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“十八般武藝”加持

山鋼機器人朝您走來

2021-01-05 09:07:00

  本報記者 周傳勇 通訊員 呂娟 趙騰
  2020年12月28日,深夜12點了,山信軟件萊蕪自動化分公司/電子公司自動化事業部副經理李振剛輾轉反側,無法入睡,3年來的一幕幕畫面不斷浮現:
  2017年3月至8月,在福建寧德,作為第三方,他和自動化事業部高級工程師展杰一起為當地新能源汽車項目的電池模組進行組裝調試,產線上的機器人靈活高效,讓他們驚嘆。
  3年后的12月28日,山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠生產平臺,一臺白色“皮膚”的機器人通過精準的系列運作,順利完成測溫、取樣工作。“苦活累活讓機器人包攬了。”煉鋼廠精煉車間主任倪培亮感嘆道。噴號、搬運、貼標等多款機器人在山鋼集團內外相關產線伸展機械臂,精準、迅捷地做著各種動作。
  由贊嘆別人到被別人驚嘆,山鋼集團機器人走出一條蝶變之路。
  “鐵家伙”的美好時代
  從福建寧德回來后,李振剛和展杰隨即把成立工業機器人研發團隊的想法上報給公司領導。“想法非常好,我大力支持,請立即組織實施。”萊蕪自動化分公司/電子公司執行董事、總經理楊錦華表示。
  “可以說,福建寧德的項目給了我們啟發,成為我們工業機器人研發的起點,開啟了山鋼的‘機器人’時代。”李振剛告訴《中國冶金報》記者。
  2017年9月,投資150萬元的機器人創新研發實驗室成立,這也是萊蕪自動化分公司/電子公司自動化事業部的前身,并確立了第一個目標:培養第一批擁有智能機器人核心控制技術的研發創新骨干,研發第一套擁有自主知識產權的基于視覺引導的機器人系統。
  從理順研發思路開始,訂方案、查資料、做仿真、優化軌跡、記錄數據等等,上萬行程序代碼、上千次數據分析、上百次反復實驗,仿真、示教、實操、優化代碼,團隊的每名成員都像上滿發條的鐘表連軸轉。
  從最開始的搬運機器人系統到隨后的噴號機器人、焊標機器人,噴號信息錯誤率直降為0,焊標機器人系統識別成功率達100%,焊接牢固度達99.5%……一個個機器人研發的難點被克服。在生產現場使用機器人,不僅降低了職工勞動強度和安全風險,而且最大限度提高了產品質量和人均創效能力。
  通過持續攻關,該公司研制出靈活、可靠的機器人集成系統,以KUKA、ABB機器人技術為中心,通過MES(制造企業生產過程執行管理系統)、圖像識別平臺和自動系統進行有效連接,根據具體的應用,給機器人安裝上手(夾具)、眼睛(視覺控制)、觸角(力控)等;根據不同的應用,配套標簽打印、噴碼、焊接、打磨等設備,通過控制軟件將機器人和周邊設備有機集成,與生產線高度融合。展杰表示,這一個個“鐵家伙”成為山鋼集團生產一線新的風景,它們的美好時代已悄然來臨。
  展示“十八般武藝”
  2020年12月13日,煉鋼生產平臺,機器人站立在精煉爐的側邊,需要測溫的時候,沿著設計好的路線移至精煉爐正面,面對上千攝氏度高溫的鋼水,靈活地將測溫取樣槍桿伸出,探頭伸進鋼水,測溫、取樣,探囊取物般簡單,取樣測溫完成后,機器人自動到探頭存儲倉進行探頭的更換——這是《中國冶金報》記者在萊蕪分公司煉鋼廠4號精煉爐看到的測溫取樣機器人工作的場景。
  一直以來,精煉爐生產過程中的測溫、取樣過程都由人工完成,由于存在爐內積渣塌落或漏水造成爐門噴濺的可能性,而且爐門口周邊溫度高、液態渣鋼飛濺嚴重,對操作人員安全構成威脅。萊蕪自動化分公司/電子公司區域工程師顏偉介紹:“智能化機器人測溫取樣系統在煉鋼廠已經完全替代人工操作,實時監控運行情況,并能實現運行異常等報警功能。”
  在萊鋼銀山型鋼板帶廠窄帶車間噴號現場,一個白色身影不停舞動著機械臂,當帶卷到達指定位置,白色的噴號設備按預設軌跡移動,機械手控制噴槍形成白色字符。
  “噴號系統適用范圍廣,支持所有字體,識別率達到98%以上,與生產系統通訊自動接收和發送用戶生產數據,無須人工干預。”萊蕪自動化分公司/電子公司自動化事業部區域師李明介紹。
  “原來現場需操作人員人工描號,勞動強度高、人員操作頻繁,存在事故隱患。現在噴號機器人有效解決了現場數據傳輸不暢、噴號不清晰、噴號碼錯誤等問題,實現了提速又提質、降耗保安全的良好效果。”萊蕪分公司煉鋼廠連鑄三車間精整班班長范少成說。
  “不僅有測溫取樣和噴號機器人,我們的智能機器人還可以施展‘十八般武藝’,實現視覺引導機器人動態抓取物料、機器人搬運、碼垛、帶卷拆捆、鋼卷貼標、加渣等功能。”山信軟件萊蕪自動化分公司/電子公司自動化事業部區域師董京帥介紹。
  站在行業風口
  近年來,鋼鐵服務機器人市場正加速騰飛,如何站在行業風口上?2017年,山信軟件萊蕪自動化分公司/電子公司確立了以工業機器人集成應用為切入點,按照“謀全局、謀高端、謀效益”的要求,堅持市場化原則和方向,緊緊把握“中國制造2025”和“互聯網+”的發展趨勢,進軍智能制造領域,打造山鋼集團新興產業增長極的核心增長點。
  在山鋼股份萊蕪分公司棒材廠,一臺基于動態視覺的智能焊標器人正在工作,和普通貼標機器人相比,它多了雙“眼睛”。李明介紹,修磨貼標機器人采用實時激光測量,通過3D視覺掃描和圖像處理分析,利用圖像識別技術確定焊接的空間位置。
  從萊蕪分公司棒材廠、煉鋼廠到銀山型鋼板帶廠,在山鋼集團,由萊蕪自動化分公司/電子公司自主設計制造的智能機器人已在各類生產線上得到成功應用。
  立足山鋼集團,走向外部市場。面對撲面而來的工業4.0浪潮,“山信智造”邁出了新的發展步伐。2019年6月,萊蕪自動化分公司/電子公司的機器人在鞍鋼集團大顯身手。針對鞍鋼大型廠大型線和中型線鋼種多、規格多、工況復雜、現場MES信息經常與實際產品不符等情況,經過項目組近兩個月的努力,機器人貼標噴號系統成功投用。該系統含有3D視覺、PLC(可編程邏輯控制器)控制、信息等模塊,自動判斷鋼種,自動采集型材規格尺寸,自動識別型材停止的位置和角度,并實現全自動作業和異常報警功能,大大增強了系統的穩定性。
  “讓我感受最深的是,大型線設備第一時間抵達現場進行設備安裝,中型線設備以超越用戶計劃的速度完成離線調試,展示了讓用戶贊嘆的‘山信速度’。”鞍鋼大型廠技術首席孫慧元表示。
  從2019年開始,具備圖像識別、自動定位功能的機器人配合搬運碼垛系統成功上線,打開了面向鋼鐵產業機器人市場的一扇窗,向外界展示了山鋼機器人系統集成的技術實力。與鞍鋼等行業龍頭企業簽訂多套工業機器人合同,與永鋒鋼鐵簽訂焊標機器人合同……山信軟件機器人團隊與越來越多的鋼企簽訂私人定制合同,山鋼的機器人開始走進市場。
  “更多的項目還在路上,我們將加強對機器人視覺精確引導、物體符號準確識別等技術的深度研究,更好服務客戶。”展望未來,萊蕪自動化分公司/電子公司自動化事業部經理杜偉表示,“從單一功能應用集成到打造數字化、智能化生產線,實現解決方案的產品化、模塊化,這些都是我們未來努力的方向。”
  《中國冶金報》(2021年1月5日 04版四版)

 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:宋玉錚

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