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近日，一套全流程自動化、操作精細化的小塊鈷智能剪板機組，在金川鎳鈷新材料公司寬敞明亮的廠房亮相。

這臺“小而精”的設(shè)備背后，是金川鎳鈷新材料公司項目與研發(fā)團隊，在技術(shù)“無人區(qū)”蹚出的一條屬于自己的數(shù)字化轉(zhuǎn)型新路徑。

“把壓力轉(zhuǎn)化為動力”

在全球新能源浪潮下，鈷作為能源金屬的戰(zhàn)略地位日益凸顯。金川集團迎來前所未有的擴產(chǎn)壓力與市場需求，但生產(chǎn)環(huán)節(jié)的“最后一公里”——小塊鈷的精密剪切，卻成為制約產(chǎn)能、成本和質(zhì)量的“卡脖子”難點。

“機器轟鳴、碎屑四濺、工人勞動強度大、生產(chǎn)效率低。”在各廠區(qū)“智慧工廠”相繼建成的當下，一套老舊的半自動鈷塊剪板機組顯得“格格不入”。

“傳統(tǒng)剪切模式依賴人工上料，定位、剪切、分揀速度慢，剪出來的鈷塊就像‘斧子劈柴’，大小不一、邊緣不齊。即便上了半自動剪板機，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍無法實現(xiàn)‘機器減人’，鈷原料無法最大程度利用。”金川鎳鈷新材料公司設(shè)備管理負責人顧永剛道出這塊壓在所有項目參與人員心中的“大石頭”。

這也成為金川鎳鈷新材料公司電積鈷產(chǎn)能從年產(chǎn)5000噸增至7000噸后，面臨的“人機矛盾”與“質(zhì)量焦慮”。

“下游客戶根據(jù)自身投料的普遍要求，對鈷產(chǎn)品的尺寸不斷壓縮，提出需要40×40毫米規(guī)格的小塊鈷，倒逼我們要解決眼前生產(chǎn)需求與生產(chǎn)能力不成正比的問題。”金川鎳鈷新材料公司技術(shù)質(zhì)量部相關(guān)負責人趙宗明說。

市場不會等待，時代更在疾馳。近年來，金川集團相繼完成鎳、銅的全自動化生產(chǎn)線建設(shè)，實現(xiàn)勞動強度降低、生產(chǎn)效率提高、安全隱患消除等多重突破，為鈷產(chǎn)品的全自動化生產(chǎn)流程提供了借鑒。

2024年1月，一項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)在金川鎳鈷新材料公司全面啟動。2ktCo/a電積鈷綜合技術(shù)提升改造項目子項——全自動小塊鈷剪切包裝生產(chǎn)線著手實施，目標直指“鈷板自動分揀、修邊、剪切，到定量稱重灌裝、打標、碼垛、捆扎包裝”的全流程智能操作。

然而，這條智能化升級之路絕非簡單復(fù)制，金屬鈷獨特的物理特性讓這條升級之路充滿挑戰(zhàn)。相較于鎳和銅，鈷的晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其常溫下硬度和韌性較強、塑性較差，剪切時極易發(fā)生脆性斷裂，而非理想的塑性變形。這直接導(dǎo)致鈷板的翹曲、扭邊、崩裂，剪切后的鈷條收集轉(zhuǎn)運困難，不得不依賴人工碼放。

“看著落后的生產(chǎn)線，我們比誰都急著推進智能生產(chǎn)系統(tǒng)。”金川鎳鈷新材料公司經(jīng)營計劃部相關(guān)負責人孫戈說。項目成員頂住壓力，自主研發(fā)設(shè)計前端視覺識別系統(tǒng)、自動排序機構(gòu)與機械手專用夾具、稱量灌裝與捆扎包裝定位等系統(tǒng)，最終攻克小塊鈷全自動剪切包裝的難題。

“要做就做行業(yè)標桿”

“行業(yè)里沒有現(xiàn)成答案就自己創(chuàng)造答案。我們不僅要實現(xiàn)自動化，更要做到精度更準、運行更穩(wěn)、智能化程度更深，成為真正的行業(yè)標桿。”金川鎳鈷新材料公司材料一廠副廠長陳瑞山的話，道出團隊的雄心。

沒有現(xiàn)成模板借鑒，每一個環(huán)節(jié)都是待跨越的鴻溝。陳瑞山帶領(lǐng)團隊將設(shè)計、研發(fā)、攻關(guān)的陣地直接設(shè)在一線，在歷代技術(shù)改造經(jīng)驗與實驗基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地梳理出一直以來難以攻克的“攔路虎”。

如何在允許誤差范圍內(nèi)實現(xiàn)柔性、均勻剪切，鈷條寬度精確控制在40±5mm區(qū)間內(nèi)？如何在鈷條進入剪切工位時重復(fù)定位精度？如何通過定位與自適應(yīng)調(diào)節(jié)機構(gòu)，實現(xiàn)復(fù)雜工況下鋼帶捆扎，保證包裝穩(wěn)定一致？如何利用高精度傳感器與閉環(huán)控制算法，實現(xiàn)微量補料，將灌裝量嚴格控制在目標指標范圍內(nèi)？針對剪切精度與定位難題，該團隊創(chuàng)造性地將“視覺感知”與“機械執(zhí)行”深度融合，構(gòu)建了一套基于多光譜成像與深度學習算法的智能識別系統(tǒng)，如同為生產(chǎn)線裝上“眼睛”和“大腦”，不僅能排除表面有缺陷的鈷板，更能實時計算每塊鈷板的最優(yōu)剪切路徑；設(shè)計獨立伺服控制的高精度推料機構(gòu)，確保每條鈷板都能以小于0.5毫米的重復(fù)定位精度進入刀口；搭配集成碟形彈簧的自適應(yīng)壓緊裝置，像一雙“溫柔而有力的手”，均勻壓住不同厚度的鈷條，有效抑制翹曲扭邊，將剪切尺寸的波動牢牢鎖死在±2毫米區(qū)間內(nèi)，遠超設(shè)計標準。

面對捆扎定位與灌裝精度的挑戰(zhàn)，團隊展現(xiàn)了“化繁為簡”與“克克計較”的智慧。對于尺寸不一的托盤，他們沒有采用復(fù)雜的自適應(yīng)機械手，而是在輸送輥道源頭巧妙設(shè)置物理定位與擋料機構(gòu)，從入口統(tǒng)一“基準線”，保障后續(xù)捆扎穩(wěn)定；在稱重灌裝環(huán)節(jié)，使用“精秤去皮+快速灌裝+精準補償+復(fù)校檢測”系統(tǒng)，卡住頭尾精密檢測，99%的中間環(huán)節(jié)快速填充，剩余部分則由精加料機構(gòu)以“輕輕抖落芝麻”般的“微動”模式，配合高精度傳感器與預(yù)測性閉環(huán)算法，實現(xiàn)“一塊一判”的微量添補，將每桶最終重量精度穩(wěn)定在±0.2kg以內(nèi)。

除此之外，該團隊還設(shè)計了自動對中拍平排序機構(gòu)，解決鈷條轉(zhuǎn)運無序難題與定位；運用機械手專用磁吸式夾具實現(xiàn)鈷條穩(wěn)定吸附并整體移送；建立專門的“安全互鎖”程序模塊，為各環(huán)節(jié)安全平穩(wěn)運行提供保障。每一項的創(chuàng)新，都是全流程自動化閉環(huán)的關(guān)鍵保障。

如今，站在嶄新的全自動生產(chǎn)線旁，陳瑞山與筆者談起這些攻堅克難的細節(jié)如數(shù)家珍：“每一個亮點的背后，都是我們熬過的夜、推翻過的方案和最終找到的‘最優(yōu)解’。這條線，是我們親手擘畫并實現(xiàn)的技術(shù)藍圖。”

“打造‘金子般’的產(chǎn)品品質(zhì)”

走進明亮整潔的金川鎳鈷新材料公司材料一廠車間，一片片閃爍著銀灰色金屬光澤的鈷板在傳送帶上平穩(wěn)滑行，經(jīng)過視覺系統(tǒng)的“審視”后，精準進入剪切工位；機械手將整齊排列的鈷條統(tǒng)一抓取至碼進切塊機，清脆而富有節(jié)奏的“咔嚓”聲此起彼伏，邊緣如刀切豆腐般平整、棱角如幾何圖形般分明的鈷塊，接連墜入收集裝置，聲音清脆利落，宛如一場“高科技”合成的交響樂。

這條生產(chǎn)線的建成，不僅讓小塊鈷剪切實現(xiàn)“人海戰(zhàn)術(shù)”到“智能流”的跨越，更提供了一套針對高難度脆性材料全自動加工的完整解決方案。其生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)半自動機組提升了2倍以上、產(chǎn)品合格率達99.8%、重體力勞動徹底解放。這些實打?qū)嵉男б?，成為金川鈷開拓市場的“硬實力”。

品質(zhì)的背后，是建設(shè)者攻堅克難、精益求精的工匠精神。為了將剪切精度控制在毫米級，金川鎳鈷新材料公司項目團隊發(fā)揚持續(xù)作戰(zhàn)的精神，緊盯住一個點，重復(fù)上百次地調(diào)試參數(shù)；為了消除萬分之一的表面擦傷概率，他們?yōu)闄C械手夾具更換了7種不同的柔性襯墊材料。在所有人堅持不懈地努力下，建成國內(nèi)首套小塊鈷全自動剪切包裝生產(chǎn)線，樹立了行業(yè)智能化升級的新標桿。

“鈷金屬的特殊性決定我們要時刻緊跟市場變化，品質(zhì)的躍升直接帶來市場議價能力的增強和客戶黏性的提升。”孫戈說。打造出“金子般”的產(chǎn)品品質(zhì)，就是金川開拓市場的“通行證”。

如今，邊緣整齊、表面光亮的鈷塊，經(jīng)自動稱重、灌裝、打上獨一無二的“身份碼”后，整齊碼垛進入集裝箱，每一塊都承載著金川的品牌口碑。

站在嶄新的生產(chǎn)線前，凝視著每一塊精度堪比工藝品的鈷片在智能流轉(zhuǎn)中完成淬煉，但這遠不止一套設(shè)備的成功投運，更是這條“小而精”智能產(chǎn)線背后金川人的堅韌，它突破了鈷剪切領(lǐng)域的技術(shù)天花板，標志著傳統(tǒng)有色巨頭在新型工業(yè)化浪潮中，以自主創(chuàng)新實現(xiàn)從“追趕者”到“定義者”的關(guān)鍵一躍。

未來，從這里產(chǎn)出的每一塊鈷，都將融入新能源時代奔騰的脈搏。