在我国，应用机器人已经成为钢铁企业实施智能制造很重要的一个组成部分，而且我国钢铁行业机器人应用场景也日益增多。

       生产特征决定应用场景

       在世界工业机器人应用领域中，汽车行业应用最广泛。2015年，汽车行业工业机器人需求量为9.5万台，位居第一；金属工业工业机器人需求量约2.94万台，位居第三。钢铁行业归属于金属工业，机器人需求量低于汽车行业，这与行业的特征有很大关系。

       钢铁行业的生产过程具有流程性特点，而汽车行业则具有离散性特点。离散性的制造过程比较适合使用机器人，除汽车行业外，还包括电子行业、手机行业等。而钢铁行业包括板、带、棒、线、管等的生产过程，流程性特征最为典型。

       那么，钢铁行业机器人的应用场景一般在哪些环节呢？

       从钢坯进入轧制线到成品出轧制线这一过程是由轧机的轧辊运转实现控轧钢坯完成生产的过程。在这一过程的各个工艺环节上，我国钢铁企业实现了从机械化到自动化、信息化的发展，有的企业甚至已经达到了智能化水平，从而大大减少了操作工。

       不过，钢铁行业很少在轧制线上应用机器人，更多在工艺流程的物质流、能量流、信息流的初始端和结尾端应用机器人(或机械臂)。

       国外钢铁企业机器人应用概况

       国外钢铁企业应用机器人类别大多是关节机器人，应用的场景基本在轧线或炼钢环节。

       在炼钢领域，如奥钢联林茨钢厂有3座转炉的副枪探头检测工作岗位实现了机器人替代，意大利达涅利公司实现了机器人自动取样并完成测温、氧碳含量分析，等等。

       在连铸领域，应用机器人的场景或工作岗位主要有两个：一个是钢包氧枪操作和长水口处理，如钢包钢水测温、取样、测氢，钢包滑动水口操作等；另一个是结晶器自动配置保护渣、除渣等，如韩国浦项公司LiquiRob机器人系统和安赛乐米塔尔连铸机机器人系统。

       在轧钢领域，常见的有热镀锌板带生产线锌锅捞渣机器人。例如，2017年韩国浦项公司在板带镀层工序采用机器人操作气刀从而精确镀层厚度，使钢板上镀层量偏差降低了30%，提升了浦项板带制造实力。又如，达涅利公司开发的棒材轧制线去毛刺的机器人，应用于意大利ABS钢厂棒材生产线，每18秒可处理一根钢坯边缘的毛刺，应用3D立体可视性能和自适应技术，可去除圆坯周边的毛刺。

       在钢管领域，由于燃气管道内径较小，人不可能进去检查内部缺陷，美国卡内基梅隆大学机器人专家组发明了无线遥控机器人“探索2号”，可以潜入复杂管道内朝任何方向旋转90度，为燃气管道做“内窥镜”检查，且一天可巡航数千米长的管道，将采集的数据送到300米外，确定管道损坏或有严重缺陷的位置。该机器人已在加拿大燃气公司运行。

       我国钢铁行业机器人应用取得重大进展

       我国钢铁行业对工业机器人的应用虽处于起步阶段，但也取得了重大进展。有资料显示，宝钢股份直属厂部应用机器人数量最多，而沙钢、南钢、安钢和河钢等企业的应用数量在30台以上，其他企业约在20台以内，应用的场景与国外钢铁企业大体相同。

       宝钢股份开发了高炉炉前开铁口和堵泥砲的机器人，使操作人员远离了铁水出渣的危险区域，并在炼钢厂3号连铸机改造使用，成为全球首例采用4台机器人——1台钢包受包侧机器人，1台中间包区域机器人，2台结晶器保护渣机器人——协同作业的企业，实现了连铸工序保护渣添加、钢包SN液压缸拆装、钢包长水口拆装、中间包测温取样等的机器人自动化作业，达到了安全化、高效化、智能化水平；在热镀锌板带线开发了锌锅捞渣机器人，并自主研制了世界首套轧辊补油机器人，应用于热轧厂1580毫米磨辊车间，使注油准确率、辊号识别准确率等关键指标达到100%。另外，宝武韶钢开发了热钢坯喷号机器人，利用高压电弧产生的热能在钢坯端面刻印标识号，一次完成喷号用时30秒，不仅清晰而且可长期留存。

       首钢京唐公司联合首自信公司开发了首架拆捆带机器人，已在2230毫米冷轧连退线上使用，这套机器人系统将机器人本体、智能传感和网络通讯打造成机器人智能系统，利用高精度激光测距传感器自动识别出带头方向，能根据捆带位置自动完成起带、剪切动作，剪切完的废捆带能自动打卷收集并通过运输皮带传送到收集处，整个拆装过程流程紧凑，成功率高。机器人拆捆可有效保障操作人员安全，生产效率高。

        沙钢集团早在2011年就启动了“机器换人”计划，国内首套电炉炉前快速在线自动测温取样机器人系引进意大利COMUA六轴自由度整机构成，仅25秒便可完成测温取样。近年来，沙钢已有100多台机器人分布在自动加渣、自动喷号等高温、高粉尘等工况恶劣岗位，并计划在未来3年~5年内采用1000台~1500台机器人。

       南钢构建了JIT+C2M新模式，在M端（工厂端）建设的智能装备与机器人应用，包含炼铁炮泥制备、炼钢测温取样、精整桁架机器人等，计划在2020年之前应用300台机器人，从而由M端产品价值驱动转变为C端（客户端）需求价值驱动。特别值得一提的是，南钢特钢与日本著名机器人导轨制造商THK合作开发机器人用钢材制成的机器人零部件滑动导轨、丝杆，已应用于THK在全球的制造工厂，用于工业机器人、服务机器人、实验室机器人及国际空间站机器人的生产。

       除上述企业外，还有多家企业在机器人开发与应用上取得了不俗的成绩。

       我国钢铁行业机器人发展的方向

       机器人是企业实施智能制造很重要的组成部分，可以在提质增效、降低成本、保护操作人员避开工况恶劣环境方面起到不可或缺的作用。

       我国钢铁行业应用的工业机器人有以下4个来源：一是从国外引进机器人全套系统；二是从国外引进机器人本体的主机后，经过消化，企业自己改进、仿制；三是钢企或钢企与科研单位、高校联合开发有自主知识产权的机器人系统；四是钢企与国外机器人配套厂商合作，为机器人系统开发用钢，制作关键零部件。

       在自主研发机器人方面目前应当提高集中度，以避免机器人开发过程中的科研重复。

       关于钢铁矿山机器人的开发，我们可以参考煤矿行业。2018年8月初的全国煤矿安全基础建设大会，展示了各种井下机器人，使用机器人开采煤矿，大约可减少人员80%，降低成本40%。500万吨的综采矿井，井下生产人员可从500人减少至80人以下。

       在机器人应用类型上，焊接机器人的开发还存在空白。

       特别值得一提的是，可靠性是机器人开发应用中最需重视的问题之一。1978年9月，日本一家工厂的切割机器人突然失控，把正在值班的人员当成钢板切割了，这是历史上首起机器人“杀人”事故。自此以后，可靠性问题被当作机器人产业的首要问题。钢铁行业对此尤其应当重视。