“碼磚機器人”誕生記
http://www.debgrams.com 2014-05-19 17:01 來源：中國科學報
雖然這樣的合作半年便完成了履約，但是夏永彬與同事們也體會到技術與經濟對接中一些頗為重要的東西。
隔熱磚自動上料系統
“我們承擔的隔熱磚自動上料系統項目，經過幾個星期的生產測試，已經達到了企業預期的自動化生產要求，獲得了企業的高度認可。”中科院合肥研究院先進制造技術研究所（以下簡稱先進制造所）青年科研人員夏永彬5月15日在接受《中國科學報》記者采訪時表示。
這項任務從簽約到完成驗收只用了短短半年時間。
碼磚，不僅僅是體力活
人工進行隔熱磚碼垛，在有機器人幫忙之前，是一件令工人皺眉頭的重體力活。粉塵重，夏天工作現場的溫度常常飆升到45℃以上。工作環境惡劣不說，勞動強度還十分巨大——每班8小時，兩名工人需碼12車的磚，總重量可達2噸。
“基于以上種種原因，企業使用機器人進行自動化碼垛的需求非常強烈。”夏永彬說。
由于現場工作環境高溫高粉塵，再加上磚型多、磚形變化大，對工作節奏要求高，所以，即便是機器人碼垛，難度也非常大。
這就要拼科研單位的實力了。企業比較了幾家科研單位的技術能力和設計方案，先進制造所讓他們眼前一亮。
此前，先進制造所的青年科研團隊在相關領域曾經有過不少研發成果，比如智能清淤機器人、大型棒料機器人碼垛生產線、自動化水泥套袋裝置等。這些設備已經在相關企業投入實際生產，并積累了不錯的口碑。
接到項目后，夏永彬與同事高成飛、趙海彬、李巖峰等多次去現場考察，針對企業現在的生產現狀，設計出了一種對現有的自動輸送線改動最小的方案。
項目組根據現有的條件和所要達到的目的，分析出項目的難點并進行細分，最后將任務細化到每個人。
夏永彬是項目負責人，總體考慮項目的設計方案、項目進展時間節點的把握及跟企業溝通事宜，電氣工程師高成飛負責控制方案的設計。機械部分由李巖峰負責吸磚手爪及真空氣路的設計，趙海彬負責整形輸送線、推磚機構、機器人支架及防護網的設計。
在方案設計階段，大家沒少遇到困難。比如，科研團隊既要顧及企業原有輸送線又要考慮如何最簡單有效地將整形輸送線與現有的隔熱磚輸送線進行銜接，同時還要考慮現場的作業空間。
“通過幾次現場考察，我們巧妙地利用企業現有的一小段單獨運行輸送線作為與整形輸送線銜接部分，在不改變原有輸送線的情況下，實現了我們的設計方案，同時節約了空間，可靠性也不錯。”夏永彬告訴記者。
從“手爪”到“吸盤”
在這個項目中，如何設計“手爪”夾磚是一道難題。因為胚磚的磚形變化大，磚的上口和下口不一樣大，而且胚磚還易碎。
“我們綜合研究所里其他同事之前做出的真空吸附技術，使用吸盤進行吸磚，實驗證明，這樣不但解決了抓取磚的問題，也解決了磚的堆垛問題。”夏永彬介紹說。
企業生產的胚磚，同一批次的磚也會因為拌料加水不均導致胚磚的干濕度不一致，烘干后的胚磚尺寸誤差大，吸盤手爪吸磚的時候，就會因為磚塊變形大，吸盤對不準磚，而吸不上磚。
為了讓胚磚更穩定地被吸取，科研團隊在第一次方案中考慮過對單塊磚進行“整形”，實現磚與磚之間等間距。可實踐中卻發現，對單塊磚進行整形達不到企業要求的生產節拍。反復調整整形方案后，大家發現改變吸盤間距便可提高吸磚穩定性。
科研團隊在進行現場調試時，在機械整形部分不進行調整的情況下，通過控制調整吸盤的中心距，使每個吸盤能夠準確地吸上對應的磚。
魚漁雙授才是好的合作
這次合作讓夏永彬感觸良多，他說：“科研人員要透徹地理解企業的需求，提出合理的研發方案，以穩定可靠為裝備開發的首要任務，不能一味追求技術前沿性，而是要能解決市場反饋的產業化難點。”
雖然這樣的合作半年便完成了履約，但是夏永彬與同事們也體會到技術與經濟對接中一些頗為重要的東西。
“首先，雙方要構建一種誠摯深入的合作關系。”在夏永彬看來，科研人員發揮自身的技術優勢，將實驗室的成果應用于解決企業的生產需求，企業則應該為他們提供必需的研發條件。
再有，科研人員輸出的不僅是單項的技術，同時在與企業的合作研發過程中，也要協助培養企業的技術人員，提升企業的技術應用能力，保障研發成果長期穩定地應用于生產。
這就好比“授人以魚，也授人以漁”。
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