在钢铁工业的现代化进程中，安全生产与质量控制始终是轧钢企业关注的核心。特别是在热轧棒材生产线上，一个看似常规的环节——红检取样，却长期以来是安全隐患的“高发区”和劳动强度的“集中营”。本文将深入探讨传统人工取样的痛点，并详细介绍如何通过引入棒材取样机器人自动化系统，实现生产环节的本质安全与效率提升。
传统取样模式的“三重困境”：安全、质量与效率
热轧棒材的红检取样通常发生在冷床入口处，此时钢筋温度高达 980℃以上。在这样的极端环境下，传统的人工取样模式面临着难以调和的“三重困境”：
| 困境维度 | 挑战描述 | 核心数据/风险 |
| 安全风险 | 职工需在强热辐射区（近 100℃）近距离作业，使用气割工具和夹钳。 | 极易发生烫伤、机械伤害等高危事故。 |
| 质量控制 | 人工取样频率和及时性受限，影响米重（线密度）的实时监控。 | 案例显示，米重离散率高达 1.5% 左右，远高于行业先进水平，存在质量风险。 |
| 劳动强度 | 每班需取样约50次，取样工需在轧机与冷床间往复走动近 5公里，劳动强度极大。 | 难以满足钢厂**“少人化”**的减员增效趋势，员工超负荷作业。 |
这种高危、高强度、低效率的作业模式，已成为制约现代化轧钢生产线提质增效的瓶颈。因此，采用高温环境机器人替代人工，实现轧钢安全改进，成为行业发展的必然趋势。
机器人自动化：实现本质安全的革命性方案
针对热轧棒材取样的痛点，先进的机器人自动化系统提供了一套集取样、制样、检测、数据传输于一体的完整解决方案。该方案的核心在于采用双机器人协作模式，将高危的取样环节与精密的制样环节完全自动化。
核心技术解析：动态、精准、智能
机器人系统通过集成多项前沿技术，实现了对高温运行棒材的动态、精准、智能处理：
- 视觉引导与动态追踪：部署工业级机器视觉系统，实时捕捉在冷床上运动的棒材端部信息。系统能够实现对高速运行棒材的动态追踪与定位，为机器人的精准操作提供数据基础。
- 自动等离子切割：采用先进的等离子切割技术替代传统氧乙炔气割。等离子切割系统具备切割速度快（可实现 3秒内切断40mm棒材）、无需乙炔氧气等特点，从根本上消除了易燃易爆气体的安全隐患。
- 耐高温工业机器人：系统采用防护等级达 IP67 的工业机器人（如ABB IRB 6700系列）负责取样，并安装于耐高温地轨上，使其能够稳定、可靠地在高温辐射区内工作。
- 智能制样与数据集成：取样机器人将样品抓取并水冷后，由另一台机器人（如ABB IRB 2600系列）接力完成全自动制样流程，包括：
- 米重自动检测：将样品送入米重检测设备，数据实时传输至轧钢大屏（通过西门子 PLC 1500 等控制系统）。
- 定尺锯切：通过高速全自动定尺锯切机，制备性能样（如680mm定长），保证端面平整度。
- 自动贴标：根据炉号和检测结果，自动打印并粘贴标签，实现样品的可追溯性。
| 核心组件 | 技术规格/功能 | 优势体现 |
| 取样机器人 | ABB IRB 6700系列，IP67防护等级，有效负载175kg。 | 替代人工进入100℃热辐射区，实现本质安全。 |
| 切割系统 | 自动等离子切割，3秒内切断40mm棒材。 | 速度快、安全性高，消除气割隐患。 |
| 视觉系统 | 工业级视觉测量引导系统。 | 实时动态追踪棒材，确保切割定位精度。 |
| 控制系统 | 西门子PLC 1500，PROFINET/PROFIBUS通讯。 | 实现全流程自动化控制与数据实时上传。 |
| 安全防护 | 物理安全栅栏、安全门锁、报警灯。 | 确保作业区域与人行通道物理隔离，保障人员安全。 |
实施效益：安全与经济的双重回报
棒材取样机器人的应用不仅是技术升级，更是企业实现安全效益与经济效益双丰收的关键举措。
在安全方面，系统通过物理安全栅栏集成，将取样作业区域与人行通道完全隔离，确保了区域的本质安全，彻底消除了人工在高温高危环境下作业的风险。
在经济效益方面，自动化带来的效率提升和质量优化是显著的：
- 质量提升：通过高频、精准的自动取样和米重检测，有效降低了钢筋米重离散率，成材率可提升 05%。
- 人力优化：红检岗位人员可由2人降至1人，且岗位性质由高危作业转变为看管性岗位，年可节省人工费用约 60万元。
- 综合效益：根据实际应用案例测算，项目实施后，通过质量提升和人力优化，年综合效益可达 260万元。
结论
棒材取样机器人系统是钢铁行业响应工业4.0和智能制造趋势的典范。它不仅解决了热轧棒材取样环节长期存在的安全隐患和劳动强度问题，更通过智能制样系统和数据集成，显著提升了产品质量控制水平。从高危到安全，从低效到智能，机器人自动化正引领轧钢生产线迈向更高效、更可靠的未来。