在礦業與重工業的生產流程中,破碎和磨礦環節常被稱為“咽喉要道”,而混入礦石中的錨桿、鋼釬、枕木或織物等異物,則是威脅這條要道安全的“隱形殺手”。傳統依賴人工揀選或除鐵器的方式,不僅效率低下、存在職業健康風險,更難以應對非鐵磁性雜質的挑戰。名德光電推出的異物排除機器人,基于“3D視覺+AI算法+多軸機械臂”的閉環架構,為這一行業痛點提供了高精度的智能化解決方案。
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與傳統除鐵器的單一磁力吸附邏輯不同,該機器人系統構建了一套完整的“感知-分析-執行”智能化作業鏈路,其工作原理可拆解為以下四個關鍵步驟:
1. 高速立體視覺采集:毫秒級的空間建模
系統前端搭載高精度雙目3D工業相機與多光譜組合光源,能夠以每秒120幀的速度對寬度1.2米以內、速度高達2.5米/秒的輸送皮帶進行全方位掃描。不同于普通平面相機,該系統重點獲取物料的深度信息與三維輪廓,為后續的空間定位提供亞毫米級的數據基礎(定位精度±2mm)。
2. 3D-AI異構計算識別:多維度特征解析
采集到的海量3D點云數據被實時傳輸至FPGA+GPU異構計算平臺。系統運行名德光電自研的3D-AI算法與預訓練的礦業異物模型庫,能夠在毫秒內完成三項關鍵判定:
定性:確認目標物是否為異物(支持錨桿、膠管、木頭、纖維等無限自定義類別)。
定量:精確測量異物的長、寬、面積與三維位姿。
定策:根據異物尺寸、重量及形狀規則度,智能決策采取“自動排除”還是“預警停機排除”。
3. 多模式自適應抓取策略:剛柔并濟的執行力
針對工況的復雜性,系統提供了三級響應機制,確保既不漏判也不損傷設備:
全自動模式:針對超長異物、形狀規則異物,機械臂依據路徑規劃算法自動跟隨抓取,抓取精度達±1mm,單次循環時間≤4.5秒,實現皮帶不停機作業。
輔助/手動模式:針對形狀極度不規則或超長異物,系統觸發預警并停機,操作員可通過遠程選點或搖桿輔助完成精準剔除,避免強行抓取導致的設備損傷。
極限安全模式:當識別出超出設備負載極限的異物時,系統自動急停皮帶并推送遠程報警,提示人工介入。
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4. 柔性執行與復位
6軸協作機械臂配合仿生柔順抓手,能夠自適應調整抓取力度,兼容直徑5mm至100mm的各類異形物體。抓取完成后,機械臂按最優路徑快速移送異物至回收箱并復位,進入下一個待命周期。
技術優勢:從“能用”到“好用”的跨越
相比于傳統除鐵器或簡易視覺系統,名德光電該方案在工程落地層面具備顯著的代際優勢:
抗干擾與自進化能力:采用ToF深度感知結合偏振成像,有效抵御井下粉塵與強光干擾。同時,系統內置開放式學習平臺,現場技術人員無需編程即可在2小時內完成新型異物的模型訓練與部署,實現識別精度的持續進化。
動態協同控制:基于EtherCAT總線與TSN網絡架構(端到端延遲<2ms),確保了高速皮帶運轉下“識別-決策-抓取”的時序嚴苛同步,杜絕了因信號延遲導致的抓空或碰撞風險。
工業級可靠性:全密封防護架構支持-20℃至60℃寬溫運行,且具備健康自診斷與遠程運維功能,高度契合礦山無人化、少人化的轉型需求。
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名德光電異物排除機器人并非一臺簡單的抓取設備,而是一套嵌入礦業流程的實時質量控制與資產保護系統。它通過三維空間智能技術,將原本模糊的人工經驗轉化為可量化的數字模型,在保障破碎設備安全、提升選礦連續性的同時,為礦業智能化升級提供了關鍵的執行終端支撐。
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