前言：冶金工业作为重工业的重要组成部分，其生产过程复杂且充满挑战，尤其是在预处理工艺阶段。传统的冶金预处理工艺通常依赖大量的人力操作，操作环境恶劣，存在高温、高粉尘等危险因素，不仅对工人的健康和安全构成威胁，还影响了生产效率和产品质量。而工业机器人的出现，为冶金预处理工艺提供了新的发展方向。因此，深入分析冶金预处理工艺中工业机器人的应用具有十分重要的现实意义。
一、工业机器人应用发展概述
在我国工业生产过程中，工业机器人最早的应用形式是利用机械手代替简单的人工操作，而这一时期还没有形成工业机器人的概念，而直到80年代初期，机器人这一概念才被人们提出来，而目前机器人的范畴十分广泛，本文研究的工业机器人主要是集中在工业领域，属于一种智能自动化生产设备，其主要结构分为五个部分，具体如图1。
图1 工业机器人系统组成关系图
结合我国工业机器人行业的发展历史，首代工业机器人主要是具备一定存储功能，并能够将存储动作转化为具体行为的机器人，这类机器人能够有效替代人类的重复动作，但是并不能对实际生产情况进行监控，也无法针对生产突发情况做出应对。而第二代工业机器人则具有一定的感知能力，包括触觉、听觉、视觉等。第三代机器人则是当前应用最为广泛的机器人种类，这种机器人能够根据生产实际情况对自身的动作进行及时调整，具备一定的逻辑思维能力[1]。
二、工业机器人在冶金预处理工艺中的应用优势
（一）提升工业生产效率和产品质量
在工业机器人出现之前，我国的工业生产大多依赖人工操作，这种生产方式不仅效率低下，而且容易因为人为因素影响造成材料损失，浪费资源。工业机器人的合理应用能够通过自动化操作代替人类的高强度工作，并且能够在工作过程中始终保持高精度水准。机器人能够24小时连续工作，不受疲劳影响，显著缩短了生产周期，提升了生产效率。而且在冶金预处理过程中，往往对于物料的加热、清洗、搬运等环节要求较高，不仅要求精度，还要具备一定的均匀性，工业机器人通过精准的控制系统和传感技术，能够精确地执行预设的操作流程，确保每一步骤的一致性和稳定性，从而保证产品质量的一致性和可靠性[2]。
（二）提高冶金预处理的安全性
冶金预处理工作作为一个技术要求较高的工艺，在生产过程中通常在高温、高粉尘、高污染的环境中进行，这对工人的健康和安全构成了严重威胁。工业机器人的应用显著改善了工作环境的安全性。机器人能够在极端环境下代替人类进行操作，减少了工人直接接触危险环境的机会，从而降低了职业病和工伤事故的发生率。
（三）实现冶金预处理的智能化与自动化
目前现代机器人配备了先进的传感器和数据处理系统，能够实时监测和反馈生产过程中的各项参数。通过与物联网、大数据和人工智能技术的结合，机器人能够对生产数据进行分析和优化，提高工艺的灵活性和适应性。此外，工业机器人还可以实现远程监控和维护。通过网络连接，操作人员可以在远程监控机器人的运行状态，及时发现和处理故障，减少停机时间，提高设备的利用率[3]。
三、冶金预处理工艺中工业机器人的具体应用
（一）样板搬运和刀具切换
工业机器人与人类相比能够适应更加复杂的工作环境，但是在实际应用过程中也需要围绕机器人配置自动化生产线，只有这样才能使机器人的作用真正发挥，并且在应用过程中还需要将工业机器人在刀具切换以及样板搬运中的工作效率进行合理对比，这样才能进一步提升冶金预处理的精度。同时，目前许多工业机器人在应用过程中工作条件都相对苛刻，因此在实际应用过程中工作人员还需要对冶金预处理生产过程中面临的安全因素和质量风险因素进行有效识别，在搬运过程中对原材料终点和出发点进行有效定位，并利用机械手等工具提升样板搬运的精准度，而且为了实现这一目标，工作人员还需要合理利用安全监控设备，在机器人运行过程中对其工作精度和工作效率进行检测，以便对其进行后期的优化[4]。
（二）冶金预处理的环境监测
为了提升冶金预处理工艺的加工精度，工作人员还可以利用工业机器人对生产环境进行检测，在实际应用过程中，工作人员需要利用计算机设备对机器人进行远程操控，为机器人进行合理的编程，确保机器人能够有效对周边环境进行检测。首先，在冶金预处理中，气体和温度是重要参数，不仅会影响生产工艺效果，还会对工人安全造成危害。利用工业机器人，工作人员可以借助红外温度传感器或热电偶等设备对操作区域的温度进行精准检测，确保温度始终处于安全范围内，同时，工作人员也可以通过生产设备中的温度反馈，对工艺参数进行合理调整，避免因为温度导致预处理工艺精度不足。此外，工业机器人搭载的气体传感器可以检测一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体的浓度。一旦检测到有害气体超标，机器人系统能够立即发出警报，并启动通风或其他应急措施，保障现场安全。最后，工业机器人系统最为重要的就是对生产设备运行状态的监测，通过智能监控系统，工作人员可以远程对设备的振动、温度、电流等参数进行统计，识别出设备运行中的异常情况[5]。
（三）数据采集和流程化作业管理
在冶金预处理生产过程中，不同金属材料的加工过程中往往存在的危险因素也有所不同，而利用工业机器人对生产数据进行全面收集，并对生产工艺进行流程化管理，能够确保冶金预处理工作的顺利进行。尤其是在第三代机器人应用之后，机器人对环境的适应能力更强，并且具有一定的逻辑思维和感官能力，在数据收集完成之后，根据系统算法以及视听触觉信息，能够对当前生产流程进行准确判断，这样一来工作人员就能够对整个加工过程中进行有效的安全监控，提升生产的安全性和工作效率[6]。
结束语：综上所述，工业机器人在冶金预处理工艺中的应用有着十分重要的作用和广泛的应用前景，通过引入机器人技术，不仅能够提升生产效率，还可以降低工人的劳动强度和职业风险。但是尽管我国已经在工业机器人领域取得了一定成果，但是与一些发达国家相比，工业机器人的应用范围还有待提升，因此未来相关人员需要对工业机器人进行继续研究，以便推动冶金预处理行业的健康持续发展。
参考文献：
[1]黄树发,陈礼仁,张永聪,等. 粉末冶金微型螺旋齿轮成形工艺及模具结构设计[J]. 机电工程技术,2022,51(9):52-54,71-71.
[2]朱勇强. 机器人激光定向能量沉积及其增减材复合工艺与性能研究[D]. 广东:华南理工大学,2022.
[3]程胜宇. 复杂工艺过程人工调整策略辨识及智能控制方法研究[D]. 四川:电子科技大学,2023.
[4] 陈家乐. 工业机器人在钢铁行业的应用及未来发展趋势研究[J].冶金与材料,2023(08)：160-162
[5] 陈家乐.工业机器人在钢铁行业智能制造中的应用研究[J].冶金管理,2023（18）：53-55+64
[6] 周宇权.工业机器人技术在智能制造领域中的应用研究[J].产业科技创新,2022(02)：71-73