一、研究背景 目前，露天矿山双齿辊破碎机齿辊主要采用人工焊接修复，需要焊工定期进入破碎机内进行堆焊处理，人机交叉作业频繁，不但作业环境恶劣、风险大，焊接质量和效率也无法保证。 二、技术难点 1.缺陷识别与定位难点。 破碎机破碎齿呈螺旋状排布且空间狭小，易导致缺陷识别成功率和定位精度不准。 2.大臂展小摆幅机器人末端焊接抖动抑制难点。 大臂展机器人处于极限边缘位置时会存在抖动，影响焊接精度。 3.破碎机改造难点 此系统涉及到破碎机部分改造，包括协同盘车系统开发、破碎仓自动升降门改造等。 三、成果内容及成效 双齿辊破碎机智能焊接机器人主要包含大臂展机器人、3D视觉识别、协同盘车、焊接参数自调整、仓门自动升降、安全防护6大子系统，各大子系统之间协同配合，实现破碎机齿辊自动化焊接。经现场实测，焊接机器人单次采集视觉定位总时间≤15s，覆盖率达到80%以上，定位精度±10mm，堆焊增材厚度精度±1.5mm，技术指标优于研发预期。机器人应用后，与人工焊接对比，焊接效率提升5倍以上，焊接硬度提升60HL，焊接质量一致性更优。 四、成果先进性与创新性 1.国内首例露天矿山双齿辊破碎机智能焊接机器人； 2.基于SFM算法的三维重建及定位技术，实时精准地对破碎机磨损位置进行三维定位与重建； 3.采用大跨距小摆幅机械臂自主规划与高精度控制技术提高焊接精度； 4.根据3D视觉扫描确定焊接的厚度自动选择焊机焊接参数，根据不同部位进行自动匹配。 五、可推广性 2023年我国露天煤矿总计357处，双齿辊破碎机保有量预计1000余套。本科技成果可向露天煤矿和非煤露天矿山等行业拓展，具有广泛的推广前景。 六、效益分析 1.经济效益 （1）相较于人工焊接，提高焊接工作效率5倍以上，增加破碎站动用时间360h/a，按照1200t/h输运能力计算，增加破碎站运输量432000t/a，节约矿卡运费80万元/年； （2）提高焊接质量，延长破碎齿使用寿命，降低破碎机维保成本15-20%，节约维护费用5万元/a。 2.社会效益 （1）实现了破碎机齿辊自动化焊接，减少焊接人工2人，避免了人机交叉作业，改善员工作业环境，提高作业安全系数和本质安全化水平； （2）拓展了煤矿行业机器人的应用范围，进一步推动机器人技术和自动焊接技术进步。 （3）对提高矿山安全性、高效性，推动矿山高质量发展具有重要意义。