成达万轨枕厂建设项目
——中铁北京工程局集团有限公司
1> 项目概况
2> 智能建造亮点
3> 应用心得
01
PART ONE
项目概况
▊ 项目简介
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成达万轨枕厂位于南充市营山县渌井镇，总占地面积约为120亩，主要负责全线128万根双块式轨枕的预制，总计造价约3.5亿元，是目前我国高铁行业数化程度最高，生产规模最大的临时轨枕厂。
轨枕厂厂区建设按照“四区域、五系统、十四工位”进行规划建设，通过应用数字仿真、工业机器人，视觉识别、大数据技术，规划设计出集智能化、标准化、信息化为一体的智能轨枕生产线，生产仅需要6名工人参与操作，日均生产1600-1920根，月产能约50000根左右，较传统轨枕厂生产效率能够提高80%，实现了生产全过程的数字化、可追溯化、管理平台集中化，确保生产全过程绿色、节能、安全、高效。
▊ 亮点前瞻
以智能设备工装应用为基础，实现轨枕厂智能制造
依次通过桁架箍筋加工、清模、喷涂、套管及螺旋筋安装、箍筋与桁架筋悬挂入模、混凝土布料、模具吊装出入养护池、养护、脱模、检测、扣盖、码垛等智能化工位，最终完成轨枕制造。
自主创新引用设备，助力轨枕厂智能制造
创新应用了“桁架钢筋检测”工作台
优化拆模工艺
率先推进智能化蒸汽养护技术
以智能管控系统为中心，实现轨枕厂智慧管理
数字孪生轨枕厂打造
生产大数据互通应用
基于物联网应用的生产管理系统
02
PART TWO
智能建造亮点
▊ 以智能设备工装应用为基础，实现轨枕厂智能制造
（1）桁架筋加工工艺：桁架钢筋生产线集弯曲、切断、焊接、码垛于一体，从原材料到成品一气呵成。全过程只需一人巡检，自动化程度高、质量可靠、安全有保障。
（2）箍筋自动焊接检测工艺：由两个智能机器人和一套人脸识别检测设备组成。能够实现箍筋的百分百检测，只需一人巡视，节省60%劳务，也避免了人为干扰因素，大大提高产品质量。
（3）套管及螺旋筋安装工艺：两个机器人配合螺旋筋弯制、套管整形、机械整合后，再由机械臂安装到模型定位柱位置。机械臂运动精度在±3mm，且变频驱动，安装传感器和柔性工装，保证安装精度和紧固力度。
（4）箍筋与桁架筋悬挂入模工艺：由两个机器人配合机械臂自动抓取桁架筋、箍筋，智能组装桁架，通过识别精准定位及“一模一档案”技术应用，将装组合好的桁架进行安装。大大提高了安装精度，设备状态、工序信息实时反馈给总控制系统。
（5）砼灌注工艺：采用双控传感器精确控制混凝土用量，首次放料70%，经初步振捣后再放料30%，经密实振捣后，再转入二次振捣台。两次布料配合两次振捣，混凝土更密实，效率更快，使用多功能的布料口进行两次数据计算，精准布料，布料精度95%，并自动感知布料后情况，减少混凝土浪费。
（6）浇筑完成的模具在编组后，由专用设备按程序放入养护坑内；在程序控制下，将养护好的模具从养护坑内取出，放置在缓存输送机上。全过程无人操作，作业区内全封闭。
（7）通过智能温度控制系统，升级现有自动蒸养系统，达到智能蒸养条件，无需人为操控，在现有蒸养窑的基础上增加温度检测系统，实现对升温、恒温、降温这三个过程的全过程智能监控，将温度数据实时呈现，保证混凝土的蒸养效果，提高轨枕质量。
（8）全自动脱模工艺：由空中翻模运输桁架机器人、脱模台设备构成。空中翻模机器人经抓取、运输、翻转、入位一气呵成。
（9）3D扫描检测及喷码工艺：采用先进的激光图像扫描检测技术获取轨枕表面点云坐标，利用3D结构光原理通过点云构建技术实现轨枕三维尺寸的快速建模，通过与标准尺寸的比对分析实现外形尺、棱角掉块等的自动检测及评判。
（10）智能封盖工艺：使用多台六轴机器人协同作业，经3D视觉系统精准定位，机器人经系统控制将吹气除尘、抓盖、封盖一气呵成。用时仅需1分钟。
（11）全自动轨枕码垛工艺：轨枕四层一垛，由重量传感器判断码放数量，在指定程序指引下，全程无需人员操作，码放整齐，效率高。
▊自主创新引用设备，助力轨枕厂智能制造
（1）借鉴“双块式轨枕检测系统”，创新应用了“桁架钢筋检测”工作台，在检测平台上使用多摄像头远程检测桁架钢筋，通过智能识别对焊接位置漏焊、虚焊及桁架钢筋尺寸等进行监测。
（2）优化拆模工艺，减少脱模次数入手，降低轨枕因应力产生枕间裂纹，在脱模工位设置一种振动式脱模辅助装置,模具固定不动,通过底部加装的脱模振动台对模具施加一定激振力,通过模具传递给轨枕,从而使轨枕可同步、快速脱出。
（3）率先推进智能化蒸汽养护技术，首次在铁路建设中引用低压蒸汽锅炉，以其智能化的排气、雾化、加湿等养护控制和温度探测系统，精确控制自动蒸汽阀，实时记录养护数据，生产更加科学高效。
▊ 以智能管控系统为中心，实现轨枕厂智慧管理
（1）数字孪生轨枕厂打造。采集生产大数据；BIM模型上实时准确标识；与现实厂区形成映射。
（2）生产大数据互通应用。以智能化轨枕生产线为基础的自动化监控系统，中心控制台操控整条生产线全部智能工位，做到总体、分部分项均可一键启停。同时包含数据采集与跟踪、参数调节、设备远程监控以及异常报警多项功能。
（3）基于物联网应用的生产管理系统，助力轨枕厂智能制造。为轨枕制造提供综合的管理平台，将物资、试验、装备、生产、堆场、发运和决策等关键业务环节整合在一起，实现全面数字化转型。
03
PART THREE
应用心得
（1）人员大幅度减少。传统产线90%靠人工操作，作业人员38人。现产线采用智能化自动化生产，生产辅助和巡检人员10人，人员劳动强度大幅度降低，极大的减少生产安全风险。
（2）产品质量高。传统产线生产环节人工操作质量参差不齐难以保证，废品率高。现产线采用高精度智能控制与实施监控联合确保质量，废品率降低3倍。
（3）安全性高。传统产线由人工操作重型设备、人机配合生产，安全性低。现产线无人操作或人工远程操作，安全有保障。
