浙江
9月27日上午，在浙江大学台州研究院里，一台高1.8米，重170公斤的智能机器人正挥舞着铁臂，根据程序指令有序进行取线、焊线等操作，研发工程师在旁记录相关数据。这是中国铁建电气化局联合浙江大学台州研究院共同研发的高速铁路信号机房智能焊线机器人装备，为中国原创、世界首创。
智能焊线机器人装备
主要应用于高速铁路信号机房配线施工工程中各组合柜焊线环节，代替人工进行自主移动、线缆自动校对、自动焊线、焊点质量评测等工作，实现了焊接作业的智能化。该装备已在沪宁沿江高铁、新福厦高铁等工程中完成试用，进一步推动了我国高速智能建造体系的完善。
4分钟完成，作业效率翻倍
近年来，随着新一代信息技术的飞速发展和铁路“四电”工程施工智能化与数字化程度的不断提高，铁路信号机房中有关通信与信号工程的施工对智能装备的自主研发及应用需求越来越大。
由于信号机房装有大量通讯设备，采集和传输的数据量较大，并且通讯设备时刻保持与高速行驶列车以及车站之间进行数据信息交互，因此铁路信号机房的通信与信号工程质量直接影响整个铁路系统的安全稳定运行。
“铁路信号机房的焊线作业一般都是通过人工进行的，由于焊接作业标准高、难度大，经验丰富的操作工稀缺，用工成本很高。并且一个工人完成焊接和导通测试需要8分钟左右，现在我们的智能机器人仅需4分钟就可完成，作业效率翻倍。”浙江大学台州研究院院长助理、智能焊线机器人装备项目负责人郑军介绍。
此外，施工过程中还存在焊线工作量大、易出现错漏焊等问题，同时焊锡烟雾对焊线作业人员健康的影响也无法忽视。为此，研发拥有自主知识产权的高速铁路信号机房智能焊线机器人装备，将有助于节约人工成本、改善工人劳动强度、提高配线施工可靠性。
目前，项目已申请发明专利14项、授权发明专利4项、授权外观专利2项、登记软件著作权3项、发表核心论文1篇，具有我国完全自主知识产权，是我国高速铁路信号机房配线工程技术的重大创新，技术、经济和社会效益显著，具有重要的推广意义和广阔的应用前景。
在求新中不断攻克技术难关
在研发智能焊线机器人装备的末端执行器部分时，机械臂要对直径为2毫米的线缆完成剪线、剥线、扭线等操作，并将其送入直径4毫米的狭小焊口，由于操作过程复杂，再加上线缆质地柔软，技术难度很大，试验多次均以失败告终。
但研发团队并未放弃，多次开会研讨，不断修改程序并反复进行试验。3个月后，团队终于攻克技术难关，成功研制面向柔性线缆复杂操作的智能抓取处理装置。“我们利用辅助线架，解决了柔性线缆无序纠缠的问题，并通过平行及正交四夹头完成线缆输送、焊盘定位与线缆焊接。”研发团队成员王蒙介绍。
在此基础上，研发团队还充分融合图像信息、激光测距信息、特定夹具等方式，针对信号机房柔性多线缆操作的焊线机器人，进行了一系列创新设计。
“我们提出了一种金字塔式的多层信息传递定位算法，通过机器人协同配合，解决了信号机房复杂环境下线缆配线焊接的操作难题。”研发团队机器视觉部分负责人陈浙泊介绍，通过这一方法，从而显著提高信号机房组合柜配线施工作业效率。
“接下来，我们将进行工艺优化，朝着更轻巧、更快速、更智能的目标努力，争取将机器重量控制在100公斤以内，将单线全流程作业时间控制在2分钟以内，将检测的准确度从现在的95%提高到99%以上。”郑军表示。
作者：钟露雅
编辑：陈佳
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