智能盾构换刀机器人将在厦“上岗”

全国首台落户厦金大桥项目，上岗换刀从4小时缩至40分钟内

远程操控换刀机器人。

研发人员调试智能盾构换刀机器人。

6月25日，机器在厦门路桥工程投资发展有限公司建设、上岗中铁十四局施工的盾构厦金大桥（厦门段）环岛路隧道施工现场，我国首台重载智能盾构换刀机器人在“厦金号”盾构机完成上机调试。换刀该设备将于6月底随盾构左线始发时正式上岗作业，机器标志着我国大直径盾构隧道施工迈入无人换刀新阶段。上岗

人工换刀耗时长 “换刀难、盾构换刀险”

盾构机穿江越海，换刀刀盘上的滚刀如同“牙齿”，持续切削岩石泥土，磨损极快，更换频繁。传统换刀需3名作业人员带压进舱，耗时4小时以上。舱内空间狭小、光线昏暗、闷热潮湿，工人不仅行动困难，还面临掌子面失稳、有害气体、减压病等风险。“换刀难、换刀险”是国际公认的行业难题。

而在厦金大桥（厦门段）环岛路隧道，盾构开挖直径达16.15米，是福建省内最大直径盾构隧道。隧道长距离穿越上软下硬复合地层，刀具磨损风险突出，对换刀作业的安全与效率提出了极高要求。

全自动无人换刀 效率提升50%以上

针对上述难题，中铁十四局项目团队经过数十次研讨论证和多层级立项攻坚，成功研发出智能换刀机器人，从原理样机到工程样机，最终完成上机应用。

“舱内昏暗潮湿、视线极差，团队依靠3D红外机器视觉定位技术，为机器人装上高精度‘立体眼’，能在复杂条件下快速扫描识别每把刀具的精确位置与磨损状态，定位精度控制在1毫米以内。”中铁十四局智能换刀机器人科研项目负责人刘四进介绍，找到刀具后，数字孪生智慧管控系统实时接收数据，自动规划最优换刀顺序和机械臂运动路径。

该机器人拥有十一自由度混联机械臂，具备极强避障能力与精细操作能力，凭借500公斤的负载能力和灵活伸缩的构型，可覆盖10米至18米级超大直径盾构机的整个刀盘，轻松抓取重型滚刀，精准完成更换。更换单把滚刀仅需25至40分钟，效率提升50%以上，全过程舱内无需人员进入。

令人骄傲的是，机器人整机软硬件实现100%国产化，拥有完全自主知识产权，目前已申报专利30余项、软件著作权7项。

6月底换刀机器人 将在厦门投入作业

“目前，智能盾构换刀机器人已在16米级‘厦金号’盾构机完成上机调试，各项动作参数通过验收，标志着该装备正式进入实战待命状态。”厦门路桥工程公司厦金大桥厦门段项目标段经理郑联枭表示，6月底，“厦金号”盾构机将始发掘进左线，智能换刀机器人同步投入作业，助力厦金大桥（厦门段）环岛路隧道安全高效掘进。

中国工程院院士钱七虎、梁文灏、肖明清等一同在现场见证产品发布。钱七虎表示，智能换刀机器人的研发在安全、效率、成本等方面取得显著成效，为我国交通工程装备自主化、无人化、智能化发展探索了新路径，也为产业化应用奠定了基础。（海峡导报记者 余健平/文 沈威/图 通讯员 陈嘉琪）

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