日前，中國鐵建所屬中鐵十四局參與研發(fā)制造的全國首臺盾構(gòu)管片“收面機器人”，在山東濟南地鐵項目部正式投入使用，標志著盾構(gòu)管片生產(chǎn)取得突破性進展。下一步，該公司將通過“收面機器人”生產(chǎn)42067環(huán)盾構(gòu)管片應用在濟南地鐵R2線、R3線。

在盾構(gòu)管片生產(chǎn)的自動化流水生產(chǎn)線上，“收面”是指管片模具澆筑完混凝土后，工人拿抹子把混凝土表層抹平。由于管片呈一定弧度，人工收面難度較大，標準不好把控。作為最早參與制造管片的廠家，中鐵十四局一直在研究“又快又好收面”這一課題。

走進濟南地鐵項目部車間內(nèi)，可以看到一臺長5米、寬3.5米、高4.5米的白色機器人，這就是自動化技術(shù)與人工智能相結(jié)合“抹面機器人”，體積雖大，但操作簡單靈活。技術(shù)人員只需提前在機器人系統(tǒng)內(nèi)輸入相關(guān)的技術(shù)參數(shù)及模具排列順序，待模型緩緩運行至機械臂下，末端帶有刮桿及抹子的機械臂，便沿管片圓弧角度上下移動，進行管片外圓弧面的刮平和抹光工作。

在盾構(gòu)管片生產(chǎn)車間內(nèi)，管片模具運行至收面機器人處，旁邊的機械臂便自動“伸出”手臂，先用刮桿從中間向兩端將多余的混凝土刮掉，然后自動切換末端的抹子進行第二遍刮平，約3.5分鐘，一塊管片初次收面結(jié)束。

機器人全程只需1至2名工人輔助即可，收面工人可減少5至6人。按目前的作業(yè)量計算，一年可節(jié)約近百萬人工費。更重要的是，管片的收面質(zhì)量大大提高。

之前，國內(nèi)的盾構(gòu)管片生產(chǎn)，抹面工序均采用人工收面，在生產(chǎn)時容易受到人為因素干擾，出現(xiàn)管片外圓弧面表面不平整、不密實等情況。在沒有任何經(jīng)驗可借鑒的情況下，該公司技術(shù)人員不斷摸索、咨詢，通過與計算機輔助系統(tǒng)編程單位溝通、到大型機器人生產(chǎn)使用單位走訪學習等實踐，參照大型機械加工CAD及CAM技術(shù)，優(yōu)化計算機輔助加工程序，使計算機控制系統(tǒng)突破原有四軸聯(lián)動，達到國內(nèi)少有的五軸聯(lián)動系統(tǒng)來控制機械臂移動速度、運行軌跡，進而達到控制抹面時間、保證刮平、抹光及圓弧角度的有效跟蹤。

為了進一步提高管片抹面機器人對模具的精準定位，研究人員還在既定抹面區(qū)域增加了3個液壓頂。同時還攻克了機器人抹面方式、機械臂運動軌跡、抹光裝置選型、抹面時間控制、模型精準定位等難題，使其精度更高、更準確。