，随时读取坯料1上的信息，并发送给物料跟踪MES系统，实现物料跟踪；物料跟踪MES系统，基于激光标记产生的信息跟踪软件，由我公司授权开发；喷号机械手安装在一个封闭的机房10里面，激光可以透过玻璃对钢材坯料1进行标记，好处是设备可以在一个稳定的温度下运行，避免现场极端稳定的影响，使设备稳定运行，本专利包含所有坯料1的标记场合，包含但不限于以下使用场合：对板坯的标记、对小方坯的标记、对管坯的标记、对钢坯的标记、对冷轧卷板进行的标记等。钢材坯料1在进入打码区域之前，可对坯料1进行除鳞，消除氧化铁皮的工序，还可喷底漆的工序，这两个工位根据客户的需要选择是否安装，坯料1上激光标记的信息有且不仅限于由字母数字符号组成的字符串、三维码、一维码、图形、汉字等。
[0032] 本实施例中，所述多维导轨机械手包括与冷床4的输送方向垂直的X导轨13以及与冷床4的输送方向平行的Y导轨17，所述X导轨13有两个并且分别通过一个Y轴滑板16滑动安装在Y导轨17上，所述激光打码机8通过X轴滑板18一一对应的滑动安装在X导轨13上，所述机架12上安装有用于控制Y轴滑板16滑动的Y轴伺服电机20和Y轴滚珠丝杠19，Y轴滑板16上安装有用于控制X轴滑板18滑动的X轴伺服电机15和X轴滚珠丝杠14，利用X导轨13和Y导轨17的联动功能，可在一定范围内控制激光打码机8沿三维空间自由移动。
[0033] 本实施例中，所述机房10内设有用于安装机械手9的机架12，提供了稳定可靠的安装基础。
[0034] 本实施例中，所述机房10朝向冷床4的一侧设有玻璃窗11口，激光透过玻璃对坯料1端面进行标记，好处是设备可以在一个稳定的温度下运行，避免现场极端温度的影响，使设备稳定运行。
[0035] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的
权利要求和
说明书的范围当中。
