工业机器人在钢铁行业的应用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：孙占秀（1994），男，汉族，辽宁朝阳人，本科，中级工程师，研究方向为电气自动化。-88-工业机器人在钢铁行业的应用研究 孙占秀 抚顺新钢铁有限责任公司，辽宁 抚顺 113000 摘要：摘要：本文旨在对工业机器人在钢铁行业的应用进行研究和分析。钢铁行业作为重要的制造业领域，对于生产效率和质量要求非常高。工业机器人作为现代制造业的重要组成部分，具有高精度、高效率和灵活性的特点，因此在钢铁行业中具有广泛的应用前景。通过本文的研究和分析，可以为钢铁行业中工业机器人的应用提供理论和实践的指导，促进钢铁行业的智能化和可持续发展。关键词：关键词：工业；机器人；钢铁；应用 中图分类号：中图分类号：TH-39 0 引言 随着现代制造业的不断发展和技术的进步，工业机器人作为自动化生产的重要工具，在各个行业中发挥着重要作用。钢铁行业作为制造业的支柱产业，对于生产效率和产品质量的要求尤为严格。在这个竞争激烈的行业中，如何提高生产效率、降低成本并保证产品质量成为了企业迫切需要解决的问题。工业机器人作为一种高精度、高效率和灵活性强的自动化设备，被广泛应用于钢铁行业的各个环节和工艺过程中。通过引入工业机器人，钢铁企业能够实现生产线的高度自动化和智能化，提高生产效率、降低人力成本，并且能够保证产品的质量和一致性。然而，在工业机器人在钢铁行业中的应用过程中，也面临着一系列的挑战和难题，如特殊工艺要求、环境条件等。本文旨在对工业机器人在钢铁行业的应用进行深入研究和分析，探讨其在提高钢铁生产效率、优化生产工艺和提升产品质量方面的潜力和优势。同时，也将关注当前工业机器人在钢铁行业中的研究进展和面临的挑战，并展望其未来的发展趋势和应用前景。通过本文的研究，我们可以更好地了解工业机器人在钢铁行业中的应用现状和发展动态，为钢铁企业的智能化转型和可持续发展提供重要的参考和指导。同时，也将为相关研究人员和从业者提供有益的启示和思路，推动工业机器人技术在钢铁行业中的创新和应用。1 铁行业发展工业机器人的迫切性 1.1 提高生产效率 传统的生产方式依赖于大量的人力投入，但人工劳动存在一系列问题，如劳动强度大、工作效率低下、容易出现疲劳和错误等。因此，迫切需要引入工业机器人来实现自动化生产，从而提高生产线的速度和效率，并减少对人力资源的浪费。工业机器人具有高度精确的动作控制和协调能力。它们可以执行重复性的任务，并在没有疲劳和错误的情况下持续工作。相比之下，人工劳动往往容易受到疲劳和注意力分散的影响，导致工作效率下降。通过引入工业机器人，铁行业可以实现生产线的自动化和智能化。机器人可以在不间断的情况下工作，并以更高的速度和准确性完成任务。它们可以迅速处理大量的工作量，从而大幅提高生产效率。此外，工业机器人的灵活性也是提高生产效率的关键因素。它们可以根据需要进行编程和调整，适应不同的生产要求和工艺流程。这使得铁行业能够更快地适应市场需求的变化，并实现快速的生产调整和产品切换。1.2 降低生产成本 降低生产成本是铁行业发展工业机器人的重要动力之一。人工劳动力成本在铁行业中占据着重要的比重。然而，引入工业机器人可以有效降低对人力资源的依赖，从而带来成本的降低。首先，工业机器人可以长时间稳定地工作，不需要休息和福利待遇，从而减少了人力成本的支出。与人工劳动相比，机器人可以实现 24 小时连续运行，不受疲劳和工时限制。这意味着在相同的时间段内，机器人可以完成更多的任务，提高生产效率，从而降低了单位产品的生产成本。其次，工业机器人具中国科技期刊数据库 工业 A-89-有高度的精确性和一致性。它们能够按照预定的程序和参数执行任务，减少人为因素对产品质量的影响。通过减少人工错误和缺陷，机器人可以提高产品的一致性和可靠性，降低废品率和返工率，从而减少了不必要的成本支出。此外，引入工业机器人还可以减少人力资源的需求。在传统的生产方式下，大量的员工需要参与到生产过程中，而他们的招聘、培训和管理等方面的成本也占据一定比例。而通过引入机器人，可以减少对人力资源的需求，从而降低了相关成本。最后，工业机器人的运营和维护成本相对较低。虽然引入机器人需要一定的投资，但在长期运营中，机器人的维护成本相对较低。与人工劳动相比，机器人不需要支付薪资、福利待遇和社会保险等费用，减少了企业的经济负担。1.3 提高产品质量 引入工业机器人对于铁行业来说，不仅可以提高生产效率和降低生产成本，还能显著提高产品的质量。铁行业作为一个竞争激烈的行业，产品质量对市场竞争力至关重要。工业机器人具有高精度和一致性的特点，能够准确执行工艺操作，避免人为因素对产品质量的影响。首先，工业机器人具有高精确度的动作控制和协调能力。它们可以按照预定的程序和参数执行工艺操作，减少人为因素对产品质量的影响。机器人的重复性和一致性能力确保在生产过程中每个产品都能达到相同的高质量标准，避免了人工操作可能引起的误差和变异。其次，工业机器人可以执行复杂而精细的加工和装配任务。它们能够实现微米级别的精确度，比传统的人工操作更加精细和准确。这对于铁行业而言尤为重要，因为铁制品往往需要进行精密加工和装配，以确保产品的质量和性能。引入工业机器人还可以减少人为错误和缺陷。人工劳动在生产过程中存在一定的错误和缺陷风险，如疲劳、分心、误操作等因素可能导致产品质量下降。而机器人能够持续稳定地执行任务，不会受到人类因素的影响，从而提高产品的一致性和可靠性。另外，工业机器人还可以配备传感器和视觉系统，实时监测和检测产品的质量参数。通过数据分析和反馈，可以及时发现和纠正潜在的质量问题，提高产品的质量控制能力。这使得铁行业能够实现更加精细和全面的质量管理，确保产品符合高标准的质量要求。1.4 保障工人安全 引入工业机器人对于铁行业来说，不仅可以提高生产效率和降低生产成本，还能显著提高产品的质量，并保障工人的安全。铁行业作为一个竞争激烈的行业，产品质量对市场竞争力至关重要。工业机器人具有高精度和一致性的特点，能够准确执行工艺操作，避免人为因素对产品质量的影响。通过高精确度的动作控制和协调能力，机器人能够确保每个产品都达到相同的高质量标准，避免了人工操作可能引起的误差和变异。此外，工业机器人还可以执行复杂而精细的加工和装配任务，实现微米级别的精确度，确保铁制品的精密加工和装配，进一步提高产品的质量和性能。同时，引入工业机器人也可以保障铁行业工人的安全。铁行业的生产环境存在着高温、有毒气体、重物搬运等危险因素。工业机器人可以在这些危险环境中代替工人执行危险操作，减少工人的伤害和事故风险。通过自动化作业，工人与危险设备的接触减少，降低了受伤的可能性。工业机器人具备自主诊断和预防性维护的能力，可以实时监测自身状态，避免机器故障和意外情况，减少了工人进行维修和干预的风险。此外，机器人与工人可以进行安全的人机协作，通过先进的传感器和视觉系统，实现安全共同作业，降低了工人的体力劳动和受伤风险。2 铁行业机器人的应用 2.1 自动化生产线 自动化生产线是指通过引入机器人和自动化设备来完成产品的生产过程，以取代或辅助人工操作。在铁行业中，机器人在自动化生产线中扮演着重要的角色。它们可以执行各种任务，包括但不限于零件加工、焊接、装配和包装等。首先，机器人在零件加工方面发挥着重要作用。它们可以根据预设的程序和指令，对铁制零件进行高精度的加工操作。机器人具备精确的定位和控制能力，可以在短时间内完成复杂的加工任务，提高生产效率和加工质量。其次，机器人在焊接过程中也具有广泛的应用。中国科技期刊数据库 工业 A-90-铁行业中常需要进行大量的焊接工作，而机器人可以通过精确的控制和高速运动，实现高质量的焊接操作。机器人焊接具有一致性和可重复性，可以确保焊缝的质量和强度，并减少焊接缺陷的出现。此外，机器人在铁行业的装配和包装环节也发挥着重要作用。机器人可以根据预设的程序和工艺要求，将各个零件进行准确的组装，并在完成后进行包装。机器人的高速度和高精度操作，可以大幅提高装配和包装的效率，减少人力成本，并确保产品的一致性和质量。通过引入机器人进行自动化操作，铁行业可以实现生产过程的高度自动化和智能化。机器人的应用可以提高生产效率，降低人力成本，并确保产品的一致性和质量。此外，机器人还可以在繁重、危险或高温等环境中代替人工操作，减少对工人的身体负荷和安全风险。2.2 重物搬运 首先，机器人的高承载能力使其能够处理重物。它们通常配备有强大的机械结构和承载系统，能够承受大量的重量。这使得机器人能够安全地搬运和移动重型铁制物体，如钢板和钢管，而无需过多依赖人力。其次，机器人具备精确的控制能力，可以实现对重物的精确定位和移动。通过先进的传感器和定位系统，机器人可以准确识别和测量重物的位置和姿态，并根据预设的路径和动作规划进行搬运操作。这种精确控制能力确保了搬运过程的安全性和稳定性，降低了搬运过程中的风险和损坏的可能性。此外，机器人在重物搬运中还具有高效率和持续工作的能力。相比于人工搬运，机器人可以以更快的速度和更高的效率完成搬运任务。机器人不需要休息，并且可以持续工作，提高生产效率和作业的连续性。通过引入机器人进行重物搬运，铁行业可以实现工作过程的自动化和智能化，提高搬运效率和安全性。机器人能够减轻工人的体力劳动负担，降低人力成本，并减少搬运过程中的风险和事故的发生。2.3 焊接和切割 首先，机器人在焊接方面的应用已经成为铁行业中的重要趋势。焊接是将金属材料连接在一起的过程，而机器人可以通过精确的控制和动作规划，实现高质量的焊接操作。机器人焊接具有一致性和可重复性，可以确保焊缝的质量和强度，并减少焊接缺陷的出现。此外，机器人还可以在狭小或高温等环境中进行焊接作业，减少对工人的身体负荷和安全风险。其次，机器人在切割方面也具有显著的优势。切割是铁行业中常见的工艺操作，涉及到对金属材料进行精确的切割和修整。机器人可以根据预设的程序和路径，通过高速旋转刀具或激光等切割工具，实现精确的切割操作。机器人切割具有高度的精度和稳定性，可以确保切割尺寸的准确性，并提高切割效率。通过引入机器人进行焊接和切割操作，铁行业可以实现工作过程的自动化和智能化。机器人能够根据预设的程序和指令，进行高精度和稳定性的焊接和切割操作，提高工作效率，减少人力成本，并确保焊接和切割质量的一致性。2.4 清洁和维护 首先，机器人在清洁方面的应用可以减轻工人的劳动强度和降低风险。铁行业中的设备和设施通常存在狭小、高温、有害气体等环境，这对工人的健康和安全构成威胁。机器人可以在这些环境中执行清洁任务，减少对工人的直接暴露和身体负荷。例如，机器人可以配备各种清洁工具，如刷子、喷枪等，对设备表面进行清洁，并可通过传感器和视觉系统实现自主导航和避障，确保清洁的全面性和准确性。其次，机器人在设备维护方面也具有重要的作用。设备的定期维护可以预防故障和损坏，并延长其使用寿命。机器人可以执行各种维护任务，如设备润滑、零部件更换等。机器人可以根据预设的程序和指令，精确地执行维护操作，并记录关键数据和状态信息，以便后续分析和优化。这有助于提高维护的效率和准确性，并降低设备停机时间和维修成本。通过引入机器人进行清洁和维护操作，铁行业可以实现工作过程的自动化和智能化。机器人能够在狭小、危险或恶劣的环境中执行清洁和维护任务，减少对工人的风险和劳动强度。同时，机器人具有高效率、精确性和可编程性，可以提高清洁和维护操作的质量和一致性。2.5 数据分析和优化 机器人在铁行业中的数据采集和分析应用对于生产过程的优化和改进具有重要意义。机器人通过传感器和监测系统实时采集和记录生产过程中的数据，包中国科技期刊数据库 工业 A-91-括温度、压力、振动等参数。这些数据经过处理和分析，可以揭示生产过程中的潜在问题和优化机会。基于数据分析的结果，机器人能够与其他生产设备和系统进行实时协作和调整，优化生产参数、工艺流程或设备配置，提高生产效率、降低能耗、减少废品率等。此外，机器人还可通过数据分析预测设备故障和生产异常，实施预防性维护措施，避免生产中断和损失。质量控制方面，机器人可以监测和控制产品质量，及时发现质量问题并采取纠正措施。通过机器人的数据分析和优化应用，铁行业可以实现生产过程的智能化和自动化，提高效率、质量和决策的准确性。3 结语 总之，工业机器人在钢铁行业的应用研究为该行业带来了巨大的潜力和机遇。通过机器人的自动化和智能化，钢铁行业能够实现生产效率、质量和安全性的全面提升，为行业的可持续发展做出贡献。随着技术的不断进步和研究的深入，相信工业机器人在钢铁行业的应用将迎来更加广阔的前景。参考文献 1谭晶荣,柳旭,陈林,范娇娇.人工智能对碳排放的影响基于中国工业行业机器人数据的实证检验J.科技与经济,2023,(04):11-15.2王新雨,赵连玉,邢攸为,任广新,尹永强,王成林.基于视觉纠偏算法的阻镀漆喷涂机器人研制J.天津理工大学学报,2023,39(04):26-31.3蒋为,吉萍,赵敏.劳动保护 特定技能依赖与工业机器人兴起J.世界经济,2023,(08):134-162.4熊超有,邓溧,薛富元,罗康.工业机器人视觉分拣系统应用设计J.科技创新与应用,2023,13(23):46-49.5张维佳.机器人加速走进生产生活N.中国电子报,2023-08-18(001).