背景介紹
唐山市正豐鋼鐵有限公司，是唐山市生產型鋼的龍頭企業。傳統的型鋼碼垛區，由人工徒手對工件進行堆碼，隨著勞動力成本的不斷提高，企業決定利用機器人碼垛機對該工作區進行升級改造，以減少工人數量，節約勞動成本。
項目目標:
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1型鋼根據預設垛型，自動計數分組，無需人工干預。
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2型鋼自動碼垛，機器人根據預設垛型自動對分組好的型鋼進行堆碼。
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33.堆碼后的成品根據下游打捆機的要鋼信號自動輸送。
解決方案
為實現上述目標，企業選擇了西門子S7-1500自動化系統配合Sinamics DCM直流調速系統的綜合解決方案。
為實現上述目標，我司獨立設計并制造了800KG型鋼碼垛機器人，并采用倍福公司CX2030控制器，TWINCAT2.0 運動控制控制平臺，制作了與機器人配套的機器人運動控制系統。
系統配置
1.CX2030作為主PLC 負責控制16臺伺服電機，根據預設的拾取坐標、放置坐標，進行軌跡規劃運算，并將運算結果利用逆解算法生成單臺伺服電機的設定位置，利用ETHERCAT通訊協議將設定位置以1ms周期高速的發送給伺服驅動器。
2.匯川SV660N伺服控制系統，采用高精度23bit絕對值編碼器，位置環速度環最小運算周期125μs,電機最大300%過載能力，能保證伺服電機對位置指令進行高速響應。
3.設備采用觸摸屏+上位機雙人機操作界面，在設備機旁有觸摸屏及操作箱對設備進行操作，同時在后臺配備上位機1臺，采用西門子WINCC軟件，可對整個系統進行更復雜的控制及診斷。
Solution
實施步驟
- 現場調研 對現有生產線的工藝流程、設備狀態和控制要求進行全面了解。
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機械方案設計
根據用戶生產品種規格，制定機器人設計負載目標為800KG，同時結合工作區域的大小，確定機器人1軸2軸臂展為1250mm、1394mm。
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電機方案設計
3.根據機器人設計規范，確定采用匯川品牌SV660N系列高端系列伺服電機。
- 自動化方案設計 通過對供應商方案的不斷比較，最后確定采用德國倍福公司的CX2030高端控制器和TWINCAT2.0運動控制軟件平臺。
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程序開發
根據生產工藝要求，開發PLC控制程序和HMI操作界面。
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系統調試
6.在設備安裝完成后，進行系統調試，確保控制邏輯的正確性和系統的穩定性。
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培訓與交付
7.對操作人員進行系統操作和維護的培訓，并將改造后的生產線交付使用。
總結:
唐山正豐鋼鐵公司型鋼碼垛區的本次設備升級改造取得了成功，不僅提高了生產效率
，減少了工人數量，降低了工人勞動強度，還使得打包質量較過去有所提高，使產品更具競爭力，為企業的可持續發展奠定了堅實的基礎。
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01.生產線實現了全自動化控制，大幅減少工人數量，大幅降低工人勞動強度。
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02.通過不斷完善使包型質量比過去更為整齊。
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03.能適應不同類型的型鋼，包括等邊角鋼（3號-12.5號），不等邊角鋼（40*25-140*90），槽鋼(5-20號)，工字鋼（10-20號）。