编者按：为加快矿山领域机器人应用推广，更好服务矿山安全高质量发展，国家矿山安全监察局安全基础司、工业和信息化部装备工业一司联合开展了矿山领域机器人典型应用场景遴选工作，确定推广31个典型应用场景、66个场景实例。现组织中国软件评测中心梳理66个场景实例的先进经验及应用成效，在“机器人+”供需对接与应用推广公共服务平台及相关微信公众号开展持续宣传，以更好推动典型应用场景的复制与推广。
案例20：露天矿山双齿辊破碎机齿辊智能焊接
一、基本信息
| 矿山种类：煤矿 |
| 应用场景：碎矿磨矿 |
| 场景实例：露天矿山双齿辊破碎机齿辊智能焊接 |
| 机器人产品及制造单位：双齿辊破碎机齿辊智能焊接机器人，严格科创产业发展集团合肥有限公司 |
| 应用单位：内蒙古电投能源股份有限公司北露天煤矿 |
二、详细介绍
1.重点解决的痛点难点问题
露天矿山碎矿设备将从矿山开采出的大块矿石破碎成较小的颗粒，便于后续的处理和运输，是矿产资源开发过程中不可或缺的基础设备。双齿辊破碎机在运行过程中，长时间且高频次接触硬质矿石和其他物料，容易出现磨损甚至破裂等情况。通常通过补焊等维护手段来延长设备的使用寿命。
双齿辊破碎机溜槽空间狭小，人工作业安全风险高。作业人员需进入溜槽进行焊接作业，存在被破碎机齿辊挤压等安全风险；且补焊过程会产生大量烟尘，严重影响作业人员身体健康。
人工焊接作业强度大，焊接质量难以保证。破碎机齿辊呈螺旋状排布，齿辊数量多且补焊面积大，手工电弧焊持续时间长、工作强度大、焊接效率低；补焊作业高度依赖人员的技术水平，焊接质量和焊接效果的一致性无法保证。
双齿辊破碎机齿辊智能焊接机器人部署于输煤系统一次破碎站，由大臂展机器人、3D视觉识别、协同盘车系统、自适应参数焊接系统、仓门自动升降系统、安全防护系统构成，实现破碎机齿辊自动化焊接。
双齿辊破碎机齿辊智能焊接机器人采用SFM算法三维重建及定位技术，通过3D工业相机对破碎机碎齿成像，基于SFM算法对图像进行三维重建，基于SIFT、SURF、KLT等算法进行图像配准及图像融合，实现破碎机磨损位置实时精准三维定位。采用大跨距小摆幅机械臂自主规划与高精度控制技术，通过自主规划算法，基于视觉信息感知物体位置姿态以及周围环境信息，实现机器人大跨距小摆幅高精度控制，有效抑制机械臂抖动，提高焊接质量。
3.应用推广情况及应用效果
双齿辊破碎机齿辊智能焊接机器人在内蒙古电投能源股份有限公司北露天煤矿自备电厂输煤系统一次破碎站实现1台套应用。
应用前，双齿辊破碎机齿辊需要人工进入破碎机溜槽内定期对磨损部位进行补焊，焊接质量和效率无法保证。应用后，机器人焊接覆盖率达到80%以上，焊接定位精度达±10mm，堆焊增材厚度精度为±1.5mm；与人工焊接相比，焊接效率提升5倍以上，焊接硬度提升60里氏硬度，焊接质量一致性更优，减少人工焊接时间1000小时/年；有效改善了工人作业环境,提高了安全系数。
