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日前，中國鐵(tie)建所(suo)屬中鐵(tie)十四局參與研發制造的全(quan)國首臺盾構管片(pian)“收面機器人”，在(zai)濟南地鐵(tie)項目部正式投入使用(yong)(yong)，標(biao)志著盾構管片(pian)生(sheng)(sheng)產(chan)取得突破性進展。下一步，該(gai)公(gong)司將通(tong)過“收面機器人”生(sheng)(sheng)產(chan)42067環(huan)盾構管片(pian)應(ying)用(yong)(yong)在(zai)濟南地鐵(tie)R2線、R3線。

在盾構(gou)管(guan)片生(sheng)產的自(zi)動化流(liu)水生(sheng)產線上，“收(shou)面”是指管(guan)片模具澆筑(zhu)完混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土后，工人拿抹子把(ba)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土表層抹平。由于管(guan)片呈一(yi)定弧(hu)度(du)，人工收(shou)面難度(du)較大，標準不好(hao)(hao)把(ba)控。作為最早參與制造管(guan)片的廠家(jia)，中鐵(tie)十(shi)四(si)局(ju)一(yi)直在研究“又(you)快又(you)好(hao)(hao)收(shou)面”這一(yi)課題。

走進濟南(nan)地鐵項目部車間內，可以看到一臺長(chang)5米、寬3.5米、高4.5米的(de)白(bai)色機器人(ren)，這就是自(zi)動(dong)化技(ji)術(shu)與人(ren)工(gong)智能相結(jie)合“抹(mo)(mo)面(mian)機器人(ren)”，體積(ji)雖大，但(dan)操作簡單(dan)靈活。技(ji)術(shu)人(ren)員只需提前在(zai)機器人(ren)系統(tong)內輸(shu)入相關(guan)的(de)技(ji)術(shu)參數及(ji)模具排(pai)列順序，待模型緩(huan)緩(huan)運行至機械臂下，末端帶有刮桿及(ji)抹(mo)(mo)子的(de)機械臂，便沿管(guan)片(pian)圓(yuan)弧角度上下移動(dong)，進行管(guan)片(pian)外圓(yuan)弧面(mian)的(de)刮平(ping)和抹(mo)(mo)光工(gong)作。

在(zai)盾構管(guan)片生產車間(jian)內，管(guan)片模(mo)具運行至收面機器人處，旁邊(bian)的機械臂(bei)便自(zi)動(dong)“伸出”手臂(bei)，先用刮桿(gan)從中間(jian)向兩(liang)端將多余(yu)的混凝土刮掉(diao)，然后(hou)自(zi)動(dong)切換末(mo)端的抹子進(jin)行第二遍(bian)刮平，約3.5分鐘，一塊管(guan)片初次收面結(jie)束(shu)。

機器人全程只需1至2名工人輔助即可(ke)，收面工人可(ke)減少5至6人。按目前的作業(ye)量計算(suan)，一年可(ke)節約近百萬人工費。更重要的是，管片的收面質量大(da)大(da)提高。

之前，國內的(de)盾構管(guan)片生產，抹(mo)面工(gong)序均采(cai)用(yong)人工(gong)收面，在生產時容(rong)易受到人為因素干擾(rao)，出(chu)現管(guan)片外圓(yuan)弧面表面不(bu)平整(zheng)、不(bu)密實等(deng)情(qing)況。在沒有(you)任(ren)何經驗可借鑒的(de)情(qing)況下，該(gai)公(gong)司技術人員(yuan)不(bu)斷摸索、咨詢，通過與計(ji)算(suan)機(ji)輔助(zhu)(zhu)系統編程單(dan)(dan)位溝通、到大型機(ji)器人生產使用(yong)單(dan)(dan)位走訪學習等(deng)實踐(jian)，參(can)照(zhao)大型機(ji)械加工(gong)CAD及CAM技術，優化計(ji)算(suan)機(ji)輔助(zhu)(zhu)加工(gong)程序，使計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)系統突破原有(you)四(si)軸聯動，達到國內少有(you)的(de)五軸聯動系統來控(kong)制(zhi)機(ji)械臂移動速度、運行軌(gui)跡，進而(er)達到控(kong)制(zhi)抹(mo)面時間、保證刮平、抹(mo)光及圓(yuan)弧角度的(de)有(you)效(xiao)跟蹤。

為(wei)了(le)進一步提高管片抹(mo)面機(ji)(ji)器人對模具的精(jing)準(zhun)定位(wei)(wei)，研究人員(yuan)還在既定抹(mo)面區域增加了(le)3個液(ye)壓頂。同時(shi)還攻克(ke)了(le)機(ji)(ji)器人抹(mo)面方式、機(ji)(ji)械(xie)臂運(yun)動軌跡、抹(mo)光裝置選(xuan)型、抹(mo)面時(shi)間控制、模型精(jing)準(zhun)定位(wei)(wei)等(deng)難題，使其精(jing)度(du)更高、更準(zhun)確(que)。