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在城市轨道交通建设的赛道上,一场关于“人机关系”的变革正在发生。传统施工中,工人弯腰持磨、登高焊接、彻夜振捣——高强度、高风险、质量靠经验。如今,这些工作交给了机器人。从地铁轨道到车站主体,从钢筋加工到试块养检到钢结构焊接,一条覆盖全工序的智能建造体系,正在落地。

精工焊接,激光寻缝

钢管片自动焊接机器人搭载线激光视觉扫描系统,可实现大弧度、大角度、大深度、窄空间工况下多层多道焊接,突破大型钢构件自动焊接对复杂工装定位的限制。设备根据来料信息自动识别坡口位置,测算焊缝角度、弧度、长度与走向,自适应匹配焊接参数与运动轨迹,依托内置工艺包精准完成多层多道施焊。有效破解传统焊接用工多、劳动强度大、焊接质量不稳定等痛点,提升钢管片焊接的自动化水平与成型质量。

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箱梁智造,全线无人

在箱梁生产厂房,小箱梁顶板钢筋骨架自动化生产线以ABB工业机器人为核心,实现全流程无人化生产。整条产线覆盖原材分料、机械手转运、工件定位、主筋交叉点视觉判定、自动焊接、交叉点绑扎、成品码放七道工序,全程无需人工上手。传统钢筋笼加工依靠多名工人进行单件组装、焊接与搬运,成品质量完全依赖工人经验水平。采用机器人自动化产线后,钢筋骨架尺寸统一,焊接质量稳定可靠。该系统已成功应用于S3公路、S4入城段、沿江通道等多项重点工程,实现钢筋骨架从原材料到成品的全过程无人智造。

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试块养检,智联一体

凝土试块养护和抗压一体化智能检测系统集成了工业机器人、智能仓储、物联传感等多项技术,实现混凝土试块从养护到抗压检测全流程自动化,样品流转、检测数据全程可追溯。系统通过赋码与图像识别技术,为每一块试块赋予唯一身份标识,实现自动入库养护,实时调控、记录养护温湿度。达到检测龄期后,系统自动调度试块出库并输送至检测工位,机器人配合压力机完成上料、抗压试验、下料作业,检测数据自动采集、分析并生成检测报告。

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传统模式中,检测人员需频繁进出养护室,人工搬运试块、核对编号龄期,逐块上机试验并手工记录计算,劳动强度高,易产生人为差错。智能化改造后,系统可按计划连续作业,搬运等重复性工作交由机器人完成,工作人员主要负责系统监控与报告审核。试块养检全过程留痕可追溯,有效降低劳动强度,消除人为因素干扰,保障试验数据公正可靠。

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轨道施工,三机联动

地铁隧道轨道施工,三台智能机器人组成标准化作业链条。

第一位,轨腰除锈打磨机器人。搭载实时监测与柔性力控技术,沿钢轨自主走行,对轨腰、圆弧角、轨底上部的锈迹、焊渣、毛刺进行打磨清理,打磨压力自适应调节,在除锈的同时保护钢轨母材。传统作业需2至3名工人手持角磨机俯身逐米打磨,隧道粉尘大、噪音高,属于高风险岗位;现在仅需一人监护,设备自带集尘系统,大幅改善作业环境。

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第二位,焊缝全断面打磨机器人。可自主扫描识别焊缝,无需人工标记,自动规划打磨轨迹,覆盖轨头、轨腰、轨底圆弧全断面,采用恒力数控打磨,保证焊缝打磨标准统一。以往人工打磨依靠工人手感,容易出现打磨不平、漏磨甚至伤轨问题。机器人作业后,焊缝探伤一次合格率显著提升,打磨位置、时长、参数自动留存,质量全程可追溯。

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第三位,轨道标记机器人。可在轨面自主行走,对焊缝、探伤点、里程标识自动对位喷涂,标记字迹规整、间距标准。传统天窗作业依靠人工拉尺、蹲姿手喷,夜间视线差,易发生偏位、漏标。机器人可自动统计标记点位、里程信息,生成电子台账,替代人工手写记录。除锈、打磨、标记三台机器人协同作业,构建轨道施工智能工序链。

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车站施工,五机协同

望园路站施工现场,五类施工机器人组成智能施工队伍。

针对混凝土浇筑,板面、立柱、侧墙三台振捣机器人同步作业,设备自动控制振捣转速、停留时间与行走速度,混凝土气泡率降低80%∽90%,成型墙面光洁细腻,施工效率可达人工2至3倍。

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振捣完成后,整平机器人开展机械化整平作业,两米范围内整平精度控制在±5毫米,达到人工难以稳定实现的精度水平。

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最后采用超高压微水粒子凿毛机,按预设参数精准控制凿毛深度与密度,自动完成混凝土表面凿毛作业,单机日作业面积为人工四倍以上,保障新旧混凝土结构有效粘结。

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传统振捣、整平、凿毛多依靠人工,风镐凿毛粉尘大、作业条件差,人工操作质量波动大。五机协同施工,显著降低现场作业人员劳动强度,减少粉尘污染,稳定提升车站主体混凝土施工质量。

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轨道上的三机联动,箱梁里的全线无人,钢管片的激光寻缝,试块养检的无人化,车站现场的五机协同——从一个点位,到一条工序;从一条工序,到一个工地。智能建造体系,正在重新定义轨道交通建设的效率与标准。

来源:市交通委交通建设处、市交通委建管中心

编辑:熊婧怡、徐清漪

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