工业机器人技术在钢铁行业的应用

1、 工业机器人技术在钢铁行业的应用 摘要：随着时代和社会的发展，科学技术也取得了长足的进步，生产方式上也发生了变革，由传统的人工生产方式逐渐转变为智能生产方式，工业机器人也开始大量的应用到钢铁生产过程中，大大的提升了钢铁行业的生产效率。在传统的生产过程中，工作人员面临着操作环境恶劣，并且具有一定危险的问题，但是工业机器人的投用大大的降低了此类风险，相关工作人员的人身安全得到了保障。所以工业机器人的发展，能够帮助我们提升钢铁生产的效率和安全性，本文将对工业机器人的技术发展以及在钢铁行业应用进行分析，期望能够提供一些有效的帮助。关键词：工业机器人；钢铁；应用引言：随着我国科技技术的不断发展，工业机器

2、人成了钢铁生产中非常重要的构成环节，工业机器人涉及到了多个不同的领域学科，它属于一种工业自动化生产设备，其中重点包含了机械系统、控制系统以及感应系统等多个复杂系统协调组成。通过计算机软件传感器等相关的先进控制技术来进行操控，尽管现阶段我国在工业机器人的研究领域上取得了较大的进展，但是和一些发达国家的研究层次相比，技术层次上还存在一定的差距，仍需要进一步升级和完善。1.工业机器人概述1.1工业机器人的组成从机器人的结构上看，它主要包括主体、控制系统和驱动系统，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。机器人的手部通常有4到7个自由度；机器人的腕部有2到3个自由度；机器人的臂部有4到5个自由度。驱动系统主

3、要由两部分组成，即动力机构和传动装置。主要设备包括计算机控制、传感器接口控制、显示盒控制、轴控控制和各种辅助设备控制。该传感器具有与人的听觉、视觉、触觉等多种感官功能相似的功能，既能感知和控制机器人的运行速度，又能控制机器人的位置和设备的运行状态。在控制机器人运动的过程中，辅助装置也起到控制作用。各设备独立运行，互不干扰，但具体操作可相互限制，并在协调中进行调整，使机器人达到自动运行状态。1.2工业机器人采用的控制方式在工业机器人的实际操作中，通常需要通过机器人传感器的动作来实现周边信息的获取。在基本接收完成后，及时将相应的信息发送给控制系统。在操作阶段，控制系统可以及时地分析操作指令。通过相

4、关指令，机器人能够完成相应的操作并在智能系统中操作，这反映了对环境的强烈适应性。工业机器人可以使用触觉控制，使得当机器人处于实际运行阶段时，可以稳定地提高使用效率，大大提高了精度，保证了操作过程的安全性。机器人可以与周围环境接触。在特定的接触中，通常感觉到触觉。同时，可以实现运动的有效协调，并产生对自动控制过程的积极影响。工业机器人借助于智能教学的基本手段，在行为和动作方面根据具体的标准执行实际动作，获取相关的状态和位置信息，从而进行更科学的控制。在位置控制中，机器人一般处于稳定的运行状态，只有能够保证状态，才能进行科学、智能的操作，更清楚地显示目标与目标之间的距离，可以选择最佳道路的基础工作

5、。2.钢铁行业中应用的工业机器人种类2.1智能测温取样机器人针对钢铁冶炼过程中熔融金属测温取样过程高温、高辐射、高粉尘、钢渣易喷溅、易损害工人健康的现状，实现机器人全自动测温取样，以保障工人健康和劳动安全，降低工人工作强度，适用于炼铁出铁场、电炉、精炼炉和连铸中间包等区域的测温取样作业。技术特点及优势：视觉系统自动识别、智能轨迹规划及控制、机器人可靠作业防护。2.2连铸钢包长水口拆装机器人技术特点及优势：六自由度工业机器人、基于机器视觉系统的钢包、水口定位、机器人视觉伺服控制、长水口悬挂机构。2.3非标中厚板智能焊接机器人主要针对冶金、化工等重型装备制造业中，单件(小批量)、多品种、无装夹的非

6、标件在机器人焊接时，编程操作频繁复杂的行业特点。通过人机交互，利用双目视觉技术和智能算法对机器人示教点位进行自动识别、定位，实现机器人快速施教，具有柔性化程度高、示教操作简单快速的特点，降低对操作人员的技术水平要求。技术特点及优势：双目视觉焊缝识别定位系统、人机交互快速示教系统、大焊缝多层多道焊工艺、基于图像识别的焊缝表面质量评价、焊烟除尘系统集成一体化设计。3.工业机器人技术及在钢铁行业的应用对于大型的钢铁企业，长流程钢铁生产工艺流程主要有铁前的焦化、烧结、球团及高炉炼铁等工序，在炼钢阶段主要有转炉、精炼炉、连铸等工序，还有轧制工序及轧制成品的后续处理阶段。钢铁生产过程存在连续、离散、半连续

7、并存的情况，较为复杂，并且在生产过程中多是半结构和非结构化问题，优化处理的难度较大，人工智能技术与传统方法的结合，为解决这类问题提供了一个途径。人工智能技术已经深入钢铁生产过程的各个方面，如产品设计、铁水质量预测、过程控制、产品质量判定、设备故障诊断、铁前采购与配料优化、生产计划与调度等。传统钢铁行业是一个高能耗、高污染的产业，具有高温、高粉尘、高噪音等恶劣环境和液态熔融金属等高风险的特点，适合于用工业机器人代替人工作业，从而降低职工的安全风险和劳动强度，提高劳动效率。冶金行业各钢企在提高自动化水平的基础上，也对工业机器人的应用进行了各种有益的探索和尝试。2015年，宝钢建成了钢企示范工程冷轧

8、无人化车间，投用了冷轧锌锅捞渣、拆捆、贴标签等机器人；南钢与德国巴登公司合作，在炼钢炉前使用了“冶炼过程液态熔融金属测温取样机器人”；沙钢正以每年建设一百台套工业机器人的速度实现“机器换人”的升级战略。此外，宝钢和德国西门子合作，开展了“宝钢与西门子联合探索钢铁行业工业4.0项目”，旨在探索钢铁行业智慧制造（工业4.0）的实施途径和方法。其中，重要的一个课题就是利用工业机器人和自动化技术，实现“操作无人化/少人化”。目前钢铁企业成功应用的机器人项目多集中于炼钢及钢后，这也与产线本身节奏快、自动化程度高不无关系。如：炼钢炉前测温取样，连铸机自动加渣，检验取样，钢坯喷号，钢卷喷印、打捆、拆捆、贴标

9、等。酒钢作为西北最大的钢铁联合体，有完整的产业链，多业并举。基础自动化设施较为完备，尤其是钢后，设备先进，自动控制水平较高，自动化、信息化根基较为稳固，有较好的工业机器人应用基础。与其它大中型钢厂相比，酒钢工业机器人应用发轫较早，但应用的场所和环节较少。酒钢第一台工业机器人是2004年热连铸连轧工程配套建设的钢卷喷印机，机身采用abb的六自由度机器人，实现热轧卷表面和侧面自动喷号。到目前为止，钢铁主线应用工业机器人不足十台，智能化程度较低，酒钢在智能制造方面已明显落后于国内其它知名钢企。4结论由此看来，工业机器人在钢铁生产中的应用具有十分重要的意义，并且是钢铁生产行业可持续发展的关键。随着人们对环境的高度重视，对工业机器人的研究已成为重要的课题。但是我们必须认识到工业机器人在现在钢铁生产行业中利大于弊，只有将工业机器人与人工操作有机结合，才能最大化的发挥工业机器人的效能，保证现代化钢铁生产行业向着高效、节能、精益化方向健康发展。5.参考文献参考文献：1张开.