工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用

1、 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用 摘要：隨著時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)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(jī)器人也開始大量的應(yīng)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(xiǎn)的問題，但是工業(yè)機(jī)器人的投用大大的降低了此類風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)工作人員的人身安全得到了保障。所以工業(yè)機(jī)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(duì)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展以及在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行分析，期望能夠提供一些有效的幫助。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；鋼鐵；應(yīng)用引言：隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器

2、人成了鋼鐵生產(chǎn)中非常重要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，工業(yè)機(jī)器人涉及到了多個(gè)不同的領(lǐng)域?qū)W科，它屬于一種工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，其中重點(diǎn)包含了機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及感應(yīng)系統(tǒng)等多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)組成。通過計(jì)算機(jī)軟件傳感器等相關(guān)的先進(jìn)控制技術(shù)來進(jìn)行操控，盡管現(xiàn)階段我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人的研究領(lǐng)域上取得了較大的進(jìn)展，但是和一些發(fā)達(dá)國(guó)家的研究層次相比，技術(shù)層次上還存在一定的差距，仍需要進(jìn)一步升級(jí)和完善。1.工業(yè)機(jī)器人概述1.1工業(yè)機(jī)器人的組成從機(jī)器人的結(jié)構(gòu)上看，它主要包括主體、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。機(jī)器人的手部通常有4到7個(gè)自由度；機(jī)器人的腕部有2到3個(gè)自由度；機(jī)器人的臂部有4到5個(gè)自由度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主

3、要由兩部分組成，即動(dòng)力機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置。主要設(shè)備包括計(jì)算機(jī)控制、傳感器接口控制、顯示盒控制、軸控控制和各種輔助設(shè)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(jī)器人的運(yùn)行速度，又能控制機(jī)器人的位置和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中，輔助裝置也起到控制作用。各設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，但具體操作可相互限制，并在協(xié)調(diào)中進(jìn)行調(diào)整，使機(jī)器人達(dá)到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。1.2工業(yè)機(jī)器人采用的控制方式在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際操作中，通常需要通過機(jī)器人傳感器的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)周邊信息的獲取。在基本接收完成后，及時(shí)將相應(yīng)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(shí)地分析操作指令。通過相

4、關(guān)指令，機(jī)器人能夠完成相應(yīng)的操作并在智能系統(tǒng)中操作，這反映了對(duì)環(huán)境的強(qiáng)烈適應(yīng)性。工業(yè)機(jī)器人可以使用觸覺控制，使得當(dāng)機(jī)器人處于實(shí)際運(yùn)行階段時(shí)，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(jī)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(shí)，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的有效協(xié)調(diào)，并產(chǎn)生對(duì)自動(dòng)控制過程的積極影響。工業(yè)機(jī)器人借助于智能教學(xué)的基本手段，在行為和動(dòng)作方面根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行實(shí)際動(dòng)作，獲取相關(guān)的狀態(tài)和位置信息，從而進(jìn)行更科學(xué)的控制。在位置控制中，機(jī)器人一般處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，只有能夠保證狀態(tài)，才能進(jìn)行科學(xué)、智能的操作，更清楚地顯示目標(biāo)與目標(biāo)之間的距離，可以選擇最佳道路的基礎(chǔ)工作

5、。2.鋼鐵行業(yè)中應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人種類2.1智能測(cè)溫取樣機(jī)器人針對(duì)鋼鐵冶煉過程中熔融金屬測(cè)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(shí)現(xiàn)機(jī)器人全自動(dòng)測(cè)溫取樣，以保障工人健康和勞動(dòng)安全，降低工人工作強(qiáng)度，適用于煉鐵出鐵場(chǎng)、電爐、精煉爐和連鑄中間包等區(qū)域的測(cè)溫取樣作業(yè)。技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：視覺系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別、智能軌跡規(guī)劃及控制、機(jī)器人可靠作業(yè)防護(hù)。2.2連鑄鋼包長(zhǎng)水口拆裝機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：六自由度工業(yè)機(jī)器人、基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼包、水口定位、機(jī)器人視覺伺服控制、長(zhǎng)水口懸掛機(jī)構(gòu)。2.3非標(biāo)中厚板智能焊接機(jī)器人主要針對(duì)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(biāo)件在機(jī)器人焊接時(shí)，編程操作頻繁復(fù)雜的行業(yè)特點(diǎn)。通過人機(jī)交互，利用雙目視覺技術(shù)和智能算法對(duì)機(jī)器人示教點(diǎn)位進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人快速施教，具有柔性化程度高、示教操作簡(jiǎn)單快速的特點(diǎn)，降低對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求。技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：雙目視覺焊縫識(shí)別定位系統(tǒng)、人機(jī)交互快速示教系統(tǒng)、大焊縫多層多道焊工藝、基于圖像識(shí)別的焊縫表面質(zhì)量評(píng)價(jià)、焊煙除塵系統(tǒng)集成一體化設(shè)計(jì)。3.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用對(duì)于大型的鋼鐵企業(yè)，長(zhǎng)流程鋼鐵生產(chǎn)工藝流程主要有鐵前的焦化、燒結(jié)、球團(tuán)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(fù)雜，并且在生產(chǎn)過程中多是半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化問題，優(yōu)化處理的難度較大，人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，為解決這類問題提供了一個(gè)途徑。人工智能技術(shù)已經(jīng)深入鋼鐵生產(chǎn)過程的各個(gè)方面，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、鐵水質(zhì)量預(yù)測(cè)、過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量判定、設(shè)備故障診斷、鐵前采購(gòu)與配料優(yōu)化、生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度等。傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)是一個(gè)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(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，適合于用工業(yè)機(jī)器人代替人工作業(yè)，從而降低職工的安全風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。冶金行業(yè)各鋼企在提高自動(dòng)化水平的基礎(chǔ)上，也對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用進(jìn)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(biāo)簽等機(jī)器人；南鋼與德國(guó)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(cè)溫取樣機(jī)器人”；沙鋼正以每年建設(shè)一百臺(tái)套工業(yè)機(jī)器人的速度實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”的升級(jí)戰(zhàn)略。此外，寶鋼和德國(guó)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(xiàng)目”，旨在探索鋼鐵行業(yè)智慧制造（工業(yè)4.0）的實(shí)施途徑和方法。其中，重要的一個(gè)課題就是利用工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“操作無人化/少人化”。目前鋼鐵企業(yè)成功應(yīng)用的機(jī)器人項(xiàng)目多集中于煉鋼及鋼后，這也與產(chǎn)線本身節(jié)奏快、自動(dòng)化程度高不無關(guān)系。如：煉鋼爐前測(cè)溫取樣，連鑄機(jī)自動(dòng)加渣，檢驗(yàn)取樣，鋼坯噴號(hào)，鋼卷噴印、打捆、拆捆、貼標(biāo)

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(chǔ)自動(dòng)化設(shè)施較為完備，尤其是鋼后，設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)控制水平較高，自動(dòng)化、信息化根基較為穩(wěn)固，有較好的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)。與其它大中型鋼廠相比，酒鋼工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用發(fā)軔較早，但應(yīng)用的場(chǎng)所和環(huán)節(jié)較少。酒鋼第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人是2004年熱連鑄連軋工程配套建設(shè)的鋼卷噴印機(jī)，機(jī)身采用abb的六自由度機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)熱軋卷表面和側(cè)面自動(dòng)噴號(hào)。到目前為止，鋼鐵主線應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人不足十臺(tái)，智能化程度較低，酒鋼在智能制造方面已明顯落后于國(guó)內(nèi)其它知名鋼企。4結(jié)論由此看來，工業(yè)機(jī)器人在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)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(guān)鍵。隨著人們對(duì)環(huán)境的高度重視，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究已成為重要的課題。但是我們必須認(rèn)識(shí)到工業(yè)機(jī)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(jī)器人與人工操作有機(jī)結(jié)合，才能最大化的發(fā)揮工業(yè)機(jī)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(xiàn)參考文獻(xiàn)：1張開.