前处理包括检测、分拣、切割和转运四个环节。以下是苏州威格提供的设计方案：
图 废金属切割解体系统（JSSTX-HH-1221-201）
检测环节中，放射性检测人工操作，金属成分分析由安装检测模块的5轴机器人实现；分拣、切割由6轴机器人安装具有抓取、磁吸、切割功能的末端执行器，通过现场人员半自动控制（遥操作），实现机器人各自的功能。批量生产线常用的示教器，在本项目的产线并不需要。
机器人主体部分为主/从机器臂、末端执行器、外部显示设备和配套操作系统构成。控制主机械臂，联动现场的从机械臂执行动作，使末端执行器（金属分析仪模块、等离子体炬、液压剪、机械手）靠近工件，完成检测、切割、抓取等操作。
由于来料复杂，检测、分拣和切割三个环节由人半自动操作，选用的机器人必须具备遥操作（teleoperation）功能，即协作机器人。其中，分拣机器人负载要求较大，暂定300kg；检测、切割机器人，4kg以内即可，仅需负载金属分析仪（2.6kg）、割炬（20~25kg）。
FANUC、KUKA机器人供应商建议，由设备集成供应商采购它们的机器人硬件部分（Robot arm）、软操作系统，并自行设计执行器（End effector），负责安装调试。
等离子体切割设备商HyperTherm推荐整机集成厂家四川华恒自动化（成都成华），KUKA推荐成都海川四维科技（成都温江），两个公司均负责集成机器臂、执行器以及控制系统。机器人供应商Staubli，正在确定集成厂商，将会提供机器人选型手册和遥操作手册。
3.1 检测
包括表面放射性检测、核素成分和金属成分检测。
3.1.1 放射性检测
在屏蔽良好的隔间进行。隔间顶部开放，由天车吊入物料；正面为手套箱，操作人员通过玻璃观察，隔着手套持握仪表贴近金属表面，从箱外读取示数；侧面为不锈钢金属板，背面敞开；底部为传送带的一端，检测后物料从隔间背面运出，送往在线XRF分析仪区域。
操作人员从手套箱将隔间内表面污染检测仪或X-γ辐射剂量率仪探头对准并靠近金属表面，在隔间外显示器上读取α、β放射性活度和表面污染水平，以及表面剂量率。对于可能含有放射性人工核素的金属，须用便携式溴化镧谱仪代替X-γ辐射剂量率仪，测量金属活度、表面剂量率，识别核素类型。含有Co、Ni、Mn放射性同位素的废料从隔间取出，由物流机器人转运人工核素暂存库，单独存放并作标识。
表面剂量率水平超出0.4mSv/h的金属块，由检测人员简单贴色彩纸带标记检测结果，经金属成分检测后由机器人抓取并放入相应的物流机器人，送往去污区。
供应商：
MR-100 α、β表面污染检测仪 ￥21000/套【微影（上海）仪器科技产品，青岛新业环保科技代理】
XY-R600 X-γ辐射剂量率仪 ￥7000/套【福州智源仪器设备产品，青岛新业环保科技代理】
RN300手持式核素识别仪 ￥37500/套【福州智源仪器设备产品，青岛新业环保科技代理】
供应商：中智核安
厂家建议选便携式溴化镧谱仪 ￥18000/套(2寸晶体；若选用1.5寸晶体，价格￥11~12万/套)。
3.1.2 金属成分检测
检测机器人，由5轴机器人安装Terra In-line 700在线XRF分析仪构成，可沿滑轨移动。
打磨待检测物件表面，清除表面锈迹、涂层。使用时，操作机械臂使探头贴近已打磨表面10mm以内，从显示端读取各类金属成分数据，判断所属金属类型、牌号（若有必要），再由检测台旁的抓取机器人转移到等离子体切割台上。
3.2 分拣
由6轴机器人安装末端执行器（end-effector）须具备抓取功能。经调研，厂区暂存库里废金属的暂定最大载荷300kg。因来料形态不确定，形状极不规则、尺寸差异极大，前处理系统最大的难点是分拣的末端执行器设计。目前拟采用两种方式实现分拣，绝大部分金属材料用电磁铁抓取，另一部分弱磁、无磁材料由爪型末端执行器（manipulator/gripper）实现抓取动作。
本项目中废金属普遍表面多铁锈、无较大平面、多灰尘的板料，经分析不适合选常用的真空吸盘式机械手。抓取动作，主要由MagTwins的磁力夹持器实现，选用的型号PPPMG Fit300可提供额定1000kN的吸力。考虑到无磁性金属类型较少，且极少有重型再生金属原料，选吸力过大的型号无必要。
表 部分电控永磁机械手型号
作为电磁铁夹具的补充，爪型末端执行器或机械手分拣无磁性的铝、铜、锌合金和部分弱磁、无磁的奥氏体不锈钢废料，作为磁性夹具的补充。即便实现对几种物料（板、杆、箱类）最低限度的通用性，设计末端执行器仍然困难
等离子体切割机HyperTherm推荐的集成供应商四川华恒自动化设备，KUKA推荐的集成设备供应商海川四维智能科技，将负责末端执行器的设计。
以下是一种爪型末端执行器的结构。
3.3 切割
选用Hypertherm等离子体切割机，作为切割作业机器人的末端执行器；部分废料可能为线材或柔性材料，由安装液压剪的机器人破拆或分解。
其中，日常高强度使用切割深度30mm以下的MAXPRO200 Longlife；厚30~80mm用功率更大的HPR400XD Highperformance。
3.4 去污
天然放射性核素非金属极少一部分，在屏蔽室检测放射性超标，须由无轨电动平车或物流机器人转运至去污区。
该区域分为电阻热解炉和抛丸去污室。先热解去污，处理后检测表面剂量率和表面污染水平，仍然未达到解控要求则进行抛丸去污。
- 工作半径：20m
- 喷头直径：(8~150)m²
- 工作效率：(8~10)m²
该工序需要人工穿戴防护用品操作。将喷头紧贴金属表面移动，去除表面锈迹。仅能处理表面积较大箱板料、直径较大的来料，对箱体处理外表面更合适。
3.5 机器人选型
KUKA二手机器人选用质量类别KUKA Certified（经大修二手机器人，出厂8年以上）。
KUKA 的可用库存中提供了多种机器人，从负载能力较小的 KR AGILUS 和 LBR iiwa 开始，到 KR CYBERTECH 等具有中等负载能力的机器人，以及 KR QUANTEC 等有较高负载能力的机器人，最后还有重载机器人 KR Titan。
智不二越的重型机器人工作半径和负载如下图，搬运暂选那MC-350：
图 那智MC系列重型机器人可搬重量和最大工作半径
图 MC-700重型机器人
转运可使用KUKA线性滑轨KL 250-3
- 切割台至打包机；
- 金属成分检测台到不相邻等离子切割台；
【文献参考】
[1]2021/12,湖南核工业宏华机械有限公司核电站废旧金属熔炼项目环境影响报告书，生态环境部网站
[2]机器人分手册：第二卷 机器人技术，西西里阿诺
[3]AXR Scientific公司的Terra In-line 700系列在线XRF分析仪产品宣传页
[4]MagTwins公司的磁性机械手产品宣传页