随着钢铁工业自动化的发展，我国人工成本的不断提高，焊接机器人快速寻位焊接方式必然会逐步代替传统手工焊接方式，完成冷轧厂钢卷卷芯内圈带头的焊接。

 

但是，机器人对钢卷卷芯内卷焊接前必须先知道钢卷内卷带头的位置，机器人自身是无法识别的，所以机器必须借助传感器来完成钢卷卷芯内卷带头位置的检测，通过IO或通讯的方式告知机器人位置，机器人焊接指定位置，完成钢卷卷芯内卷焊接。

 

看似简单的寻位过程，需要考虑的问题很多。接下来小编结合冷轧厂钢卷卷芯内圈焊接的难点，痛点等问题来阐述邦纳LPM是如何完成挑战的。

 

冷轧厂主要以1.2-25mm热轧钢卷为原料，通过酸轧或二十辊轧机处理后，轧制成0.15~0.5mm厚的冷轧薄卷，再通过后续不同工艺生产出不同的产品，例如无取向硅钢、有取向硅钢、镀锌卷等等。例如，无取向硅钢产品生产主要流程如下：

 

5mm热轧卷→酸轧或二十辊轧机→0.25nm厚冷轧薄卷→连退线→精整包装→***终客户进一步加工

 

冷轧钢卷在这些机组过渡中，都需要天车吊卷，开卷机上料，难免会造成内径510mm钢卷卷芯（不带套筒）损坏，上料受阻影响机组连续生产的情况。

 

如何解决钢卷卷芯内圈不松散？

在天车吊卷和开卷机上卷中，为防止钢卷卷芯松动导致卷芯钢带损坏和抽芯故障，必须将钢卷卷芯内圈焊接固定。目前国内采取的是这两种有效的处理方式：手工电弧焊或手持式远程焊接方式；焊接机器人快速寻位焊接方式。

 

▲内圈松散

 

两种焊接方式的利弊

手工电弧焊或手持式远程焊接方式：

操作人员劳动强度大

人身健康受到焊灰、有毒气体的危害

操作过程存在安全隐患

不同人焊接造成焊点质量不一

 

焊接机器人快速寻位焊接方式：

LPM激光线扫传感器快速寻位，无需提前调整带头位置

代替人工焊接作业，实现钢卷卷芯焊接自动化和无人化

有效避免操作人员不安全作业，保障工作人员的身心健康

焊点质量一致，保障焊点统一牢固

 

解 决 锦 囊

 

要求

钢卷内径大小：510直径，带钢厚度***薄0.25mm

Profinet 通讯（传送坐标）+IO信号（机器人停机信号）

触发方式：相机内部时间运行，激光线开启可控

焊***与LPM激光测量传感器一起进入内径寻位-焊接

 

带尾位置检测要求

厚度检测精度要求Z =0.2mm，机器人扫描速度50mm/s

带尾位置精度要求X=3~5mm，焊点大小20~25mm（也可能是一个区域内焊点）

（钢卷内部为圆弧，通过内圈带尾厚度0.25mm的高差变换来判断内径带尾位置）

小的凹凸可以通过多点拟合基准线过滤一下（一般不会有凹凸点）

 

内圈松散溢出检测要求（附加新功能）

钢卷内圈是否有错层、错位或塔型长度，0.2mm精度

 

解决方案

 

▲方案选型：LPM301-170NIX485R2Q

 

物距90-170mm，保证机器人在钢卷510内径中自由旋转

Z方向0.006-0.014mm的分辨率，保证0.25mm的厚度差的检测

支持Profinet和双路IO输出，同时激光可控

机器人扫描速度70mm/s及以内可稳定检测

 

 

▲LPM检测示意图

 

钢卷内径带尾位置效果

工艺流程：以0.2~0.3mm的带钢片放在钢板表面模拟测试带钢片的边缘，注意：只检测下降沿的位置，需要忽略上升沿的位置，扫描方向从右到左。

 

遇到下降沿，使用轮廓尺寸工具，检测重叠区域高低点高差，成型正高差，在规定范围内，直接输出IO信号。钢卷卷芯内圈带头位置X、Z，通过Profinet发送给PLC再到机器人，或者直接EtherNet/IP 直接发给机器人。

 

收益

防止钢卷卷芯内圈松散，开卷机上卷顺畅，天车吊卷顺畅，降低产品破损率，提高成品率

钢卷经罩式炉退火后，提高成品率和产品质量

减低操作人员的劳动强度，保证操作人员免受焊灰伤害，减少操作人员焊接不一致的问题

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