摘要:随着中国工业的发展进步,中国市场对工业机器人的需求将继续保持繁荣很长一段时间,市场对工业机器人的需求将进一步扩大,和智能制造将成为钢铁企业转型升级的主要方向。
关键词:钢铁行业;机器人应用;前景展望
引言
作为智能制造的核心装备的一个分支,工业机器人具有工作效率高、稳定可靠、重复精度好、能在高危环境下作业等优势,在钢铁企业的转型升级中将发挥重要作用。
1我国钢铁行业机器人应用存在的问题
1.1钢铁企业的个性化需求
钢铁生产虽然是流程行业,但不属于标准化的流程行业,装备、技术、厂房、操作标准等方面的个性化程度较高。这就意味着钢铁行业工业机器人的应用需要解决复杂环境条件的制约,并满足各种个性化的需求。
1.2企业信息化基础参差不齐
我国钢铁企业的发展环境和背景各不相同,导致钢铁企业之间的发展水平差距很大,企业处于不同的发展阶段。例如,我国拥有像宝钢这样的堪称全球最先进的钢铁企业,但同时也存在大量相对落后的钢铁企业,其生产装备、现场管理、信息化水平、节能环保等方面都存在较多欠缺,还未达到推进智能制造的发展阶段。
1.3用工与效率的矛盾
在我国钢铁产量和需求处于峰值区的背景下,考虑钢铁企业劳动生产率不断提升以及去产能工作的深入开展,我国钢铁行业整体面临用工需求逐渐减少,行业职工总量存在整体过剩的局面。但与此同时,很多钢铁企业还面临在高技能、工作环境恶劣、重体力劳动等岗位招工困难的情况。工业机器人的应用必然会替代大量的工作岗位,这一方面意味着钢铁行业拥有巨大的工业机器人应用空间,另一方面这个替代的进程也会在一定程度上影响社会就业,从而影响社会稳定。钢铁行业与汽车、电气等制造业相比,其制造过程往往存在高温气体、高温液态金属、粉尘、腐蚀性液体等极端条件,工作环境较为恶劣。在这种恶劣的工作环境中,一方面存在用工业机器人替代人工减少安全隐患的需求,另一方面也对工业机器人的防护提出了更高的要求。
1.4信息化高端人才短缺
钢铁企业信息化人才队伍主要是由自动化和装备等科室的相关人员或冶炼、轧制等相关专业人才转岗而来,虽然近几年补充了一些专业的信息化人才,但整体而言,信息化人才短缺、队伍整体水平不高、缺乏理论知识和创新能力等问题始终是钢铁企业发展智能制造的重要制约因素。且这一问题正在随着行业亏损、员工待遇下降等问题而更加明显地显现出来。机器人开发与应用,面临专业门槛高、个性化定制难、应用批量小等特点,这些都会加大工业机器人制造、集成企业进入这一产业链的难度。
2钢铁行业机器人应用分析
2.1减速机
我国已经在减速机领域进行了相关的研究和分析,并且在谐波减速机领域实现了突破,找寻出了相应的替代品,但是在实际的应用过程中还是有着一定的差距,主要的钢铁行业机器人还是依赖于进口,减速机技术主要由以下三个方面组成。①材料控制技术。减速齿轮是减速机精准运行的重要保障,拥有者一定的强度,并且较为耐磨,所以是减速机内部必不可少的一个部分。因此,对于减速齿轮来讲,材料是最为重要的一个部分,对材料元素的控制技术以及加工生产艺术是减速齿轮生产的重要内容。②部件的加工。根据减速机本身的尺寸大小,特殊轴承也需要进行相应的变更,这对于特殊轴承的精密性有着很高的要求,需要避免轴承当中出现游隙,需要我们在生产的过程中掌握特殊的加工技术,来提升特殊轴承的精度。③精密部件的装配。
钢铁行业机器人在生产的过程中往往会要求大幅度的减速,这对于减速器的精密度和强度都是一种很高的考验,在进行部件的装配过程中,需要掌握机密的装配技术,来提升精密程度,任何一个小小的差错都可能导致不可挽回的后果。
2.2伺服驱动器
控制钢铁行业机器人的主要工具就是伺服驱动器,钢铁行业机器人在工作的过程中对操作的精细程度要求很高,所以就对伺服驱动器提出了更严格的要求,所以我们在进行生产的过程中,由于相关技术的缺失,只能够进行进口,来维持钢铁行业机器人的稳定性。①控制快速响应。钢铁行业机器人在进行运作的过程中是十分高速的,并且大多采取了三环控制的方式,也就是电流环、速度环和位置环这三环。机器人专用电机要求力矩变化能够进行高速相应,所以快速响应控制技术就成为了必须掌握的技术途径。②在线参数整定。在线参数整定是现代工业技术提出的全新要求,大部分的伺服驱动器都具有这项功能。使用在线参数整定,能够使钢铁行业机器人在进行生产的过程中优化自身的算法,自动进行判定工作,并且根据实际现状进行相关的调整。
2.3钢铁行业机器人控制系统技术
操作系统是钢铁行业机器人控制单元开发中最困难的问题,由于钢铁行业机器人本身具有运动控制特性,对实时性要求很高。所以大多数钢铁行业机器人在实际操作中都是用控制卡来进行的,利用操作系统进行辅助可以有效地提高钢铁行业机器人自身的控制精度,从而提高整个系统的稳定性,其他工业机器一般采用伺服控制系统,保证软件本身的环境,从而实现精确控制,但如果采用一般的系统,就不能完全实现钢铁行业机器人的需求,其局部性不能满足机器人自身的控制要求,所以钢铁行业机器人控制系统技术还需要进行更新和改进。
3钢铁行业机器人发展趋势
3.1一体化发展趋势
一体化是当前钢铁行业机器人的尖端技术,将各个生产环节进行优化,节省一些不必要的步骤,来大大提升我们的生产效率,提升钢铁行业机器人的产量,并且在这个过程中能够节省很大一部分的资源,也是对环境和资源的一种变相保护,总而言之,一体化将会是钢铁行业机器人未来的主要发展趋势。
3.2精细化发展趋势
钢铁行业机器人技术是一种新型的技术形式,也将会是未来主要的生产方式之一,能够完成许多人类完成不了的工作,我们在进行钢铁行业机器人生产的过程中,数字化和自动化的操作模式必不可少,钢铁行业机器人技术正在朝着精细化发展。
3.3多领域发展趋势
钢铁行业机器人的生产并不是针对某一行业或者是某一领域来进行的,随着钢铁行业机器人技术的不断进步,生产效率也会逐步的提升,钢铁行业机器人将会在社会的多个领域进行应用,除了基础的工业制造之外,还会在医药以及交通等多个领域进行应用,实现多领域的发展趋势。
结语
从国外工业机器人的开发和应用实例来看,对钢铁生产影响主要表现为:可以降低生产成本,提高准确率和精度,减少从业人员数量、节约人员成本,提高产品质量、精度和防错率,改善职工工作条件,提高安全性,提高生产效率。
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