導讀：今年是上海地鐵正式運營30周年。隨著線路(20條)和里程(831公里)的不斷增多，加上運營時間的延長，車輛及隧道的維保窗口期越來越被壓縮。一款服務地鐵隧道運維的機器人應運而生。

作為上海申通地鐵集團旗下運維單位的長期委外單位，上海建工基礎集團自主研發(fā)了一種自動焊接機器人，用激光自動尋位系統(tǒng)，全斷面焊接隧道內(nèi)鋼環(huán)加固橫縫，達到治理隧道收斂變形的效果。機器人在上海地鐵6號線隧道結(jié)構(gòu)整治工程“上崗”期間，大大釋放了原先的人力，讓焊工數(shù)量減少了50%，焊接時間縮短了25%，運維效率顯著提升。

上海建工基礎集團是上海地鐵維保的主力軍?！笆奈濉币詠恚谏虾Ｊ袌鱿群蟪薪恿塑壗?、8號線隧道長期委外維護工程，軌交1、6、8、9、10、14號線區(qū)間隧道收斂變形整治工程，軌交1號線一大會址·黃陂南路站-人民廣場站區(qū)間上行區(qū)間隧道鋼環(huán)加固工程等項目。

基于運維實際和有效經(jīng)驗，上海建工基礎集團聯(lián)合上海久卓機電設備公司，成功研發(fā)了首臺應用于鋼環(huán)加固施工的自動焊接機器人。

地鐵6號線施工現(xiàn)場

這款手臂式6軸機器人，裝載了激光自動尋位系統(tǒng)，引導機械臂進行焊接作業(yè)，配合多層多道焊、焊縫跟蹤等功能，保障焊接質(zhì)量。機器人由端承式固定，作業(yè)范圍大，不再需要人工登高。

定位識別系統(tǒng)

相比傳統(tǒng)人工焊接，機器人在質(zhì)量、安全、成本上有明顯優(yōu)勢。

機器人本體是6軸大口徑腕端中空機器人，輔助臂運動機構(gòu)提供升降、旋轉(zhuǎn)等功能，擴大了工作半徑，實現(xiàn)隧道內(nèi)鋼環(huán)加固橫縫的全斷面焊接。

由于機器人與焊縫位置并不確定，而且每條鋼環(huán)拼縫都存在差異，焊接定位工作是一個不折不扣的難題。研發(fā)團隊利用激光尋位系統(tǒng)，自動識別起點終點，精確控制焊接距離，實時調(diào)整焊槍姿態(tài)，實現(xiàn)了多層多道自動焊。

自動焊接示意圖

目前，基礎集團的研發(fā)團隊已完成第一階段研發(fā)工作，接下來，還對機器人進行深度研發(fā)與改進。

一方面是通過多種焊縫模擬實驗、增加焊接參數(shù)數(shù)據(jù)庫，來滿足不同工況下的焊接需求。另一方面，通過拼接平臺研究、機器人優(yōu)化選型，研發(fā)輕量化機器人，實現(xiàn)一車多機同步施工，提高整體效率。

在焊接機器人的基礎上，研發(fā)團隊還將進一步研究預留孔識別定位方法，研發(fā)智能打孔機器人，實現(xiàn)整體工藝的智能化施工。