文章介绍了一种基于AI+机器人技术的棒材产品计量系统，可智能识别成捆包装的棒材支数，比较棒材实际支数计算的理论重量与实际重量，判别捆包重量是否超出控制限，并可智能焊挂产品标牌，提高了棒材定支数包装的准确性和劳动生产效率，减少了作业安全风险。

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基于AI+机器人技术的棒材产品计量系统

广东中南钢铁股份有限公司　郑建忠 钟春华 陈奕璇

0 引言

棒材是钢铁企业占比较大的产品，其交货方式有理论重量和实际重量两种。通常根据棒材单位长度的理论重量，结合棒材捆包支数、理论长度等参数计算该件棒材的理论重量[1-2]，捆包支数在收集打包前使用点数机进行计数，棒材打包成捆后在平台秤上进行称量，从而获得该件棒材的实际重量。称量完成后，打印该件棒材相关产品信息的标牌，使用电焊机在捆包端头两侧焊挂产品标牌，完成产品生产过程。

目前，多数钢铁企业采用远程计量系统实现了产品相关信息自动获取、捆包重量自动计量、标牌远程打印等功能。但产品标牌仍需人工焊挂，捆包支数是在打包前计数，与打包成捆的实际支数存在不一致的可能。本文介绍了一种基于AI+机器人技术的棒材产品计量系统，可智能计量成捆包装的棒材支数，比较棒材实际支数计算的理论重量与实际重量，判别捆包重量是否超出控制限[3-5]，并智能焊挂产品标牌，提高计量准确率和劳动生产效率。

1 计量系统架构

AI+机器人棒材产品计量系统由智能称量系统+AI支数识别、机器人挂牌、视频监控、企业云平台、GPU算力等部分组成，如图1所示。智能称量系统包括称量采集与控制、称量信息推送、称量监控等；AI支数识别包括AI识别摄像机、AI算力、AI识别终端[6-7]等；机器人挂牌系统配置两台机器人、两套标牌打印、选钉送钉装置及取牌、焊牌控制器等；支数AI算法模型部署在GPU算法中心，产品计量系统与称重联锁控制信号、棒材精整链条传动控制信号进行联锁。

图1 AI+机器人钢材产品计量系统

2 捆包支数AI识别

捆包支数AI识别摄像机安装在称量平台中间位置的端头，当精整控制PLC发出链条处于称重状态信号，称重系统采集到棒材重量信号时，摄像机对棒材捆包端面图像进行抓拍，计量系统调用捆包支数识别AI算法模型对捆包支数进行识别，AI模型识别结果在计算机终端提供标注好棒材端头颜色及相关信息的画面，捆包支数识别方法如图2所示。

图2 捆包支数识别

3 重量控制限判别

产品计量系统根据AI识别到的捆包实际支数、公称直径、长度值等参数计算捆包理论重量值，比较该值与称量的实际重量值，当其偏差值在捆包重量偏差控制范围内且实际支数与计划支数一致时，系统推送提示该捆包棒材炉号、件号、计划支数、实际支数、实际重量、重量偏差值等正常的信息，系统控制机器人完成产品标牌打印、焊挂牌作业后，该捆棒材完成生产流程进入入库流程。

当根据实际支数计算的捆包理论重量值与实际重量值的偏差在捆包重量偏差控制范围内时，系统推送该捆包棒材炉号、件号、计划支数、实际支数、支数超差值、重量偏差值，提示支数超差信息，作业人员确认不下线处理，在进行产品标牌打印、焊挂后进入入库流程。

当根据实际支数计算的捆包理论重量值与实际重量值的偏差超出捆包重量偏差控制范围时，系统推送该捆包棒材炉号、件号、计划支数、实际支数、支数超差值、重量偏差值，提示支数超差、控制限超差，需下线处理信息，停止产品标牌打印等后续流程。

4 机器人焊挂牌

两台执行焊挂牌作业的机器人安装在秤台两旁，机器人焊挂牌系统还包括工作站内标牌打印机、自动定位机构、取牌焊接机构、选钉送钉机构、控制器等装置，对比采用自动导引运输车（AGV）输送标牌的方式[8]，具有较高的工作效率。当计量系统发出“可进行焊挂标牌作业”的信号时，带有AI机器视觉功能的机器人[9]对棒材两端面的整齐度进行AI判别。当端面整齐度满足机器人焊接挂牌条件时，系统控制标牌打印机打印产品标牌，通知机器人进行取牌、穿牌、找位操作。当端面整齐度不满足要求时，系统推送该捆棒材需要人工焊挂标牌的信息。

机器人焊接作业时，根据视觉传感器传回的焊牌点图像，调用焊牌点识别AI算法模型，指导机器人执行焊接找位、焊接挂牌等作业。作业完成后，机器人将焊挂标牌完成图像反馈到计量系统，机器人复位进入待命状态。

5 结语

AI+机器人棒材产品计量系统以AI技术替代人工进行支数识别、自动打印产品标牌、自动焊挂牌作业，根据捆包的实际支数对重量偏差值精确判别，成功应用于（12 ~ 25） mm规格棒材的生产过程中，提高了棒材定支数包装的准确性，实现了棒材生产最后一个环节的自动化生产，降低了劳动强度，提高了焊挂牌质量和劳动生产效率，减少了作业安全风险，具有较高的推广价值。

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