我國(guó)能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“富煤、貧油、少氣” 的特點(diǎn)，這決定了我國(guó)必須發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)。電石是煤化工重要的中間產(chǎn)品，是生產(chǎn)“合成之母“乙炔的原料，隨著煤化工的發(fā)展，也導(dǎo)致了電石出爐機(jī)器人產(chǎn)業(yè)近年躍進(jìn)式發(fā)展。

目前我國(guó)礦熱爐電石冶煉行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境危險(xiǎn)惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，出爐和搗爐環(huán)節(jié)基本采用人工或半自動(dòng)作業(yè)方式，存在重大問(wèn)題隱患，嚴(yán)重威脅著作業(yè)工人的生命安 全，急需能夠替代一線作業(yè)工人出爐和搗爐的智能化機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)，以降低作業(yè)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)。

電石爐出爐通常由開(kāi)爐眼、引導(dǎo)流出、堵?tīng)t眼等三個(gè)主要工序組成。在每個(gè)工序中使用不同的末端執(zhí)行器。在執(zhí)行開(kāi)爐眼工序時(shí)，所采用的末端執(zhí)行器為導(dǎo)電的石墨棒。將石墨棒穿至爐口的開(kāi)口部，通過(guò)電弧燒開(kāi)爐眼。然后進(jìn)行引導(dǎo)流出工序，將末端執(zhí)行器刺入爐內(nèi)，導(dǎo)出爐內(nèi)的熔融物質(zhì)，其經(jīng)流爐舌導(dǎo)入澆包。在堵?tīng)t眼工序中，將圓柱形的黏土經(jīng)由執(zhí)行器末端塞進(jìn)爐眼處，使?fàn)t眼內(nèi)的物質(zhì)冷卻凝固，完成堵?tīng)t眼工序。

電石冶煉出爐機(jī)器人系統(tǒng)是以出爐機(jī)器人和搗爐機(jī)器人為核心裝備，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、基礎(chǔ)條件、工藝需求和平安生產(chǎn)的要求，構(gòu)建電石冶煉出爐作業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)，建立集操控、視覺(jué)、人機(jī)交互于一體的集中操控平臺(tái)。以數(shù)據(jù)采集和分析結(jié)果為依據(jù)，制定一套適合電石冶煉機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，形成電石冶煉機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)范，對(duì)機(jī)器人周邊設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造和整合，建立可推廣的電石冶煉機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用示范工程。

以電石冶煉出爐、搗爐作業(yè)的機(jī)器人化為目標(biāo)進(jìn)行研究，突破了惡劣工況下機(jī)器人防護(hù)與性能加固技術(shù)，高溫重載機(jī)器人本體設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，強(qiáng)沖擊載荷下機(jī)器人振動(dòng)控制技術(shù)，基于視覺(jué)、力感知的機(jī)器人遠(yuǎn)程操控技術(shù)，機(jī)器人化的電石冶煉生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的用于礦熱爐電石冶煉作業(yè)的出爐機(jī)器人和搗爐機(jī)器人產(chǎn)品，開(kāi)展集群化示范應(yīng)用。