本報(bào)通訊員 鄧昊 張俊
閃爍著紅光的機(jī)械夾爪從用以保溫的低溫槽中精準(zhǔn)地夾取出一根試樣。在機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下，夾爪靈活地將其放在試驗(yàn)機(jī)砧座上，隨后擺錘重重落下。伴隨著清脆的“咔噠”響聲，試樣應(yīng)聲而斷。幾乎是同一時(shí)刻，一旁的電腦上精準(zhǔn)地顯示出擺錘擺動(dòng)過程中減少的重力勢(shì)能，即對(duì)應(yīng)試樣的沖擊韌性數(shù)據(jù)。
整個(gè)過程，不過短短5秒。
這不是科幻電影中的場(chǎng)景，而是每天都在新余鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱新鋼）檢測(cè)中心理化樓力學(xué)實(shí)驗(yàn)室上演的試驗(yàn)過程。這一場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)，主要得益于新鋼檢測(cè)中心相繼投入的3臺(tái)全自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)。它們被職工們親切地稱為3朵智能“金花”。
3朵“金花”兩個(gè)“5”：時(shí)間緊，精度高，難度大
要介紹機(jī)器人全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，得先從待檢試樣說起——在每一個(gè)待檢試樣上，都有一個(gè)小小的V字形缺口。
可別小看這個(gè)V字形缺口，雖然它的深度只有2毫米，卻堪稱整個(gè)沖擊試驗(yàn)的“命門”——根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，沖擊試驗(yàn)中錘刃的擊打中心離缺口中心對(duì)稱面的偏差不能超過0.5毫米；沖擊試樣從離開冷卻環(huán)境到完成沖擊試驗(yàn)，時(shí)間不能超過5秒。
這兩個(gè)“5”也是“痛點(diǎn)”，因?yàn)橛扇斯ぴ?秒內(nèi)完成偏差不超過0.5毫米的精準(zhǔn)擺放并進(jìn)行沖擊試驗(yàn)難度過高，可能會(huì)因此降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
也正因?yàn)槿绱?，新鋼檢測(cè)中心于2019年投用了第一臺(tái)基于視覺定位的機(jī)器人全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)。在收獲良好效果后，該中心又于去年11月和今年1月相繼投用第二、第三臺(tái)。至此，沖擊試驗(yàn)的3朵智能“金花”在新鋼扎了根。
3朵“金花”：有自身優(yōu)勢(shì)，更有新鋼特色
相比起原先的人工試驗(yàn)，這3朵“金花”通過系統(tǒng)集成控制，將原先獨(dú)立的低溫槽、擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)和機(jī)器人整合為一體，成功實(shí)現(xiàn)沖擊試驗(yàn)的放樣、調(diào)整溫度、保溫計(jì)時(shí)、上料、試驗(yàn)、采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)、分揀試樣全部流程的自動(dòng)化，帶來諸多優(yōu)勢(shì)。
——機(jī)器人全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)最多可以一次性批量放置135個(gè)試樣，極大程度地提高檢測(cè)效率。
——視覺系統(tǒng)的有效運(yùn)用，可以快速定位試樣的缺口位置，對(duì)中精度可以控制在0.1毫米以內(nèi)，遠(yuǎn)超國標(biāo)規(guī)定的0.5毫米。
——精巧的夾爪和靈活的機(jī)械臂能夠確保上料動(dòng)作穩(wěn)定在國標(biāo)規(guī)定的5秒之內(nèi)，行動(dòng)迅速。
——檢測(cè)數(shù)據(jù)全部自動(dòng)采集、自動(dòng)傳輸至MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)），減少了操作工記錄數(shù)據(jù)后再手動(dòng)輸入系統(tǒng)的程序，確保了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。原先需要1人擊打、1人記錄的試驗(yàn)工作，如今只需1人即可完成。
……
除了試驗(yàn)機(jī)本身的優(yōu)勢(shì)外，檢測(cè)中心還結(jié)合自身需求，對(duì)其進(jìn)行了“新鋼化”改造，不僅于今年初將2019年最早引進(jìn)的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行視覺系統(tǒng)升級(jí)，大幅減少視覺誤判現(xiàn)象，提升工作效率，更將3朵“金花”進(jìn)行搬遷與集中放置，實(shí)現(xiàn)它們的組網(wǎng)聯(lián)動(dòng)，可以在同一時(shí)間內(nèi)控制多臺(tái)試驗(yàn)機(jī)同時(shí)進(jìn)行零下70攝氏度~20攝氏度范圍內(nèi)不同溫度段的沖擊試驗(yàn)，極大地提高了工作效率與人力資源利用水平。
當(dāng)前，在尚未滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，最早引進(jìn)的一朵“金花”在過去的一年里檢測(cè)試驗(yàn)量就已經(jīng)達(dá)18萬個(gè)。在3朵“金花”齊放的情況下，理論可完成檢測(cè)試驗(yàn)量54萬個(gè)以上。
從“金花”說開去：讓檢測(cè)工作與智能接軌
3朵“金花”只是新鋼檢測(cè)中心推進(jìn)智能化工作的小小縮影。
作為新鋼重要的服務(wù)型單位，檢測(cè)中心下轄5個(gè)車間，其檢驗(yàn)檢測(cè)崗位眾多，遍布整個(gè)新鋼廠區(qū)。與之相對(duì)應(yīng)的卻是偏少的人手和日益提升的檢測(cè)精度要求。因此，推動(dòng)檢測(cè)工作的智能化迫在眉睫。
除了沖擊試驗(yàn)的3朵“金花”外，新鋼檢測(cè)中心在智能化方面還形成了許多其他的成果：
作為新鋼檢測(cè)中心理化樓力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的“體力活”，拉伸試驗(yàn)需要檢測(cè)人員手持試樣上料，連續(xù)工作時(shí)長(zhǎng)往往能達(dá)到好幾個(gè)小時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。檢測(cè)中心去年上線的3臺(tái)智能機(jī)器人拉伸試驗(yàn)機(jī)徹底改變了這一狀況。通過這另外的3朵“金花”，檢測(cè)職工只需要將試樣擺放至試樣架，后續(xù)的測(cè)量、上料及拉伸試驗(yàn)、試樣回收便可以完全依靠智能化機(jī)器人完成，最大程度減少了測(cè)量、夾持等過程中可能存在的人為因素影響，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
在新鋼南大門，有著被稱為“巨無霸”的全國鋼鐵行業(yè)規(guī)模最大的自動(dòng)采樣系統(tǒng)。該系統(tǒng)共設(shè)置了7套汽車自動(dòng)取樣設(shè)施，用于含鐵粉料、塊礦、球團(tuán)、熔劑、煤的取樣、封裝及傳輸工作。兩名檢測(cè)職工可以同時(shí)監(jiān)控7臺(tái)機(jī)取樣，徹底告別過去一人一機(jī)操作取樣的歷史，極大緩解了公司南大門原燃料物流緊張的矛盾，具有自動(dòng)化程度高、安全環(huán)保、作業(yè)效率高、樣品追溯性強(qiáng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控范圍廣等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，堪稱自動(dòng)采樣系統(tǒng)中的“智能王”。
……
未來，新鋼檢測(cè)中心將以“建成行業(yè)內(nèi)有影響力的一流檢測(cè)分析機(jī)構(gòu)”為目標(biāo)，加快推進(jìn)各項(xiàng)升改工程早日投產(chǎn)達(dá)標(biāo)，優(yōu)化檢測(cè)流程、增強(qiáng)創(chuàng)新能力，助力數(shù)智新鋼目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。
《中國冶金報(bào)》（2022年5月17日 03版三版）
