科创中国

行业领域

高端装备制造产业,电力、热力、燃气及水生产和供应业,电气自动化

需求背景

GIL （Gas Insulated Transmission Lines），即“气体绝缘金属封闭输电线路”，是一种电压等级高、输送容量大、安全可靠性高的输电线路，主要指由接地合金铝外壳和内置管状合金铝导体组成并采用六氟化硫（SF6）等绝缘气体为绝缘介质的电力传输设备。

盆式绝缘子是GIL中重要的元件，同时也是GIL中的薄弱环节，其绝缘性能与机械性能的好坏决定了GIL的绝缘强度，盆式绝缘子沿面、连接件以及高压屏蔽罩的形状都对GIL内部的电场分布和SF6绝缘气体在盆式绝缘子沿面闪络电压的高低有着直接的影响。因此针对盆式绝缘子自动脱模技术和装备试验的研究，对提升盆式绝缘子的机械性能、提高GIL运行的可靠性和稳定性十分重要。

需解决的主要技术难题

盆式绝缘子自动生产线主要工艺流程为：装模模具预热---浇注--工件前固化（三段控温）---脱模--工件后固化--工件徐冷---下件，由于工件较重，工序繁多，拟研制一种自动化试验线。需要攻克以下技术难题：

（1）装模工装智能识别与工件信息共享系统

在模具上线位置，利用深度卷积网络等深度学习方法自动识别模具，并记录产品信息输入系统。利用智能匹配算法实现脱模人员信息和模具编号及作业时间全智能匹配。基于工业以太网实现模具装模人员信息作业时间、模具详细信息等信息在生产全过程共享，并利用二维码生成与识别技术为零件完成标签作业。

（2）多传感器融合的自动脱模机构

传统的浇注固化好的模具脱模方法是采用天车通过人工借助外力敲击打开模具取出工件。已有的自动脱模发明技术在设备试验中存在不能完整性脱模的弊病，需要研制一种可自动化完全脱模的装置，解决该环节自动化作业卡点，以实现整条生产线的自动化运行。利用压力传感器、视觉检测系统等多传感器融合，检测模具脱离程度，利用容错控制算法实现模具分阶段、全自动的智能鲁棒控制，使得整个盆式绝缘子脱模时均衡受力，同步完整一次性脱模，避免脱模不干净。

（3）连续式固化炉智能分区模糊控温系统

为实现全过程自动化生产，拟采用一个连续式固化炉替代传统的多个独立固化炉。模具固化炉预热工艺时间为 2h，温度 110±2℃；浇注后，前固化炉分为三个固化阶段，温度分别为 110±2℃（2 小时）；125±2℃（2 小时）；125±2℃（6 小时），共 10 小时。后固化与徐冷炉采用双层结构后，后固化在上层，徐冷在下层，后固化为 10 小时，温度为 125±2℃。徐冷分为 4 段，设置分别为 110℃、95℃、80℃、60℃。由于对固化温度要求严格，需对炉内多个区域内温度分区控温，保证温度均匀性和温度曲线过度平稳性。基于二型模糊控制方法，研制一种智能分区温控系统。以实现固化炉多个区域内温度控制平稳过渡，精准控制。

（4）脱模后工件升降、输送全自动系统；

后固化炉与徐冷炉为上下分层一体式结构，工件通过升降机进入后固化炉，固化结束后，通过升降机输送至下层徐冷炉，需要攻克进入后固化炉的工件与从徐冷炉出来的工件间生产节拍的错峰关系匹配难题，研制基于 NTP的时间同步技术和基于多目标人工智能优化调度方法，实现在生产节拍完全同步，多工件行程智能调度，进出工件互不干涉。

（5）试制一套 126-550KV 环氧浇注盆式绝缘子全自动脱模技术装置，经过 720 小时测试，所脱模盆式绝缘子外观质量 99%合格。

期望实现的主要技术目标

1、自动脱模机构能够一次性将工件从模具中分离，脱模时长不超过 3分钟，脱模出来的工件表面光洁、完整，质量合格率 99%。

2、智能分区温控系统分区精准调控温度，达到分区炉温温度精度达到±2℃。

3、后固化炉的工件与从徐冷炉出来的工件运行顺畅，无干涉，满足每4 分钟完成一次工件自动输送，每 2 分钟完成一次工件升降。

4、自动识别模具，记录信息输入系统实现产品生产过程温度、人员的可追溯管理，信息准确率 100%。

5、单条自动化脱模线年脱模 12 万件。

需求解析

解析单位：“科创中国”人工智能专业科技服务团（西咸新区人工智能行业协会） 解析时间：2023-11-23

靖 锋

西咸新区人工智能行业协会

秘书长

综合评价

此需求足够清晰可以进行需求跟进

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