中国青年报:从“制枕”到“智枕” 科技创新赋能铁路建设

发布时间:2024-08-12 【字体:

  5根中性笔般粗细的钢筋,通过自动弯曲、切断、焊接,不到1分钟,一副标准桁架加工完成,而这套桁架焊接加工工艺,只有一名女工在旁盯控。
  近日,记者在位于甘肃省甘南藏族自治州合作市的中铁一局西成铁路XCTJ5标智能轨枕厂看到,机械臂精准挥动,电焊机自主焊接,混凝土自动布料,生产线高效运转。近7000平方米的生产车间,仅有10名工人,一天却能生产1600根标准的高铁双块式轨枕。
  轨枕在高速铁路中不仅起到支撑和固定钢轨的作用,也能通过传递压力、保护路基等方式,提升列车运行的安全性与舒适性。其中混凝土轨枕能满足高速、大运量的要求,而且养护工作量小,损伤率和报废率较低,因其尺寸精度高、抗腐蚀性强、使用寿命长等优点而被广泛应用。
  “生产一根双块式轨枕,要经过11道复杂的生产工艺,其中最高的外观尺寸标准偏差范围为±0.2毫米。”中铁一局西成铁路XCTJ5标智能轨枕厂负责人李建伟说,以前人工生产的轨枕合格率低,不可控因素影响大,如今通过智能化生产设备,轨枕的合格率提升至99%,生产效率也得到了进一步提升。
  李建伟所说的智能化生产设备,是中铁一局基于生产过程控制与调度自动化系统,整合10余台智能机器人的轨枕生产线。
  “控制室中心控制台操控整条生产线的全部智能工位,能够做到总体或分部分项‘一键启停’;同时,可以做到数据采集、跟踪、参数调节和远程监控、异常报警。”李建伟在控制室向记者介绍,“中心控制台背后是5套智能化系统,从不同方面对每根轨枕的原料、生产、耗时、养护做全过程跟踪监控。”
  智能化系统在制枕厂串联出一张“数字之网”,而每道工序上的智能化设备,则是这张网上闪耀的光点。
  “以前模具清洗和脱模剂喷涂是最让人头疼的,作业时会产生大量的灰尘和有害气体,对工人身体健康的危害很大,而且清理和喷涂的质量也不高。”中铁一局西成铁路XCTJ5标智能轨枕厂总工程师赵俊锋说。
  如今,智能化生产线上采用3D视觉系统的浮动机械臂自动进行打磨,吸尘装置同步清除模具内残渣。自动化喷涂设备,通过传感器感应模具位置,自动对内腔进行均匀喷涂。“现在这套工序实现了后台控制,远程自主作业,且作业与吸尘同步,作业人员的身体健康有了保障。”赵俊锋说。
  桁架入模是制枕中较为繁杂、工艺要求较高的一道工序。如今,螺旋筋弯制抓取、套管组装、模腔内旋压安装等数个作业环节,在4套机械手和两台机械臂的精准配合下,数分钟内就可完成全部工序。记者在现场看到,模具通过智能定位系统实现自动走行,一个环节结束后,自动走行至下一个环节,全程无须人工干预。
  混凝土浇筑,在建筑行业有个俗称“打灰”。在这里,“打灰”也实现了智能化作业,而且有个更加专业的名词“混凝土布料”。“智能混凝土布料机采用双控传感器,能够精准控制混凝土的用量。”赵俊锋说,一根轨枕的重量为0.2吨,通过两次精准的数据计算,每根轨枕的质量能够严格控制在范围之内。
  布料后的轨枕已基本成型,还需一道重要的工序“蒸气养护”。通过自动出入窖设备,工人只需要通过操纵平板终端,就可以实现钢模抓取、锁定、提升、走行和出入窖等一整套工序。轨枕在窖中,通过蒸汽系统、喷淋降温系统和测量系统,实现静停、升温、恒温和降温四大步骤全过程控制,智能化养护。
  “轨枕看起来只是个水泥疙瘩,但是养护的标准很高,程序也很复杂,每个环节的温度差必须控制在范围内,不能过冷,更不能过热。”赵俊峰说,没有采用这套设备前,需要工人24小时监护,对温度进行实时调节,稍不留神温度就会过高或过低。如今,仅这套设备,能够实现后台远程设定温度,持久恒温。
  当下,高原上气温最高,正处于施工的“黄金时期”,西成铁路XCTJ5标智能轨枕厂的智能化设备正在全速运转,每天将有1600根标准的双块式轨枕被生产出来。
  “智能化与生产技术深度融合,为高铁事业发展提供了新的动能。”中铁一局五公司相关负责人说,未来,这套智能生产线将更广泛地运用到铁路建设中,为中国铁路高质量发展作出贡献。 
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