建筑工地大秀絕活兒！艾利特機(jī)器人解鎖智能建造多樣化場景
2024-11-01
伴隨協(xié)作機(jī)器人在視覺傳感、控制算法等核心技術(shù)的突破，協(xié)作機(jī)器人這種更靈活高效的全新自動(dòng)化解決方案，在建筑領(lǐng)域的用武之地越來越多，為建筑工地的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營帶來多種前所未有的可能性。作為未來建筑行業(yè)的自動(dòng)化伙伴，協(xié)作機(jī)器人能做哪些工種？艾利特帶你一探究竟！
在建筑行業(yè)，安全性和質(zhì)量是永恒的主題，但也面臨多種挑戰(zhàn)：
1. 勞動(dòng)力短缺：隨著建筑行業(yè)對技術(shù)工人需求加大，許多地區(qū)存在勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象，影響項(xiàng)目交付時(shí)間和質(zhì)量。 |
2. 安全隱患：建筑工地工作條件復(fù)雜，面臨諸多安全隱患，如何降低事故發(fā)生，成行業(yè)亟待解決問題。 |
3. 生產(chǎn)效率低：傳統(tǒng)建筑作業(yè)采用人工操作，效率較低且容易受到天氣和現(xiàn)場條件影響，項(xiàng)目延期和成本超支現(xiàn)象頻發(fā)。 |
4. 資源浪費(fèi)：建筑行業(yè)在施工過程中存在材料浪費(fèi)和能耗高的問題，對可持續(xù)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。 |
目前，艾利特機(jī)器人在建筑行業(yè)的場景應(yīng)用正逐步增加，其靈活性和安全性成許多建筑項(xiàng)目的理想選擇，在各大建筑領(lǐng)域大秀絕活，一顯身手。
可滿足客戶在噴涂、刷墻、打螺釘、鋼結(jié)構(gòu)焊接、模板作業(yè)、巡檢、微震檢測、水泥搬運(yùn)、工地清潔、裝配等場景應(yīng)用。
在建筑裝飾領(lǐng)域，墻面噴涂效率與質(zhì)量一直是衡量施工水平的關(guān)鍵指標(biāo)。華東某從事建筑機(jī)器人研發(fā)制造的客戶，通過使用艾利特協(xié)作機(jī)器人，推出的膩?zhàn)尤槟z漆噴涂一體機(jī)器人，引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)入自動(dòng)化新時(shí)代，目前該客戶已成功完成了數(shù)百萬平方米的施工交付。
技術(shù)方案
機(jī)器人利用智能化的控制系統(tǒng)和精準(zhǔn)的噴涂技術(shù)，通過自動(dòng)導(dǎo)航定位、自動(dòng)作業(yè)路徑規(guī)劃和自主移動(dòng)行走作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了墻面膩?zhàn)?、乳膠漆的均勻噴涂。
方案成效
■ 多場景適用性：適用于住宅、公寓、寫字樓等室內(nèi)墻面噴涂施工，覆蓋墻面、飄窗門框上下沿、天花板、橫梁等多種噴涂需求。
■ 小型化與便攜性：機(jī)器人的緊湊設(shè)計(jì)，使其能夠輕松適應(yīng)所有標(biāo)準(zhǔn)戶門及電梯尺寸，便于現(xiàn)場部署和運(yùn)輸。
■ 噴涂質(zhì)量一致性：通過恒定的噴涂壓力和速度控制，確保每一次噴涂作業(yè)都能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和質(zhì)量。
■ 全自動(dòng)智能化：深度學(xué)習(xí)算法與自動(dòng)路徑規(guī)劃技術(shù)的結(jié)合，賦予機(jī)器人高度的智能化，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)噴涂作業(yè)，極大提升施工效率。
■ 高穩(wěn)定性與高精度：室內(nèi)激光定位導(dǎo)航與運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)校正技術(shù)的應(yīng)用，確保機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。激光導(dǎo)航與噴霧高度精確控制技術(shù)，進(jìn)一步提升噴涂的精準(zhǔn)度。
■ 高效率：單人即可操作，支持同時(shí)控制2臺或多臺機(jī)器人，效率提高兩倍或多倍。一鍵啟動(dòng)作業(yè)，自動(dòng)任務(wù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)作業(yè)流程，簡化施工人員的操作負(fù)擔(dān)。
該方案可廣泛用于住宅、公寓、寫字樓等場景的室內(nèi)墻面噴涂施工，能實(shí)現(xiàn)對房屋室內(nèi)墻面、飄窗門框上下沿、天花板、橫梁等膩?zhàn)?、底漆和面漆的全自?dòng)噴涂作業(yè)。
焊接是建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中至關(guān)重要的工序之一，工地鋼結(jié)構(gòu)件品種繁多、尺寸各異，且分布于工地各類面積的空間中，多以超大工件為主，且對焊接質(zhì)量要求更高，客戶多要求產(chǎn)品輕巧靈活、免示教、焊接精準(zhǔn)。
傳統(tǒng)焊接方法依賴于經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工，由于焊接工作環(huán)境較惡劣，工況復(fù)雜作業(yè)強(qiáng)度高，不僅導(dǎo)致招工難，并且焊接質(zhì)量因人而異不易管理。大型工件移動(dòng)不便，想要成功部署自動(dòng)化，對焊接機(jī)器人的靈活性有很高的要求。
▲華東某工地現(xiàn)場鋼構(gòu)對接
解決方案
艾利特機(jī)器人攜手某華東焊接設(shè)備生產(chǎn)商推出專為建筑工地鋼結(jié)構(gòu)焊接打造的移動(dòng)焊接機(jī)器人，重量輕，移動(dòng)便捷，其底座可固定在磁吸底座上，可輕松側(cè)吸在鋼板上，實(shí)現(xiàn)隨需吸附?？勺杂膳渲迷诟黝愓『附拥攸c(diǎn)，倒裝配合導(dǎo)軌還可滿足超大型、超復(fù)雜結(jié)構(gòu)件焊接，突破空間限制；更搭載云端工藝庫，無需特別編程即可輕松實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化，手動(dòng)拖拽示教，靈活切換不同焊接軌跡，穩(wěn)定可靠。
方案成效
機(jī)器人能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的路徑和焊接參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行焊接操作，并確保每個(gè)構(gòu)件都達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的焊接質(zhì)量。項(xiàng)目組通過機(jī)器人焊接，減少了人工焊接的時(shí)間，提高了整體施工效率。
在建筑施工中，模板作業(yè)是結(jié)構(gòu)施工中必不可少的一環(huán)。該客戶現(xiàn)場工況復(fù)雜，需要高空作業(yè)，具有一定危險(xiǎn)性。采用自動(dòng)化拉拔螺桿之前，需3個(gè)操作員分布在多層樓道板間，拉拔螺桿。
同時(shí)工地螺桿分布較廣，需不斷爬上爬下，且拉拔過程中，伴隨模板震動(dòng)，高層作業(yè)員不安全。震動(dòng)產(chǎn)生的水泥塊，從高處墜落容易砸傷下層作業(yè)員。不僅效率低、工序繁瑣，而且對工人的技能要求較高，易出現(xiàn)安全隱患。
艾利特解決方案
艾利特推薦使用2臺CS612協(xié)作機(jī)器人，其末端工具可兼容夾持螺桿及背楞，搭配3D視覺系統(tǒng)。人工通過校點(diǎn)，使機(jī)械臂達(dá)到合適的位置，并通過3D視覺拍照，可精準(zhǔn)識別螺桿&背楞的空間位置，并拉出螺桿。
機(jī)器人末端帶有力反饋功能，可以監(jiān)控該過程的拉拔力，當(dāng)拉拔力超出額定值時(shí)，如殘留水泥塊較多，導(dǎo)致拉拔力較大，可自動(dòng)判別，并啟動(dòng)震蕩電機(jī)，震蕩一定時(shí)間后，繼續(xù)執(zhí)行螺桿拉拔動(dòng)作。
方案成效
艾利特具有非常廣泛的產(chǎn)品覆蓋面，生態(tài)適配產(chǎn)品多樣，極大增加客戶使用便捷性。使用該方案，客戶僅需一名操作人員即可操作，節(jié)省2個(gè)人工，縮減人工成本20萬元，并規(guī)避了人員操作過程中的不安全性。同時(shí)艾利特CS系列協(xié)作機(jī)器人標(biāo)配IP68，可完全滿足客戶露天環(huán)境作業(yè)的防水要求。
TBM施工經(jīng)常頻繁遇到巖質(zhì)差、高埋深、高地應(yīng)力的工程環(huán)境。因開挖易產(chǎn)生巖爆災(zāi)害，輕則巖塊剝落影響襯砌效果，重則飛石傷人、砸壞設(shè)備，甚至可能導(dǎo)致TBM卡機(jī)、局部崩塌等，嚴(yán)重影響人員設(shè)備安全和工程的正常推進(jìn)。
傳統(tǒng)鉆孔埋設(shè)永久監(jiān)測點(diǎn)的方式耗時(shí)耗力，且傳感器安裝區(qū)域處于巖爆的危險(xiǎn)區(qū)，嚴(yán)重威脅到工作人員的生命安全。因此，客戶急需設(shè)計(jì)一種能夠避免傳感器頻繁人工拆裝的方法，即采用機(jī)器人通過遠(yuǎn)程控制方式來完成的微震監(jiān)測布設(shè)系統(tǒng)。
▲微震監(jiān)測參考圖
解決方案
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景環(huán)境以及對機(jī)器人負(fù)載臂展的要求，艾利特最終推薦客戶使用EC66協(xié)作機(jī)器人，其自重僅17.5kg，工作半徑914mm。輕量化機(jī)身讓自身機(jī)械卡死的點(diǎn)少，小范圍的動(dòng)作更為靈活，也保證了行走機(jī)構(gòu)的輕量化。
傳感器采用鉆孔內(nèi)可回收式安裝，可回收裝置將傳感器與巖壁耦合接收微震數(shù)據(jù)，部署裝置由行走機(jī)構(gòu)和自動(dòng)安裝機(jī)械臂兩部分組成，行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)，機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)傳感器安裝與回收動(dòng)作。
由于TBM內(nèi)環(huán)境相對惡劣，溫度高（一般30℃~40℃）、濕度大、涌水以及中低水平的粉塵，要求機(jī)械臂能防水防塵，耐用性要強(qiáng)。艾利特機(jī)器人EC系列為IP54防護(hù)等級，滿足在TBM內(nèi)的作業(yè)需求。
客戶痛點(diǎn)：
■ 高勞動(dòng)強(qiáng)度：水泥塊作為建筑材料，通常重量大、體積大，搬運(yùn)需要耗費(fèi)大量體力，對工人造成極大身體負(fù)擔(dān)。 |
■ 工傷風(fēng)險(xiǎn)：搬運(yùn)重物增加了工人受傷的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在狹小空間或不穩(wěn)定地面上。 |
■ 效率低下：傳統(tǒng)手工搬運(yùn)方式效率較低，容易導(dǎo)致時(shí)間和資源的浪費(fèi)。 |
■ 環(huán)境局限：客戶標(biāo)準(zhǔn)水泥塊質(zhì)量8KG，不標(biāo)準(zhǔn)水泥塊質(zhì)量12KG，需要放置100塊，堆垛層高要求1.5米；同時(shí)放置的柜子深度50厘米，傳統(tǒng)人工難以放置。 |
方案成效
使用艾利特CS620協(xié)作機(jī)器人，其臂展達(dá)1.8米，負(fù)載20KG，末端力矩26厘米，可以延長臂展?jié)M足客戶柜子深的要求，搭配AGV做成的復(fù)合機(jī)器人解決方案，完全滿足客戶使用需求。
協(xié)作機(jī)器人作為未來建筑行業(yè)的自動(dòng)化伙伴，除以上應(yīng)用場景外，還能做什么？
打螺釘與緊固應(yīng)用
建筑項(xiàng)目會涉及大量打螺釘和緊固任務(wù)，協(xié)作機(jī)器人可自動(dòng)化這一過程，進(jìn)行自動(dòng)打孔，增強(qiáng)打孔速度和精度，在墻體和其它構(gòu)件上自動(dòng)完成打孔操作；在特定的施工環(huán)境下自動(dòng)裝配螺釘，確保每個(gè)螺釘?shù)木o固力度均勻，使得構(gòu)件的固定更加高效，減輕工人的負(fù)擔(dān)。
搬運(yùn)與物流
建筑工地上的材料搬運(yùn)是一個(gè)繁重且耗時(shí)的任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人可以在工地內(nèi)移動(dòng)、搬運(yùn)各種建筑材料，自動(dòng)完成取放操作，從而提升施工進(jìn)度。
預(yù)制構(gòu)件裝配
在預(yù)制建筑項(xiàng)目中，艾利特協(xié)作機(jī)器人可搭配末端夾具，快速、高效完成構(gòu)件的安裝，大幅度縮短項(xiàng)目的施工時(shí)間。
現(xiàn)場監(jiān)測與檢驗(yàn)
艾利特協(xié)作機(jī)器人搭配AGV，配備先進(jìn)傳感器、攝像頭和導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題，節(jié)省人工檢查的時(shí)間，提高工程的安全性和精準(zhǔn)度。
裝修與清理工作
在室內(nèi)裝修過程中，協(xié)作機(jī)器人也能承擔(dān)起涂刷、貼壁紙、以及清理等工作。能夠縮短裝修周期，提高施工質(zhì)量。
協(xié)作機(jī)器人會完全取代建筑工人么？相反，機(jī)器人作為人類工人的補(bǔ)充，通過承擔(dān)重復(fù)性、高危險(xiǎn)的工作，讓人類專注于更富有創(chuàng)意和復(fù)雜性的任務(wù)。
提高施工效率：
艾利特協(xié)作機(jī)器人可以幫助完成高強(qiáng)度、重復(fù)性的工作，并24 小時(shí)不間斷工作，大幅提高施工速度，縮短項(xiàng)目交付時(shí)間，降低因工期延誤導(dǎo)致的額外成本。
提升施工質(zhì)量：
機(jī)器人可集成先進(jìn)的傳感器等生態(tài)配件，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與反饋，優(yōu)化資源配置，規(guī)范施工流程，顯著降低施工中的人工錯(cuò)誤，提高整體建筑質(zhì)量。
促進(jìn)安全生產(chǎn)：
機(jī)器人可承擔(dān)危險(xiǎn)和繁重的任務(wù)，降低工人在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)的需求，降低工人面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。減少工傷事故發(fā)生，提升整體施工安全性。
節(jié)約成本：
通過精確控制和自動(dòng)化作業(yè)，艾利特機(jī)器人能夠有效降低原材料的浪費(fèi)，降低能源消耗，為可持續(xù)建筑提供支持。同時(shí)機(jī)器人投資回報(bào)率高，6-12個(gè)月即可收回成本，減少人力成本和運(yùn)營及維護(hù)成本。
在全球建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，艾利特協(xié)作機(jī)器人以其靈活性、安全性和高效性，為行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了新的可能性。
伴隨創(chuàng)新發(fā)展與場景深耕，期待更多建筑項(xiàng)目能夠受益于協(xié)作機(jī)器人，未來，艾利特機(jī)器人將繼續(xù)助力建筑行業(yè)向更加智能化、安全化和高效化的方向發(fā)展。
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