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从防尘口罩到洁净车间,全球首款智能碳电极去除机器人的研发之路

时间:2023-07-04 09:07:49 点击:261次

2020年,中国原铝产量将占全球原铝总产量的56.79%。 经过几十年的开发建设,我国原铝产值不仅位居世界第一,而且近年来已占世界原铝总产量的50%。 铝工业建设成果有力支撑了建筑、汽车、航空等行业发展。 除了产能扩张外,我国铝工业技术逐步先进,各种节能降耗技术得到应用,交流综合能耗达到世界领先水平。

然而,原铝生产过程中,工艺流程复杂,不可避免地带来低温、粉尘、噪音等恶劣工作环境等问题。 与此同时,以铝为代表的有色金属行业普遍面临较大的环保和劳动力短缺压力。

在冶金工业中,电解是一条重要的技术路线,在铝工业中得到广泛应用。 电解过程中用作阳极的碳块主要由石油焦和沥青制成,整体质量接近1吨。 在煅烧过程中,1000度以上的低温煅烧会造成碳电极的不规则变形,导致更多的杂质凝结在表面,形成不均匀的团聚体。 由于结块玉坚硬且凹凸不平,加之碳电极本身也变形,传统自动化设备无法统一去除非标碳电极,原铝厂家一般只能采用手工方法去除。

一名工人通常需要10至30分钟才能完成碳电极的拆除,而低温环境和粉尘对碳电极拆除工人的健康有着不可预测的潜在影响。

人工清扫工作一般需要在夜间进行,这样既不影响夜间生产,也减少清扫过程中粉尘对周围环境造成的危害。 经过一夜的工作,清洁工的四肢会渗入红色碳粉,就连口罩也会被染成黑色。 此前,某工厂碳电极在清洗过程中不慎倾倒,1吨重的碳块砸中清洗工人,引发安全事故……

沃特曼联合创始人陈宏先生是冶金行业领域的资深专家。 拥有20多年冶金自动化行业从业经验,多年来深入了解铝行业碳电极去除的实际痛点。 沃特曼创始人、原腾讯无人驾驶团队技术总监陈任博士了解到问题后,与陈宏先生一起带领技术团队深入生产线,进行深入检查和解决与多家国外铝业公司连续考察。 精心制作的。

经过与四川某铝行业龙头企业几个月的督导和现场工艺分析,沃特曼团队与铝集团确定了碳电极去除机器人研发的关键技术目标:

3 分钟内受控去除单个碳电极

碳电极去除保持连续性,实现装配线全无人智能作业

碳电极_碳电极用途_木炭厂静电除尘设备

机器人可灵活适应、智能去除各种尺寸、型号的碳电极

每月累计停机维护时间12小时以内

配备无人手动集尘系统,实现无尘车间

陈任博士凭借在人工智能和无人驾驶领域顶尖技术专家的深厚积累,带领沃特曼团队经过缜密的现场考察、理论验证和算法,确定了碳电极去除核心困境的解决方案创新。 技术框架和路线框架将于2019年启动碳电极去除机器人的研发。

在开发过程中,沃特曼技术团队利用3D视觉定位、智能动态识别、多源传感器融合、智能力控制算法和实时路径规划。 。

碳电极底部的孔槽(炭碗)是清洁的重要难点之一。 除了遍布在直径十厘米左右的内圆孔槽内的结块外,还有6个圆形碳碗滑槽。 该区域的机械去除对刀具的着落点和磨削角度都有极高的精度要求。 实际偏差不得超过1°,否则刀具在去除过程中会造成碳电极硬质合金的损坏。

负责该项目的工程师经过4个月的多方尝试,确定了3D点云的实时定位和分析方案,使工具的精度提高了8倍。 通过应用深度学习方法分析点云和图像,提取目标表面毛刺、裂纹等异常信息,3D智能清洁打磨机器人可将角度偏差控制在0.5度左右,打磨偏差控制在1mm以内,高效、准确地完成清除任务。

此外,力控算法机器精度控制、多源传感器融合、复杂末端执行结构、不规则变形智能匹配、耐高温、抗烟雾干扰等近百项技术难点都处于相对困难的环境中。 。 沃特曼的工程师完美地解决了每一个问题。

经过近30次软硬件系统迭代升级,3D智能清洗研磨机器人在国内首次实​​现了非标形状碳电极的实时特征匹配、实时路径规划、智能清洗研磨。世界。 操作。 同时,考虑到清除现场的低温、粉尘环境对硬件稳定性和复杂场景适应性要求较高,碳电极清除机器人还配备了实时集尘系统、高温保护、安全保障等。防护系统、智能预警系统等附加设备和功能保证机器人能够应对清洁现场恶劣的工作环境,降低相关设备的风险。

在2020全球铝周行业年会上,沃特曼受邀在会场预发布并演示了3D智能清洁打磨机器人,引起了会场铝行业资深人士和专家的高度认可和积极响应。 发布会结束后一个月内,沃特曼就收到了30多家国内外企业的深度意向订单。

碳电极用途_木炭厂静电除尘设备_碳电极

目前,某全球知名铝业集团采购3D智能清洗打磨机器人,可实现完全无人化的碳电极去除。 1吨碳电极清洗时间由20多分钟缩短至3分钟以内,平均清洗时间为2分30秒。

总的来说,当前版本的3D智能碳电极去除机器人已经实现了以下技术目标:

平均2分30秒完成单个碳电极的去除,电极去除效率提高6~10倍

执行精度1mm,动态监测精度0.1mm/s,偏转偏差大于0.5°

碳电极碳化物不流失

IP67防护等级,可在-10°C-55°C正常工作

配备实时收尘系统,作业现场可实现完全无人化、无尘车间

目前最长连续运行时间已突破1000小时

3D智能碳电极去除机器人

经过两年多的研发和打磨,沃特曼终于针对铝行业常见的核心痛点碳电极去除提供了有效的解决方案,真正实现了打磨车间的无人化、无尘化。 除了清洁效率和质量大幅提升外,烟尘污染也大幅减少,将工人彻底从这种复杂、恶劣、纯体力、高风险的工作环境中解放出来。

碳电极_木炭厂静电除尘设备_碳电极用途

在传统工业领域,碳电极的去除只是众多痛点中的冰山一角。 钢铁冶金、有色金属、采矿等原材料行业工业流程严格,作业环境相对复杂,存在高温、粉尘、噪声等不利环境诱因。 对人体的影响似乎很难直接验证。 就业形势严峻,重工业企业出现用工缺口等问题。

针对原材料行业领域的诸多痛点,沃特曼还研发了智能冶金除渣机器人、高温炼钢容器内衬侵蚀智能监测系统、全智能无人起重机等人工智能解决方案和产品。行业通用,旨在解决重工业领域的各种实际痛点,实现恶劣工作环境下机器替代危险、繁重的工作。

全智能无人起重机

炉衬检查

经过近三年的产品研发和行业积累,沃特曼多款产品在多个行业创造了全球首创的机器人模型,并在多家年产值千亿的小型企业得到应用。 宝武集团、中国铝业、国家电投、金川集团、首钢集团、河钢集团等世界500强企业,以及华菱集团、攀钢集团、信发集团、东方希望等国内多家世界500强企业,冶金控制集团、太重集团等多家重点骨干工业企业是沃特曼智能战略合作客户。

在与客户的合作与沟通中,沃特曼技术团队对行业和工艺的理解得到了客户的广泛好评。 同时,从成本回收的角度来看,新解决方案的应用也为沃特曼的客户带来了实际的经济价值。 在工业智能化革命浪潮下,智能制造解决方案的优势和价值将更加明显。

作为行业领先的高新技术企业,沃特曼将推动人工智能技术在工业领域的应用,解决各类行业痛点,帮助工业企业实现高效清洁生产,完成降本增效的企业升级转型效率。

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