工業(yè)機器人技術在鋼鐵行業(yè)的應用

1、 工業(yè)機器人技術在鋼鐵行業(yè)的應用 摘要：隨著時代和社會的發(fā)展，科學技術也取得了長足的進步，生產(chǎn)方式上也發(fā)生了變革，由傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苌a(chǎn)方式，工業(yè)機器人也開始大量的應用到鋼鐵生產(chǎn)過程中，大大的提升了鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，工作人員面臨著操作環(huán)境惡劣，并且具有一定危險的問題，但是工業(yè)機器人的投用大大的降低了此類風險，相關工作人員的人身安全得到了保障。所以工業(yè)機器人的發(fā)展，能夠幫助我們提升鋼鐵生產(chǎn)的效率和安全性，本文將對工業(yè)機器人的技術發(fā)展以及在鋼鐵行業(yè)應用進行分析，期望能夠提供一些有效的幫助。關鍵詞：工業(yè)機器人；鋼鐵；應用引言：隨著我國科技技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器

2、人成了鋼鐵生產(chǎn)中非常重要的構成環(huán)節(jié)，工業(yè)機器人涉及到了多個不同的領域?qū)W科，它屬于一種工業(yè)自動化生產(chǎn)設備，其中重點包含了機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及感應系統(tǒng)等多個復雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)組成。通過計算機軟件傳感器等相關的先進控制技術來進行操控，盡管現(xiàn)階段我國在工業(yè)機器人的研究領域上取得了較大的進展，但是和一些發(fā)達國家的研究層次相比，技術層次上還存在一定的差距，仍需要進一步升級和完善。1.工業(yè)機器人概述1.1工業(yè)機器人的組成從機器人的結(jié)構上看，它主要包括主體、控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。機器人的手部通常有4到7個自由度；機器人的腕部有2到3個自由度；機器人的臂部有4到5個自由度。驅(qū)動系統(tǒng)主

3、要由兩部分組成，即動力機構和傳動裝置。主要設備包括計算機控制、傳感器接口控制、顯示盒控制、軸控控制和各種輔助設備控制。該傳感器具有與人的聽覺、視覺、觸覺等多種感官功能相似的功能，既能感知和控制機器人的運行速度，又能控制機器人的位置和設備的運行狀態(tài)。在控制機器人運動的過程中，輔助裝置也起到控制作用。各設備獨立運行，互不干擾，但具體操作可相互限制，并在協(xié)調(diào)中進行調(diào)整，使機器人達到自動運行狀態(tài)。1.2工業(yè)機器人采用的控制方式在工業(yè)機器人的實際操作中，通常需要通過機器人傳感器的動作來實現(xiàn)周邊信息的獲取。在基本接收完成后，及時將相應的信息發(fā)送給控制系統(tǒng)。在操作階段，控制系統(tǒng)可以及時地分析操作指令。通過相

4、關指令，機器人能夠完成相應的操作并在智能系統(tǒng)中操作，這反映了對環(huán)境的強烈適應性。工業(yè)機器人可以使用觸覺控制，使得當機器人處于實際運行階段時，可以穩(wěn)定地提高使用效率，大大提高了精度，保證了操作過程的安全性。機器人可以與周圍環(huán)境接觸。在特定的接觸中，通常感覺到觸覺。同時，可以實現(xiàn)運動的有效協(xié)調(diào)，并產(chǎn)生對自動控制過程的積極影響。工業(yè)機器人借助于智能教學的基本手段，在行為和動作方面根據(jù)具體的標準執(zhí)行實際動作，獲取相關的狀態(tài)和位置信息，從而進行更科學的控制。在位置控制中，機器人一般處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，只有能夠保證狀態(tài)，才能進行科學、智能的操作，更清楚地顯示目標與目標之間的距離，可以選擇最佳道路的基礎工作

5、。2.鋼鐵行業(yè)中應用的工業(yè)機器人種類2.1智能測溫取樣機器人針對鋼鐵冶煉過程中熔融金屬測溫取樣過程高溫、高輻射、高粉塵、鋼渣易噴濺、易損害工人健康的現(xiàn)狀，實現(xiàn)機器人全自動測溫取樣，以保障工人健康和勞動安全，降低工人工作強度，適用于煉鐵出鐵場、電爐、精煉爐和連鑄中間包等區(qū)域的測溫取樣作業(yè)。技術特點及優(yōu)勢：視覺系統(tǒng)自動識別、智能軌跡規(guī)劃及控制、機器人可靠作業(yè)防護。2.2連鑄鋼包長水口拆裝機器人技術特點及優(yōu)勢：六自由度工業(yè)機器人、基于機器視覺系統(tǒng)的鋼包、水口定位、機器人視覺伺服控制、長水口懸掛機構。2.3非標中厚板智能焊接機器人主要針對冶金、化工等重型裝備制造業(yè)中，單件(小批量)、多品種、無裝夾的非

6、標件在機器人焊接時，編程操作頻繁復雜的行業(yè)特點。通過人機交互，利用雙目視覺技術和智能算法對機器人示教點位進行自動識別、定位，實現(xiàn)機器人快速施教，具有柔性化程度高、示教操作簡單快速的特點，降低對操作人員的技術水平要求。技術特點及優(yōu)勢：雙目視覺焊縫識別定位系統(tǒng)、人機交互快速示教系統(tǒng)、大焊縫多層多道焊工藝、基于圖像識別的焊縫表面質(zhì)量評價、焊煙除塵系統(tǒng)集成一體化設計。3.工業(yè)機器人技術及在鋼鐵行業(yè)的應用對于大型的鋼鐵企業(yè)，長流程鋼鐵生產(chǎn)工藝流程主要有鐵前的焦化、燒結(jié)、球團及高爐煉鐵等工序，在煉鋼階段主要有轉(zhuǎn)爐、精煉爐、連鑄等工序，還有軋制工序及軋制成品的后續(xù)處理階段。鋼鐵生產(chǎn)過程存在連續(xù)、離散、半連續(xù)

7、并存的情況，較為復雜，并且在生產(chǎn)過程中多是半結(jié)構和非結(jié)構化問題，優(yōu)化處理的難度較大，人工智能技術與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，為解決這類問題提供了一個途徑。人工智能技術已經(jīng)深入鋼鐵生產(chǎn)過程的各個方面，如產(chǎn)品設計、鐵水質(zhì)量預測、過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量判定、設備故障診斷、鐵前采購與配料優(yōu)化、生產(chǎn)計劃與調(diào)度等。傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)是一個高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，具有高溫、高粉塵、高噪音等惡劣環(huán)境和液態(tài)熔融金屬等高風險的特點，適合于用工業(yè)機器人代替人工作業(yè)，從而降低職工的安全風險和勞動強度，提高勞動效率。冶金行業(yè)各鋼企在提高自動化水平的基礎上，也對工業(yè)機器人的應用進行了各種有益的探索和嘗試。2015年，寶鋼建成了鋼企示范工程冷軋

8、無人化車間，投用了冷軋鋅鍋撈渣、拆捆、貼標簽等機器人；南鋼與德國巴登公司合作，在煉鋼爐前使用了“冶煉過程液態(tài)熔融金屬測溫取樣機器人”；沙鋼正以每年建設一百臺套工業(yè)機器人的速度實現(xiàn)“機器換人”的升級戰(zhàn)略。此外，寶鋼和德國西門子合作，開展了“寶鋼與西門子聯(lián)合探索鋼鐵行業(yè)工業(yè)4.0項目”，旨在探索鋼鐵行業(yè)智慧制造（工業(yè)4.0）的實施途徑和方法。其中，重要的一個課題就是利用工業(yè)機器人和自動化技術，實現(xiàn)“操作無人化/少人化”。目前鋼鐵企業(yè)成功應用的機器人項目多集中于煉鋼及鋼后，這也與產(chǎn)線本身節(jié)奏快、自動化程度高不無關系。如：煉鋼爐前測溫取樣，連鑄機自動加渣，檢驗取樣，鋼坯噴號，鋼卷噴印、打捆、拆捆、貼標

9、等。酒鋼作為西北最大的鋼鐵聯(lián)合體，有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，多業(yè)并舉?；A自動化設施較為完備，尤其是鋼后，設備先進，自動控制水平較高，自動化、信息化根基較為穩(wěn)固，有較好的工業(yè)機器人應用基礎。與其它大中型鋼廠相比，酒鋼工業(yè)機器人應用發(fā)軔較早，但應用的場所和環(huán)節(jié)較少。酒鋼第一臺工業(yè)機器人是2004年熱連鑄連軋工程配套建設的鋼卷噴印機，機身采用abb的六自由度機器人，實現(xiàn)熱軋卷表面和側(cè)面自動噴號。到目前為止，鋼鐵主線應用工業(yè)機器人不足十臺，智能化程度較低，酒鋼在智能制造方面已明顯落后于國內(nèi)其它知名鋼企。4結(jié)論由此看來，工業(yè)機器人在鋼鐵生產(chǎn)中的應用具有十分重要的意義，并且是鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。隨著人們對環(huán)境的高度重視，對工業(yè)機器人的研究已成為重要的課題。但是我們必須認識到工業(yè)機器人在現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)中利大于弊，只有將工業(yè)機器人與人工操作有機結(jié)合，才能最大化的發(fā)揮工業(yè)機器人的效能，保證現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)向著高效、節(jié)能、精益化方向健康發(fā)展。5.參考文獻參考文獻：1張開.