坯料激光标记装置及方法与流程

本发明属于自动化技术领域，尤其涉及一种坯料激光标记装置及方法。

背景技术：

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。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种坯料激光标记装置及方法，在减少人工的前提下，做出规范的标记，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。

本发明的坯料激光标记装置，包括冷床、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、机械手和激光打码机，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，激光打码机夹持在机械手上，除磷装置和喷底漆装置布置在机房外侧并安装在冷床上，冷床上的坯料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，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，在机械视觉系统或者传感器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。

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。

进一步，所述机械手为多维导轨系统或四轴蜘蛛手，所述多维导轨系统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导轨通过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，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。

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。

一种坯料激光标记方法，通过冷床将冷床上的坯料运送至出口，根据端面位置实时监控器或者传感器采集的坯料位置信息，依次对坯料端面进行除磷和喷底漆处理，再控制机械手运动，利用激光打码机在坯料端面进行激光打码，然后坯料在冷床上送出，并开始下一个循环。

本发明的有益效果是：本发明的坯料激光标记装置及方法，在减少人工的前提下，做出规范的标记，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

为了更清楚地说明本发明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。

图1为本发明的平面布置图；

图2为应用多维导轨系统的坯料激光标记装置平面布置图；

图3为图2的立面视图局部图；

图4为图2的平面俯视图局部旋转图；

图5为应用四轴蜘蛛手的坯料激光标记装置平面布置图；

图6为图5的立面视图局部图；

图7为图5的平面俯视图局部旋转图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

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发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-7所示：本实施例的坯料激光标记装置，包括冷床2、机房10、端面位置实时监控器或者传感器7、除磷装置5、喷底漆装置6、机械手9和激光打码机8，所述机房10设于冷床2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，激光打码机8夹持在机械手上，除磷装置5和喷底漆装置6布置在机房10外侧并安装在冷床2上，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，冷床2上的坯料1通过运送装置运送至冷床2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。

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。

本实施例中，所述机械手9为多维导轨系统或四轴蜘蛛手，所述多维导轨系统包括与冷床2的输送方向垂直的x导轨13以及与冷床2的输送方向平行的y导轨17，所述x导轨13通过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。

本实施例中，所述机房10朝向冷床2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。

本实施例的坯料激光标记方法，通过者冷床2将冷床2上的坯料1依次经过进料部分3和加工部分4运至出口，根据端面位置实时监控器或者传感器7采集的坯料1位置信息，依次对坯料1端面进行除磷和喷底漆处理，再控制机械手9运动，利用激光打码机8在坯料1端面进行激光打码，然后坯料1在冷床2上送出，并开始下一个循环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。