攻坚克难 浴火成侠

十三五智能机器人重点专项-面向炼钢工艺流程的机器人自动化作业系统

2021年12月,公司承担的国家十三五“智能机器人”重点专项“面向炼钢工艺流程的机器人自动化作业系统”项目通过了国家科技部专家组的综合绩效评审,专家组对项目所取得的研发成果给予了高度肯定。

项目形成的炼钢区域机器人技术成果整体水平国际先进,部分技术国际领先。实现了国产机器人在炼钢区域的应用突破,践行了技术进步让劳动者更有尊严的发展理念。

智能制造所机电及机器人团队在项目期间开展了机电软硬件开发、集成及示范应用工作,进行了多轮次的迭代优化,达到了功能指标要求,完成了示范应用工作。

鱼雷罐车加盖机器人系统

实现了狭窄空间一机二位的加盖作业,达到减少空罐温降176℃的节能指标,形成了包盖和罐口检测、工具及其自动标定等核心关键技术。该机器人为行业铁水运输机器人加盖作业的首台套应用。

古代炼钢工艺_电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程

古代炼钢工艺_电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程

一机二位机器人加盖

铁水预处理工序5KR/6KR测温取样机器人

电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_古代炼钢工艺

电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_古代炼钢工艺

人工作业 机器人作业

铁水预处理工序5KR/6KR测温取样机器人已累计完成1万7千多次自动作业,投入率超过95%,该机器人为行业内铁水预处理工序测温取样机器人首台套应用,探头切断试样分离功能为业界应用突破。

电炉7EAF/8EAF测温定碳取样机器人

电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_古代炼钢工艺

人工作业

古代炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_电炉炼钢工艺

机器人作业

电炉7EAF/8EAF测温定碳取样机器人,面临受铁、废钢添加以及电加热过程的恶劣工况与人工作业困难且危险性大的问题,机器人应用形成了大尺度细长工具、接插装配、在线标定、探头自动输送以及隔热防尘防喷溅环境耐受度等多项关键技术。

精炼炉测温定氧取样机器人

古代炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_电炉炼钢工艺

人工作业

炼钢工艺步骤和流程_古代炼钢工艺_电炉炼钢工艺

机器人作业

精炼炉测温定氧取样机器人,完成了3.8m大尺度大惯量作业工具及自动输送探头仓架迭代研制炼钢工艺步骤和流程,实现了狭窄空间测温、定氧及取样自动作业,平均作业节奏1min43s,投入率达到95.7%,满足了生产工艺要求,形成了大尺度细长工具及其在线自动标定、探头自动输送及环境耐受度等多项关键技术炼钢工艺步骤和流程,其中利用探头自重实现了长行程套接作业,具有独创性。

8CC测温全氧取样投料机器人

古代炼钢工艺_电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程

电炉炼钢工艺_炼钢工艺步骤和流程_古代炼钢工艺

人工投料 机器人投料

8CC测温全氧取样投料机器人,开发了重载回转附加轴,研制了8米大作业面的机器人作业系统,实现了单台机器人自动切换工具执行投料、测温、TOS全氧及取样4种工艺作业,采用真空吸附实现高温场景下吨袋覆盖剂投料具有创新性。

项目完成了面向炼钢工艺流程的铁水运输、铁水预处理、电炉炼钢、精炼以及连铸5个炼钢工序中的测温、取样、投料及加盖等作业类型机器人应用研究,完成了炼钢作业的高温重载机器人、在线多感知的测量标定、回转附加轴、平移附加轴、末端工具及环境耐受度等关键技术研究及开发,设计了炼钢质量管理软件与机器人的通讯交互软件,完成了7台套机器人作业系统开发和应用示范,其中6套采用了国产机器人,实现了国产机器人在炼钢区域恶劣工况条件下应用。

研究过程中共受理授权发明专利25项,其中4项国际专利,发表论文14篇,授权软件著作3项,制定团体标准1件,超额完成目标。形成了钢铁工业冶炼场景特征的机器人工具端、在线测量与标定、重载耐高温机器人及防护等关键、系列化货架技术,获得了专家组的一致认可和肯定。

项目覆盖了炼钢区域不同工艺段、多类型机器人应用,实现了系统集成与示范,形成了系列化货架技术及解决方案,后续将有力支撑宝武万台机器人应用目标的实现。

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