“昆铭一号”诞生记
1月18日上午，在中国平煤神马控股集团帘子布公司原丝一厂细旦丝11系列检修现场，杨昆铭使用遥控器操控着“昆铭一号”，20分钟就完成了一台原丝反应器的清理工作，他满脸自豪地对徒弟杨鑫宇说：“以往清理原丝反应器，我们得钻进仅容一人通过的管道，用角磨机一点点打磨。眼前是无尽黑暗，耳边是角磨机的轰鸣，防护面罩紧紧压在口鼻，手臂和膝盖缠着护具，感觉自己就像一只穿山甲。现在，有了‘昆铭一号’，我们再也不用钻进又闷又脏的反应器里干活啦。”杨昆铭口中的“昆铭一号”，是他们去年成功发明的反应器管道清理机器人。反应器，作为原丝聚合工序的关键设备，呈U型卧式圆筒槽状。为保证聚合反应高效、安全进行，定期清理内部的铜沫及其他杂质至关重要。然而，其内径狭小、空间逼仄，清理时，作业人员需身着劳保用品，全程趴在反应器内，艰难地打磨、擦拭杂质，操作难度超乎想象。而且，反应器内空气流通极差，清理过程中，必须借助压缩空气送风。同时，反应器外还需专人全程监护，时刻留意作业人员状况，以防缺氧意外发生。“自建厂40多年来，每次清理反应器，都得四五名职工轮流钻进内部趴着作业，整个流程耗时近8个小时。筒内空间狭小不说，还满是弥漫的铜沫。”杨昆铭回忆道。去年2月，在一次清理作业时，他脑海中突然闪过一个念头：要是能设计出一款机器人，代替人工清理管道，那该多好。有了想法，杨昆铭立刻付诸行动。他一头扎进现场，仔细观察、深入思考，还频繁浏览相关论坛，广泛收集各类资料。起初，杨昆铭参照盾构机进行设计。盾构机依靠带刀片的绞盘破岩以形成隧道，他便尝试用带刷子的圆盘打磨管道内壁，还尝试让机器搭载角磨机，模拟人工操作。但在实践过程中，他发现这些设计自动化程度欠佳，效率较低。就在设计陷入僵局时，一次上网，杨昆铭看到扫地机器人灵活自如、清理效果极佳，瞬间灵感涌现：对，就仿照扫地机器人，设计一款能无线控制、有“眼睛”，且能无死角清理管道的机器人。但前行之路，困难重重。寻觅合适电池时四处碰壁，他索性拆下电动自行车的蓄电池，搭配锂电池作为动力系统，后来又将充电方式改进为可调电压电源适配器充电；买来的固定“一字型”扇叶打磨效果不理想，他便找来保全工，专门量身定制可调节打磨刷；打磨短短5分钟，机器就“死机”，他虚心向电气专家请教，反复试验后，成功找到适配的电机电控。只要一有空，杨昆铭就全身心投入制作，边做边改进。为加快制作进程，他喊上徒弟杨鑫宇和王震，组建技术攻关小组，共同钻研制作。同年6月，借助CAD绘图软件，他们绘制出三维设计图，经过反复修改完善，机器人设计方案逐渐趋于合理。“实际上，设计并非最难的部分，各种配件组装后能否达到预期效果，才是最大挑战。”王震感慨道。为配齐合适配件，他们跑遍全市大大小小的店铺，还在网上咨询了上百个商家。1个月后，管道清理机器人初步成型。为检验其使用效果，他们用废弃铁皮桶制作了模拟反应器，展开测试。测试过程中，难题接踵而至。“最初选用的三叶形打磨刷和拱形打磨刷缺乏伸缩性。打磨力度小，铜沫清理不干净；力度大，又会损伤反应器内壁。”杨昆铭介绍说。经过不断调整方案，最终，他们为管道清理机器人定制了一套“一字形”打磨刷，并将弹簧与打磨杆相连，增加了伸缩性，既确保打磨无死角，又不会对反应器内壁造成损伤。为保证实际工作中的清理成效，他们在模拟操作中试图提高刷头转速，可随之而来的是控制器瞬时电流增大，导致控制器短路。“那段时间，烧坏了五六台控制器，给我们带来巨大压力。”杨鑫宇心有余悸地说。为攻克这一难题，他们在管道清理机器人上安装了电流表，购置数台不同功率的控制器逐一测试，并将控制系统和动力系统分离，大幅提升了它的工作效率。经过无数次调整，管道清理机器人终于制作完成。“控制系统用来控制电机的正转、反转和停止，动力系统用来控制机器人的前进和后退，保证其工作效率的最大化。”杨昆铭解释说。去年9月，原丝二厂迎来设备检修期，这为管道清理机器人提供了绝佳的“实战”契机。杨昆铭带领团队对清理过程全程录像，为后续设备调整和改进留存了第一手资料。最终，使用该清理机器人仅用20分钟就圆满完成1台反应器的清理工作，得到领导和职工们的高度评价。随后，他们将这款机器人命名为“昆铭一号”。目前，“昆铭一号”在帘子布公司、帘子布发展公司、工程塑料公司广泛推广运用，已成功完成6台反应器的清理工作，预计每年可为公司创造300多万元的经济效益。“去年，‘昆铭一号’不仅在帘子布公司、帘子布发展公司‘五小’创新成果展评比中荣获一等奖，还获得了国家发明专利，其配套的打磨刷也斩获国家实用新型专利。”杨昆铭自豪地说。
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