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

在盾構管片生產的自動化流水生產線上，“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，可以看到一臺長5米、寬3.5米、高4.5米的白色機器人，這就是自動化技術與人工智能相結合“抹面機器人”，體積雖大，但操作簡單靈活。技術人員只需提前在機器人系統內輸入相關的技術參數及模具排列順序，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。

在盾構管片生產車間內，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。按目前的作業量計算，一年可節約近百萬人工費。更重要的是，管片的收面質量大大提高。

之前，國內的盾構管片生產，抹面工序均采用人工收面，在生產時容易受到人為因素干擾，出現管片外圓弧面表面不平整、不密實等情況。在沒有任何經驗可借鑒的情況下，該公司技術人員不斷摸索、咨詢，通過與計算機輔助系統編程單位溝通、到大型機器人生產使用單位走訪學習等實踐，參照大型機械加工CAD及CAM技術，優化計算機輔助加工程序，使計算機控制系統突破原有四軸聯動，達到國內少有的五軸聯動系統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。