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

“把壓力轉化為動力”

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壓力與市場需求，但生產環(huán)節(jié)的“最后一公里”——小塊鈷的精密剪切，卻成為制約產能、成本和質量的“卡脖子”難點。

“機器轟鳴、碎屑四濺、工人勞動強度大、生產效率低。”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能從年產5000噸增至7000噸后，面臨的“人機矛盾”與“質量焦慮”。

“下游客戶根據(jù)自身投料的普遍要求，對鈷產品的尺寸不斷壓縮，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需求與生產能力不成正比的問題。”金川鎳鈷新材料公司技術質量部相關負責人趙宗明說。

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

2024年1月，一項關鍵技術攻關在金川鎳鈷新材料公司全面啟動。2ktCo/a電積鈷綜合技術提升改造項目子項——全自動小塊鈷剪切包裝生產線著手實施，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，鈷的晶體結構導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。這直接導致鈷板的翹曲、扭邊、崩裂，剪切后的鈷條收集轉運困難，不得不依賴人工碼放。

“看著落后的生產線，我們比誰都急著推進智能生產系統(tǒng)。”金川鎳鈷新材料公司經(jīng)營計劃部相關負責人孫戈說。項目成員頂住壓力，自主研發(fā)設計前端視覺識別系統(tǒng)、自動排序機構與機械手專用夾具、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。陳瑞山帶領團隊將設計、研發(fā)、攻關的陣地直接設在一線，在歷代技術改造經(jīng)驗與實驗基礎上，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實現(xiàn)柔性、均勻剪切，鈷條寬度精確控制在40±5mm區(qū)間內？如何在鈷條進入剪切工位時重復定位精度？如何通過定位與自適應調節(jié)機構，實現(xiàn)復雜工況下鋼帶捆扎，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？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；設計獨立伺服控制的高精度推料機構，確保每條鈷板都能以小于0.5毫米的重復定位精度進入刀口；搭配集成碟形彈簧的自適應壓緊裝置，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，遠超設計標準。

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，他們沒有采用復雜的自適應機械手，而是在輸送輥道源頭巧妙設置物理定位與擋料機構，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以“輕輕抖落芝麻”般的“微動”模式，配合高精度傳感器與預測性閉環(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。

除此之外，該團隊還設計了自動對中拍平排序機構，解決鈷條轉運無序難題與定位；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)的關鍵保障。

如今，站在嶄新的全自動生產線旁，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)的技術藍圖。”

“打造‘金子般’的產品品質”

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。

這條生產線的建成，不僅讓小塊鈷剪切實現(xiàn)“人海戰(zhàn)術”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。其生產效率較傳統(tǒng)半自動機組提升了2倍以上、產品合格率達99.8%、重體力勞動徹底解放。這些實打實的效益，成為金川鈷開拓市場的“硬實力”。

品質的背后，是建設者攻堅克難、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，重復上百次地調試參數(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，建成國內首套小塊鈷全自動剪切包裝生產線，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”的產品品質，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。

站在嶄新的生產線前，凝視著每一塊精度堪比工藝品的鈷片在智能流轉中完成淬煉，但這遠不止一套設備的成功投運，更是這條“小而精”智能產線背后金川人的堅韌，它突破了鈷剪切領域的技術天花板，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”的關鍵一躍。

未來，從這里產出的每一塊鈷，都將融入新能源時代奔騰的脈搏。