本報(bào)記者 周傳勇 通訊員 呂娟 趙騰
2020年12月28日，深夜12點(diǎn)了，山信軟件萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自動(dòng)化事業(yè)部副經(jīng)理李振剛輾轉(zhuǎn)反側(cè)，無法入睡，3年來的一幕幕畫面不斷浮現(xiàn)：
2017年3月至8月，在福建寧德，作為第三方，他和自動(dòng)化事業(yè)部高級工程師展杰一起為當(dāng)?shù)匦履茉雌図?xiàng)目的電池模組進(jìn)行組裝調(diào)試，產(chǎn)線上的機(jī)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(chǎn)平臺，一臺白色“皮膚”的機(jī)器人通過精準(zhǔn)的系列運(yùn)作，順利完成測溫、取樣工作。“苦活累活讓機(jī)器人包攬了。”煉鋼廠精煉車間主任倪培亮感嘆道。噴號、搬運(yùn)、貼標(biāo)等多款機(jī)器人在山鋼集團(tuán)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)線伸展機(jī)械臂，精準(zhǔn)、迅捷地做著各種動(dòng)作。
由贊嘆別人到被別人驚嘆，山鋼集團(tuán)機(jī)器人走出一條蝶變之路。
“鐵家伙”的美好時(shí)代
從福建寧德回來后，李振剛和展杰隨即把成立工業(yè)機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)的想法上報(bào)給公司領(lǐng)導(dǎo)。“想法非常好，我大力支持，請立即組織實(shí)施。”萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理?xiàng)铄\華表示。
“可以說，福建寧德的項(xiàng)目給了我們啟發(fā)，成為我們工業(yè)機(jī)器人研發(fā)的起點(diǎn)，開啟了山鋼的‘機(jī)器人’時(shí)代。”李振剛告訴《中國冶金報(bào)》記者。
2017年9月，投資150萬元的機(jī)器人創(chuàng)新研發(fā)實(shí)驗(yàn)室成立，這也是萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自動(dòng)化事業(yè)部的前身，并確立了第一個(gè)目標(biāo)：培養(yǎng)第一批擁有智能機(jī)器人核心控制技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新骨干，研發(fā)第一套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人系統(tǒng)。
從理順研發(fā)思路開始，訂方案、查資料、做仿真、優(yōu)化軌跡、記錄數(shù)據(jù)等等，上萬行程序代碼、上千次數(shù)據(jù)分析、上百次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，仿真、示教、實(shí)操、優(yōu)化代碼，團(tuán)隊(duì)的每名成員都像上滿發(fā)條的鐘表連軸轉(zhuǎn)。
從最開始的搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)到隨后的噴號機(jī)器人、焊標(biāo)機(jī)器人，噴號信息錯(cuò)誤率直降為0，焊標(biāo)機(jī)器人系統(tǒng)識別成功率達(dá)100%，焊接牢固度達(dá)99.5%……一個(gè)個(gè)機(jī)器人研發(fā)的難點(diǎn)被克服。在生產(chǎn)現(xiàn)場使用機(jī)器人，不僅降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)，而且最大限度提高了產(chǎn)品質(zhì)量和人均創(chuàng)效能力。
通過持續(xù)攻關(guān)，該公司研制出靈活、可靠的機(jī)器人集成系統(tǒng)，以KUKA、ABB機(jī)器人技術(shù)為中心，通過MES（制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)）、圖像識別平臺和自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，根據(jù)具體的應(yīng)用，給機(jī)器人安裝上手（夾具）、眼睛（視覺控制）、觸角（力控）等；根據(jù)不同的應(yīng)用，配套標(biāo)簽打印、噴碼、焊接、打磨等設(shè)備，通過控制軟件將機(jī)器人和周邊設(shè)備有機(jī)集成，與生產(chǎn)線高度融合。展杰表示，這一個(gè)個(gè)“鐵家伙”成為山鋼集團(tuán)生產(chǎn)一線新的風(fēng)景，它們的美好時(shí)代已悄然來臨。
展示“十八般武藝”
2020年12月13日，煉鋼生產(chǎn)平臺，機(jī)器人站立在精煉爐的側(cè)邊，需要測溫的時(shí)候，沿著設(shè)計(jì)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(jìn)鋼水，測溫、取樣，探囊取物般簡單，取樣測溫完成后，機(jī)器人自動(dòng)到探頭存儲倉進(jìn)行探頭的更換——這是《中國冶金報(bào)》記者在萊蕪分公司煉鋼廠4號精煉爐看到的測溫取樣機(jī)器人工作的場景。
一直以來，精煉爐生產(chǎn)過程中的測溫、取樣過程都由人工完成，由于存在爐內(nèi)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(tài)渣鋼飛濺嚴(yán)重，對操作人員安全構(gòu)成威脅。萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司區(qū)域工程師顏偉介紹：“智能化機(jī)器人測溫取樣系統(tǒng)在煉鋼廠已經(jīng)完全替代人工操作，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行情況，并能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行異常等報(bào)警功能。”
在萊鋼銀山型鋼板帶廠窄帶車間噴號現(xiàn)場，一個(gè)白色身影不停舞動(dòng)著機(jī)械臂，當(dāng)帶卷到達(dá)指定位置，白色的噴號設(shè)備按預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)，機(jī)械手控制噴槍形成白色字符。
“噴號系統(tǒng)適用范圍廣，支持所有字體，識別率達(dá)到98%以上，與生產(chǎn)系統(tǒng)通訊自動(dòng)接收和發(fā)送用戶生產(chǎn)數(shù)據(jù)，無須人工干預(yù)。”萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自動(dòng)化事業(yè)部區(qū)域師李明介紹。
“原來現(xiàn)場需操作人員人工描號，勞動(dòng)強(qiáng)度高、人員操作頻繁，存在事故隱患。現(xiàn)在噴號機(jī)器人有效解決了現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸不暢、噴號不清晰、噴號碼錯(cuò)誤等問題，實(shí)現(xiàn)了提速又提質(zhì)、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(jī)器人，我們的智能機(jī)器人還可以施展‘十八般武藝’，實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)態(tài)抓取物料、機(jī)器人搬運(yùn)、碼垛、帶卷拆捆、鋼卷貼標(biāo)、加渣等功能。”山信軟件萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自動(dòng)化事業(yè)部區(qū)域師董京帥介紹。
站在行業(yè)風(fēng)口
近年來，鋼鐵服務(wù)機(jī)器人市場正加速騰飛，如何站在行業(yè)風(fēng)口上？2017年，山信軟件萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司確立了以工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用為切入點(diǎn)，按照“謀全局、謀高端、謀效益”的要求，堅(jiān)持市場化原則和方向，緊緊把握“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，進(jìn)軍智能制造領(lǐng)域，打造山鋼集團(tuán)新興產(chǎn)業(yè)增長極的核心增長點(diǎn)。
在山鋼股份萊蕪分公司棒材廠，一臺基于動(dòng)態(tài)視覺的智能焊標(biāo)器人正在工作，和普通貼標(biāo)機(jī)器人相比，它多了雙“眼睛”。李明介紹，修磨貼標(biāo)機(jī)器人采用實(shí)時(shí)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(shù)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(tuán)，由萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自主設(shè)計(jì)制造的智能機(jī)器人已在各類生產(chǎn)線上得到成功應(yīng)用。
立足山鋼集團(tuán)，走向外部市場。面對撲面而來的工業(yè)4.0浪潮，“山信智造”邁出了新的發(fā)展步伐。2019年6月，萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司的機(jī)器人在鞍鋼集團(tuán)大顯身手。針對鞍鋼大型廠大型線和中型線鋼種多、規(guī)格多、工況復(fù)雜、現(xiàn)場MES信息經(jīng)常與實(shí)際產(chǎn)品不符等情況，經(jīng)過項(xiàng)目組近兩個(gè)月的努力，機(jī)器人貼標(biāo)噴號系統(tǒng)成功投用。該系統(tǒng)含有3D視覺、PLC（可編程邏輯控制器）控制、信息等模塊，自動(dòng)判斷鋼種，自動(dòng)采集型材規(guī)格尺寸，自動(dòng)識別型材停止的位置和角度，并實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)作業(yè)和異常報(bào)警功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
“讓我感受最深的是，大型線設(shè)備第一時(shí)間抵達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備安裝，中型線設(shè)備以超越用戶計(jì)劃的速度完成離線調(diào)試，展示了讓用戶贊嘆的‘山信速度’。”鞍鋼大型廠技術(shù)首席孫慧元表示。
從2019年開始，具備圖像識別、自動(dòng)定位功能的機(jī)器人配合搬運(yùn)碼垛系統(tǒng)成功上線，打開了面向鋼鐵產(chǎn)業(yè)機(jī)器人市場的一扇窗，向外界展示了山鋼機(jī)器人系統(tǒng)集成的技術(shù)實(shí)力。與鞍鋼等行業(yè)龍頭企業(yè)簽訂多套工業(yè)機(jī)器人合同，與永鋒鋼鐵簽訂焊標(biāo)機(jī)器人合同……山信軟件機(jī)器人團(tuán)隊(duì)與越來越多的鋼企簽訂私人定制合同，山鋼的機(jī)器人開始走進(jìn)市場。
“更多的項(xiàng)目還在路上，我們將加強(qiáng)對機(jī)器人視覺精確引導(dǎo)、物體符號準(zhǔn)確識別等技術(shù)的深度研究，更好服務(wù)客戶。”展望未來，萊蕪自動(dòng)化分公司/電子公司自動(dòng)化事業(yè)部經(jīng)理杜偉表示，“從單一功能應(yīng)用集成到打造數(shù)字化、智能化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)解決方案的產(chǎn)品化、模塊化，這些都是我們未來努力的方向。”
《中國冶金報(bào)》（2021年1月5日 04版四版）
