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从云浮走出的石材加工工业软件与装备智能解决方案

2021-07-25 22:29:34浏览:416评论:0来源:云浮石材网   
核心摘要:云浮市科特机械有限公司(以下简称“科特机械”)通过“数字大板”“科特石材排版软件”“Al对刀”等工业软件的研发,开发了石材加工数字化智能化关键技术及装备,解决了石材二次加工中品质难以把控、出材率低等痛点,极大地提高了石材二次加工的生产运营效率。该项目也获得了2020年建筑材料科学技术奖科技进步类二等奖。
因为“卡脖子”,近年国家鼓励并大力扶持工业软件的发展。在政策引导下,也是在传统产业转型升级的推动下,云浮市科特机械有限公司(以下简称“科特机械”)通过“数字大板”“科特石材排版软件”“Al对刀”等工业软件的研发,开发了石材加工数字化智能化关键技术及装备,解决了石材二次加工中品质难以把控、出材率低等痛点,极大地提高了石材二次加工的生产运营效率。该项目也获得了2020年建筑材料科学技术奖科技进步类二等奖。
项目解决了石材二次加工中的痛点
我国石材产业规模和总量已位居世界首位,但是,整体大而不强,石材加工生产效率、加工质量与精度、原料利用率及自动化水平等方面还有较大提升空间。开采的石材荒料在锯解、抛磨后得到石材大板(也称毛光板)。由于复杂的地质成因,即便是同一块荒料所出的石材大板,纹理、色彩和轮廓都有变化,而大板存放一般都是打扎叠放,只能看到最表层的大板。想要通过石材大板再加工,获得具有设计感和美感的工程板,只能靠工人师傅粗略规划,切割后地面摆放看效果。这样一来,不但加工结果不可预测、难以满足客户的需求,而且加工效率低下、原料浪费严重。这个石材二次加工环节,无疑成为石材加工产业的痛点。
数字化是各不相同而又打扎叠放的大板实现可视的有效办法。石材大板图像化在贸易中已有应用,采集图像的石材扫描仪最初由意大利研发,但是,引进的扫描仪效果并不理想,不少产品因为“不像”而退货。为了达到色彩丰富,质感真实的效果,科特机械项目组合作研发CCD传感器相机,甄选高品质镜头,研发高显指LED线阵光源,精细设计机械结构并自主开发色彩管理算法,研制出石材行业用高分辨率扫描仪;再通过控制相机安装精度与镜头畸变矫正程序保证图像尺寸精准,版面精确;最后通过板厚测量、光泽度识别等装置及轮廓识别、缺角标注减尺等措施,在图像文件中嵌入板材厚度、材质、强度、光泽度及可用区域轮廓等数据,形成内容丰富而完整的“数字大板”。将一片片石材大板扫描进数据库以后,工程选料有了素材,石材设计师能根据建筑的设计需求,规划出丰富多彩的工程石材。
解决了大板数字化的问题以后,科特机械项目组又着手开发了智能排版软件。智能排版软件充分考虑了规格、版面、色彩、纹理、出材率等影响因素,也考虑到石材线状切割的特点具有自动处理T型刀缝的功能。在导入数字大板、工程板码单以后,智能排版软件就能通过出材率优化算法给出最优大板切割方案,并能在每张数字大板图像上显示切割方案,在排版方案图上显示出工程板安装效果。石材设计师还可以在排版方案中对设计进行变化、调整,以达到满意的色彩和纹理设计效果,而相应的最优切割方案也随之自动变更。
石材切割方案定好以后就是桥切机的执行环节。科特机械项目研发的智能桥切机能自动读取大板身份标识,自动调取相应切割方案,自动进行图像坐标匹配(Al对刀),而后开始切割作业,实现上板、切割、下板过程的全自动化。
科特机械项目的开展,使得石材二次加工环节的班产能由50-70平米上升到200-220平米,出材率由75%-80%提升到85%-95%,人力由3人降为1人,固废下降至为原来的1/3。同时,企业能精确管控技术经济数据,预知真实装饰效果,客户能实现所见即所得,极大地提升了石材加工企业的管理服务水平。
自动化、数字化、网络化、智能化是产业转型升级强有效的工具和手段,在传统制造业中应用新的信息技术,能有效解决传统制造业中的一些问题。据了解,科特机械也不是一开始就规划、计划好的,而是逐步深入完善的。2014年着手扫描仪的研发,扫描仪发布后,2015年开始做智能排版软件,2016年进行桥切机控制系统研发并逐步迭代升级。把扫描仪器与桥切机串联起来,形成一个系统的自动化、智能化解决方案是在2016年才形成的思路。在打算改进桥切机的时候,科特机械内部都不明白要怎么改进,而当时刚好有一个国际设备展,科特机械就组织去参观学习,回来以后确定要做智能桥切机。随着研究一步一步地深入,科特机械的眼界不断地开阔,认识不断地提升,通过问题的逐个突破和技术的累积叠加,才有了今天的项目成果。
▲云浮科特项目团队(从左到右:祝家豪、卢旭湛、文智莹、陈思扬、崔洪章、卢荣森、麦文志、陈自标)
科特机械的项目,其实将已有的先进技术成果,比如相机、扫描仪、控制系统,恰到好处地应用,做一个集成和创新开发,解决了石材产业中的一些关键技术问题。同时在工业软件这块进行了一些原始创新,包括色彩管理算法、最佳出材率优化算法、AI对刀等,这些融合了工艺与经验的工业软件,正是项目的核心与关键。作为传统装备企业,软件开发难度非常大,有点摸不清方向,感觉难以逾越。克服这些困难,依靠团队不断地学习与提升,也依靠恰当人才的引进。据悉,科特机械项目团队就十几个人,大多数都是科特机械原来的员工,只有程序设计人员是专门引进的,科特机械引进有过类似系统开发经验、有过成熟软件产品研发经验的人才,然后在项目中,团队互相学习、深入交流、共同进步。程序设计人员深入地了解石材加工工艺特点、思路、方法,机械设计人员、工艺技术人员也不断地学习和掌握新的信息通讯技术,通过团队成员的成长与进步,通过团队智慧和力量的凝聚,克服了项目中遇到的诸多难题。

经济务实得到客户充分肯定
科特机械项目的技术成果已在广东、福建、贵州、云南、浙江等地多家石材加工企业应用,得到了客户的极大认可与肯定,不少企业在引进一条产线试用以后,马上又计划再引进几条新产线。客户这么认可,主要是科特机械比较务实,科特的软件、装备和服务能充分考虑客户的实际需求。科特机械都是针对客户的实际情况,提出针对性的经济实用的解决方案,而且,科特机械也会替客户长远考虑,做好软件、设备的兼容扩展性,给客户未来发展预留足够的扩展空间。从目前来看,项目成果非常适合人造石、岩板的加工,一方面是因为原料比较均匀,另一方面是产品品类相对单一,产线的经济效益是最佳的。如果是多样化的产品,要做到全流程都不需要人为干预,技术上可以实现,但是投资会比较大,而且整个系统比较复杂,系统维护比较麻烦,整体成本就会高一些。当然,随着社会、行业的发展,行业技术水平的提高、人工成本与员工素质的提高,市场的需求会不断地变化。
▲云浮科特桥切机安装调试车间
在仪器仪表设备等基础硬件的选择上,科特机械就遵循一个原则,能满足对性能和稳定性的要求,不管是国产的还是国外的品牌,适用就好。当然,在性能满足需求的情况下,科特机械首选国产的,这样科特机械的装备有比较好的性价比。比如,在科特机械的解决方案里,科特机械鼓励客户选用的是科特自己研发的三轴桥式机器人,虽然现在倡导使用六轴机器人,但是六轴机器人的价格基本是科特机械三轴机器人的6-7倍价格,科特机械也试用了一些其他机器人,但是,因为用的是嵌入式系统,实际使用中不如科特的三轴机器人方便。
科特机械对研发创新是鼎力支持,科特总经理陈思扬是技术专家,动员人力、资金等各项资源,亲自抓进度和协调。广东省对科研创新项目的经费支持力度也比较大,科特机械的团队也在逐步壮大。科特机械还将智能解决方案往后续加工流程上扩展,把磨边、抛光等都包含进智能解决方案里来,努力实现石材加工全流程的自动化、智能化。同时,科特机械也在跟树根云合作,把科特机械的设备都联入工业互联网,方便对设备进行远程的更新、升级,包括传统设备和不具备联网功能的,科特机械也在添加新的通信设备,联入科特的工业互联网平台。
(责任编辑:小编)
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