随着中国制造2025战略的提出,我国制造业投资增长迅速,焦炭作为冶金、化工等相关行业的主要原料,其产量也逐年递增,智能化、无人化炼焦已经成为国内焦化企业发展的新方向。在炼焦工艺中,火道温度作为焦炉加热过程中的一项重要指标,与炼焦生产过程控制、焦炉热管理及节能减排有着密切关系,火道温度测量的准确与及时是炼出好焦的关键。焦炉测温一直是炼焦生产的一项日常工作,目前这项工作主要依靠人工来完成,焦炉炉顶的温度较高,工作环境恶劣,测温工的人身安全及身体健康均受到威胁。随着生活水平不断提升,工人对工作环境也有了更高的要求,给焦炉配备性能可靠的温度检测产品十分必要。机器人技术逐渐成熟,如何利用机器人来代替人工完成测温工作是本文的研究重点。本文对测温现场环境进行了实地考察,以移动式直角坐标机器人作为测温机器人的主体结构,并配合不停车测温的工作流程,完成了快速性与可靠性兼具的焦炉测温机器人设计方案。首先,对测温机器人的关键零部件进行设计计算;借助ANSYS Workbench有限元软件对关键零部件进行有限元分析,并对测温机器人整体结构进行模态分析;确保了机器人整体的结构设计的合理性与可靠性。其次,通过D-H参数法建立了运动学方程,对机器人末端执行器的运动进行理论推导;在ADAMS中对测温机器人进行运动学仿真研究,得出末端执行器的速度、加速度、位移等曲线。最后,对测温机器人控制元器件进行选型及接线;进行实体样机测试,对测温机器人不停车测温过程进行实验,检测末端执行器位置精度。实验结果证明机器人实体样机能够实现不停车测温的设计要求,机器人运动合理。通过上述工作为测温机器人的设计、改进提供了思路及方向。