今年是上海地鐵正式運營30周年。隨著線路（20條）和里程（831公里）的不斷增多，加上運營時間的延長，車輛及隧道的維保窗口期越來越被壓縮。一款服務地鐵隧道運維的機器人應運而生。

作為上海申通地鐵集團旗下運維單位的長期委外單位，上海建工基礎集團自主研發了一種自動焊接機器人，用激光自動尋位系統，全斷面焊接隧道內鋼環加固橫縫，達到治理隧道收斂變形的效果。機器人在上海地鐵6號線隧道結構整治工程“上崗”期間，大大釋放了原先的人力，讓焊工數量減少了50%，焊接時間縮短了25%，運維效率顯著提升。

解決隧道收斂變形，始終是地鐵維保行業的重點和難點。在地鐵隧道內部施加內張鋼圈，不失為一種有效的治理隧道收斂變形的施工工藝。而鋼環加固施工工藝向自動化、智能化方向發展，擺脫過去長期高度依賴焊接工的困境，是大勢所趨。

上海建工基礎集團是上海地鐵維保的主力軍。“十四五”以來，在上海市場先后承接了軌交7、8號線隧道長期委外維護工程，軌交1、6、8、9、10、14號線區間隧道收斂變形整治工程，軌交1號線一大會址·黃陂南路站-人民廣場站區間上行區間隧道鋼環加固工程等項目。

基于運維實際和有效經驗，上海建工基礎集團聯合上海久卓機電設備公司，成功研發了首臺應用于鋼環加固施工的自動焊接機器人。

這款手臂式6軸機器人，裝載了激光自動尋位系統，引導機械臂進行焊接作業，配合多層多道焊、焊縫跟蹤等功能，保障焊接質量。機器人由端承式固定，作業范圍大，不再需要人工登高。

相比傳統人工焊接，機器人在質量、安全、成本上有明顯優勢。

機器人本體是6軸大口徑腕端中空機器人，輔助臂運動機構提供升降、旋轉等功能，擴大了工作半徑，實現隧道內鋼環加固橫縫的全斷面焊接。

由于機器人與焊縫位置并不確定，而且每條鋼環拼縫都存在差異，焊接定位工作是一個不折不扣的難題。研發團隊利用激光尋位系統，自動識別起點終點，精確控制焊接距離，實時調整焊槍姿態，實現了多層多道自動焊。

自動焊接示意圖

目前，基礎集團的研發團隊已完成第一階段研發工作，接下來，還對機器人進行深度研發與改進。

一方面是通過多種焊縫模擬實驗、增加焊接參數數據庫，來滿足不同工況下的焊接需求。另一方面，通過拼接平臺研究、機器人優化選型，研發輕量化機器人，實現一車多機同步施工，提高整體效率。

在焊接機器人的基礎上，研發團隊還將進一步研究預留孔識別定位方法，研發智能打孔機器人，實現整體工藝的智能化施工。