成捆棒材贴标机器人系统部件空间位置优化

张付祥 郑 雨 黄永建 王春梅 黄风山

（1 河北科技大学 机械工程学院， 河北 石家庄 050018）

（2 石家庄钢铁有限责任公司， 河北 石家庄 050031）

（3 河北科技大学 电气工程学院， 河北 石家庄 050018）

0 引言

目前，国内钢厂棒材精整线信息追溯的方式还是由人工在棒材端面粘贴生产信息标签。随着“工业4.0”的提出，制造技术正在向智能化方向发展。在保证贴标效率的前提下，利用成捆棒材端面贴标机器人系统实现钢厂棒材信息追溯是一个亟待解决的问题。

自动贴标机发展非常迅速且用途广泛[1-2]。魏会芳等[3]提出通过机械手系统实现钢卷自动贴标；金玉阳等[4]提出了以单片机和PC 机为核心的行李自动贴标控制系统。已有贴标机在待贴工件位置相对固定环境下的应用效果良好，但面对钢厂成捆棒材端面位置不确定的环境却很难实现。贴标机各部件之间的位置关系十分重要，如果摆放位置不合理，会影响工作效率及质量，需要进行空间位置优化[5]。张付祥等[6]提出成捆钢筋端面自动贴标系统，并采用标准的粒子群优化算法对机器人的摆放位置进行了优化。

本文中根据钢厂现场环境建立成捆棒材贴标机器人系统。贴标时，由于工业机器人和标签打印机的空间位置将影响机器人工作路径和贴标效率，因此，以机器人贴标过程中的关节转角总行程最短作为工业机器人和标签打印机空间摆放位置的优化目标，对工业机器人进行运动学分析，求取其正运动学与逆运动学解析解，利用蒙特卡洛法生成棒材端面的中心空间坐标，采用改进的粒子群优化算法以实现工业机器人和标签打印机的空间位置优化。……