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深潜水:石油和天然气的机器人,提高安全性和生产力

发表于10/19/2020.

|作者:Tanya M. Anandan,特约编辑

肮脏和危险是的,但是什么都没有乏味的关于石油和天然气工业。三个DS更像是危险,罗宾逊将危险,危险 - 危险。

但是时代在改变……曾经是世界上最危险的工作之一的工作现在增加了铁钻工,基本上就是一个用来连接和断开长钻杆的大扳手。现在我们看到了自主机电一体化解决方案的出现。装备,钻机下来 - 机器人

现在看这个机械管道处理程序与现代钻工一起工作。如今的钻台作业可以远程控制,将钻井人员从危险区域移除。

从罗马克,水下,空中和蛇机器人,到机器人流程,增加油田设备的使用寿命,甚至机器人气体站,机器人保护工人,提高工艺生产力并降低成本。新用例和新的商业模式在一个中涌现过渡能量景观。根据美国能源信息管理,化石燃料(煤炭,石油,天然气)仍然占据了更多的可再生能源(风,太阳能,生物燃料)。

在钻井平台上,老化的劳动力和艰难的工作提高了自动化的需求。需要维修和维护的基础设施积压继续增长。但石油和天然气行业传统上冒险厌恶,采用新技术。投资往往决定桶的价格。尽管如此,可以使用更安全,更高效的解决方案解决这些挑战的技术存在机会。

深海居民
许多地球的石油和天然气资源躺在海洋之下。虽然钻井业务由于需求较低和油价较低,但全球盈余,现在的大流行和其他不确定性的影响而剧烈,但几乎200个活跃的钻井平台在海上

海底机器人旨在检查海上石油和天然气资产,无需昂贵的表面支撑件。(礼貌:休斯顿Mechatronics,Inc。)石油和天然气钻机可以在两英里的水深运行。这些深水井和管道系统中的许多都已经依靠无人驾驶的水下车辆来帮助进行安装,检查和维修和维护。但这些无人驾驶车辆通常需要运送到海上地点,这可以是100英里或更多英里到海的,然后通过系绳从那里远程操作。这种常见的情景需要一个载有载舰船的顶部。

2014年,一群NASA机器人出发了改变该范式。休斯顿机电一体化(HMI)出生。他们的使命,降低依赖大型昂贵的支撑船只,为近海能源部门和周围的工作中的75%。它们设计了一种组合自主水下车辆(AUV)和远程操作的车辆(ROV),其能够在两种功能形式之间来回切换。实际上HMI创建,并获得专利的水下变压器。

“我们认为海底运营效率低效,因为依靠像船一样的大型表面平台,”HMI高级产品和服务高级副总裁Sean Halpin说。“如果我们可以从操作中取出船,我们正在删除巨大的成本。这是这里的中断。我们相信我们可以完成IMR(检查,维护和维修)大约一半的成本,每个人今天在做什么。“

水下变压器
Aquanaut是一款全电动水下机器人,它可以从远程水下机器人转变为具有两个健壮手臂的无绳水下机器人。在水下机器人模式下,手臂被包裹在水动力船体内,得益于机载锂离子电池和推进器的推进,水下机器人一次任务可以行驶50海里。在航行过程中,Aquanaut搭载的高精度地球物理仪器使其能够勘测海床并收集数据。

一旦机器人到达目的地,它就转换为ROV模式。船体的上半部分抬起,头部旋转到位,以暴露立体摄像机和强大的3D传感器。额外的推进器提供更好的机动性。两个8轴手臂展开内置的力传感器和抓手,准备工作。操作任务可以包括水射流清洗、阴极保护检查(一种用于水下金属结构的常见腐蚀减缓方法)、淹水构件检测(FMD)以及其他评估海底油气资产状况的任务。

通过车载声学调制解调器促进通信。一个小型无人的表面血管在机器人和通信卫星之间传递信号,允许机器人从世界上的任何地方控制。虽然具有挑战性,但这种通信场景熟悉Aquanaut的创作者,从NASA开发复杂的机器人,用于在远程位置,如空间。

HMI位于德克萨斯州的韦伯斯特,距离约翰逊航天中心只有几英里,由Nicolaus Radford和Reg Berka创立,他们都是美国宇航局的校友。首席执行官雷德福领导的类人机器人研究,包括瓦尔基里和Robonaut,用于国际空间站和未来的火星任务。看看这个倒退NASA镜头

该公司的投资者不仅投注了Aquanaut的形式因素的转型性,而且还将转变HMI的技术和服务将作为整体推向能源领域。随着石油田服务巨头钢板和钻探公司船上的船上,HMI已经筹集了2600万美元,超过两轮投资者,预计将在接下来的两个季度内收到C系列投资。

海底资产检查服务
HMI是针对两个主要市场的目标:1)能源,包括石油和天然气和不断增长的可再生能源部门和2)防御。目前,他们正在与美国国防部合作,但在路上,HMI预计港口安全等申请的国际兴趣。Aquanaut可以悄悄地抵消近海水域,而不会检测到表面。HMI还看到电信市场的潜力,检查和维护水道下的长传输线。

Aquanaut将于2021年第一季度上市,但HMI已经有了自己的产品第一个商业协议。Triumph Subsea Services公司将为其绿色导向的船队配备水下变压器。HMI已经建造了一个Aquanaut,并在NASA的中性浮力实验室进行了测试,在那里宇航员在一个模拟微重力的巨大水池中训练。第二艘Aquanaut将于年底上线,并运往挪威。2021年,它将在那里的海洋中居住,沿着石油丰富的挪威大陆架进行海上资格测试。

观看Aquanaut的行动

但HMI不仅仅是销售一个平台,它还提供一项服务。与石油公司一样,客户可以直接与HMI签订合同,HMI将部署Aquanaut并自行完成工作,远程操作Aquanaut并与客户直接互动。另一个选择是与油气行业中成熟的服务提供商合作。在这种情况下,HMI将交付Aquanaut并确保其运营,但其他服务提供商将为HMI提供指导,并负责所有客户互动。

自主水下车辆(AUV)用大规模臂和强大的传感器封装变成远程操作的车辆(ROV),以在海底油田中执行工作。(礼貌:休斯顿Mechatronics,Inc。)未来,Aquanaut机器人舰队将实现规模经济。以优步(Uber)为例。一家公司订购了Aquanaut,当需要时,Aquanaut就会从其基于海床的水下机器人充电站报告工作,这是一个新兴的想法移动海底居住。目前的rov必须根据需要从A点交付到B点,并需要一组操作员驻扎在水面舰艇上。有了HMI的技术,一个舰队操作员,一个HMI团队成员将能够监督和控制多个机器人。

共享控制与自主权
HMI校长感到高水平的控制是部署在能源领域中的最有效的方法,在那里他们可以确保该技术安全有效地运营。这在风险厌恶的海上石油和天然气工业中尤其如此,在那里完全机器人自治的想法需要进一步腌制。HMI使用术语“共享控制”来指代Aquanaut的半自动,远程操作。

哈尔平解释说:“在石油和天然气市场,机器人只决定如何有效地做某事。”“如果我们说去触摸它,它会适当地安排它的关节。我们给它自由,我们为行动设定界限。(这就是它的力传感器发挥作用的地方。)

Aquanaut能够拥有更大的自主权,但Halpin表示这个市场尚未为此做好准备。“他们希望使用人类运营商频繁地签到,比在国防市场中看到,他们真正喜欢高度自治。”

那么为什么在Aquanaut上大规模武器?HMI预计在这些环境中需要做的操作任务类型,例如处理工具和车削阀,但它将有一段时间,直到行业准备就绪,以放弃这种控制。

“传统的罗夫看起来像一个小冰箱,上面有两个小T-rex臂,”Halpin说。“所以你必须移动车辆。Aquanaut提供了40%的操作工作空间,而不是传统的ROV。“

如果车辆处于手臂无法正确执行任务的位置,则车辆将自己重新定位。整个机器人有一个控制系统。

“一切都是为了效率。我们不想花3个小时去拿一件工具。”

也许有一天,Aquanaut会独自去。但前提是要赢得能源部门的信任。与此同时,在我们了解它在海底能做什么时,水下变压器将使其操作者安全地留在岸上。

地上资产的空中机器人
从水下机器人到空中机器人,远程操作机器人正在进入石油和天然气领域的新领域。航空机器人公司Apellix生产用于油气行业地面资产检测、清洁、喷涂和涂层的无人机。例如,原油储油罐直径可达150英尺,48英尺高,可容纳600万加仑的石油。

空中无人机对炼油厂喇叭炉进行超声波检测。(礼貌:apellix)美国石油研究所(API)法规要求经常测试地上储罐的壁厚和保护涂层。高海拔,这是人类的危险工作。但不是飞行机器人。

“API 653对地面储罐的检查通常需要2天,需要2天,需要升降或樱桃选择器,并举行约60次测量,”Apellix Ceo Bob Dahlstrom说。“通过我们的系统,根据天气,坦克的状况和不同的环境变量,我们可以轻松获得每小时200次测量。”然后,我们可以向资产所有者提供信息。

“与仅仅进行60次测量相比,他们的工程师将对资产的表现有更好的了解。我们可以在一天内完成,而不是两天。”

观看Apellix无人机的行动

我们首先遇到了apellix自动化在2017年的发射台创业大赛中,他们获得了最高的1万美元奖金。同一年,Apellix因其专利软件控制的无损检测无人机(NDT)获得了NACE国际年度腐蚀创新奖。

Apellix成立于2014年,总部位于佛罗里达州的杰克逊维尔,目前为油气、可再生能源和海事行业的无损检测提供空中机器人系统。检测包括超声检测(UT)和干膜厚度(DFT)测量。

在UT,无人机使用探针发送超声波脉冲穿过钢结构的壁,测量其厚度。这些读数显示腐蚀磨损和资产的剩余使用寿命。DFT测试测量黑色金属和有色金属镀层的厚度。

确保操作人员安全,炼油厂在线
保持工人在地面上,同时提高生产力是主要优势,但节省成本节省机器人天线在网上炼油厂的炼油厂发挥着重要作用。

达尔斯特罗姆说:“当我们能够在不占用资产的情况下完成一项工作时,我们就能真正为公司节省大量资金,我们说的是每天数百万美元。”“我们正在测试火炬筒上的钢的厚度。火炬筒是炼油厂上的大烟囱,用来排气和燃烧多余的气体。你必须定期测量这些烟囱的厚度,因为它们从内部腐蚀的速率是可变的,这取决于排出和燃烧的气体类型。

“但是如果关闭这个系统,让这个堆冷却,然后让采樱桃的人或升降机,或起重机,或派人上去用绳索下来手动测量,他们每天可能会损失数百万美元的收入。”我们正在热热闹闹。”

机器人不关心它是在50英尺还是150英尺的高空它与探测器接触的表面是200华氏度。机器人正在安全地做人类做不到的事情。这才是真正积累储蓄的时候。

Apellix已经在油田中拥有无人机,为油气资产进行UT和DFT测量。他们的下一个目标是喷漆。Apellix赢得了荷兰跨国涂料公司阿克苏诺贝尔(AkzoNobel)赞助的一项国际竞赛。这导致了一项将喷绘无人机推向市场的联合开发协议。在这个过程中,达尔斯特罗姆认识到,绘画工业资产与美学和速度的关系更大,而与科学的关系更大。

“你正在保护数百万或数十亿美元的资产。它们测量毫米的厚度,如人发的厚度和更薄的厚度,因此必须适当地施加涂料公司,并保护其潜在的资产。

“机器人如此优化,因为它具有计算气压,相对湿度,环境温度和表面的温度的所有数据,涂层的特性和速度,速度”表示,Dahlstrom表示。“这告诉我们距离无人机需要从表面,所需的速度移动和喷射尖端的尺寸。这是非常科学驱动的。对于这些工业应用,这是至关重要的。“

空中机器人检查石油和天然气资产,而操作员在地面安全地保持安全。(礼貌:apellix)为了完成这项工作,Apellix有两个模型。Opus X4主要用于无损检测,有四个电机。包括飞机在内,它最多可以携带60磅的重物,根据机载传感器和系统的不同,飞机的重量在18到22磅之间。Opus X8用于涂装,有8个马达和近120磅的起重装置(根据现行规定,只能起重55磅)。

Dahlstrom说:“我们只是重新设计了电源,因为喷漆无人机必须比无损检测无人机更大,这样它们才能携带有油漆的脐带。”“现在飞机上有1万瓦的功率。”

根据作业,无人机可以束缚到岸电源(基于地面电站),用于全天功率,或用于短时间工作,它们可以每15到20分钟一次换电池。

飞行计算机
Apellix系统使用自定义无人机,具有传感器系统,全部车载计算机,专有软件和具有自定义3D打印组件的末端执行器。定制制造是唯一的选择,因为当靠近大型钢结构时,典型的传感系统,如GPS,甚至标准飞机所使用的典型传感系统都受到不利影响。

“这就是为什么我们必须用这么多的船上计算能力和这么多传感器加载我们的原因,”Dahlstrom说。“因为我们精神上的传感器飞行,而不是由无人机飞行通常用于其运营。”

实质上,Apellix无人机是飞行电脑。这是飞船的软件。

但这会再次提出我们对自主权的讨论。美国联邦航空管理局(FAA)条例要求存在载人飞行员。因此,即使无人机自主飞行,你仍然必须有人在那里监控它。

Apellix无人机都是手动和自主的。达尔斯特罗姆解释道。

“有一些自动功能,比如起飞,它起飞、盘旋、校准,然后飞行员手动将它飞到开始工作的位置。无人机利用机载传感器输入的信息飞行。我们每秒要对飞行进行50次微调。人类做不到这一点。所以让软件和机载传感器完成飞行是我们成功的关键。”

然后是所有这些数据。Dahlstrom表示,这种机器人空中系统收集的数据比其所做的个人工作更重要。

“现在,我们将该数据提供给作业所有者。那是创造了很多价值。它使他们在特定时间点对他们的特定资产进行了解。但是一旦开始将数据汇总并将其上传到云(Apellix无人机有蜂窝调制解调器,因此他们可以将数据传输到云中的安全数据存款),现在您有能力做机器学习和AI。

“Couple that with all the flight data and high-resolution video capture, then when you start adding things like multispectral cameras that can see things humans can’t, you’re able to collect a rich dataset that has never been gathered before,” he adds. “Having this information can lead to actionable insight that increases the service life of the asset and keeps it running safely.”

达尔斯特伦说,他们刚刚在飓风萨莉之后的阿拉巴马州莫比尔湾完成了一项工作。这就是对空中机器人的测试。

机器蛇去了别人不能去的地方
回到陆地上,小型爬行机器人修复城市街道下方的天然气管道,蛇形机器人则是人类无法触及的石油和天然气作业区域的眼睛。Guardian S机器人可以进入狭窄的空间,探索难以到达的地方。它能穿越崎岖不平的地形,甚至还能对抗重力。这种蛇形ROV被设计用来检查人类不能或不应该去的区域。

远程运行的蛇形机器人检查石油和天然气资产内部及周边地区的受限空间和难以到达的地方。(礼貌:SARCOS机器人)配备360度视图摄像机,一个LED灯包,双向音频和一系列其他传感器包括GPS,《卫报》年代机器人用于石油和天然气资产的试运行检查,它可以有效地、轻松地寻找从废墟到结构完整性的问题。还可以添加其他传感器,包括不同类型的气体传感、辐射探测和其他环境相关和态势感知传感器。

观看监护人的行动

这种蛇形机器人可以在数英里外遥控,可靠地穿越具有挑战性的地形,包括楼梯、涵洞、管道、坦克,甚至不需要系绳就能爬上铁磁性的垂直表面。锂离子电池提供动力。该机器人体积小,不到4英尺长,携带方便,重量轻。这个机器人只有17磅重,没有额外的传感器,很容易运输。

“我们的操作人员有时会把它挂在肩上,把它带到任何需要使用的地方。密闭空间检查是这种机器的特点之一。它可以通过直径小至8英寸的开口,”Sarcos Robotics的董事长兼首席执行官本·沃尔夫(Ben Wolff)说。该公司开发了Guardian S和许多创新机器人技术。

9月,SARCOS'WOLFF是在机器人周2020年圆桌会议的未来未来的杰出小组成员之一。仍然可用4天的录像。查看专家名单和在这里免费注册

机电整合开拓者
总部位于犹他州盐湖城,离其出生地不远,Sarcos拥有一个过去的过去。该公司在犹他大学的早期80年代早期旋转了第一个电动的假肢臂。它成为世界各地的畅销书。

沃尔夫说:“这次经历让我们的团队深入了解了人类如何与机器交互。”“这是我们进军微电子机械系统的开始,也是我们能够与人类操作者协同工作的开始。”

正是由于对假肢的早期了解,该公司开始研发机械臂和人形机器人。Sarcos公司有一个专门为著名的主题公园制造先进的人形机器人和恐龙的部门。

2007年,Raytheon收购了该业务,并仅重点集中在美国军事申请。2015年,SARCOS从Raytheon出现为一个独立的财团,并将其重点从研发和定制开发转向一个机器人产品公司。守护者系列产品,包括蛇机器人和一流的电池供电的全身外骨骼,与美国国防高级研究项目代理商的雷神,更为称为DARPA。

今天,SARCO是一家员工多数拥有的小企业,具有着名的投资者,包括Caterpillar,GE Ventures,Microsoft和Schlumberger。无论您是穿着还是透露一个SARCOS产品,Wolff都说这是关于人类的增强。人类安全是一个关键驾驶员。

“我们的使命是在提高生产力的同时拯救生命和防止伤害。在科技发展的今天,人们没有理由再像以前那样受伤了。”

他说,他们最近向Guardian S申请的是在LNG(液化天然气)管道投入使用前检查管道内的碎片。该机器人还通常用于对发电厂的锅炉进行垂直检查,以及其他石油和天然气生产的辅助任务。

“这个机器人有足够的牵引力,能够拉着电缆穿过狭窄的空间,所以它既是一个检查工具,也是一个工作工具,可以进入难以到达的地方,”沃尔夫说,并指出了一个警告。“Guardian S机器人由电子部件、马达和变速器组成,所以它并不是一个本质上安全的机器。它不适用于易燃气体浓度高的区域。”

该系统利用数字双胞胎技术。传感器告诉你机器人进入的配置是什么,它是什么样的地形,感觉到它是什么样的,以及它是否正确响应。Guardian S操作控制单元(OCU)是一个带有控制的坚固耐用的平板电脑,允许您在距离下无线管理机器,查看数字双床,并查看机器人看到其4K相机的内容。

看看数字孪生技术实时在OCU屏幕的底部。

“The digital twin is an exact replica of the way the machine is performing, so it allows you to understand the context of what you’re seeing through the cameras and whether the machine itself is responding the way you’re expecting it to,” says Wolff.

蛇机器人直接向客户销售,或向提供系统提供短期或长期租赁或租赁的分销合作伙伴。客户包括石油和天然气,电力生气和一般工业制造公司,需要以最不可侵入的方式检查各区域。

全身,电池供电的外骨骼可以使任何人举起和支持高达200磅,而没有压力或对身体的压力。(礼貌:SARCOS机器人)可穿戴机器人的重型举重
Sarcos也看到了其最新创新产品Guardian XO外骨骼的巨大潜力,这款外骨骼将于2021年上市。

“当你看看O&G以及公司如何每天运作时,其他行业都有很多共性,”Wolff说。“我们的石油和天然气的客户具有仓储和物流应用,制造和盒具运营,以及一般施工业务。因此,无论是移动沉重的组件,还是操纵相对大的组件以使其发货,我们设计了XO,以解决各种行业的所有这些不同类型的应用程序。o&g也不例外。“

Guardian XO可穿戴机器人能够反复提升和支撑高达200磅。据该公司介绍,您的先天升降能力是什么并不重要,机器将赔偿。它可以在30秒内达到并落下,需要有限的培训,以便熟练地使用。

“无论你是年轻人还是老,大或小,你都可以在没有压力或身体压力或压力的情况下举起200磅,”加入沃尔夫。在工作中观看卫报xo

“在装备平台上,当你想到今天人类正在做的事情来组装管道走向井下,这是我们认为我们认为我们可以通过载重于人类的负担来增加重大价值的机会,特别是在招聘的行业是一项挑战。“

不断萎缩、老龄化的劳动力和不断枯竭的资源正在给这个已经陷入困境的行业增加负担。

Sour Oil Patch中的机器人包层
由于石油更加困难,该行业需要深入挖掘。随着他们更深入的,他们遇到了含有更多杂质的原油。硫杂质较高的原油被认为是“酸”。酸油井对基础设施和设备的压力更加压力,以及负责维护机器的工人。

目前,活跃的海上石油钻机的数量处于萧条,但科技需要技术。在弧专业,一个RIA认证机器人集成商在德克萨斯州休斯顿,他们促进了发展行业问题的解决方案。无处可见比酸性油补丁更明显。

“油补贴片中的活动水平与油价成正比。所以当它以100美元或一个桶时,人们都是突然的动机,试图让难以得到的油,“丹联盟,街道的创始人和总统说。“这需要我们的技术。”

机器人覆层系统配备了无限旋转头,无需部分旋转即可在大型油田组件的内表面形成牢固的焊接覆盖层。(礼貌:Arc Specialties,Inc。)与含硫原油接触的管道和阀门的内表面需要涂上一层低铁镍基合金,以避免灾难性的氢致开裂失效。但这些海底区块是大块的钢材,有些是3英尺长、4英尺长、6英尺长,上面布满了孔,用来支撑各种通道和阀门。然而,每一个内部表面和腔必须覆盖涂层。这就是ARC的焊接专业知识和坚持不懈的回报所在。

弧开发出一个称为弧形5无限远的交钥匙机器人焊接系统。这种无限旋转机器人覆层系统使用配备第7轴的标准六轴工业机器人,弧形无限旋转头。它连续地旋转焊炬360度,因此您可以沿任何轴包围复杂的内部孔,而没有任何部分旋转。

“当你可以旋转一个20磅的火炬时,旋转一个20000磅的部件是没有意义的,”奥尔福德说。“这就是机器人的工作。”

这些零件有多个交叉点,不同的圆柱形腔在那里相遇。想象一下,要把所有的交叉点都焊接起来,它们可能在直径2英寸的洞下面3到4英尺。整个部分都预热到至少400华氏度。

“人类不可能做到这一点,”奥尔福德说。“这就是为什么我们把这些系统卖到印度和其他劳动力成本很低的地方。如果一个人不能在一个2英寸深的地方挖出4英尺深的洞,那么你的劳动力成本再低也没用。”

但等等,复杂性不会停止那里。所有表面都需要两层薄层。触及油的第二层必须具有小于5%的铁,以避免氢气诱导的裂缝。

“每个表面都要做两次。一是尽量减少稀释,二是冗余。“如果没有这个过程,你很快就会发生灾难性的故障。氢脆是一种阴险的东西。”

无限柔韧性,适用于大型,复杂的零件
具有热线(GTAW / HW)的气体钨弧焊过程产生焊缝覆盖层。为了抵消TIG炬的低生产率,电弧运行热线以增加沉积并减少稀释。沉积速率高达8磅。

使用专用的机器人包层系统涂覆大型油田阀门,以避免酸油服务中的灾难性开裂故障。(礼貌:Arc Specialties,Inc。)让这个过程更加复杂的是,你不想打破这个弧线。因为每次停弧和起弧都有较高的潜在缺陷。这就是系统的无限旋转头,或第7轴的关键所在。

“单独的机器人不能这样做,因为它在必须停止割炬之前只能旋转它的最后一个轴大约两次旋转,所以在另一个方向上将其放在另一个方向上然后重新开始。但我们正在制造数百到数千次革命。“

观看Arc-5 In行动无限

机器人在运动控制中提供绝对的灵活性,但它是宏的专有编程软件,带来了魔法。

“我们没有写一行机器人代码,”Allford解释道。“我们只是在CNC机器上将命令流传输到机器人。我们实际上是在我们的ARC-5控制器中产生所有这些轨迹,然后我们告诉机器人该做什么。我们每隔几毫秒将动作命令直接传输到FANUC机器人。“

这个系统根本不使用机器人教学吊坠。ARC使用自己优化的教学吊坠来控制所有七个轴。操作员所要做的就是教授四个水平点,剩下的就交给软件了。

“你教四个点,你得到200.我们能够优化软件,使其非常友好。”

随着海底部件变得越来越复杂,Allford表示,ARC-5 Infinity系统将成为必不可少的。

“我们只是想保持领先。石油行业也是如此。我们甚至没有技术来处理我们正在发现的石油储量的超高温度和压力。但石油行业总能找到办法。”

是的,它确实。由于世界各地的工程师和化学家,行业正在开发新的方式来更快,更好,更安全。该专业化学公司用途高通量实验(HTE)实验室的机器人在迅速发展和优化原油配方。

机器人加油
虽然机器人加油看似超出了本文的讨论范围,尤其是当它涉及到采矿行业时,但随着这项技术的成熟,并开始进入其他行业和市场,值得进一步关注。

SCOTT Technology Ltd.是一家拥有100多年历史的工程公司,总部位于新西兰,在澳大利亚、北美、欧洲和中国都有业务。SCOTT在家电制造系统和自动化领域有着深厚的基础,但在过去20年里,他开始向新的领域多元化发展,并通过战略收购,从采矿业的样品制备实验室设备,到肉类加工技术和物流自动化。他们的机器人加油项目是在过去五年中发展起来的。

该机器人燃料系统由一个独立的工业机器人和一个定制的末端执行器、复杂的传感系统和专有软件组成,旨在实现大型矿用卡车的自动加油。挖掘空间提供了一个结构化的环境来启动和调整这项技术,但是SCOTT看到了更广阔的潜力。

机器人加油系统采用灵活的铰接机器人,定制的武器末端工具,复杂的传感器和专有软件,自主地填充大规模牵引车的煤气箱。(礼貌:Scott Technology Limited)“对于我们的传感系统能够找到车辆,确定该车辆的状况,然后将其自身定位并执行一些活动,在这种情况下泵送柴油,大多数相同的算法和解决方案也可以针对任何数量的算法other applications,” says Steve Russell, SCOTT’s Director of Mining. “Our Robofuel system refueling mining trucks is really the low-hanging fruit and it’s the logical starting point, but there are many other applications that we see in the future.”

罗素举了一些例子,比如补充铁路机车、公路运输或其他移动或半移动车辆。它可以是润滑油、冷却剂或其他类型的液体,而不是柴油。或者根本不需要是液体。它可以是在火车车厢或半挂车上装载谷物或沙子,任何需要人员或活动的应用,定位、耦合、连接和其他劳动密集型的活动,对生产力有影响,更重要的是,对安全有影响。

“我们在我们自动化和创新时做了很多我们正在做的事情正在解决安全挑战,”拉塞尔说。“当你正在寻找加油的采矿车辆时,这是繁重的工作,它在大型机械和周围的危险工作。随着自动卡车变得更加普遍,这只是在试图使用手动操作来服务自动化设备时才会增加这些安全挑战。我们所做的一切都是安全性的。然而,在单独的安全围绕安全性建立商业案例可能是非常挑战的,因为许多这些挑战很难量化。“

更少的加油时间,更多的生产
它归结为生产力。因此,斯科特主要对更多结构化的空间感兴趣 - 工业,民事,采矿 - 应用程序,他们通过生产力和安全收益容易地看到优势。

“机器人加油使我们能够提高60%至70%的加油所需的时间,”拉塞尔说。“这是卡车可以保留在电路上的生产时间。这增加了更多的材料移动,或者用较小的车队进行相同数量的工作的能力。如果我们可以用49或48个卡车的50辆卡车的队列进行相同的工作,这在运作的寿命上积累了大量节省。“

在工作中观看Robofuel

虽然不太重要,但还有劳动力节省,因为您不需要手动燃料助理站在燃油厂等待。Robofuel还可以处理较重的软管,因此它可以更快地泵送燃料,以便更大的生产率,同时储蓄人员免于符合人体工程学的挑战性任务。自治加油的另一个好处越低,浪费较少。

机器人燃料可以改装为现有的固定燃料补给设施,也可以安装在采矿回路或矿坑内,以节省燃料之间的运输时间。该系统也可以随着采矿作业的发展而移动。

整个系统在工厂的集装箱中组装。然后可以根据需要进行部署和重新部署。容器上的门在加油活动之间自动关闭,这样机器人和它的控制系统(占据了容器的后半部分)就可以免受灾害的影响。

机器人是来自ABB机器人的六轴臂。拉塞尔说,他们选择了一个铰接的工业机器人,以便能够找到和与车辆定位和对齐的灵活性。

远程RFID读卡器在接近时检测车辆。激光扫描系统评估局域,是安全周长系统的一部分。基于视觉的主传感系统独家斯科特,基于视觉的主要传感系统可以帮助机器人定位和卸下燃料盖,插入燃料喷嘴,并在加油完成时重新连接盖帽。

机器人燃料是完全自主的,不需要从车辆司机的任何方向。在自动运输系统中,Robofuel直接与车辆通信。不需要远程控制。

“我们的客户迄今为止是具有更大卡车和更大舰队的大型采矿业务。那是我们看到最好的回报的地方,“拉塞尔说。

在该工业环境中,机器人加油的生产率收益在很明显。在消费市场中,机器人的燃气站刚刚开始出现在世界各地。

水泵机器人
在芬兰,试点计划正在与机器人加油站服务员进行。现在,芬兰人可以在邻近的自动贩卖站抓住一杯Kahvi的同时自主抽水。一探究竟

这项技术的开发人员预计,机动能力较差的人、位于低温地区的加油站和自动驾驶汽车市场将受益最大。提供全方位服务的加油站可能会卷土重来(现在只要他们能够自动清洗挡风玻璃就好了)。

无论是在泵里、海底、空中还是地下,机器人都是为了让生活更安全、更简单、更高效,无论是哪个行业。石油和天然气可能会下降,但不会枯竭。科技不断进步。这些创新中的许多将在风能、太阳能、地热和水力发电等更大的能源部门受益。我们将观察机器人,无人机和rov下一步会带我们去哪里。

RIA成员在本文中有:
ARC Specialties,Inc。
sarcos机器人