2020年，中國原鋁產量將占全球原鋁總產量的56.79%。 經過幾十年的開發建設，我國原鋁產值不僅位居世界第一，而且近年來已占世界原鋁總產量的50%。 鋁工業建設成果有力支撐了建筑、汽車、航空等行業發展。 除了產能擴張外，我國鋁工業技術逐步先進，各種節能降耗技術得到應用，交流綜合能耗達到世界領先水平。

然而，原鋁生產過程中，工藝流程復雜，不可避免地帶來低溫、粉塵、噪音等惡劣工作環境等問題。 與此同時，以鋁為代表的有色金屬行業普遍面臨較大的環保和勞動力短缺壓力。

在冶金工業中，電解是一條重要的技術路線，在鋁工業中得到廣泛應用。 電解過程中用作陽極的碳塊主要由石油焦和瀝青制成，整體質量接近1噸。 在煅燒過程中，1000度以上的低溫煅燒會造成碳電極的不規則變形，導致更多的雜質凝結在表面，形成不均勻的團聚體。 由于結塊玉堅硬且凹凸不平，加之碳電極本身也變形，傳統自動化設備無法統一去除非標碳電極，原鋁廠家一般只能采用手工方法去除。

一名工人通常需要10至30分鐘才能完成碳電極的拆除，而低溫環境和粉塵對碳電極拆除工人的健康有著不可預測的潛在影響。

人工清掃工作一般需要在夜間進行，這樣既不影響夜間生產，也減少清掃過程中粉塵對周圍環境造成的危害。 經過一夜的工作，清潔工的四肢會滲入紅色碳粉，就連口罩也會被染成黑色。 此前，某工廠碳電極在清洗過程中不慎傾倒，1噸重的碳塊砸中清洗工人，引發安全事故……

沃特曼聯合創始人陳宏先生是冶金行業領域的資深專家。 擁有20多年冶金自動化行業從業經驗，多年來深入了解鋁行業碳電極去除的實際痛點。 沃特曼創始人、原騰訊無人駕駛團隊技術總監陳任博士了解到問題后，與陳宏先生一起帶領技術團隊深入生產線，進行深入檢查和解決與多家國外鋁業公司連續考察。 精心制作的。

經過與四川某鋁行業龍頭企業幾個月的督導和現場工藝分析，沃特曼團隊與鋁集團確定了碳電極去除機器人研發的關鍵技術目標：

3 分鐘內受控去除單個碳電極

碳電極去除保持連續性，實現裝配線全無人智能作業

機器人可靈活適應、智能去除各種尺寸、型號的碳電極

每月累計停機維護時間12小時以內

配備無人手動集塵系統，實現無塵車間

陳任博士憑借在人工智能和無人駕駛領域頂尖技術專家的深厚積累，帶領沃特曼團隊經過縝密的現場考察、理論驗證和算法，確定了碳電極去除核心困境的解決方案創新。 技術框架和路線框架將于2019年啟動碳電極去除機器人的研發。

在開發過程中，沃特曼技術團隊利用3D視覺定位、智能動態識別、多源傳感器融合、智能力控制算法和實時路徑規劃。 。

碳電極底部的孔槽（炭碗）是清潔的重要難點之一。 除了遍布在直徑十厘米左右的內圓孔槽內的結塊外，還有6個圓形碳碗滑槽。 該區域的機械去除對刀具的著落點和磨削角度都有極高的精度要求。 實際偏差不得超過1°，否則刀具在去除過程中會造成碳電極硬質合金的損壞。

負責該項目的工程師經過4個月的多方嘗試，確定了3D點云的實時定位和分析方案，使工具的精度提高了8倍。 通過應用深度學習方法分析點云和圖像，提取目標表面毛刺、裂紋等異常信息，3D智能清潔打磨機器人可將角度偏差控制在0.5度左右，打磨偏差控制在1mm以內，高效、準確地完成清除任務。

此外，力控算法機器精度控制、多源傳感器融合、復雜末端執行結構、不規則變形智能匹配、耐高溫、抗煙霧干擾等近百項技術難點都處于相對困難的環境中。 。 沃特曼的工程師完美地解決了每一個問題。

經過近30次軟硬件系統迭代升級，3D智能清洗研磨機器人在國內首次實??現了非標形狀碳電極的實時特征匹配、實時路徑規劃、智能清洗研磨。世界。 操作。 同時，考慮到清除現場的低溫、粉塵環境對硬件穩定性和復雜場景適應性要求較高，碳電極清除機器人還配備了實時集塵系統、高溫保護、安全保障等。防護系統、智能預警系統等附加設備和功能保證機器人能夠應對清潔現場惡劣的工作環境，降低相關設備的風險。

在2020全球鋁周行業年會上，沃特曼受邀在會場預發布并演示了3D智能清潔打磨機器人，引起了會場鋁行業資深人士和專家的高度認可和積極響應。 發布會結束后一個月內，沃特曼就收到了30多家國內外企業的深度意向訂單。

目前，某全球知名鋁業集團采購3D智能清洗打磨機器人，可實現完全無人化的碳電極去除。 1噸碳電極清洗時間由20多分鐘縮短至3分鐘以內，平均清洗時間為2分30秒。

總的來說，當前版本的3D智能碳電極去除機器人已經實現了以下技術目標：

平均2分30秒完成單個碳電極的去除，電極去除效率提高6~10倍

執行精度1mm，動態監測精度0.1mm/s，偏轉偏差大于0.5°

碳電極碳化物不流失

IP67防護等級，可在-10°C-55°C正常工作

配備實時收塵系統，作業現場可實現完全無人化、無塵車間

目前最長連續運行時間已突破1000小時

3D智能碳電極去除機器人

經過兩年多的研發和打磨，沃特曼終于針對鋁行業常見的核心痛點碳電極去除提供了有效的解決方案，真正實現了打磨車間的無人化、無塵化。 除了清潔效率和質量大幅提升外，煙塵污染也大幅減少，將工人徹底從這種復雜、惡劣、純體力、高風險的工作環境中解放出來。

在傳統工業領域，碳電極的去除只是眾多痛點中的冰山一角。 鋼鐵冶金、有色金屬、采礦等原材料行業工業流程嚴格，作業環境相對復雜，存在高溫、粉塵、噪聲等不利環境誘因。 對人體的影響似乎很難直接驗證。 就業形勢嚴峻，重工業企業出現用工缺口等問題。

針對原材料行業領域的諸多痛點，沃特曼還研發了智能冶金除渣機器人、高溫煉鋼容器內襯侵蝕智能監測系統、全智能無人起重機等人工智能解決方案和產品。行業通用，旨在解決重工業領域的各種實際痛點，實現惡劣工作環境下機器替代危險、繁重的工作。

全智能無人起重機

爐襯檢查

經過近三年的產品研發和行業積累，沃特曼多款產品在多個行業創造了全球首創的機器人模型，并在多家年產值千億的小型企業得到應用。 寶武集團、中國鋁業、國家電投、金川集團、首鋼集團、河鋼集團等世界500強企業，以及華菱集團、攀鋼集團、信發集團、東方希望等國內多家世界500強企業，冶金控制集團、太重集團等多家重點骨干工業企業是沃特曼智能戰略合作客戶。

在與客戶的合作與溝通中，沃特曼技術團隊對行業和工藝的理解得到了客戶的廣泛好評。 同時，從成本回收的角度來看，新解決方案的應用也為沃特曼的客戶帶來了實際的經濟價值。 在工業智能化革命浪潮下，智能制造解決方案的優勢和價值將更加明顯。

作為行業領先的高新技術企業，沃特曼將推動人工智能技術在工業領域的應用，解決各類行業痛點，幫助工業企業實現高效清潔生產，完成降本增效的企業升級轉型效率。

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