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自主创新有底气!岳首筑机「移动自密实混凝土搅拌站」助力高铁CRTSⅢ型轨道板技术新突破


今天,经智能机器人检测合格的第15000块高铁CRTSⅢ型轨道板,在中铁二十二局集团京沈客专京冀段9标北京密云巨各庄制板场下线。就在前不久,由中国工程院院士刘经南、郭仁忠领衔的国内知名专家组,对中铁二十二局集团等联合科研攻关的“集成智能机器人和三维成像仪的高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动检测方法及应用研究”技术成果进行了评审,认定其达到国际先进水平!

智能机器人对轨道板进行检测

专家组组长刘经南表示,该技术提高了我国高速铁路CRTSⅢ型轨道板智能化水平,推动了中国高铁零部件检测向“智能检测”和“智能测量”方向的高端进化,为我国高铁技术领先世界又增添新优势。

中铁二十二局集团有限公司、中铁二十二局集团第二工程有限公司、西南交通大学、高速铁路安全运营空间信息技术国家地方联合工程实验室等有关专家和技术人员,以中铁二十二局集团北京巨各庄制板场为课题研发基地,历经两年多,成功研发出集成智能机器人和三维成像仪的高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统,将每块轨道板的检测时间由45分钟缩短至6分钟,检测精度正负0.15毫米,完全满足高铁建设的要求。

由中国工程院院士、武汉大学教授刘经南,中国工程院院士、深圳大学智慧城市研究院院士郭仁忠,及武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室、清华大学、中国石油大学教授和中铁第一、第四勘察设计院等11位国内测绘、铁路等领域知名专家组成的专家组,充分肯定了中铁二十二局集团等研发的“集成智能机器人和三维成像仪的高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动检测方法及应用”技术成果,认为,其在解决高精度机器人和三维成像仪集成与协同控制技术难题上的重要成果,特别是在点云数据分块获取条件下承轨台位置和姿态精确确定的难题上取得了重要突破。

专家组一致认为,该技术成果提出了基于标准件的系统性能评定方法,建立了轨道板外形尺寸检测系统性能分析和精度评定体系,另外,自主研发的成品板外形尺寸检测数据库在线管理系统,实现了检测成果的规范化和信息化管理。

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岳首筑机与中铁二十二局集团第二工程有限公司联合研发“CN207954307U_成品输送自密实混凝土搅拌车”专利证书

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岳首筑机与中铁二十二局集团第二工程有限公司联合研发“CN207954308U_一种自密实混凝土搅拌车用低位液体输送系统”专利证书


CRTSⅢ型轨道板是我国自主研发、具有完全自主知识产权的一项重大科技成果,是我国高铁无砟轨道技术国产化的重要标志。作为无砟轨道的重要组成部分,轨道板若不合格并被铺设于线路中,将影响列车行车安全。

课题组组长、中铁二十二局集团二公司副总经理兼京沈客专京冀段项目经理秦飞介绍,CRTSⅢ型轨道板所采用的WJ-8型扣件对“同一承轨台两相邻套管中心距”的精度要求非常高,允许偏差为正负0.5毫米,精度要求高于CRTSⅠ型轨道板暂行技术条件中的正负1毫米。此前,CRTSⅢ型轨道板外形尺寸偏差的检测方法,主要采用智能型全站仪+检测工装进行逐点测量。该方法检测效率低下,检测一块轨道板的时间四十分钟以上,同时,检测工装受重复安装误差等因素影响,检测质量难以保证,部分检测项目为人工辅助检测,对人员操作要求高且人为操作误差大,不能很好地满足检测高精度要求。

中铁二十二局集团联合西南交通大学等组成科研小组,以中铁二十二局集团北京巨各庄制板场先张法预应力CRTSⅢ型轨道板预制生产任务为依托,开展了基于智能机器人和三维成像仪的高铁CRTSⅢ型轨道板自动检测方法及应用研究。巨各庄制板场生产任务有43460块轨道板,包括P5600型36364块、P4925型4474块、P4856型2404块等。

上图:中铁二十二局集团与岳首筑机联合研制的移动自密实搅拌站(车)

课题组收集了轨道板各种检测手段和方法,分析了国内外研究现状,包括目前国内CRTSⅢ型轨道板的生产、施工、精调配置、质量评估的研究资料,并现场调研各大轨道板场所使用的轨道板检测系统。

经大量研究总结,课题组完成轨道板检测系统机器人最佳运动路径的规划设计,分析检测系统机器人和轨道板外形数据获取设备等,最终实现了对库卡机器人和法如三维成像仪的自动控制及协同控制,从轨道板外形数据中高效精准提取轨道板外形尺寸检测的实际测量值。技术人员还研究出提高测量精度地方法,做到了检测报表的自动化输出和轨道板检测成果的信息化管理,另外,他们创新了自动化检测系统的作业方法,完成使用说明撰写。

中国工程院院士、武汉大学教授刘经南说,高铁CRTSⅢ型轨道板外形尺寸偏差自动化检测系统属于非接触式测量系统,检测项目一次性获取、一次性计算、一次性输出,无需人工干预,具有检测速度快、全自动化、精度高、稳定性好、安全可靠等特点,特别是,检测技术人员和检测设备投入少,现场设备安装简单,权限管理分明,性价比高。“ CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统大幅提高了检测效率,有效缩短了轨道板检测工期,带来较大的经济效益,同时,此项新技术的研发推动了中国高速铁路轨道板检测的技术进步,具有较高的社会效益。” 刘经南说。

CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统在巨各庄板场投入试运行以来,课题组在检测试验中不断创新完善,先后提出基于标准件的系统性能评定方法,建立了轨道板外形尺寸检测系统性能分析和精度评定体系,确保了检测系统能够满足相关规范要求。

课题组先后就CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统研发申请专利12项,申请软件著作权1项,并撰写相关论文9篇。(文字:孔祥文、叶昌尧、孟凡瑞、高利红/图片:高利红、侯钦佩)