2020年，中國原鋁產(chǎn)量將占全球原鋁總產(chǎn)量的56.79%。 經(jīng)過幾十年的開發(fā)建設(shè)，我國原鋁產(chǎn)值不僅位居世界第一，而且近年來已占世界原鋁總產(chǎn)量的50%。 鋁工業(yè)建設(shè)成果有力支撐了建筑、汽車、航空等行業(yè)發(fā)展。 除了產(chǎn)能擴張外，我國鋁工業(yè)技術(shù)逐步先進(jìn)，各種節(jié)能降耗技術(shù)得到應(yīng)用，交流綜合能耗達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

然而，原鋁生產(chǎn)過程中，工藝流程復(fù)雜，不可避免地帶來低溫、粉塵、噪音等惡劣工作環(huán)境等問題。 與此同時，以鋁為代表的有色金屬行業(yè)普遍面臨較大的環(huán)保和勞動力短缺壓力。

在冶金工業(yè)中，電解是一條重要的技術(shù)路線，在鋁工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 電解過程中用作陽極的碳塊主要由石油焦和瀝青制成，整體質(zhì)量接近1噸。 在煅燒過程中，1000度以上的低溫煅燒會造成碳電極的不規(guī)則變形，導(dǎo)致更多的雜質(zhì)凝結(jié)在表面，形成不均勻的團(tuán)聚體。 由于結(jié)塊玉堅硬且凹凸不平，加之碳電極本身也變形，傳統(tǒng)自動化設(shè)備無法統(tǒng)一去除非標(biāo)碳電極，原鋁廠家一般只能采用手工方法去除。

一名工人通常需要10至30分鐘才能完成碳電極的拆除，而低溫環(huán)境和粉塵對碳電極拆除工人的健康有著不可預(yù)測的潛在影響。

人工清掃工作一般需要在夜間進(jìn)行，這樣既不影響夜間生產(chǎn)，也減少清掃過程中粉塵對周圍環(huán)境造成的危害。 經(jīng)過一夜的工作，清潔工的四肢會滲入紅色碳粉，就連口罩也會被染成黑色。 此前，某工廠碳電極在清洗過程中不慎傾倒，1噸重的碳塊砸中清洗工人，引發(fā)安全事故……

沃特曼聯(lián)合創(chuàng)始人陳宏先生是冶金行業(yè)領(lǐng)域的資深專家。 擁有20多年冶金自動化行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，多年來深入了解鋁行業(yè)碳電極去除的實際痛點。 沃特曼創(chuàng)始人、原騰訊無人駕駛團(tuán)隊技術(shù)總監(jiān)陳任博士了解到問題后，與陳宏先生一起帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊深入生產(chǎn)線，進(jìn)行深入檢查和解決與多家國外鋁業(yè)公司連續(xù)考察。 精心制作的。

經(jīng)過與四川某鋁行業(yè)龍頭企業(yè)幾個月的督導(dǎo)和現(xiàn)場工藝分析，沃特曼團(tuán)隊與鋁集團(tuán)確定了碳電極去除機器人研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)目標(biāo)：

3 分鐘內(nèi)受控去除單個碳電極

碳電極去除保持連續(xù)性，實現(xiàn)裝配線全無人智能作業(yè)

機器人可靈活適應(yīng)、智能去除各種尺寸、型號的碳電極

每月累計停機維護(hù)時間12小時以內(nèi)

配備無人手動集塵系統(tǒng)，實現(xiàn)無塵車間

陳任博士憑借在人工智能和無人駕駛領(lǐng)域頂尖技術(shù)專家的深厚積累，帶領(lǐng)沃特曼團(tuán)隊經(jīng)過縝密的現(xiàn)場考察、理論驗證和算法，確定了碳電極去除核心困境的解決方案創(chuàng)新。 技術(shù)框架和路線框架將于2019年啟動碳電極去除機器人的研發(fā)。

在開發(fā)過程中，沃特曼技術(shù)團(tuán)隊利用3D視覺定位、智能動態(tài)識別、多源傳感器融合、智能力控制算法和實時路徑規(guī)劃。 。

碳電極底部的孔槽（炭碗）是清潔的重要難點之一。 除了遍布在直徑十厘米左右的內(nèi)圓孔槽內(nèi)的結(jié)塊外，還有6個圓形碳碗滑槽。 該區(qū)域的機械去除對刀具的著落點和磨削角度都有極高的精度要求。 實際偏差不得超過1°，否則刀具在去除過程中會造成碳電極硬質(zhì)合金的損壞。

負(fù)責(zé)該項目的工程師經(jīng)過4個月的多方嘗試，確定了3D點云的實時定位和分析方案，使工具的精度提高了8倍。 通過應(yīng)用深度學(xué)習(xí)方法分析點云和圖像，提取目標(biāo)表面毛刺、裂紋等異常信息，3D智能清潔打磨機器人可將角度偏差控制在0.5度左右，打磨偏差控制在1mm以內(nèi)，高效、準(zhǔn)確地完成清除任務(wù)。

此外，力控算法機器精度控制、多源傳感器融合、復(fù)雜末端執(zhí)行結(jié)構(gòu)、不規(guī)則變形智能匹配、耐高溫、抗煙霧干擾等近百項技術(shù)難點都處于相對困難的環(huán)境中。 。 沃特曼的工程師完美地解決了每一個問題。

經(jīng)過近30次軟硬件系統(tǒng)迭代升級，3D智能清洗研磨機器人在國內(nèi)首次實??現(xiàn)了非標(biāo)形狀碳電極的實時特征匹配、實時路徑規(guī)劃、智能清洗研磨。世界。 操作。 同時，考慮到清除現(xiàn)場的低溫、粉塵環(huán)境對硬件穩(wěn)定性和復(fù)雜場景適應(yīng)性要求較高，碳電極清除機器人還配備了實時集塵系統(tǒng)、高溫保護(hù)、安全保障等。防護(hù)系統(tǒng)、智能預(yù)警系統(tǒng)等附加設(shè)備和功能保證機器人能夠應(yīng)對清潔現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境，降低相關(guān)設(shè)備的風(fēng)險。

在2020全球鋁周行業(yè)年會上，沃特曼受邀在會場預(yù)發(fā)布并演示了3D智能清潔打磨機器人，引起了會場鋁行業(yè)資深人士和專家的高度認(rèn)可和積極響應(yīng)。 發(fā)布會結(jié)束后一個月內(nèi)，沃特曼就收到了30多家國內(nèi)外企業(yè)的深度意向訂單。

目前，某全球知名鋁業(yè)集團(tuán)采購3D智能清洗打磨機器人，可實現(xiàn)完全無人化的碳電極去除。 1噸碳電極清洗時間由20多分鐘縮短至3分鐘以內(nèi)，平均清洗時間為2分30秒。

總的來說，當(dāng)前版本的3D智能碳電極去除機器人已經(jīng)實現(xiàn)了以下技術(shù)目標(biāo)：

平均2分30秒完成單個碳電極的去除，電極去除效率提高6~10倍

執(zhí)行精度1mm，動態(tài)監(jiān)測精度0.1mm/s，偏轉(zhuǎn)偏差大于0.5°

碳電極碳化物不流失

IP67防護(hù)等級，可在-10°C-55°C正常工作

配備實時收塵系統(tǒng)，作業(yè)現(xiàn)場可實現(xiàn)完全無人化、無塵車間

目前最長連續(xù)運行時間已突破1000小時

3D智能碳電極去除機器人

經(jīng)過兩年多的研發(fā)和打磨，沃特曼終于針對鋁行業(yè)常見的核心痛點碳電極去除提供了有效的解決方案，真正實現(xiàn)了打磨車間的無人化、無塵化。 除了清潔效率和質(zhì)量大幅提升外，煙塵污染也大幅減少，將工人徹底從這種復(fù)雜、惡劣、純體力、高風(fēng)險的工作環(huán)境中解放出來。

在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，碳電極的去除只是眾多痛點中的冰山一角。 鋼鐵冶金、有色金屬、采礦等原材料行業(yè)工業(yè)流程嚴(yán)格，作業(yè)環(huán)境相對復(fù)雜，存在高溫、粉塵、噪聲等不利環(huán)境誘因。 對人體的影響似乎很難直接驗證。 就業(yè)形勢嚴(yán)峻，重工業(yè)企業(yè)出現(xiàn)用工缺口等問題。

針對原材料行業(yè)領(lǐng)域的諸多痛點，沃特曼還研發(fā)了智能冶金除渣機器人、高溫?zé)掍撊萜鲀?nèi)襯侵蝕智能監(jiān)測系統(tǒng)、全智能無人起重機等人工智能解決方案和產(chǎn)品。行業(yè)通用，旨在解決重工業(yè)領(lǐng)域的各種實際痛點，實現(xiàn)惡劣工作環(huán)境下機器替代危險、繁重的工作。

全智能無人起重機

爐襯檢查

經(jīng)過近三年的產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)積累，沃特曼多款產(chǎn)品在多個行業(yè)創(chuàng)造了全球首創(chuàng)的機器人模型，并在多家年產(chǎn)值千億的小型企業(yè)得到應(yīng)用。 寶武集團(tuán)、中國鋁業(yè)、國家電投、金川集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、河鋼集團(tuán)等世界500強企業(yè)，以及華菱集團(tuán)、攀鋼集團(tuán)、信發(fā)集團(tuán)、東方希望等國內(nèi)多家世界500強企業(yè)，冶金控制集團(tuán)、太重集團(tuán)等多家重點骨干工業(yè)企業(yè)是沃特曼智能戰(zhàn)略合作客戶。

在與客戶的合作與溝通中，沃特曼技術(shù)團(tuán)隊對行業(yè)和工藝的理解得到了客戶的廣泛好評。 同時，從成本回收的角度來看，新解決方案的應(yīng)用也為沃特曼的客戶帶來了實際的經(jīng)濟價值。 在工業(yè)智能化革命浪潮下，智能制造解決方案的優(yōu)勢和價值將更加明顯。

作為行業(yè)領(lǐng)先的高新技術(shù)企業(yè)，沃特曼將推動人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，解決各類行業(yè)痛點，幫助工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)高效清潔生產(chǎn)，完成降本增效的企業(yè)升級轉(zhuǎn)型效率。

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