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日前，中國(guo)鐵建所屬(shu)中鐵十(shi)四局(ju)參與研發制(zhi)造的(de)全(quan)國(guo)首臺盾構(gou)管片(pian)“收(shou)面機器(qi)(qi)人”，在(zai)濟南(nan)地(di)鐵項目部正(zheng)式投入(ru)使用(yong)，標志著盾構(gou)管片(pian)生(sheng)產(chan)取(qu)得突破性(xing)進展。下一步(bu)，該(gai)公司(si)將(jiang)通過“收(shou)面機器(qi)(qi)人”生(sheng)產(chan)42067環盾構(gou)管片(pian)應用(yong)在(zai)濟南(nan)地(di)鐵R2線、R3線。

在(zai)盾構(gou)管(guan)片生產(chan)的(de)自(zi)動化流水(shui)生產(chan)線上(shang)，“收(shou)面”是指管(guan)片模具澆筑完(wan)混凝土后，工人(ren)拿抹子把(ba)混凝土表層抹平。由于管(guan)片呈(cheng)一(yi)(yi)定(ding)弧度，人(ren)工收(shou)面難度較大，標準不好(hao)把(ba)控。作為(wei)最早(zao)參與制造管(guan)片的(de)廠(chang)家，中鐵(tie)十四局一(yi)(yi)直在(zai)研究“又(you)快又(you)好(hao)收(shou)面”這一(yi)(yi)課(ke)題。

走進(jin)(jin)濟南地鐵項目(mu)部車間內(nei)，可以看到一臺長5米(mi)、寬3.5米(mi)、高4.5米(mi)的白色機(ji)(ji)器(qi)人，這就是(shi)自動(dong)化技(ji)術與人工智能相(xiang)結(jie)合“抹面機(ji)(ji)器(qi)人”，體(ti)積雖(sui)大，但操作(zuo)簡單(dan)靈(ling)活。技(ji)術人員(yuan)只需(xu)提前(qian)在機(ji)(ji)器(qi)人系統內(nei)輸入相(xiang)關的技(ji)術參數及模具排列順(shun)序，待模型(xing)緩緩運行(xing)至(zhi)機(ji)(ji)械臂下，末端帶(dai)有刮桿及抹子的機(ji)(ji)械臂，便(bian)沿管(guan)片圓弧角度上下移動(dong)，進(jin)(jin)行(xing)管(guan)片外圓弧面的刮平和抹光工作(zuo)。

在盾構(gou)管片(pian)生產車間內，管片(pian)模具(ju)運行(xing)至收(shou)面機器人處，旁(pang)邊的(de)(de)機械臂便自(zi)動(dong)“伸出”手臂，先用刮桿從中間向兩端將多余的(de)(de)混凝(ning)土刮掉，然后自(zi)動(dong)切換末端的(de)(de)抹子(zi)進行(xing)第二遍刮平，約3.5分鐘，一(yi)塊管片(pian)初次收(shou)面結束。

機器人(ren)全程(cheng)只需1至2名工(gong)(gong)人(ren)輔助即可，收面工(gong)(gong)人(ren)可減少(shao)5至6人(ren)。按目前的(de)(de)作業(ye)量計算，一年可節(jie)約近百萬人(ren)工(gong)(gong)費(fei)。更重要的(de)(de)是，管片的(de)(de)收面質(zhi)量大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高。

之前，國內的盾(dun)構管片生產，抹(mo)面(mian)(mian)(mian)工(gong)序均采用人(ren)(ren)工(gong)收(shou)面(mian)(mian)(mian)，在生產時容易受到人(ren)(ren)為(wei)因素干擾，出(chu)現管片外圓(yuan)弧面(mian)(mian)(mian)表(biao)面(mian)(mian)(mian)不(bu)平整(zheng)、不(bu)密實等情況。在沒有任何經驗可借鑒的情況下(xia)，該公司技(ji)術人(ren)(ren)員不(bu)斷摸(mo)索、咨詢，通(tong)過與(yu)計算(suan)機(ji)(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)系統(tong)編程(cheng)單位溝通(tong)、到大型(xing)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)生產使用單位走訪學習(xi)等實踐(jian)，參照(zhao)大型(xing)機(ji)(ji)械加(jia)工(gong)CAD及CAM技(ji)術，優(you)化(hua)計算(suan)機(ji)(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)加(jia)工(gong)程(cheng)序，使計算(suan)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)系統(tong)突破(po)原有四軸(zhou)聯動(dong)，達到國內少(shao)有的五(wu)軸(zhou)聯動(dong)系統(tong)來控(kong)制(zhi)機(ji)(ji)械臂移動(dong)速度、運行軌跡，進而達到控(kong)制(zhi)抹(mo)面(mian)(mian)(mian)時間、保證刮平、抹(mo)光及圓(yuan)弧角度的有效跟蹤。

為了進(jin)一步(bu)提高(gao)管片(pian)抹面機(ji)(ji)器人(ren)對模(mo)具的精(jing)準(zhun)定(ding)位，研究(jiu)人(ren)員還在既定(ding)抹面區域增加了3個液壓頂(ding)。同時還攻克了機(ji)(ji)器人(ren)抹面方式、機(ji)(ji)械臂運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)、抹光裝置(zhi)選(xuan)型(xing)、抹面時間控制、模(mo)型(xing)精(jing)準(zhun)定(ding)位等難題，使(shi)其精(jing)度更高(gao)、更準(zhun)確。