精益求精解难题——记国网安徽电科院电源技术中心旋转机械振动团队
国网安徽电科院电源技术中心有一支旋转机械振动团队,他们每天与振动以及各类数据打交道,电机组振动故障应急处置、隐患排查是他们的日常。他们一直致力于安徽省内各类发电企业解决振动难题,是安徽省电源侧强有力的技术支撑。
差之毫厘,谬之千里,电网损失难估量
工作人员在集中控制室与运行人员讨论优化机组运行方式有效控制振动
“68μm,稳了,稳了……”望着振动数据监视屏中2号机组的7号轴承振动数值从155μm降至68μm,国能蚌埠发电有限公司生产厂长松了一口气,心头的大石头终于落地了。
“7号轴承振动持续上升,我们自己也采取了不少措施,一直都没能解决。之后,振动还慢慢地波及到机组基础台板和油路管道。‘迎峰度夏’期间,机组满负荷运行,振动加剧,机组安全受到严峻考验。这次,国网安徽电科院帮我们彻底解决问题!”国能蚌埠发电有限公司设备部主任说。
68μm,只有0.068毫米,不到一根发丝的粗细,而庞大的汽轮发电机组身上的振动数值必须控制在125μm以内。因为汽轮发电机的振动不仅会造成机组动静部分摩擦,加速某些部件的磨损、断裂和脱落,一旦电厂汽轮发电机组出现故障,将直接影响发电系统正常工作。
大型火力发电厂机组启动一次的费用在200万元以上,机组启动过程中关键性节点为汽轮发电机组冲转,机组冲转过程中振动是最重要安全性指标之一。振动出现超标故障将会造成机组无法定速并网发电,振动如得不到有效治理极端情况下会对主要设备造成破坏性损伤,造成电力企业经济和安全生产双重损失。
丝毫之间,精益求精,源自责任与担当
“我们利用机组调停机会现场应用热态高速动平衡技术,将国能蚌埠发电有限公司7号轴承振动数值从155μm降68μm,彻底解决了机组振动问题。”国网安徽电科院电源技术中心旋转机械振动团队技术人员徐鹏程说。“在国网安徽省电力有限公司电力科学研究院大力帮助和支持下,国能神皖马鞍山发电有限公司3号机组A修后启动顺利,汽轮机冲转,机组并网一次成功,2号机组4号瓦振大隐患得到彻底解决。”
2021年,除国能蚌埠发电有限公司外,国能神皖马鞍山发电有限公司、淮南矿业集团潘三电厂等多家客户单位均给电源技术中心旋转机械振动团队发来感谢信。
经验共享,导师带徒,台账本尽显专业精神
振动专业对现场经验要求颇高,振动数据有很强的“迷惑性”,同一台机组两次启动,可以出现截然不同的振动数据,因此现场振动故障的诊断,对技术专家的技术水平和工作经验要求非常高。
振动专业的年轻技术员即使是专业院校毕业,理论知识丰富,但在现场瞬息变幻的振动数据面前,也常常束手无策。为解决现场机组给出的振动难题、怪题,专业技术专家的“传帮带”至关重要。
“记得我第一次跟徐晓峰师傅去电厂,师傅一直坚守在电子间TSI装置前,认真读取振动分析仪上显示的一组组数据。突然间,监测机组振动报警灯一盏盏亮起,刺耳的警报声让现场气氛异常紧张。机组要紧急停机?厂方工作人员焦急地询问。等一等,临界振动在保护动作前是可以通过的。师傅镇定地回答。果真机组顺利通过临界,一盏盏红通通的报警灯一一熄灭,机组顺利定速,顺利并网发电。”这个场景一直让徐鹏程记忆犹新。
徐晓峰,安徽省电力行业旋转机械振动监督专责,是一位有着三十多年丰富经验的老专家。即使在电子化时代,他依然保持手写记录的习惯。一直以来,安徽电科院振动专业有着振动经验共享的优良传统,为服务企业的每台机组建立了完善的振动台账。年轻技术员可以通过振动台账对一类型机组的振动特征全面了解,做好客观的认识。
“这一本是我师傅徐晓峰的台帐本。里面详细地记录着安徽省内各家电厂各类型机组调试和运行期间启停阶段振动监测和动平衡试验的大量数据。”汤杰杰边翻阅边说,这是一本普普通通的笔记本,却记录了新机从首次启动,再至数年后机组大修的所有振动数据。
在徐晓峰师傅的严格要求下,徐鹏程和汤杰杰凭借着勤奋和努力,已迅速成长为专业技术骨干,承担着安徽省4000万千瓦装机的汽轮发电机组和主要辅机的振动监测、故障诊断治理工作,也将续写着下一本的台账记录。
国网安徽电科院电源技术中心旋转机械振动团队在做好机组技术监督和安全稳定保障工作之外,积极探索机组优化启动方式,即基于融合大型汽轮发电机组振动特征,优化机组低碳启动策略。该项研究在保证汽轮发电机组安全稳定运行前提下,通过优化机组启动方式,最大程度上缩短机组并网前启动时间,降低启动过程燃煤、燃油量,进而达到提高能源利用率、降低能源消耗、减小碳排放的目的,为国家的节能减排工作做出自己的一份贡献。(刘继芳 邵娜)
来源: 新华社客户端安徽频道
20种工业机器人应用案例炫酷合集
近年来德国率先提出"工业4.0"概念,美国推行"先进制造伙伴关系"计划,日本实施"智慧制造系统",而中国也提出了"中国制造2025规划",这些都指向同一个目标,那就是希望通过先进的IT与自动化技术来促进制造业的革新,以实现"智能化",提升效率,降低成本。
而要实现这个目标工业机器人是不可或缺的一环!
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工业机器人的发展背景
从1920年,"Robot"这个词被捷克剧作家创造出来,到现在机器人已经发展了近百年,从最初的单纯用于搬运的工业机器人,到第二代具有视觉传感器以及信息处理技术的工业机器人,再到目前正在研究的"智能机器人",工业机器人的发展及应用日新月异。
▲ 工业机器人发展史,点击放大看
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工业机器人的应用场景
在短短50多年的时间中,机器人技术得到了迅速的发展,在众多制造业领域中,工业机器人应用最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业,并且正在不断地向其他领域拓展,如机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。
在工业生产中,焊接机器人、磨抛加工机器人、焊接机器人、激光加工机器人、喷涂机器人、搬运机器人、真空机器人等工业机器人都已被大量采用。
20种工业机器人应用案例炫酷合集,精彩不容错过!
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磨抛加工机器人
磨抛加工机器人主要应用于航空、航海、核电叶片磨抛,采用机器人持砂带在叶片表面磨抛,采用柔性接触、视觉定位的方式减小磨抛缺陷。
与人工磨抛相比,具有加工时间短,型面精度高,表面粗糙度小,加工一致性好的特点。能适应大负载,恶劣的工作环境。精度要求高。
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焊接机器人
弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产,主要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两种类型。
在该领域,国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。应用特点:要求快速平稳移动,定位精度要求较高。
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激光加工机器人
激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。
通过对加工工件的自动检测,产生加工件的模型,继而生成加工曲线,也可以利用CAD数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。精度要求较高。
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真空机器人
真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人,主要应用于半导体工业中,实现晶圆在真空腔室内的传输。
真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强,其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。精度要求较高。
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喷涂机器人
喷漆机器人一般采用液压驱动,具有动作速度快、防爆性能好等特点,可通过手把手示教或点位示数来实现示教。
喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。喷涂机器人所处工作环境恶劣,其精度要求较低。
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搬运机器人
搬运机器人由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,它可广泛应用于各行业的柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统;
同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。其负载大,无严格精度要求。
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工业机器人分类
工业机器人按不同的方法可分下述类型:具体看下图!
▲ 可点击图片放大看
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工业机器人性能评判指标
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、运动精度、运动特性、动态特性等。
▲ 工业机器人性能评判指标
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工作空间(Work space)
工作空间 是指机器人臂杆的特定部位在一定条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力的大小。
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运动自由度
运动自由度 是指机器人操作机在空间运动所需的变量数,用以表示机器人动作灵活程度的参数,一般是以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动的数目来表示。
自由物体在空间自六个自由度(三个转动自由度和三个移动自由度)。 工业机器人往往是个开式连杆系,每个关节运动副只有一个自由度,因此通常机器人的自由度数目就等于其关节数。机器人的自由度数目越多,功能就越强。
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有效负载(Payload)
有效负载 是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运的物体重量或所能承受的力或力矩,用以表示操作机的负荷能力。
机器人在不同位姿时,允许的最大可搬运质量是不同的,因此机器人的额定可搬运质量是指其臂杆在工作空间中任意位姿时腕关节端部都能搬运的最大质量。
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运动精度(Accuracy)
机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
位姿精度 是指指令位姿和从同一方向接近该指令位姿时的实到位姿中心之间的偏差。重复位姿精度是指对同指令位姿从同一方向重复响应n次后实到位姿的不一致程度。
轨迹精度 是指机器人机械接口从同一方向n次跟随指令轨迹的接近程度。轨迹重复精度是指对一给定轨迹在同方向跟随n次后实到轨迹之间的不一致程度。
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运动特性(Sped)
速度和加速度 是表明机器人运动特性的主要指标。在机器人说明书中,通常提供了主要运动自由度的最大稳定速度,但在实际应用中单纯考虑最大稳定速度是不够的,还应注意其最大允许加速度。
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动态特性
动态特性结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固有频率和振动模态。
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工业机器人全方位解读
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我国的工业机器人现状
工业机器人之所以能在中国市场异军突起:
首先是因为在成本上,机器人通常仅为人工成本的四分之一;
其次,机器人在质量、效率、管理等方面还能带来很多新的附加值。
所以,在机器人技术快速提升、价格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的综合作用下,中国的工业机器人产业正处于一个井喷时代。
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工业机器人的关键技术
工业机器人由3大部分6个子系统组成。 3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。请加微信号:robotinfo 学习工业智能化知识
机器人关键基础部件主要分成以下三部分: 高精度减速机,高性能交直流伺服电机和驱动器,高性能控制器等。机器人性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、运动精度、运动特性、动态特性等。
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工业机器人面临的技术挑战
虽然机器人技术在近几年取得了非常大的进步,但我们要清醒地看到中国工业机器人产业发展面临的巨大挑战。
▲ 工业机器人设备
由于关键零部件受国外技术垄断,国产机器人并不具备显著成本优势。同时,大量机器人的生产厂商存在低端锁定的风险。另外,机器人研发、制造与应用之间缺乏有效衔接。
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工业机器人国内外知名厂商
工业机器人技术水平日趋成熟,已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用,从而也形成了一批较有影响力的、著名的工业机器人公司。其主要分为日系和欧美系,日系中主要有FANUC、安川、松下、不二越、川崎、爱普生等公司;
欧美系中主要有德国的KUKA、瑞典的ABB、瑞士的史陶比尔、意大利的COMAU公司。在国内,工业机器人产业刚刚起步,但增长的势头非常强劲,如新松、安徽埃夫特。
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库卡(KUKA)
德国库卡成立于1898年,是世界几家顶级为自动化生产行业提供柔性,生产系统、机器人、夹具、模具及备件的供应商之一。
1996年,库卡焊接设备和机器人有限公司分成两个在市场上独立运作的公司,即库卡机器人有限公司及库卡焊接设备有限公司。
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ABB机器人
1988年创立于欧洲的ABB公司于1994年进入中国,1995年成立ABB中国有限公司。
2005年起,ABB机器人的生产、研发、工程中心都开始转移到中国,可见国际机器人巨头对中国市场的重视。目前,中国已经成为ABB全球第一大市场。
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发那科
FANUC(发那科)成立于1956年,是日本一家专门研究数控系统的公司,是世界上最大的专业数控系统生产厂家。
1974年,FANUC首台机器人问世;2008年,FANUC机器人装机量突破20万台,居世界首位;2011年,FANUC全球机器人已超25万台,市场份额稳居第一。
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安川
安川电机(中国)有限公司是有近100年历史的日本安川电机株式会社全额投资的外商独资企业,于1999年4月在上海注册成立。
随着业务范围和企业规模的不断扩大,公司除上海总部外还在广州、北京、成都等地开设了分公司,并在中国各地区设立了代理店和经销商。
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松下
唐山松下产业机器有限公司是一家中日合资企业,年产值10亿元,专注于中国焊接市场,为中国用户提供高性能的电焊机、机器人和激光焊接系统。
唐山松下的机器人焊接电源融合式控制器,体现了全数字焊接电源在机器人弧焊技术领域的先进技术水平,得到了国内广大用户认可。
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那智不二越(NACHI)
那智不二越公司是1928年在日本成立的,自创立开始一直致力于发展机械技术,以及机械制造事业。
总工厂位于日本富山,北美、南美、欧洲及亚洲也设有生产基地,并在世界范围内设立了常驻代表机构和销售网点。
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川崎(Kawasaki)
川崎机器人(天津)有限公司是由川崎重工业株式会社100%投资,并于2006年8月正式在中国天津经济技术开发区注册成立。
主要负责川崎重工生产的工业机器人在中国境内的销售、售后服务(机器人的保养、维护、维修等)、技术支持等相关工作。
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史陶比尔(Stäubli)
史陶比尔公司于1892年创建在瑞士苏黎世湖畔的Horgen市。
制造生产精密机械电子产品:纺织机械、工业接头和工业机器人,公司员工人数达4000多人,年营业额超过十亿瑞士法郎。
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新松(SIASUN)
新松机器人成立于2000年,其机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列。
公司以近150亿的市值成为沈阳最大的企业,是国际上机器人产品线最全厂商之一,也是国内机器人产业的领导企业。
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柯马机器人
柯马(COMAU)是一家隶属于菲亚特集团的全球化企业,成立于1976年,总部位于意大利都灵。
柯马业务范围主要包括:车身焊装,动力总成,工程设计,机器人和维修服务。柯马在全球17个国家拥有分公司29个,员工总数达11,000多人。
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