一种可移动的大口径钢管管号自动标识装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种可移动的大口径钢管自动识别装置，包括车架、机械手、位置监测装置、标签、托盘、控制终端，车架内侧卡装托盘，托盘中连接支撑架，支撑架上连接机械手，位置监测装置位于车架接近钢管出口的一个侧面，与控制终端相连。将RFID识别技术引入到钢管生产物流管理系统中，实现对钢管号自动读写，具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等优点；RFID标签可重复擦写，解决了条形码一次性使用的问题，符合环保理念；车架可移动、可固定，方便应用于各条生产线；具有数控系统，适用于不同型号的大口径钢管生产线；采用耐高温塑料封装的超高频抗金属电子标签，信号能穿透金属，还能满足多个标签同时读取。
【专利说明】一种可移动的大口径钢管管号自动标识装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种标签安装装置，尤其是涉及一种可移动的大口径钢管自动标识装置，属于物流【技术领域】。
【背景技术】
[0002]信息化管理是目前焊管行业发展的主流方向之一，实现信息化的基础是物流跟踪和数据采集。其中物流跟踪是把采集的数据与跟踪的物料建立对应关系。在物流跟踪下采集的数据才是有用的信息。在焊管工业生产线上，一般通过钢管管号进行钢管跟踪，通过每支钢管独立的管号跟踪，把生产过程的质量信息、工艺参数、生产信息等实时流向对应管号，以便管理人员准确掌握与每支钢管所对应的生产全过程信息。但是由于钢管生产车间光照不均、感官位置存在偏差以及在生产流程中钢管翻转等原因，钢管管号识别是钢管跟踪的难题之一。目前企业管号跟踪多采取人工识别、手工输入的方式，信息化系统可以自动把该管号相关的信息进行对应收集存储。人工识别的方式难以避免人为错误，操作人员必须在人工识别后将其录入到相关操作界面。部分企业使用图像识别的方式进行管号标识和跟踪，过程为先在被跟踪物品表面用喷码机直接喷印跟踪码，通过摄影或摄像获取代码图像，对图像进行处理，获得跟踪代码。但是在拍摄非静止的目标时，由于在拍照的一瞬间目标物是移动的，照片沿物体的运动方向上会有一定的虚化。所以图像识别的准确率不是很高，存在一定误报率。同时此方式用在钢管行业还存在喷码因变形、喷印字符不连续、喷印字符磨损等问题。当喷码图像因擦伤、钢管圆弧面效应、喷印质量等原因出现一定变形时，识别就存在较大错误率。
[0003]最新在焊管行业应用范围最广的自动识别方式为条码识别。在专利CN202219645U中公开一种钢管自动喷码装置，包括钢管输送设备、控制柜和工控机。控制柜设有PLC控制器、水平移动电机变频器和升降电机变频器；在钢管输送设备一侧固定设有钢管位置检测装置、水平移动机架和升降机架；在水平移动机架的一端设有水平移动电机，在升降机架的上端设有升降电机；在水平移动机架上依次固定设有喷底漆装置、烘干装置、颜色检测装置、喷条形码装置和条码扫描装置。该装置通过采用PLC控制器和信息识别传感器，实现对钢管喷码过程的全程跟踪，实现大量数据信息的自动采集、绑定、汇总和存储，提高了工作过程中的准确率，实现钢管生产数据及时、准确、完整的保存，为企业决策管理层提供详实、准确数据。但是条码识别方式存在以下问题:条码通常高度为20至30mm，在大口径钢管上不够醒目，且难以捕捉；当钢管表面不光滑、不干净、存在乳化液或水，会造成粘贴困难或不牢靠；如果贴于钢管外表面，则在运输过程中容易损坏，且在探伤等设备上因钢管表面有水，难以保护条码；如果贴于钢管内表面，水压试验时要与水接触，可能导致条码损坏；激光扫描条码需要较精准的位置对中，所以要求钢管在扫描条码时保持静止，但很多场合没有适合的工艺位置，而运动中的钢管多伴有抖动或滚动，难以实现扫描；在该专利中为克服钢管表面反光的不确定性，在喷印条码前先喷印底色，但是在喷印过程中钢管多为运动的且有一定的抖动，喷印精度难以保障。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的是在于提供一种可移动的大口径钢管自动识别装置，该装置将RFID识别技术引入到钢管生产物流管理系统中，能够实现对钢管号自动读写，装置可移动，可方便应用于各条生产线，具有数控系统，适用于不同型号的大口径钢管生产线。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种可移动的大口径钢管自动识别装置，包括车架、机械手、位置监测装置、标签、托盘、控制终端，所述的车架内侧卡装有所述的托盘，所述的托盘中连接支撑架，所述的支撑架位于与钢管运行方向垂直的所述的托盘轴线上，所述的支撑架上连接所述的机械手，所述的位置监测装置位于所述的车架接近钢管出口的一个侧面，且与所述的控制终端相连；所述的托盘上均匀分布一个以上的凹槽，所述的标签嵌于所述的凹槽中。
[0006]进一步，所述的机械手分为A、B、C三段，其中所述的A段机械手的一端与所述的支撑架活动相连，且可围绕所述的支撑架自由转动，所述的B段机械手与所述的A段机械手相连，所述的C段机械手与所述的B段机械手相连；在所述的机械手末端设置有夹具，所述的机械手和所述的夹具与电机连接。
[0007]进一步,所述的支撑架上连接有数控操作单元,所述的数控操作单元与电机连接。
[0008]进一步，所述的支撑架上连接有读写器，所述的读写器内设置有控制系统、天线、无线通信接口。
[0009]进一步，所述的标签为超高频抗金属电子标签，其表面用耐高温塑料封装，所述的标签顶部含有一个通孔，在所述标签的封装外的外表面的一侧设置有一个磁块。
[0010]进一步，所述的夹具和所述的托盘均为非铁磁性材质。
[0011]进一步，所述的车架设置有滚轮，所述的滚轮设置有固定装置。
[0012]进一步，所述的位置监测装置、所述的电机、所述的数控操作单元和所述的读写器均设置有电源模块。
[0013]该装置将RFID识别技术引入到钢管生产物流管理系统中，射频识别(RFID)技术的出现为解决以上问题提出了可行方案。RFID技术是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术。该技术通过无线射频信号的空间耦合传输特性来实现对象的自动识别。与传统条形码技术相比，RFID技术在识别速度、识别距离、存储容量、读写能力和环境适应性等方面优势明显，其应用范围日益广泛。RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点。RFID工作流程为:读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被启动。射频卡将自身编码等信息透过卡内天线发送出去。读写器接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和译码然后送到后台软件系统处理。后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行相应的动作。目前RFID已经广泛应用于门禁管制、动物监控、高速公路的收费系统、物流管理(航空运输的行李识别，存货、物流运输管理)、自动控制(汽车、家电、电子业之分类、组装生产线管理)、医疗应用(医院的病历系统、仪器仪表设备管理)、物料管控(工厂物料的自动化盘点及控制系统)、质量追踪(成品质量追踪、回馈)、资源回收(栈板、可回收容器等管理)、防盗应用(超市、图书馆或书店的防盗管理)、防仿假冒(名牌烟酒及贵重物品的打假防伪)、废物处理(垃圾回收处理、废弃物管控系统)、联合票证(多种用途的智能型储值卡、一卡通等)、危险物品(军械枪支、雷管炸药管制)等行业。由于RFID识别具有非接触式识别的特点，非常适合于钢管行业，将RFID技术引入到钢管生产物流管理势必成为发展方向。
[0014]本发明具有的优点和积极效果是:能够实现对钢管号自动读写，RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点；RFID电子标签可重复擦写，擦写次数达到万次，解决了条形码一次性使用的浪费问题，符合环保理念；车架可移动、可固定，方便应用于各条生产线；具有数控系统，适用于不同型号的大口径钢管生产线；采用耐高温塑料封装的超高频抗金属电子标签，信号不仅能穿透金属被读写器读取，还能满足对多个标签的数据同时进行读取，同时塑料封装解决了超高频电子标签的抗干扰和抗震问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的立体示意图；
[0016]图2是机械手工作示意图。
[0017]图中:
[0018]1、车架 2、机械手3、位置监测装置
[0019]4、标签 5、托盘6、读写器
[0020]7、支撑架 8、夹具9、数控操作单元
[0021]41、通孔 42、磁块21、A段机械手
[0022]22、B段机械手 23、C段机械手
【具体实施方式】
[0023]一种可移动的大口径钢管自动识别装置，包括车架1、机械手2、位置监测装置3、标签4、托盘5、控制终端，所述的车架I内侧卡装有所述的托盘5，所述的托盘5中连接支撑架7，所述的支撑架7位于与钢管运行方向垂直的所述的托盘5轴线上，所述的支撑架7上连接所述的机械手2，所述的位置监测装置3位于所述的车架I接近钢管出口的一个侧面，且与所述的控制终端相连；所述的托盘5上均匀分布一个以上的凹槽，所述的标签4嵌于所述的凹槽中。
[0024]进一步，所述的机械手2分为A、B、C三段，其中所述的A段机械手21的一端与所述的支撑架7活动相连，且可围绕所述的支撑架7自由转动，所述的B段机械手22与所述的A段机械手21相连，所述的C段机械手23与所述的B段机械手22相连；在所述的机械手2末端设置有夹具8，所述的机械手2和所述的夹具8与电机连接。
[0025]进一步,所述的支撑架7上连接有数控操作单元9,所述的数控操作单元9与电机连接。
[0026]进一步，所述的支撑架7上连接有读写器6，所述读写器6内设置有控制系统、天线、无线通信接口。
[0027]进一步，所述的标签4为超高频抗金属电子标签，其表面用耐高温塑料封装，所述的标签4顶部含有一个通孔41，在所述标签4的封装的外表面的一侧设置有一个磁块42。
[0028]进一步，所述的夹具8和所述的托盘5均为非铁磁性材质。
[0029]进一步，所述的车架I设置有滚轮，所述的滚轮设置有固定装置。
[0030]进一步，所述的位置监测装置3、所述的电机、所述的数控操作单元9和所述的读写器6均设置有电源模块。
[0031]本发明一种可移动的大口径钢管自动识别装置的工作过程如下:将本发明置于需要在线实时标识的钢管生产线的探伤机出口位置，钢管口径大小的不同决定所述的车架I与钢管外壁的间距的不同，该数据由生产实践中所述的机械手2行动轨迹数据库提供；确定所述的车架I位置后，利用所述的固定装置将其固定；开启所述的电源模块，在所述的数控操作单元9中录入所述的机械手I行走轨迹数据；钢管随辊道输送，当钢管前端进入所述的位置监测装置3的监测范围内时，所述的位置监测装置3触发，向所述的控制终端发出触发信号，所述的控制终端将触发信号发送至所述的数控操作单元9 ;所述的数控操作单元9控制电机带动所述的机械手2动作，夹起所述的标签4 ;所述的机械手2和所述的夹具8带动所述的标签4至所述的读写器6的读写范围内，所述的读写器6在一定的空间范围内发送出电磁场，当所述的标签4进入磁场时，所述的标签4的天线产生感应电流从而获得电力，所述的标签4获得足够的电力后向所述的读写器6发送响应信息，所述的读写器6向所述的标签4写入相关信息；所述的读写器6中的控制系统对所有数据进行存储、处理，并通过所述的无线通信接口将数据上传至服务器；当钢管的尾端随辊道输送至所述的位置监测装置3的监测范围时，所述的位置监测装置3触发，向所述的控制终端发出触发信号，所述的控制终端将触发信号发送至所述的数控操作单元9 ;所述的数控操作单元9控制所述的机械手2工作，夹着承载钢管信息的所述的标签4进入钢管内，并沿垂直方向慢速向钢管内表面移动；当所述的标签4与钢管内表面距离足够近时，所述的夹具8释放，所述的标签4封装外的磁块与钢管内壁吸附在一起；所述的机械手2带动夹具8恢复至起始状态位置，从而完成所述的标签4的自动标识过程。
[0032]在钢管生产线的不同位置，还设置有多个所述的读写器6作为监测点，所有监测点的钢管信息均通过无线通信方式输送至服务器。服务器对所有钢管信息进行处理、存储，实现对钢管生产的在线自动标识及存储记录的物流管理。
[0033]本发明的有益效果为:该装置将RFID识别技术引入到钢管生产物流管理系统中，能够实现对钢管号自动读写，RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点；RFID电子标签可重复擦写，擦写次数达到万次，解决了条形码一次性使用的浪费问题，符合环保理念；车架可移动、可固定，方便应用于各条生产线；具有数控系统，适用于不同型号的大口径钢管生产线；采用耐高温塑料封装的超高频抗金属电子标签，信号不仅能穿透金属被读写器读取，还能满足对多个标签的数据同时进行读取，同时塑料封装解决了超高频电子标签的抗干扰和抗震问题。
[0034]综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:包括车架(I)、机械手(2)、位置监测装置(3)、标签(4)、托盘(5)、控制终端，所述的车架(I)内侧卡装有所述的托盘(5)，所述的托盘(5)中连接支撑架(7)，所述的支撑架(7)位于与钢管运行方向垂直的所述的托盘(5)轴线上，所述的支撑架(7)上连接所述的机械手(2)，所述的位置监测装置(3)位于所述的车架(I)接近钢管出口的一个侧面，且与所述的控制终端相连；所述的托盘(5)上均匀分布一个以上的凹槽,所述的标签(4)嵌于所述的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的机械手(2)分为A、B、C三段，其中所述的A段机械手(21)的一端与所述的支撑架(7)活动相连，且可围绕所述的支撑架(7)自由转动，所述的B段机械手(22)与所述的A段机械手(21)相连，所述的C段机械手(23)与所述的B段机械手(22)相连；在所述的机械手(2)末端设置有夹具(8)，所述的机械手(2)和所述的夹具(8)与电机连接。
3.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的支撑架(7 )上连接有数控操作单元(9 )，所述的数控操作单元(9 )与电机连接。
4.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的支撑架(7)上连接有读写器(6)，所述读写器(6)内设置有控制系统、天线、无线通信接□。
5.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的标签(4)为超高频抗金属电子标签，其表面用耐高温塑料封装，所述的标签(4)顶部含有一个通孔(41)，在所述标签(4)的封装的外表面的一侧设置有一个磁块(42)。
6.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的夹具(8)和所述的托盘(5)均为非铁磁性材质。
7.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的车架(I)设置有滚轮，所述的滚轮设置有固定装置。
8.根据权利要求1所述的一种可移动的大口径钢管自动识别装置，其特征在于:所述的位置监测装置(3)、所述的电机、所述的数控操作单元(9)和所述的读写器(6)均设置有电源模块。
【文档编号】G06K17/00GK103489019SQ201310450525
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】包俊才 申请人:天津腾飞钢管有限公司