喷号机器人系统设计

　　喷号机器人系统由工业机器人本体、PLC控制系统、喷枪系统、喷涂系统及视频监控等子项系统组成。其工作原理是由工业机器人控制喷枪按预设的轨迹在指定的位置范围内移动，同时通过喷涂系统将特定涂料均匀连续地输送到喷枪管路中，在PLC系统控制下，对喷枪的开闭进行控制，使涂料按要求喷出，形成字符。

　　由于钢铁行业工作环境的复杂性，为了保证所喷涂号码的清晰牢固，在喷枪系统中增加了待喷面清理设备，在喷号作业开始前先对钢坯端面进行机械除鳞，除鳞钢刷同钢坯端面接触摩擦，清除端面的氧化层，从而保证喷涂字符的质量，然后喷号机器人执行喷号作业。喷枪系统增加自动清洗装置使用水气混合物定期对喷枪和喷嘴进行清洗，防止涂料堵塞喷枪，保证喷号效果清晰。同时喷号机器人在除鳞、喷号过程中，要近距离接触钢坯，经连铸工艺生产的钢坯端面温度高，热辐射强，为了防止设备长期工作在高温环境下导致管路系统、设备结构老化变形，在原有喷号机器人系统中加入了冷却水循环系统，对暴露在高温环境中的部件进行冷却降温，保证设备使用期限。另外，为了防止喷号机器人所使用的涂料在输送管路中沉积，对原有喷涂系统进行改造，涂料由隔膜泵从涂料桶抽出，经过加压送入喷枪，涂料桶加装搅拌装置防止涂料沉淀，喷号后多余的涂料由内循环通道流回涂料桶。

　　最终，武汉南锐 设计的喷号机器人系统实现了在钢铁企业恶劣环境下对钢坯端面的除鳞、喷号功能，其控制原理如图所示。

　　喷号机器人系统控制原理图

　　喷号机器人系统具备多种模式选择功能，可以工作在远程模式和就地模式，就地模式下通过现场操作台进行单体控制，远程模式下通过HMI上位系统进行操作。

　　喷号机器人系统通过PLC控制系统综合协调管控各个相关运行设备。PLC控制系统与连铸系统进行设备运行信号交互保证相关设备运行正常，并与连铸编码系统通信获取待喷号码。PLC控制系统通过工业以太网与机器人控制系统进行通讯，实现机器人本体轨迹控制。PLC控制系统完成对喷枪系统和喷涂系统的控制，实现钢坯到位检测，喷号位置确认;在喷号前执行除鳞动作，保证钢坯端面平整且没有易脱落的氧化皮;控制喷枪开闭时间，保证涂料按要求喷出，形成所需字符，实现自动喷号功能;按固定时间间隔周期性运行喷枪清洗程序，用水气混合物对管路进行冲洗，防止涂料沉积。PLC控制系统控制冷却水系统持续运行，实现对机器人设备的物理降温。

　　同时，机器人本体的启动、停止以及暂停、急停等运转方式可以通过机器人示教器进行控制。系统运行状态及系统报警可以在示教器上显示。当生产工艺发生变化时，可以通过示教器重新示教机器人的轨迹动作或重新编制有关控制程序来适应新的生产需要。

　　通过使用武汉南锐工程设计的喷号机器人系统，可以实现机器代替人工，避免现场工人的重复性工作，促进劳动效率及操作安全性的提升，保障产品质量，提高产线智能化水平。