文章(zhang)來(lai)源:中國(guo)鐵道建筑總公司 發布時(shi)間:2018-08-31
日前,中國鐵(tie)建所屬中鐵(tie)十四(si)局參與研發制造的全國首臺盾構(gou)管(guan)片(pian)“收面機(ji)器人(ren)”,在濟(ji)(ji)南(nan)地(di)鐵(tie)項目部正(zheng)式投入使用,標志著盾構(gou)管(guan)片(pian)生(sheng)產(chan)取得突破性進展。下(xia)一步,該公司(si)將通過“收面機(ji)器人(ren)”生(sheng)產(chan)42067環(huan)盾構(gou)管(guan)片(pian)應用在濟(ji)(ji)南(nan)地(di)鐵(tie)R2線、R3線。
在盾構管(guan)(guan)片生產的(de)(de)自(zi)動化流(liu)水(shui)生產線(xian)上,“收(shou)(shou)面”是指管(guan)(guan)片模具澆筑(zhu)完混凝(ning)土(tu)后,工(gong)人(ren)拿抹(mo)子把混凝(ning)土(tu)表(biao)層抹(mo)平。由于管(guan)(guan)片呈一(yi)定弧度,人(ren)工(gong)收(shou)(shou)面難度較大(da),標準不好把控。作為最早參(can)與(yu)制(zhi)造管(guan)(guan)片的(de)(de)廠家,中(zhong)鐵十四(si)局(ju)一(yi)直在研(yan)究“又快又好收(shou)(shou)面”這一(yi)課題(ti)。
走進濟南地(di)鐵項目部車間內(nei),可以看到一(yi)臺長5米、寬3.5米、高4.5米的(de)白色機(ji)器(qi)人,這就(jiu)是自動(dong)化技(ji)術與人工智能相結合(he)“抹(mo)(mo)面(mian)機(ji)器(qi)人”,體積雖大,但操作簡單靈活。技(ji)術人員只需提前(qian)在(zai)機(ji)器(qi)人系統內(nei)輸入相關的(de)技(ji)術參數及模具排(pai)列順序(xu),待模型(xing)緩緩運行(xing)至機(ji)械(xie)臂下(xia)(xia),末端帶有刮(gua)桿及抹(mo)(mo)子的(de)機(ji)械(xie)臂,便沿管片圓弧角度上下(xia)(xia)移動(dong),進行(xing)管片外圓弧面(mian)的(de)刮(gua)平和抹(mo)(mo)光工作。

在盾構(gou)管(guan)片(pian)(pian)生產車間(jian)內,管(guan)片(pian)(pian)模具運行(xing)至(zhi)收面(mian)機器(qi)人處,旁邊(bian)的(de)(de)機械臂便自動(dong)“伸出”手臂,先用刮(gua)桿從中間(jian)向兩端(duan)將多余的(de)(de)混(hun)凝土(tu)刮(gua)掉,然后自動(dong)切(qie)換末端(duan)的(de)(de)抹子(zi)進(jin)行(xing)第(di)二(er)遍刮(gua)平,約3.5分鐘(zhong),一塊管(guan)片(pian)(pian)初次(ci)收面(mian)結(jie)束。
機(ji)器人全程只需(xu)1至2名(ming)工(gong)人輔(fu)助即可,收面工(gong)人可減(jian)少5至6人。按目前的(de)作業量計算,一年可節約近百萬人工(gong)費。更重要的(de)是(shi),管片的(de)收面質量大大提高。
之(zhi)前(qian),國內的(de)盾(dun)構(gou)管(guan)片(pian)生(sheng)產(chan)(chan),抹面(mian)(mian)工序均采用人工收面(mian)(mian),在生(sheng)產(chan)(chan)時容(rong)易受到(dao)人為(wei)因素(su)干擾(rao),出現管(guan)片(pian)外圓弧(hu)面(mian)(mian)表面(mian)(mian)不(bu)平(ping)整、不(bu)密實(shi)等(deng)情況(kuang)。在沒有(you)任(ren)何(he)經(jing)驗可借鑒的(de)情況(kuang)下,該公司技(ji)(ji)術(shu)(shu)人員不(bu)斷摸索、咨詢,通過與計算(suan)機(ji)輔助系(xi)統編程(cheng)單位溝通、到(dao)大型(xing)機(ji)器(qi)人生(sheng)產(chan)(chan)使用單位走訪學習(xi)等(deng)實(shi)踐,參照(zhao)大型(xing)機(ji)械加工CAD及CAM技(ji)(ji)術(shu)(shu),優(you)化計算(suan)機(ji)輔助加工程(cheng)序,使計算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)系(xi)統突破(po)原有(you)四(si)軸聯(lian)(lian)動(dong),達(da)到(dao)國內少有(you)的(de)五軸聯(lian)(lian)動(dong)系(xi)統來(lai)控(kong)制(zhi)機(ji)械臂移動(dong)速度、運行(xing)軌跡,進(jin)而達(da)到(dao)控(kong)制(zhi)抹面(mian)(mian)時間、保證刮平(ping)、抹光及圓弧(hu)角度的(de)有(you)效跟蹤(zong)。
為了(le)進(jin)一步提高(gao)管片抹面機器人(ren)對模具(ju)的精(jing)準定位,研究人(ren)員還在既定抹面區域增加了(le)3個液壓頂。同時還攻克了(le)機器人(ren)抹面方式、機械臂(bei)運動(dong)軌跡(ji)、抹光裝(zhuang)置選型(xing)(xing)、抹面時間控制、模型(xing)(xing)精(jing)準定位等(deng)難題,使(shi)其精(jing)度(du)更高(gao)、更準確。