随着我国钢铁工业的发展，企业规模不断壮大，装备水平不断提升，以薄板坯、异型坯生产为代表的近终形连铸，是近年来迅猛发展的连铸新技术。 无缺陷连铸坯生产技术是实现连铸连轧的关键。 由于薄板坯结晶器断面小、工作拉速快，而异型坯结晶器断面不规整，对保护渣的熔融特性、铺展性能、加入稳定性提出了更高的要求。 保护渣的配比及物理形态是控制连铸工艺的关键技术，连续稳定加入保护渣是连铸过程顺行的技术保证。 连铸结晶器保护渣是连铸工艺过程中的关键性材料，对铸坯质量及连铸工艺顺行具有非常重要和不可替代的作用。 保护渣的主要作用有： 绝热保温；隔绝空气，防止钢水二次氧化；吸附钢水夹杂，净化钢水；在结晶器壁和钢水凝固壳之间形成渣膜，减少拉坯阻力，防止凝固壳与结晶器壁粘连；填充凝固壳与结晶器壁之间的空隙，改善结晶器传热条件。 采用保护渣自动加入技术，可以减少在危险区域配备的操作人员数量，在连铸过程中使保护渣加入更加均匀稳定，从而确保浇注过程中保护渣润滑效果，提高产品质量。

自动加渣技术的优点：（１） 保护渣的物理状态稳定。（２） 保护渣加入量保持恒定， 结晶器中渣层分布均匀， 降低连铸坯质量缺陷。（３） 易于操作， 便于维护， 且维护成本低。（４） 自动加渣设备不影响连铸机的正常操作。（５） 避免人工误操作， 降低工人劳动强度。（６） 减少浪费， 降低生产成本。（７） 降低保护渣粉尘污染， 创造良好的工作环境。

自动加渣机器人的意义：（１） 实现保护渣全封闭连续加入到结晶器中，加入量可调，避免自动加渣机工作时粉尘污染。（２） 结构紧凑，可以布置在中间罐车侧位且不影响连铸机正常操作，将保护渣均匀地加到结晶器内。 在结晶器内不同位置上，渣层的温度场、熔化速度存在差异，单位时间所需保护渣渣量不同， 自动加渣机能满足对渣层厚度、布渣速度等动态要求。（３） 适应多种规格连铸坯要求，可以填加实心型和中空型颗粒保护渣。 与人工加渣相比，提高保护渣利用率，易换渣。（４） 操作简便，运行安全可靠，易于管理。

2. 研究的基本内容与方案

在钢铁连铸车间生产中，结晶器保护渣是保障连铸机生产顺利进行和保证连铸坯质量的重要冶金材料。自动加渣技术可以有效的减少铸坯表面缺陷，提高铸坯合格率，并解决高温高粉尘恶劣环境对人体健康的损害。采用工业机器人的自动加渣系统应用前景广阔。熟悉添加保护渣的工况要求，学习库卡工业机器人动作原理及其控制系统，选用西门子S7-1500PLC作为控制核心与库克机器人进行信息交互，控制机器人按照预设轨迹进行加渣操作。设计完成机器人自动加渣系统的电气原理图，PLC及库克机器人的软件模块。

研究目标是通过对自动加渣机器人的应用研究与设计的学习来明确对自动加渣机器人的工作流程的了。 熟悉库卡工业机器人的结构和动作原理，研究其控制系统，熟练掌握其编程配置环境和方法。学习理解机器人自动加渣系统的机械结构和动作原理，研究系统的控制要求，掌握其基本原理。选用西门子S71500PLC作为控制核心，设计能与库克机器人进行信息交互，控制机器人按照预设轨迹进行加渣操作的机器人自动加渣系统。用CAD或者其他绘图软件完成电气原理图的绘制，采用西门子S71500PLC程序设计软件完成满足工艺要求的软件程序。

1. 谭枫等. 连铸自动加渣机概述[J]. 黑龙江冶金 2014 34（3）

2. 郑直等. 自动加渣机器人的运用学分析与轨迹规划研究[J]. 机电信息 2013，21

3. 杨龙胜等. 工业机器人在连铸系统中的应用.机电信息[J]. 2013，9

4. 吴向前. 板坯结晶器自动加渣机的研究[D]. 燕山大学硕士学位论文

5. KUKA_机器人初级培训教材. 库卡机器人有限公司