摘要：根据集团公司智慧制造的目标要求，就工业捞渣机器人在韶钢松山股份有限公司特轧厂旋流井露天跨的应用做出一些探究。
关键词：机器人；自动化；智慧制造
1 前言
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多种学科的先进技术于一体的具有自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的复杂智能机器。
钢铁行业劳动力成本逐年提升，使用机器人代替人工劳动是钢铁行业发展的大趋势和未来方向。笔者作为一名高级工程师，就工业机器人在钢铁厂的应用做一些探究。
2 研究起因
韶钢松山股份有限公司特轧厂的轧材轧制生产是钢铁生产全流程的重要工序，也是面向客户的环节，如何高效优质低成本地完成产品生产，是轧材生产面临的难题。以智慧中心建设为抓手，提升整个轧材生产的自动化、智能化水平，提高轧材生产流程的精细化管控能力，对提高公司的综合竞争力至关重要。
去年以来，通过建立铁区一体化管控平台（智慧中心），公司实现了铁区生产大数据决策、智能化操作，随后，轧材生产区域的智慧制造改造被公司迅速摆上议事议程。
韶钢松山股份有限公司特轧厂板材旋流井属于露天区域，日常风吹日晒雨淋，现场设备设施老化快，安全隐患突出，要频繁的进行维修养护，栈桥和天车检修是高处作业，属于二级高危项目。而特轧厂板材工序旋流井露天栈桥腐蚀、开裂安全隐患属于公司设备设施安全隐患整改项目，人工操作天车在该区域作业存在非常大的安全隐患。同时人工作业也会受制于天气影响，在恶劣天气条件下无法正常作业，影响生产节奏。现因旋流井露天栈桥的吊车梁有进一步恶化迹象，存在着安全风险。为彻底消除安全隐患，并且根据集团智慧制造“四个一律”（操作室一律集中，操作岗位一律机器人，运维一律远程，服务环节一律上线）要求建议实施机器人代替人工驾驶露天行车捞渣作业的改造项目。
3 实施方案
根据图1所示：特轧厂板材工序露天跨旋流井捞渣作业，需要天车工驾驶28#露天跨行车定期将生产线上产生的废渣从旋流井底部捞出，吊运到旁边指定区域，再转运处理。只要生产线不停机，生产持续，旋流井就会不断有废渣产生并堆积，天车工需要不断的吊运清理，属于重复性劳动特种作业。
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图1：特轧厂板材旋流井露天跨示意图
1.对板材工序旋流井露天栈桥进行加固。（捞渣机器人改造完成后，可以替代露天跨行车吊运功能，在改造完成后可以考虑对栈桥进行拆除。）
2.新增捞渣机器人，PLC控制系统，机器人运行轨道，智能电子围栏，VR、机器视觉系统，无线通讯系统等硬件。机器人轨道就安装在旋流井旁边与露天栈桥平行的位置，机器人坐落在运行轨道上方便进行移动搬运，具体位置参见图2。
3.L1级系统进行适应性改造，新增捞渣机器人与电子围栏的安全联锁功能。
4.接入韶钢特轧厂智慧制造远程集控系统，可以实现远程控制。
5.无线通讯可采用5.8G无线通信系统进行通讯，将机器人相关控制信号与地面服务器进行连接。
6.有线通信主要在地面，设置无线AP，交换机、网络机等，用于设备互联，通过光纤链接至核心交换机和服务器。
7.旋流井露天跨区域电子围栏系统与机器人捞渣作业互相联锁保护，当有人闯进作业限定区域内的时候，机器人将停止作业。实现区域安全警示联锁保护功能。
8.机器人作业的相关定位可以采用编码器，传感器与编程相结合的定位方式，也可以采用机器视觉技术，为后期功能的扩展升级奠定基础。
4方案预期的成果和效果
旋流井露天跨捞渣机器人改造项目实施后，机器人可以完全代替人工重复性的捞渣作业，减少人工在高温、高噪音、潮湿危险区域停留时间，相关设备由高处转向地面，由此避免高处作业等高危项目的产生；可设定捞渣频率和位置，可以远程集控，并且可以推广至线材，棒材，特棒等八个生产工序的旋流井露天捞渣作业。工业生产线上其它的捞渣作业都可以推广应用本改造方案。采用机器人作业后，现场可实现无人化作业，智能化作业，对于人的安全风险大大降低。
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图2：特轧厂板材旋流井露天跨捞渣机器人示意图
此项目为自动化改造项目，属于智慧制造范围，符合减少“3D”岗位人工操作，降低劳动负荷原则，实现了设备的本质化安全，实现了水处理旋流井捞渣的全自动化运行。
参考文献
[1] 郭洪红.工业机器人技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006
论文作者:石勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：作业论文; 机器人论文; 露天论文; 栈桥论文; 松山论文; 智慧论文; 天车论文; 《基层建设》2019年第27期论文;