电石炉专用出炉机器人研发与使用
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电石炉专用出炉机器人研发与使用
作者：仲应福周小龙
来源：《中国科技博览》2019年第13期
[摘要]目前我国电石冶炼行业生产环境危险恶劣、劳动强度大，出炉环节基本采用人工或半自动作业方式，存在重大安全隐患，严重威胁了作业工人的生命安全，急需能够替代一线作业工人出炉的智能化机器人生产系统，以降低作业工人的劳动强度和安全风险。大容量电石炉冶炼出炉工艺要求，突破极端恶劣工况下出炉机器人构型创成及结构优化、基于机器人的出炉专用工具及被动容差快换技术、复杂作业空间下的出炉机器人轨迹规划技术等关键技术。以数据采集和分析结果为依据，制定一套适用于大容量专用电石炉的生产工艺，形成电石冶炼机器人标准化作业规范，对机器人周边设备进行适应性改造和整合，建立可推广的电石冶炼机器人系统应用示范车间，实现电石冶炼机器人系统示范应用。
[关键词]电石出炉机器人
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0216-01
一、前言
金泥化工单台年产10万吨电石炉是原化工部第一设计院（现中国天辰工程有限公司）设计，核心生产设备单台年产10万吨全密闭型电石炉，由金泥集团公司联合中国天辰工程有限公司、中钢集团吉林机电设备有限公司开发，是目前国内自主开发设计的单台产能最大的全密闭型电石炉，在试生产过程中发现电石出炉岗位存在劳动强度大、作业环境较为恶劣、安全系数低等现象。金泥化工根据自身实际情况，联合行业内知名厂家结合金泥化工单台年产10万吨全密闭型电石炉炉型，研究开发一台适合在金泥化工炉前烧炉眼、开眼、带钎、堵眼、清炉舌等工艺环节的自动出炉机器人，促进产业技术升级。
二、电石炉专用出炉机器人研发
金泥化工单台年产10万吨电石炉由金泥集团公司联合中国天辰工程有限公司、中钢集团吉林机电设备有限公司开发，是目前国内自主开发设计的单台产能最大的全密闭型电石炉。而国内大部分出炉机械装置均为匹配30000KVA-40500KVA电石炉炉型设备，若生搬硬套直接采购，将会存在出炉机力量薄弱、不能有效打开炉眼、带钎深度不够、炉眼角度不正等一系列问题，制约金泥化工电石炉正常运转。
2.1电石炉专用出炉机器人研发内容
电石炉出炉设备的设计
电石炉出炉设备的设计 摘要：随着国际油价逐年上涨，我们国家电石炉乙炔年产量逐年提高。我们国家电石生 产起步较晚，生产设备很简单，大部分工作靠手工完成，所以电石炉生产效率低，工人劳动 条件恶劣，存在是很大的安全隐患。本文对电石炉浇注设备的设计进行了深入探讨。 关键词：电石炉；烤箱设备；项目 1引言 由此可见，对于电石炉设备如电石锅、炉车、轨道等在运行、结构、材料、现场环境等 方面存在的故障率高、安全性能低的问题进行针对性分析，提出降低成本的改造方案电石炉 设备，将电石炉设备单位时间发生故障的概率被认为是碳化物考虑，不会违反或破坏用于反 映结构安全等级的系数，将创造非常显着的经济效益和有限的资源，并满足社会人民日益增 长的物质文化需求。 2国内电石炉工艺提到 在我们国家，电石窑工艺较为粗放，仍沿用传统的电石窑工艺。大多数任务应当需要人 工干预才能完成。传统的硬质合金车螺纹系统主要由passbar系统和burnpass系统组成。 它由机组、窑前排烟系统、窑提升输送机、窑前筛网、封盖机、窑车和电石大桶组成。电石 炉置于中间位置，电石在炉内反应生成。电石炉共有三个出料口，120个均匀分布，每个出 料口对应一个工作平台，供操作人员进行穿钢作业。每个工作平台前用耐火砖围成屏风，减 少熔融电石对操作人员的热辐射。每个排风口在窑前装有排风机，电炉周围有烟囱，排风口 延伸到车间外与除尘器相连。窑前轨道为双U型，其上放置装有电石槽的小车，轨道末端的 卷扬机拉动钢丝绳牵引。钢索由分布在炉子轨道上的磨辊引导。完整的放料过程如下：首先，在电石从相应出口排出前，将窑小车和电石锅拉入窑入口位置，控制卷扬机拉动钢丝绳，使 中心电石大缸出炉时的线与炉口中心对齐，在同一上平面内，避免碳化钙飞溅。二、窑前操 作人员合上窑口直通母线系统对应的触头断路器，给点火装置导通电流，点火装置推动工作 位置进行及时操作。从窑前，打开窑入口排烟系统风量相应的阀门，排烟系统开始工作。流 量顺畅，拆除旁路装置，闭合触头断路器。三、第一锅电石装满电石后，控制卷扬机将第二 锅电石拉到进炉位置，待第二锅电石装满电石后，安装第三锅电石电石锅入炉口第三个电石 锅拉到位。以此类推，直至炉子操作完成；第四，熔融电石出炉时，冷却凝固，阻碍电石流动。有两种情况：一种是电石在炉口凝固，另一种是电石在炉舌凝固。五、放置电石后，进
电石炉专用出炉机器人研发与使用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/ca19064221.html, 电石炉专用出炉机器人研发与使用 作者：仲应福周小龙 来源：《中国科技博览》2019年第13期 [摘要]目前我国电石冶炼行业生产环境危险恶劣、劳动强度大，出炉环节基本采用人工或半自动作业方式，存在重大安全隐患，严重威胁了作业工人的生命安全，急需能够替代一线作业工人出炉的智能化机器人生产系统，以降低作业工人的劳动强度和安全风险。大容量电石炉冶炼出炉工艺要求，突破极端恶劣工况下出炉机器人构型创成及结构优化、基于机器人的出炉专用工具及被动容差快换技术、复杂作业空间下的出炉机器人轨迹规划技术等关键技术。以数据采集和分析结果为依据，制定一套适用于大容量专用电石炉的生产工艺，形成电石冶炼机器人标准化作业规范，对机器人周边设备进行适应性改造和整合，建立可推广的电石冶炼机器人系统应用示范车间，实现电石冶炼机器人系统示范应用。 [关键词]电石出炉机器人 中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0216-01 一、前言 金泥化工单台年产10万吨电石炉是原化工部第一设计院（现中国天辰工程有限公司）设计，核心生产设备单台年产10万吨全密闭型电石炉，由金泥集团公司联合中国天辰工程有限公司、中钢集团吉林机电设备有限公司开发，是目前国内自主开发设计的单台产能最大的全密闭型电石炉，在试生产过程中发现电石出炉岗位存在劳动强度大、作业环境较为恶劣、安全系数低等现象。金泥化工根据自身实际情况，联合行业内知名厂家结合金泥化工单台年产10万吨全密闭型电石炉炉型，研究开发一台适合在金泥化工炉前烧炉眼、开眼、带钎、堵眼、清炉舌等工艺环节的自动出炉机器人，促进产业技术升级。 二、电石炉专用出炉机器人研发 金泥化工单台年产10万吨电石炉由金泥集团公司联合中国天辰工程有限公司、中钢集团吉林机电设备有限公司开发，是目前国内自主开发设计的单台产能最大的全密闭型电石炉。而国内大部分出炉机械装置均为匹配30000KVA-40500KVA电石炉炉型设备，若生搬硬套直接采购，将会存在出炉机力量薄弱、不能有效打开炉眼、带钎深度不够、炉眼角度不正等一系列问题，制约金泥化工电石炉正常运转。 2.1电石炉专用出炉机器人研发内容
电石炉操作
一、出炉操作： 1、拉锅前的检查：首先要检查所有的电石锅按照要求将锅底所有缝隙全部垫好， 确定无漏垫处。所有的小车连板连接牢固，无脱焊。连接板之间的销子全部插好。轨道内的电石彻底清理干净，导向轮转动灵活。 2出炉前的检查：检查托泥铲、堵眼用封枪、钢钎以及堵眼用泥球的备用数量（20个）和质量是否能够满足出炉需求，严禁使用过湿或冰冻的泥球堵眼。 3、烧眼操作：使用烧穿器修整炉眼，必须待烧穿器上安装的碳棒穿过出炉档屏 还未接触到炉眼前将烧穿器的铜排合闸送电。修眼完毕后，将烧穿器拉出炉眼，即刻断开烧穿器铜排供电后，方可将烧穿器拉出出炉挡屏。 4、炉眼的维护保养：正常的炉眼及形状应呈喇叭形，炉眼的外径必须要保证在 300mm以上，炉眼的内径必须保证在60mm以内。炉眼的深度维持在500～800mm，并保持一定的坡度，炉眼高度控制在炉舌根部20mm~50mm。正常生产中炉眼深度及高度要严格把关，只有这样才能保证按时出炉。当炉眼打不开，炉子三相不通而电石不易流出时，经几次出炉电石在出炉口堆积，致使炉眼不够深度等情况，就必须使用烧穿器烧眼维护，以保持炉眼的正常要求，同时严格控制不要使炉眼上移，以防止炉底上涨。 5、通过出炉判断炉况：出炉时通过捅炉圆钢的感觉，结合电石流出时的流速颜 色，光亮度等，来判断炉况，这种感觉和判断应及时报告班长。一般捅入轻松，圆钢上电石较厚，说明炉温高，炉内畅通，电石质量高，配比可能偏高。 捅入轻松，圆钢上电石较薄，颜色发白，说明炉温高，炉内畅通，电石质量高，配比合适，如果炉内坚硬，甚至夹圆钢，则炉温低，炉内不通，如果带出生料说明料层不好有塌料等，如果捅不进，有沉淀则说明炉温低或炉底上涨。 6、通过炉前化验判断炉内情况：当班炉前热样必须控制在285L/kg~295L/kg， 如果在炉前热样检测过程中，如果电石反应彻底而且检测后的水较白，则说明炉料配比较低，需要适当提升炉料配比。如果炉前热样检测后存在炭材积渣，则说明炉温较低炭材未完全反应完毕，此现象说明：一是炉料配比偏高，
矩形密闭电石炉(矿热炉)开炉试车方案及总结
矩形密闭电石炉（矿热炉） 开炉试车方案及总结 一、开车准备 1.1 电石生产工艺介绍： 电石生产工艺是以石灰和焦炭按一定比例混合，通过加料设备进入到电石炉内，通过施加在电极柱的小于500V直流电向电石炉内供电，电石炉内混合炉料在电极柱之间的电弧热的作用下反应生成电石和炉气(一氧化碳)，反应生成的电石周期性的出炉至电石锅内，通过搬运系统经冷却后送至破碎系统的生产过程。 电石炉副产物炉气，经空冷段、水冷段、强制通风冷却、除尘后，将合格排放标准的电石炉气经气柜缓存后送至气烧石灰作为石灰生产的燃料气。电石生产的化学反应方程式为：CaO+3C==CaC₂+CO↑-465kJ； 电石生产工艺流程框图见图1。
图1：电石生产工艺流程框图 主要从密闭型矩形电石炉试生产过程中发现的问题及提出有效的整改措施等两方面进行总结。 1.2原辅料准备： (1)原材料准备： 电石炉生产过程中，其原材料主要为为石灰、焦炭和电极糊。其电石生产所需的原材料物化性参数分别见表1、表2和表3。 表1、石灰规格表 表2、焦炭规格表 表3、电极糊规格表
(2)辅料准备： 电石生产过程除原料外，还需电极壳、直供电及水电气等公用工程介质用于辅助生产。 (3)人员准备： 电石生产工艺属高危生产行业，根据设计和电石生产经验要求，人员方面需设立管理团队、技术团队、操作团队、维保团队等。 (4)技术文件准备： 电石生产属冶金生产工艺，属重点监管的危险化工工艺，所以根据法律法规及行业要求试生产之前必须编制完成技术 规程、操作规程、开车方案(含开车过程中的应急处置预案)等。 二、试生产过程 电石炉的带料试车可分为如下几个步骤。 (1)装炉。 电石炉的装炉过程就是在炉内从底层依次为： 电极糊、启动缸、颗粒焦炭、混合料等顺序步骤进行物料装填，这个过程中电极糊厚度、启动缸大小和深度、颗粒焦炭的粒度及装填深度以及混合料的配比等均有严格的要求。 (2)电极焙烧。 电极的焙烧是电石生产过程中最为重要的环节之一，电极焙烧是从电极糊添加到电极焙烧结束的一整套过程，这其中对电极糊物化参数及添加步骤等均有严格的要求。
电石生产自动化技术发展探讨
电石生产自动化技术发展探讨 摘要：采用自动化技术对电石生产进行控制，能有效克服常规技术上的失误，从而达到对电石生产设备参数进行有效的调控。在全流程的电石生产中，因使用 环境等因素，存在着操作不当等问题。所以，对电石生产的自动化技术发展进行 深入研究与分析是十分有意义的。本文从电石生产入手，对我国电石生产现状进 行了分析，并根据实际情况，提出了一些改进措施，以提高电石生产的实效性。 关键词：电石生产；自动化技术；发展 前言 “十四五”期间，我国正处在一个重大的发展战略机遇期，同时也迎来了一 个千载难逢的发展机会。我国是全球化学工业的投资热点，随着国家经济发展和 人民生活水平的不断提高，对下游产品如 PVC、乙酸乙烯、聚乙烯醇、石灰氯等 的需求将会不断增加。我国目前的石油资源比较匮乏，而煤矿资源较为丰富，因此，电石可以为能源节约和环境做出一定的贡献，电石在满足下游的需求上，将 会起到无可取代的作用。随着科学技术的进步，电石的品质不断提高，其安全性 也逐渐稳固。 1国内电石生产现状 1.1电石出炉作业 电石炉作业是一种危险、繁重的工作，在高温环境下由人工完成，因而造成 了大量的事故发生，从而对生产造成了一定影响[1]。目前我国电石行业除了少数 几家企业已开始采用机器人出炉，多数企业仍采用人工操作，带来了出炉量不高、劳动效率低等问题，尤其是人工操作还会带来出炉不稳定等一系列不利于生产的 后果。 1.2电石锅搬运作业
目前，国内的电石运输基本上都是依靠拖车，现场一定要有人工操作。断裂 是事故的主要原因，目前还没有很好的处理技术。 1.3料面处理作业 电石炉的料面处理时间是30分钟左右，由于炉内压力波动喷火造成的危险，所以经常会发生人身伤亡。 1.4电石生产自动控制技术 由于其物理化学特性，在生产中容易引起火灾、爆炸、中毒等事故，从而导 致人员伤亡和环境污染。因此，许多电石厂都认识到，如何为电石厂设计一种安全、可靠的自动控制系统是一个迫切需要解决的问题。然而，由于对电石工艺和 生产资料的制约，虽然有少数几家公司已经在研发该系统，但还没有真正达到自 动控制的程度。 2电石自动化控制及运行管理系统 2.1自动出炉系统 自动出炉系统是一种电石出炉系统，它位于出炉路径上的高密度轨道系统， 包含了安装在出炉通道地板上的浇注料包柱，若干条沿出口方向固定在浇注料包 柱上，并与地面保持一定高度，其设置在型钢支撑一侧，并沿炉口方向布置，结 构形式为平行双轨，在各轨道本体下方分别装有高度适宜的型钢托架和浇注料包柱。自驱牵引车的特点是：一牵引车体，固定于该车体下部的传动电机，二与该 传动电机输出轴相连的减速装置，该干连接装置设置于牵引车体的后侧。因此， 电石企业要加强安全生产的规范化管理，在建立科学、细致、有效的安全生产管 理体系之后，安全生产的有效实施已成为检验安全工作成效的重要指标。首先， 要增强对安全生产的规范管理，切实了解当前国家安全生产法规的重要意义。其次，要强化企业的安全管理，做到人人有责、有奖、有罚，才能提升安全生产的 质量。同时，要充分发挥市场监督的主体作用，把国家安全生产管理制度和法律 法规政策贯彻到企业的实际工作中来。 2.2智能巡检系统(设备)
电石炉炉速控制及负荷均衡技术研究
电石炉炉速控制及负荷均衡技术研究 摘要：本文针对电石炉的炉速控制和负荷均衡问题进行了研究。针对炉速控 制问题，通过多变量控制方法实现了电石炉炉速的快速响应和稳定控制，在实验 中取得了较好的控制效果。同时，对于负荷均衡问题，本文采用深度学习方法， 通过对电石炉的工作状态和环境参数进行建模，实现了电石炉负荷均衡的自动控制。实验结果表明，该方法可有效降低电石炉的能耗和生产成本，提高生产效率 和质量。 关键词：电石炉；炉速控制；负荷均衡；多变量控制；深度学习 电石炉是一种应用广泛的生产设备，在化工生产领域中的地位和价值不言而喻。炉速控制和负荷均衡作为电石炉控制过程中的重要环节，直接关系到电石炉 的生产效率和能耗。研究电石炉炉速控制和负荷均衡问题，对于提高电石炉生产 的效率和降低其能耗具有重要的理论和实践意义。本文旨在探讨电石炉炉速控制 和负荷均衡技术的研究与应用。本文主要分为炉速控制技术研究、负荷均衡技术 研究和炉速控制与负荷均衡的集成三个部分，对相关的理论和实验研究进行综合 性的探讨和分析。 一、炉速控制技术研究 1.1 炉速控制的基础知识 炉速是指电石炉中焙煅石灰和电石的速度，也是炉内物料流的速度。炉速的 控制是基于控制电石炉中物料流速的知识，通过控制汽轮机负荷的变化来实现炉 速的控制。炉速控制的目的是保证电石炉内的化学反应和物料流动能够正常进行，保证炉内环境的稳定性，从而保证电石炉的生产效率和质量。 1.2 传统的炉速控制方法 传统的炉速控制方法主要包括前馈速度控制和PID控制两种。前馈速度控制 是基于传感器获得的物料流量和负荷信号进行炉速的控制。PID控制是基于传感
低温环境下的核废料处理作业机器人设计与应用
低温环境下的核废料处理作业机器人设计与 应用 近年来，随着核能发电站的增加，核废料处理成为一个全球性的问题。特别是在低温环境下，处理核废料变得尤为困难。为了解决这一难题，设计和应用低温环境下的核废料处理作业机器人变得尤为重要。 设计一款低温环境下的核废料处理作业机器人需要考虑以下几个方面： 一、材料选择和隔热设计 在低温环境下，机器人所使用的材料需要具备良好的抗低温性能。材料的选择应考虑以下因素：耐低温、耐辐射、耐腐蚀、防静电等。同时，针对低温环境下的机器人，还需要进行隔热设计，以保证机器人的正常运行。 二、运动控制和功耗管理 低温环境下的核废料处理作业机器人需要具备稳定的运动控制能力。机器人应具备精准的定位、抓取和操纵能力，以满足核废料处理的要求。此外，机器人的功耗应得到有效管理，以确保机器人在低温环境下的长时间使用。 三、通信和遥控技术 由于低温环境下存在辐射等危险因素，操作人员无法直接接触核废料。因此，机器人应具备远程遥控技术，以保证操作人员的安全。机器人的通信系统应具备稳定可靠的特性，确保与遥控设备的稳定连接。 四、废料处理和储存
低温环境下的核废料处理作业机器人的主要任务是将核废料进行分类、处理和 储存。机器人应具备适应不同核废料种类的处理能力，并根据不同的要求进行分类储存。废料处理过程中，机器人应保证操作的准确性和安全性。 目前，低温环境下的核废料处理作业机器人已经在一些国家进行了试验和应用。例如，日本的福岛核事故后，开发了一款名为ROBOTS-100的低温环境下核废料 处理作业机器人。该机器人具备定位、取样和成像能力，并能有效处理高辐射区域的核废料。在应用过程中，机器人不仅提高了工作效率，还保证了工作人员的安全。 除了福岛核事故，其他国家和地区也在积极开发和应用低温环境下的核废料处 理作业机器人。例如，俄罗斯的核工业领域已经开始使用机器人进行核废料处理，以确保工作人员的安全。此外，美国、中国等国家也在加强核废料处理机器人的研发和应用。 低温环境下的核废料处理作业机器人的设计和应用，不仅解决了核废料处理难题，还提高了工作效率，保障了工作人员的安全。在未来，随着技术的不断进步，机器人将在核能行业中发挥更重要的作用。同时，对机器人的设计和应用也将面临更多挑战，如更高的自主性能、更精确的定位能力等。 总之，低温环境下的核废料处理作业机器人的设计和应用是解决核废料处理问 题的关键之一。通过材料选择和隔热设计、运动控制和功耗管理、通信和遥控技术以及废料处理和储存等方面的设计，机器人将为核能行业带来更安全、高效的核废料处理解决方案。
自动出炉机器人在电石生产中的应用及改进 赵鹏涛
自动出炉机器人在电石生产中的应用及改进赵鹏涛 电石生产工艺列入第二批重点控制的危险化工工艺，其生产过程中存在高温易燃易爆高粉尘 等危害因素，以前许多操作是人工完成，该作业存在出料温度高达2000℃，高温电石飞溅会 造成作业人员灼烧，作业人员体力消耗大，作业人员多，易出现群伤等安全事故，通过使用 自动出炉机器人实现危险作业机器替代人工达到减员增效和实现本质安全是几代电石人的梦想。如今，经过大家不懈艰苦的共同努力，这一梦想得以实现，现就我们的探索使用情况作 简要介绍，供大家借鉴。 一、我公司出炉机器人应用情况： 1、公司简介及投运前情况：神木电石集团能源发展有限公司成立于2012年，原为民营企业，2017年9月29日由陕西投资集团公司下属的陕西金泰氯碱公司和秦龙电力公司联合收购为 陕西金泰氯碱公司子公司，批复规模为120万吨/年电石，120万吨/年兰炭和2台135MW尾气发电机组，现建成规模为4台40500KVA密闭电石炉，40万吨/年兰炭和1台135MW发电 机组。电石出炉系统采用液压式半自动出炉设备，每班配备8名出炉工，每台产量230- 250t/d，工人劳动强度很大，人员流失较频繁，从2014年底投产到2017年9月发生出炉时 烧伤人员10多起，医疗费用花费较大。国企收购后秉承“始终把安全环保作为一切工作的出 发点和落脚点”的发展理念，积极寻求危险作业机器替代达到本质安全的新技术和新设备，经过市场调研了解，发现新疆中泰化学使用哈博实公司自动出炉机器人效果较好，2018年1月 份进行了出炉机器人设备招标，确定哈博实公司提供设备和指导安装调试出炉机器人。 2、使用产生的效益：项目总投资2660万元，投运后，出炉人员由每班8人减为炉前3人， 中控室操作机器人1人，4台炉共减员56人，出炉工资按7万元/人.年，增加经济效益可达 到392万元/年；全部投运至今17个月未发生一起出炉人员烧伤烫伤事故；机器人出炉钢钎 直径50mm,人工带眼钢钎直径22mm，出炉流量比人工出炉要大，同样出炉量相应的出炉时 间将缩短，冶炼时间增加，出炉热量损失减少，热能利用率提高则产量提高，单位产品电耗 降低，增产降耗每年产生的经济效益也很可观；2019年4月榆林市应急管理局组织全市危化 品生产企业在我公司召开机器人代替人工作业新技术现场会，我公司介绍了危险作业机器人 替代人工的经验和成效，榆林市应急管理局要求2020年底前全市电石行业必须完成出炉机 器人改造；我公司2019年被榆林市和陕西投资集团公司评为安全生产先进企业荣誉称号。 该项目取得了良好的经济效益、安全效益和社会效益，充分发挥了国有企业引领行业潮流的 示范效应。 3、使用中存在的问题： 1）电缆线在坦克链大轨道中布置，大车需要一直前后运行，易发生电缆折断； 2）如遇电石喷料，机器人前端底面花纹钢板（6mm厚）会变形造成死机无法动作，严重时 会烧坏伺服电机和气源管等设备； 3）如遇大的电石喷料，即使机器人及时退至最后位置，大量高温电石溅出会造成伺服电机 等设备部件变形损坏； 4）利用压缩空气管道压力脉冲式将电石渣喷出完成堵眼作业，一次喷吹气量较大，造成管 道压力波动大不稳定，尤其是炉眼难封时，不能及时封眼会造成漫道事故； 5）封眼炮筒无防护装置，如误动作会造成人员伤害； 6）现场机柜环境温度高，空调制冷效果差，电气元件散热差夏季经常跳车； 7）活动挡屏处于固定挡屏外面，悬挂于上轨道，底部无固定设施，如遇喷料，大量电石会 从活动挡屏下部顶出流至机器人上，造成机器人损坏。
工业机器人的研发及在智能制造中的应用
工业机器人的研发及在智能制造中的应 用 摘要：伴随着我国社会经济的不断进步，传统制造技术已经跟不上时代发展的步伐，尤其是工业制造产业在当前阶段面临着巨大的挑战，而人工智能技术的发展和创新，则给传统制造行业带来了新的发展机遇。工业机器人作为智能制造技术的代表，其有着占地面积小、利用效率高的优势，受到了人们的青睐，也越来越多的被应用到各行各业之中。本文研究和探讨了工业机器人在智能制造中的实际应用，并对未来工业机器人的发展趋势做了一些展望。 关键词：工业；机器人研发；智能制造；应用 引言 工业机器人具有安全高效、自动化程度高等诸多优点，其出现彻底突破了我国传统工业制造行业的局限性，为智能制造在制造业当中的应用开辟了一条新的路径。由于我国对工业机器人的研究起步较晚，相比于西方发达国家还有着不小的差距，但对于我国工业机器人技术的不断完善和创新将会为传统制造业带来颠覆性的变化，使得“中国制造”向着“中国智造”的方向转变。因此只有不断加强对人才的培养和技术的研发，才能够为智能制造的快速发展打下良好的基础。 1工业机器人相关概念 机器人是工业智能化发展的产物，它能够模仿人类的动作和思维模式，并通过接收到人类设定的相关指令来完成各种高难度、高风险、高精度的操作任务，从而提高了人们工作的效率和安全性[1]。随着我国经济的不断发展，机器人应用的范围和领域也在不断的扩大，从最开始的工业生产发展到现在已经涉及到家居智能、物流仓储以及交通运输等各个行业。以工业生产为例，工业机器人相比于人类具有以下几个特点：首先是大脑，它是人类的神经中枢和司令部，发挥着调节和支配身体各项技能的重要作用，对于机器人来讲，它的大脑指的是自动控
机器人操作系统的研发与应用
机器人操作系统的研发与应用 随着科技的不断发展，机器人操作系统正在日渐成为一个备受关注的话题。机 器人操作系统是指用来控制和管理机器人的软件框架和工具集合。它不仅可以提供基本的机器人控制功能，还能够支持机器人的人工智能、视觉感知、语音识别等复杂功能实现。机器人操作系统的研发和应用对于推进机器人技术的发展，提高机器人应用的普及率具有重要意义。 一、机器人操作系统的现状 机器人操作系统的应用领域十分广泛，包括工业自动化、农业、医疗、教育等 多个领域。机器人操作系统的发展也极其迅速，全球性的机器人操作系统有ROS、OROCOS等，国内的机器人操作系统有industrial-ROS等。ROS是较为流行的机器人操作系统之一，它是由一群机器人工程师和计算机科学家所开发的。ROS非常 便于使用和维护，也具有极高的可扩展性和灵活性。 机器人操作系统也存在一些不足，比如对工程师的要求较高，需具备较强的编 程能力；并且不同操作系统可以具有不同的接口和系统级别，机器人操作受到操作系统的限制。 二、机器人操作系统的未来发展趋势 随着机器人技术的不断进步，机器人操作系统也在不断更新迭代，未来机器人 操作系统将更加智能化、人性化，并且对机器人操作的门槛将会降低。 首先，更加智能化的机器人操作系统将会出现。未来的机器人操作系统将更加 注重人工智能、模式识别和自主决策等人工智能技术的应用。机器人将会更加智能化，可以自主完成一些比较复杂的任务。
其次，更加人性化的机器人操作系统将会出现。未来的机器人操作系统将更加 注重用户体验，机器人操作界面和语言将更加人性化，更符合人类的使用习惯。这一点非常重要，因为这将大幅提高机器人的应用率。 最后，机器人操作系统的门槛将会降低。随着技术的进步，未来机器人操作系 统将更加易学易用，对于初学者而言，将更加友好。这将有助于机器人技术的普及和推广。 三、机器人操作系统的应用领域 机器人操作系统的应用领域非常广泛，工业自动化、农业、医疗、教育等领域 都有着广泛的应用。在工业自动化领域，机器人操作系统可以控制机器人完成一些单一、危险或细致的操作，如在电子芯片制造中进行晶圆的清洗等任务。 在农业领域，机器人操作系统可以控制机器人进行种植、浇水和收集等任务， 这将有助于提升农业生产的效率和质量。 在医疗和护理领域，机器人操作系统可以控制机器人进行手术、护理和照护等 任务，如无人护理床等。 在教育领域，机器人操作系统可以为青少年提供有趣和富有挑战性的教育机会，比如机器人奥林匹克等。 四、机器人操作系统的发展机遇和挑战 机器人操作系统的发展面临着机遇和挑战。机遇在于人类对机器人的需求不断 增加，机器人操作系统可以为机器人技术发展提供技术支持。挑战在于，机器人操作系统需要对广泛的硬件和软件进行适配，实现兼容性和稳定性。机器人操作系统还需要克服一些安全问题，例如安全漏洞容易被黑客利用，导致机器人操作系统受到攻击和威胁。 总之，机器人操作系统的研发和应用具有重要意义，未来机器人操作系统将更 加智能化、人性化，并且对机器人操作的门槛将会降低，机器人操作系统的应用领
工业机器人视觉检测系统的研发与应用
工业机器人视觉检测系统的研发与应用 工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色，但传统的机器 人只能按照预定的程序执行任务，缺乏感知和判断能力。为了提 高机器人的灵活性和自主性，视觉检测系统被引入到工业机器人中，使其能够感知并处理周围环境的信息。本文将探讨工业机器 人视觉检测系统的研发与应用。 一、工业机器人视觉检测系统的研发 1. 硬件平台的选择 工业机器人视觉检测系统的研发首先需要选择合适的硬件平台。常用的硬件包括相机、光源、镜头和图像处理器等。相机的选择 应考虑分辨率、帧率和图像质量等因素，光源的选择应考虑照明 的均匀性和适应性，镜头的选择应考虑焦距和视场等因素，图像 处理器的选择应考虑计算能力和接口等因素。 2. 图像采集与处理 工业机器人视觉检测系统的核心是图像采集与处理。图像采集 需要通过相机从物体中获取图像，并传输给图像处理器进行分析。图像处理涉及图像预处理、特征提取、目标识别和测量等步骤。 预处理包括图像去噪、滤波和增强等，特征提取包括边缘检测、 角点检测和纹理分析等，目标识别包括模板匹配、形状匹配和颜 色识别等，测量包括长度测量、角度测量和位置测量等。 3. 算法设计与优化 工业机器人视觉检测系统的性能取决于算法的设计和优化。针 对不同的检测任务，需要设计和实现相应的算法。常用的算法包 括机器学习算法、神经网络算法和图像处理算法等。机器学习算 法可以通过训练样本实现目标识别和分类，神经网络算法可以模 拟人脑的处理过程实现模式识别和决策，图像处理算法可以通过 图像处理操作实现图像增强、边缘检测和形状匹配等。
二、工业机器人视觉检测系统的应用 1. 缺陷检测与质量控制 工业机器人视觉检测系统可以用于产品的缺陷检测和质量控制。通过对产品表面进行图像扫描和分析，可以及时发现产品的缺陷 和不合格项，并实施相应的控制措施。例如，在汽车制造过程中，工业机器人视觉检测系统可以用于检测车身表面的划痕、凹陷和 漆面质量等问题，从而提高产品的质量和竞争力。 2. 零件定位与装配 工业机器人视觉检测系统可以用于零件的定位和装配。通过对 零件进行图像识别和测量，可以实现零件的准确定位和精确装配。例如，在电子设备制造过程中，工业机器人视觉检测系统可以用 于识别和定位电子元件，从而实现自动化的电子设备组装，提高 生产效率和品质。 3. 物流与仓储管理 工业机器人视觉检测系统可以用于物流和仓储管理。通过对物 体进行识别和跟踪，可以实现物体的自动分类、存储和定位。例如，在物流仓储行业中，工业机器人视觉检测系统可以用于识别 和分类不同类型的货物，控制和指导机器人进行物体的搬运和存储，提高物流和仓储的效率和准确性。 4. 自主导航与避障 工业机器人视觉检测系统可以用于自主导航和避障。通过对环 境进行感知和分析，可以实现机器人的自主导航和避障功能。例如，在工厂生产线上，工业机器人视觉检测系统可以用于检测和 识别生产线上的工件和设备，避免碰撞和意外事故，确保生产的 安全和顺利进行。 综上所述，工业机器人视觉检测系统的研发与应用在现代制造 业中具有重要的意义。通过合理选择硬件平台、优化图像采集与
人工智能机器人的研发与应用
人工智能机器人的研发与应用 人工智能机器人是指具备自主感知、学习、决策和交互能力的智 能机器人。随着近年来人工智能技术的飞速发展，人工智能机器人的 研发与应用也成为热门话题。 人工智能机器人的研发是一项复杂而且多学科交叉的工作，涉及 到计算机科学、机械工程、电子工程、控制科学等多个学科领域。在 研发过程中，需要通过深度学习、机器学习、计算机视觉等技术，使 机器人能够感知和理解周围环境，进而实现智能决策和控制。 人工智能机器人的应用领域广泛，包括工业制造、医疗卫生、农业、服务业等多个领域。在工业制造领域，人工智能机器人可以完成 高精度和高效率的生产任务，同时减少人力成本和生产风险。在医疗 卫生领域，人工智能机器人可以协助医生进行手术操作、诊断和治疗 等工作，提高医疗质量和效率。在农业领域，人工智能机器人可以自 动化完成农田的管理、作物的种植和收割等工作，提高农业生产效益。在服务业领域，人工智能机器人可以提供信息咨询、客户服务、餐饮 配送等服务，提升服务品质和体验。
与传统机器人相比，人工智能机器人具有更高的智能化和自主化 水平。传统机器人需要依靠预先编程的指令来完成任务，而人工智能 机器人则能够根据外部环境的变化和自身的学习能力，灵活地调整行 动和决策。这使得人工智能机器人能够更好地适应复杂和不确定的环境，提供更加灵活和高效的服务。 然而，人工智能机器人的研发与应用也面临一些挑战和问题。首 先是技术挑战，人工智能机器人需要具备高度的感知和理解能力，但 目前的机器学习和深度学习技术还存在一定的局限性，例如对于复杂 场景的理解和推理能力还不足。其次是安全和隐私问题，人工智能机 器人在与人类进行交互时，需要处理大量的个人隐私数据，如何保护 数据安全和隐私成为一个亟待解决的问题。此外，人工智能机器人的 应用还涉及到法律和伦理问题，例如在医疗领域的应用需要考虑医疗 责任和道德问题。 综上所述，人工智能机器人的研发与应用在现代社会中具有重要 意义。通过不断的技术创新和实践，人工智能机器人有望在工业制造、医疗卫生、农业和服务等领域提供更加智能和高效的解决方案。然而，
面向智能制造的智能机器人设计与研发
面向智能制造的智能机器人设计与研发 随着科技的不断进步，智能制造已经成为了当前工业界发展的重要方向。在智 能制造领域中，机器人的应用越来越广泛，其带来的效益也越来越显著。因此，研发一款面向智能制造的智能机器人，显得尤为重要。 一、智能制造背景下的机器人 传统机器人主要应用于汽车、机械制造等行业，存在着制造效率低下、功能单 一等问题。而随着智能制造的发展，我们要追求机器人更高效、更智能的发展方向。因此，在智能制造背景下，智能机器人成为了研发方向之一。 智能机器人具有多种复杂的感知能力，并且可以自主学习和不断改进。这种机 器人可以适应复杂的生产环境，可以提高生产效率、质量和灵活性，并且可以减少对人力的依赖，从而节省生产成本。 二、智能机器人的设计原则 面向智能制造的智能机器人的设计与研发需要遵循几个基本的原则。 1、灵活性和可定制化 智能机器人的灵活性和可适应性将是其成功的关键因素。在面对日益改变的生 产任务和需求时，智能机器人应该能够轻松地改变自身的任务和执行方式。对于智能制造企业来说，可以通过为机器人提供良好的操作界面和软件接口，以及预留必要的硬件接口和扩展槽位等方式，来实现其可定制化。 2、高精度控制和传感器 智能机器人的制造过程中，高精度控制和传感器起着至关重要的作用。由于机 器人需要在复杂的环境中完成任务，因此需要高精度的姿态控制和位置控制技术，
以及多种环境传感器。这些传感器可以帮助机器人在复杂的环境中感知周围环境的变化，例如测量温度、压力、声音、位置等。 3、安全性和可靠性 智能机器人在完成任务的过程中，必须保证其安全性和可靠性。可以通过多种 安全技术来实现安全性，例如捕捉器、机械手柄、安全栅等。而在保证可靠性方面，可以采用可替换模块、容错设计和自我诊断等方式。 三、智能机器人在智能制造中的应用 人工智能在制造中的应用，不仅可以使制造过程更加智能化、自动化和高效化，同时可以提高劳动生产率，从而减少生产成本。 1、智能仓储机器人 对于智能制造企业来说，在仓库管理中，智能仓储机器人可以减少人力成本， 提高存储效率。这种机器人可以用于货物的分拣、检查、码垛、库存管理和物流配送等方面。 2、智能装配机器人 在智能制造中，智能装配机器人可以完成产品的焊接、拼装和涂装等工艺操作。这种机器人可以提高生产效率、降低生产成本，并且可以保证产品质量的一致性和稳定性。 3、智能巡检机器人 智能巡检机器人可以用于全面的环境监测和设备检测。这种机器人可以在生产 场地内巡回，实时监测设备的运行状态，同时还可以检查生产线上是否存在缺陷和安全隐患，从而提高生产效率和保障生产安全。 四、结论
电石炉灰的气力输送技术开发与应用
电石炉灰的气力输送技术开发与应用 摘要：电石是生产乙烯的主要原料,是通过在电石炉中生石灰和碳的反应而产生的。衡量电石质量的主要指标是气体量,使用低气体量来生产乙酸钙,会导致生产成本增加,机器磨损严重,辅助材料用量增加,废料量增加,乙酸酯损失增加,后续处理钙废料困难;因此,增加电石气量是提高电石质量的关键。 关键词：电石炉灰；气力输送技术；开发与应用 引言 电石是碳化钙，主要用于醋酸乙烯、石灰氮和PVC的生产，也是化工生产的主要材料，我国政府将石料生产纳入了两大危险化学品监管中，对石料生产提出了较高的要求，需要较少的手动操作，以控制石料生产过程中的安全集成因素，确保参数的准确控制，提高石料生产效率，因此必须进行全面的控制和优化。 一、电石炉灰工艺的重要性 (1)综合集成正在成为未来的一大趋势，化工行业的快速发展也带来了新技术的创新，这些新技术增加了设备的需求，因此，综合控制的各个方面都必须符合人体工程学，以降低生产安全风险，提高生产效率，保证生产质量；(2)在石材生产过程中取代传统的自动机械设备，提高生产效率，降低化工厂生产过程中的人力资本要求，伴随着自动化集成的快速发展，随着石材生产环境的改善，您可以根据生产设备的改进选择更好的制造技术，提高生产精度，同时加快石材设备的生产过程，(3)由于人们重视生产效率和传统的“傻、大、粗”机械设备质量低下，制造环境需要大量的人力和资源，同时也存在极大的安全风险，从而提高了企业的成本，这对企业经济效益的增长不利，全面控制整个过程简化了生产，同时也提高了石材生产的要求，提高了设备的创新能力，提高了效率。 二、电石炉灰的优势 2.1保证电石生产的安全性
机器人研发中的关键技术与难点
机器人研发中的关键技术与难点机器人是当今科技领域的一大热点，每天都有新的机器人产品 问世。与此同时，机器人的研发也是科技公司和高校重点关注的 领域之一。机器人的研发中，关键技术和难点是必须要克服的问题。本文将介绍机器人研发中的关键技术和难点。 一、机器人定位和导航 机器人的定位和导航是机器人研发中的一个重要的技术和难点。准确地定位和导航是机器人执行任务的前提条件。要实现机器人 的精准定位和导航，必须采用多种技术手段，如计算机视觉、激 光雷达、GPS等。同时，还需要开发具有高稳定性和精度的传感 器和定位系统，使机器人能够在复杂和不确定的环境下进行定位 和导航。 二、机器人的机械结构设计 机器人的机械结构设计是机器人研发中的一个关键技术。机器 人的机械结构设计直接决定机器人的稳定性、精度和可靠性，同 时也关系到机器人的可维护性和可操作性。因此，机器人的机械 结构设计需要考虑到多个方面问题，包括机器人的载荷能力、运 动控制性能、环境适应能力等。 三、机器人的控制系统设计
机器人的控制系统设计是机器人研发中的另一个重要技术和难点。机器人的控制系统设计主要包括硬件控制系统和软件控制系 统两个方面。硬件控制系统包括机器人电子元器件、传感器、数 据采集卡等。软件控制系统包括机器人控制算法、运动控制程序、人机交互界面等。机器人的整个控制系统需要具有高稳定性、高 可靠性和高性能。 四、机器人的人工智能技术 机器人的人工智能技术是机器人研发中的另一重点。人工智能 技术包括机器学习、自然语言处理、图像识别等多个方面。机器 人需要具备智能化的能力，才能更好地与人类进行交互和协作， 才能更好地适应各种环境和任务。因此，机器人的人工智能技术 是机器人研发中的关键技术之一。 五、机器人的动力系统设计 机器人的动力系统设计也是机器人研发中的一个重要技术。机 器人的动力系统包括电机、传动系统、能源系统等。机器人需要 有高效的动力系统才能满足各种任务的需求。同时，机器人的动 力系统也需要具有高能量效率、高稳定性、低噪音等特点。 六、机器人的安全性 在机器人的研发中，安全性也是一个非常重要的问题，因为机 器人可能会在复杂和危险的环境中工作。如果机器人在工作时出
工业机器人的研发与应用
工业机器人的研发与应用 随着科技的飞速发展和工业的持续进步，智能制造逐渐成为了近年来一个非常火热的话题。其中，工业机器人作为智能制造领域中的重要组成部分，越来越受到人们的关注和重视。那么，工业机器人的研发与应用究竟有哪些值得探讨的问题？本文将从以下几个方面进行探讨。 一、工业机器人的研发 工业机器人的研发可以分为硬件研发和软件研发两个方面。硬件研发主要包括机器人的机构设计、传感器技术、控制系统等方面；而软件研发则包括机器人的智能控制、视觉识别、运动规划等方面。 首先，机器人的机构设计是硬件研发中极为重要的一个方面。目前，国内外对于工业机器人机构设计的研究已经相当成熟，机器人的各种机构形式各异，比如SCARA机器人、平行机器人、串联机器人等，不同形式的机器人各有优劣，可以根据应用领域和需求选择不同的机器人，如装配线上的SCARA机器人、焊接车间的串联机器人等。 其次，传感器技术在机器人研发中也扮演着重要角色。由于机器人应用的环境复杂多样，因此需要搭载不同种类的传感器来感知环境，例如视觉传感器、力量传感器、声纳传感器等。这些传感器的应用使得机器人可以在不同的环境下完成各种不同的任务。 最后，控制系统是机器人研发中不可或缺的一部分，机器人控制系统主要用来控制机器人的动作、传感器采集的信息、运动规划等，因此，控制系统的研究和开发方向将直接影响着机器人的性能和功能。 二、工业机器人的应用 工业机器人的应用范围非常广泛，主要可以分为以下几类：
首先，装配类应用。机器人在装配工作中的作用越来越重要，通过搭载不同的 机构和传感器，机器人可以准确地进行各种不同形状、大小、重量的零件装配，能够大幅提升厂家的生产效率。 其次，处理类应用。机器人在食品、印刷、卫生、医疗等应用领域中也有着广 泛的应用。机器人在处理这些领域中的作用非常大，如冷冻食品的包装、卫生巾的包装以及急救车载人机器人等，都应用到了机器人技术。 最后，焊接、喷涂、涂装等应用。焊接、喷涂、涂装等应用也是机器人应用的 热门领域。机器人在这些领域中可以替代传统手工操作，实现高效、安全的生产，一定程度上减少了对人员的依赖，降低了操作中出现的错误和事故。 三、工业机器人的发展前景 可以预见的是，未来随着智能制造技术的不断发展，工业机器人将会得到更加 广泛和深入的应用。随着人工智能、物联网等技术的融合，机器人在制造业、服务业、医疗保健等领域的应用也将会拓展到更加广泛和深入的层面。 从市场需求方面考虑，不同于传统机械设备，工业机器人技术发展具有突出的 市场导向性，市场需求越来越强烈，市场规模也越来越庞大。据预计，到2025年，全球工业机器人市场规模将达到343亿美元。 最后，工业机器人的发展还需要政府的政策支持，如加大科研资金投入力度、 推广机器人技术应用的各种优惠政策等等。只有在政策支持和市场需求的双重驱动下，工业机器人才能够在未来得到持续的发展和壮大。 总之，工业机器人是智能制造技术的重要组成部分，机器人技术的不断发展和 深入应用，将进一步提升制造业的水平和效率，也将会为人们生活带来更多的便利和惊喜。未来的机器人市场仍将充满着无限的想象空间和不确定性。
精选新版2020年安全系统知识测试版题库500题(含答案)
2020年安全系统知识竞赛题库500题【含答案】 一、单选题 1．实验室气瓶定期检验制度，以下哪点不须遵守？ A.所有实验室气瓶不必执行国家定期检验制度。 B.盛装腐蚀性气体的气瓶每二年检验一次。 C.盛装一般气体的气瓶每三年检验一次。 D.盛装惰性气体的气瓶每五年检验一次。 参考答案: A 2．氢气的钢瓶颜色是什么颜色？ A.白 B.淡绿 C.铝白 D.淡黄 参考答案: B 3．（）可能发生阴燃。 A.塑料 B.煤 C.橡胶 参考答案: B 4．在舂实砂型时，要注意什么事项： A.手不得放在砂箱上 B.手可以放在砂箱上 C.听指导师傅讲解 D.观察身边同学操作 参考答案: A 5．使用车床切削工件时要先锁紧： A.尾座 B.尾座套筒 C.刀架 D.螺母 参考答案: C
6．焊条电弧焊的实习场地应具备良好的通风条件，若配置通风排尘装置其工作噪声应小于＿。 A.B B.B C.B 参考答案: B 7．消防车和消火栓的颜色是： A.白色 B.黄色 C.红色 参考答案: C 8．数控电火花线切割机床在正常加工时突然钼丝折断，应采取那种处理措施？ A.关闭机床总电源 B.关闭运丝电源 C.关闭实验室总电源 参考答案: B 9．锻造过程中，对站立位置有何要求： A.不要站立在容易飞出锻件毛边的地方 B.不要站在锻造设备附近 C.对站立位置没有限制要求 参考答案: A 10．电动工具的电源引线，其中黄绿双色线应作为（）线使用。 A.相线 B.零线 C.保护接地 参考答案: C 11．乙炔的使用注意事项，哪句描述错误？ A.分子式C2H2，俗称风煤和电石气，为易燃气体。 B.乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。 C.燃烧温度不高。 D.会发生分解爆炸。 参考答案: C 12．对铸件进行落砂清理时，应注意什么事项？