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本文是香港建造业议会(CIC)付托慕尼黑手艺大学建造完结与机器人系主任的照管项目，旨在评估现在的现场动工历程，并找呈现有的瓶颈，讨论可经过实行机器人手艺和积极化来改良的线路……这个汇报的原文惟独英文版，也许在CIC官方网站下载。这份汇报就如安在香港国营衡宇建造业运用建造机器人和积极化手艺供给了粗浅的见地。是以，对于将来香港和华夏其余都市的建造机器人和积极化的研讨和进展是有价格的文件。笔者以为，本文最大的影响是经过研讨出名大师及机构的汇报，认识办事的套路，避免走弯路……别的，看完此后也也许对博智林等国内建造机器人做出一个切确的评估……这个汇报我也是今日看到，但在我从前的文章中，翻译了ThomasBOCK的两篇论文：札记《免外墙角手架机器人动工的独一手艺线路》札记《日本预制建造大范围产业化的演变和效劳革新》在那时并没有深挖ThomasBOCK的配景，不过认为他的论文原料对照高……因而可知我在分辩论文原料方面，曾经抵达必然的高度，哈哈哈今日在AMAZON搜了一下他的书（小朋友们帮助点豆豆，买书很贵啊），乘隙把AMAZON对于他的引见看了一下。
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书接上文：
附录1:场景1潜在手艺的预判别(1)钢筋制做定位a.近况很显然，工程现场需求的钢筋数目与混凝土运用量、机关打算效率水准和混凝土预制率成正比。与钢筋制做和定位关联的办事运动囊括钢筋的切割、蜿蜒和绑扎，以及管教和将钢筋准一定位到终究场所，如在地板网格上，在模具或模板环境下。这类表率的办事是非常膂力的，由于工人更有或者来往到各类气候前提和其余潜在的危险，是以，它将大大增加现场的矫健平安关联的危险，而手工履行如许的职责。b.创议运用积极化系统将潜在地消沉上述危险，改良办事前提，升高与钢筋制造和定位关联的临盆力和办事原料。针对这一特定职责开拓的系统囊括现场单个钢筋的蜿蜒/成形，以及现场将钢筋延续(绑扎)到大型钢筋单位和网格的系统。在香港的环境下，咱们会推举现场请求。与非现场加固临盆工场比拟，现场运用的系统普遍具备高起伏性和紧凑性，以适应姑且安排的宗旨。首要典范囊括袖珍挪动机器人，它们也许在各个楼层帮助工人管教、定位和系缚各类尺寸和分量的钢筋构件。别的，尚有一个更大的不变系统用于后勤，委托和定位分量级的增强元素。c.案例1:重钢筋定位机器人(大成公司)该机器人用于现场钢筋加工。它加速了钢筋的临盆，节俭了所需的人力。该系统不是统统积极化的，由于有几个环节依然需求手动完竣。所需的手工办事囊括切割和蜿蜒纵向钢筋和箍筋，以及铺设顶部纵向钢筋。尔后机器人接受办事，如图0-1所示，直到钢筋制做完竣，尔后必然手动拾取钢筋。机器人(尺寸:H1.70mL8.50mW1.50m)在纵筋上标识镫带的交织点，将镫带安插在指定场所和间距，并用绑扎线不变。尔后，该系统定位纵向钢筋的底部，并经过在箍筋上标识的场所绑扎金属丝来不变它们。尔后，钢筋就也许人为取走了，也许放在预制模板中浇筑混凝土。与保守的盛开式挂钩箍比拟，该系统运用紧闭式箍箍举行积极闪烁对接焊接，以维持蜿蜒原料。机器人也许在其办事空间内加工多种钢筋尺寸(可加工的钢筋单位尺寸深度:0..50m，长度:4..00m，宽度:0..40m)，每交织约需求4秒举行绑扎。d.案例研讨2:用于重钢筋定位的机器人(大成公司)当墙体、立柱或柱子等笔直构件被建造时，需求在它们的顶部增加钢筋，并在成型和浇筑混凝土以行举行延续。钢筋通罕用延续套延续。在向例动工中，钢筋的定位和耦合历程都需求人为，都是对膂力请求较高的办事。Kajima的笔直钢筋定位和延续机器人帮助工人搬运和确切安插钢筋，以及安设/不变耦合套筒，如图0-2所示。它由一个挪动履带式平台、一个机器手和一个末尾履行器构成。机器人也许以为是一个联合机器人:机器手和末尾履行器供给力帮助，由一个工人直觉地带领。末尾履行器既能不变钢筋，又能帮助不变联轴器套筒。(2)积极攀登模板a.近况依据旧例，模板采取木料和胶合板或防潮刨花板现场搭建。它的临盆手艺请求低，运用根基的手工用具，但是，它是耗时的大型机关，胶合板饰面有一个相对较短的寿命。别的，现场寄放模板构件普遍会占用洪量空间。墟市上也有很多表率的工程/预制模板。这类表率的模板是由带有金属框架(普遍是钢或铝)的预制模块创设而成。这类表率模板的首要利益是;升高动工速率，钢模板安设和拆卸更轻易和更快，钢模板不吸取混凝土中的水份，寿命周期成本更低。只管该系统有不少利益，但不行否定，在举行罕见的模板职掌时，如撑持、压模/拆模、固化、冲洗和保护，是非常花费人力的，如图0-3所示。b.拟议中的运用活着界上很多地区，建造物的根基承重机关是由混凝土制成的。只管每每有笔直或水准反复的混凝土机关造成混凝土建造的机关根基，但运用现浇混凝土建造这些机关的历程是高度做事麋集型的，占了洪量的大伙建立成本，况且创设在(现场)定制或某种系统模板上。这类办法的另一种筛选最少实用于高层建造——Peri或Doka等现有供给商的高端系统模板(也称为积极或自攀登模板)，它们配备了一些积极攀登和模板定位历程的根基成效。这些系统的先进成效(如额外的传感器和激活器或先进的数字节制和通讯才略)将使这些系统险些统统自决的自我校准和攀升是20世纪80年月和90年月研讨和开拓运动的要点，但由于财务痛苦和其余挑战，未能抵达产物级其它水准。c.案例研讨一:积极攀登模板SKEPlus(DokaGmbH)Doka公司的SKEPlus系列积极攀登模板，采取起重机自力的方法临盆大型钢筋混凝土机关，如高层建造的焦点、桥墩、塔塔等。采取全液压设备，如图0-4和图0-5所示，大型平台组，如焦点外部的统统平台，也许在一次起吊历程中平安起吊，而不会呈现露天坠落危险场所。液压晋升历程需求两个紧要环节。在第一步中，不变在机关上的攀登鞋中的攀登剖面被液压缸吹捧到下一段。在第二步中，一样的圆柱体将攀登支架沿攀登剖面进取推。这类表率的攀登模板非常通用，同意攀登陡坡、半径和蜿蜒。SKEplus供给了多个办事平台，可在多个条理同时办事，若是需求，还也许统统紧闭，以掩护气候和噪音。d.案例二:平台系统ACSP(Peri团体)ACSP是模板范畴的国际超越公司之一，其平台系统ACSP是一种自攀登系统，也许完结起重机自力、部份积极化的模板定位和从头定位，用于现场临盆塔式机关，如图0-6~图0-8所示。做为一个简略的实体或分红不同的部份，该系统是由液压机构一层一层地进取推。该系统供给了不同级其它办事平台来并行办事运动。该系统充分坚忍，同意晋升和储备材料，如钢筋。若是需求，混凝土泵也许与系统集成并进取挪动。ACS是一个模块化的系统模板套件，也许由Peri和客户定制为各类百般的塔机关。(3)混凝土的分派和整顿a.近况预拌混凝土是工场临盆的建造材料，在本地做为起伏材料供响应运送，也许在动工现场浇筑和压实成任何想要的形态和巨细。正如咱们所知，混凝土是一种繁杂的材料，由于它的保质期短，这是非常紧要的，谨慎思考混凝土供给商和配送历程。普遍环境下，混凝土供给商会凭借承包商的指导，如交货时光、车与车之间的调换时光等，运用本人的卡车搅拌机将预拌好的混凝土运输到指定处所。尔后将预拌混凝土泵入预组装模板中。人为分派混凝土会成为职掌的瓶颈，放慢办事和材料的大伙起伏。升高混凝土部门的资本效率是建造行业始终以来的许诺要点。b.拟建用处混凝土分派机器人用于将匀称原料的混凝土分派到大面积表面或模板系统上，进而部份或统统积极化高反复性和做事麋集型职责。速率机器人也许增加混凝土的散布也是一个紧要的成分。办事地区的混凝土供给也许运用高功用混凝土供给泵灵验地运送。高功用机器人的运用与高功用混凝土供给泵的运用是互补的。这类系统囊括水准和笔直物流/供给系统，紧凑的挪动混凝土配送和浇注系统，在单个楼层以及更大的不变系统。详细来讲，混凝土分派和浇注系统以一种反复和确切的方法举行简略和预界说的(如摇曳)疏通，进而也许匀称地分派混凝土。大遍及系统将这些简略的反复行为积极化，办事地区需求经过人为干涉举行大伙指导，是以指导搀杂帮助系统，而不是统统积极化的收拾计划。c.案例研讨1:水准混凝土配送机器人(竹中株式公司)该机器人被引入，用于升高各楼层混凝土配送的积极化水准。机器人的办事空间对照大，其办事半径也许遮蔽其地方场所范围20米以上，如图0-9所示。它既也许不变在柱子上，也也许经过挪动平台在网站上挪动。机器人主体由一个可笔直起落(1DOF)的机器手构成，由四个经过关节水准延续的部份(进而供给另一个4DOF)和一个末尾履行器构成，也许精一定位和摇曳软管，经过软管以必然的方法泵送混凝土。竹中示意，该系统也许节减所需人力约30%。机器人也许在积极样式和手动样式下职掌。手动样式用于包罗一系列妨碍物的地区，使得末尾履行器的切一定位痛苦。积极样式用于视线相对明晰、妨碍物较大的地区。案例二:现场混凝土物流系统(KonoikeConstructionCo.，Ltd.)Konoike的混凝土积极化配送系统，如图0-10和图0-11所示，是针对动工现场混凝土物流优化的收拾计划。它非常实用于非常大或高层建造工地，在这些地点混凝土泵很难运用。该系统由两台机器人起重机(配备编码器的准则起重机)、起重机的攀升机构、集成传感器和通讯系统的混凝土吊装集装箱、混凝土供给基地等构成。混凝土供给基地也许被以为是一种夹具，它准则化了大地上的混凝土晋升集装箱的进料和拾取场所。该机关将从混凝土货车向起重集装箱供给混凝土。预拌混凝土车实时、有序地向动工现场和机器人系统供给混凝土。是以，与机器人起重机系统一同开拓的软件系统也许与供给链、时刻现场监控系统以及编程和节制界面集成。a.近况在各类建造动工中，混凝土动工依然是每个动工现场最罕见也是最紧要的工序之一。现在，洪量的混凝土机关是现场浇筑的。但是，紧要的是，详细办事是一种需求洪量膂力做事的做事麋集型办事。是以，猛烈指望完结混凝土大地办事的积极化和积极化，囊括找宽厚找平职掌。在混凝地盘坪动工中，直接涂饰法(大伙涂饰法)已被宇宙很多建造行业所采取。普遍来讲，这类办法是由业余的工人依据办事程序来举行的。程序中每一步的完备完竣取决于关联工人的能力和阅历。这就造成了三个首要题目:1)工人必然蹲着竭力办事;2)制品混凝地盘板的原料取决于工人的手艺水准;3)由于老练工人的日趋缺少，大伙原料(囊括水准度)有降落的趋向，如图0-12所示。b.创议运用积极化或机器人混凝土找宽厚压实系统也许保证匀称压实(进而保证混凝土原料)，若是与其余职掌恰当连系，也许升高混凝土动工的大伙速率。混凝土找宽厚压实是动工现场每每需求举行的办事，况且与动工运动亲昵关联。混凝土找平是将浇筑或大略散布的混凝土找平的历程，使其具备更密实安乐面(但未完成)的混凝土层。它波及洪量的反复职掌(比如，运用滑动阻尼器撇脂)。若是采取人为动工，则需求继续投入雄壮的膂力，这束缚了动工速率，使得保守的人为混凝土平坦成为耗时耗资本的施办事业。这些职掌的积极化与混凝土精加工职掌近似，也许加速加工速率，升高做事临盆率，并维持全部表面高度匀称的原料。混凝土压实会将空气从混凝土中带走，并使混凝土搀杂料内部的颗粒压实，进而升高了密度，并增强了混凝土和钢筋之间的粘接短处。这类系统在大遍及环境下都是平坦和压实混凝土。c.案例研讨1:地板压实系统(竹中公司)混凝地盘板压实是一个关键工序，需求在浇筑后的有限时光内完竣。是以，速率和功率是完结这一历程积极化或机器人化的两个紧要成分。由Takenaka开拓的混凝地盘板压实系统，如图0-13所示，由一个主体构成，经过这个主体，两个板被激活，造成一个行走疏通，同意机器人在从前浇筑的混凝地盘区上挪动。别的，两个板块会造成稍稍的振荡，进而对表面施加特地的压力。是以，机器人也许从混凝土中挤出水，压紧它，并推进强硬历程。在完竣职责所需的人数、原料和时光方面，机器人是高效的。别的，该系统的效率跟着待管教建造面积的增加而增加。d.案例2:挪动混凝地盘板整顿机器人(净水公司)普遍环境下，混凝土的浇筑、碾压、平坦、整顿都需求洪量的人为职掌，膂力做事万分沉重。FlatKN(见图0-14)由三组位于挪动机器人平台范围的抹刀末尾履行器、一个也许手动节制或长途职掌的节制器系统和一个防碰撞安装构成。这些抹刀安设在每个可伸缩臂机关的末尾。叶片对地板的压力也许凭借待加工表面的硬度来调换。该系统配备了与机器人无线延续的便携式节制接口，职掌者也许长途节制机器人的职掌速率和方位。在紧要环境下，触摸传感器会带领机器躲开妨碍物，需求时积极合上机器。净水示意，混凝地盘板整顿历程也许分为四个阶段，机器人系统也许运用不同表率的末尾履行器举行:1)低级整顿，2)第一次整顿，3)第二次整顿，4)结尾整顿。在低级整顿阶段，拆卸抹刀刀片，并与用于平坦安乐整大地的调平盘相易。滑润职责在第一个休整阶段经过将平坦盘切换回镘刀刀片举行。叶片转动得越慢越好，以掩护混凝土表面。在第二个精加工阶段，叶片调换到更快的速率，以完竣滑润职责。在结尾阶段，机器人反省表面，进而帮助评估所做办事的原料。Flat-KN的一个瑕玷是，由于其圆形形态，系统很难完竣墙壁和地板之间的角和边际，这些地区必然手工完竣。(5)物流供给a.近况保守建造工地的物流功课，非常是需求管教不少低水准部件的物流功课数目多、耗时长、膂力活重。现场物流囊括物料的判别、运送、积存和迁徙(从一个系统或机器到另一个)。物流功课最少按照建造工地的首要物流线路，普遍明晰界说的途径，物流系统与普遍不同的材料的彼此影响在许重环境下也许经过运用托盘和集装箱举行准则化。低效的物流和供给职掌或者会致使动工进度的推迟，如图0-15所示。b.拟议中的运用在日本建造行业，现场物流过程的积极化正在成为建造工地的准则事情。这趋向可启迪香港建造业的现场物流及供给运做的进展。这是由于日本和香港的彷佛之处，譬如缺少现场储备空间，以及做事力老龄化。这类系统囊括用于物料笔直运送的积极化系统，同意在大地或单个楼层举行水准运送的系统，帮助迁徙托盘或物料的系统(比如，从电梯到挪动平台)，以及积极化物料储备收拾计划。水准运送材料的系统也许囊括状况叉车式挪动机器人平台，轨道带领大地或天花板安设系统，或更小的微型/迷你物流收拾计划。在统统这些环境下，经过职掌机器人顺着不变的、预先界说的线路与其余系统的准则化交互点，节制和导航的繁杂性大大消沉。单个系统的灵验载荷才略范畴从微型/迷你物流收拾计划的约千克，到水准委托的几百千克，再到笔直晋升的几千千克。职掌速率位于40米/分钟和米/分钟的范畴内。c.案例研讨1:基于agv的现场物流系统(净水公司)该现场物流系统是为石膏板、配件、管道、透风组件和电气组件等建造材料的委托而打算的。该系统由一个积极笔直动工起落机构成;一个自决挪动小车;一种节制与调换系统;并标出不变的行车线路，如图0-16所示。AGV采取了一个配备了叉车起落机构(容量为1千克)的挪动平台，同意它装卸材料。它配备了机载电池电源(它也许在特地的充电处所充电，并也许积极挪动)，况且只可顺着不变的、标识的轨迹挪动，这大大消沉了节制和传感器的繁杂性(即，不需求繁杂的导航传感器)。由于起落机和AGV的职掌也许集成并同步，是以也许在一楼运用AGV积极化将物料从储备地区运输到起落机，尔后运输到各个楼层，以及将物料从起落机运输到组装地区。笔直起落机同意AGV挪动到上头装卸材料或托盘。是以，该系统也许统统积极化的物流在现场沿预约的物流线路。d.案例研讨2:积极化现场委托系统(ObayashiCorporation)该系统旨在消沉委托成本，非常是升高高层建造的效率。该系统由四个首要部份构成:1)积极搬运设备，2)积极导向叉车(AGF)，3)积极仓储架，4)基于web的配送调换系统(WSS)。积极迁徙设备是一此中央系统(容量:kgf)，也许将物料从笔直动工起落机卸到起落机前方的专用场所，AGF也许在那处取料，见图17。积极传递设备的动力不是运用车载电池，而是经过延续笔直起落机的电源的柔性电缆供给，进而将分量(kgf)降到最低。AGF的起重才略为kgf，并具备紧凑的底盘，也许拜候现场的统统地区。它经过电磁标识的不变轨迹运转，将电梯前方的专用装卸地区与楼层上AGF运转的其余地区(如积极储备架)延续起来。积极化仓储架是系统的一部份，它是一个智能栈房，也许与AGF举行直接、积极化的交互，如图0-17和图0-18所示。AGF安设在大地层，可将积极积存架与积极迁徙设备/笔直起落机延续起来，进而积极将物料从栈房供给至需求物料的楼层。AGF安设在独自的楼层，也许积极将物料从电梯运输到物料加工或组装的地区。WSS由运用末端(TA)、web同享效劳器(WS)和治理末端(TM)构成。TM的首要宗旨是数据搜集/输入和委托调换。尔后将这些数据上传到WS，以便人类工人和积极化设备也许拜候这些音信。(6)吊装和定位a.近况运用起重机运送、吹捧、均衡、安插物料的向例方法效率不高，每每会致使平安题目或物料毁坏。起重机首要用于物流运送，行将物料搬运、安插在大地或需求的地区，如图0-19所示。但是，对于定位和瞄准职掌，组件必然每每从头拿起并由另一个系统管教，是以物料流中缀。当吊装预制混凝土等重构件时，现有的安设历程中走漏出很多挑战。首先，墙得体板从现场料场脱掉，或直接用塔吊从运送车上脱掉，尔后吊到办事楼层，在那处面板将安设到位。这个职责或者会有题目，由于塔吊一次只可举起一路面板。塔吊吊起面板时，运送车辆必然在现场维持安稳。这或者会致使两个潜在的题目，第一，塔机停机时光和第二现场堵塞。吊具摆动引发的墙板疏通，会使墙板与钢机关构件之间的瞄准和延续极为痛苦。别的，在安装历程中墙板的毁坏会大大增加工程成本和工期耽搁。b.提议的运用机器人定位帮助安装和机器人起重机末尾履行器改良了保守的系统和办法，并同意详悉拾取和定位/校准职掌。这类系统的范畴从相对简略的机器人末尾履行器(只同意妨碍平安运送和遥控释放组件)到更繁杂的系统(同意粗定位柱或梁)，以及高度繁杂的多解放度末尾履行器(同意组件精一定位和定向)。一些特点系统的底细在实验和演示中也配备了袖珍、可控涡轮和陀螺仪，以实验更先进的场所/方位节制成效。统统具备特点的系统均也许做为向例起重机的末尾履行器，也也许用于更先进的积极化物流或车架收拾计划。最优的系统该当也许造成一个继续的办事过程，节减每个办事站的停机时光和需求的铺张，节俭投资，节减花费，升高工程原料，加速全部动工历程。大型钢柱、钢梁的安排采取动工机器人积极卸扣，如图0-20所示。安插这些组件的保守办法需求人为延续和断开成员从起重机卸扣手动。这类办法既耗时又危险，非常是在高处。积极卸扣系统也许完结这一历程的积极化和长途节制。该系统由一个主单位(囊括一个集成的通讯模块、一个节制单位和一个充电电池供电)和两个夹子构成，经过一个可控引足，钢柱一旦加入所需场所就也许积极释放，如图0-21所示。它也许经过节制面板经过无线通讯举行长途节制。该系统配有一个限位开关，也许探测卸扣销的锁定状况。c.案例研讨1:Auto-Claw(大林公司)Obayashi公司的Auto-Claw(见图0-22)是一种机器人末尾履行器，也许延续到准则起重机和非机器人起重机上，进而增加了一些机器人的根基个性。积极爪同意起重机职掌员以可控的方法拾取、安设和释放，非常是中型钢梁段。简化了钢梁段的定位/定向和精定位。Auto-Claw加速了动工历程，并升高了动工现场的平安性，由于它在定位历程中不需求工人加入柱和梁段。该系统的承载才略约为2吨。妨碍平安系统保证在倏地断电的环境下，被晋升的部份不会被不测释放。d.案例二:Auto-Clamp(大林公司)大林积极钳(见图0-23)的道理和手艺与大林积极钳不异。但是，与积极爪比拟，这类起重机末尾履行器是为安设更重的元素，如大型钢柱而打算的。积极钳是一种机器人末尾履行器，也许延续到准则和非机器人起重机，进而增加一些根基的机器人成效，以他们的功用。积极夹钳同意起重机职掌员拿起和释放，非常是大的柱段，它简化了这些柱段的定位。Auto-Clamp也许加速动工历程，升高动工现场的平安性，由于它在定位历程中无需工人在立柱的顶端举行功课。该系统的承载才略大概是14吨。妨碍平安系统保证带领的部件不会在倏地断电的环境下被不测释放。(7)安设及材料管教a.近况幕墙安设职掌囊括窗户、完全立面构件或建造外墙的定位和调换。在当代建造中，非常是在高层建造中，立面元素与承重混凝土或钢机关主体分别，是以也许被以为是一种填充或平台系统。立面安设职掌是一项繁杂的职掌，波及到在难以抵达的场所(比如，没有足手架的高海拔地区)精一定位重型部件或元件。这波及到捣毁的危险(是以需求遍及的平安办法)和毁坏昂贵的元素。别的，预制立面元素的定位和对齐请求精度低的过失衙役。当运用保守的构造办法履行时，这是极为痛苦和耗时的，见图0-24。b.创议运用自20世纪80年月以来，将大型建造打算为反复近似立面元素的大伙机关的趋向日趋延长，这为积极化或机器人系统的进展供给了投资的首要动机。时至昔日，幕墙安设系统始终是研发部门的热点话题，非常是在高层建造越来越遍及的亚洲公司，乃至在室第建造中也是如许。这类系统囊括轻质的挪动机器人，可用于在各个楼层安设立面组件和其余建造元素。c.案例研讨1:元件安设机器人(鹿岛股份有限公司)立面元件的安设对于人类工人来讲是一项沉重而危险的职责。它需求管教极重的面板，并谨慎地安设在切确的场所和场所。普遍需求三到四名工人在建造内部办事，并在建造外部运用起重机将面板搬运到所需的楼层，直到工人完竣安设历程。由Kajima打算的立面元素安设机器人使这个历程更轻易、更低廉。它将建造内部所需的工人数目节减到一到两名，并不再需求起重机来定位建造外部的负载。该机器人打算紧凑，可挪动，运用保守的现场动工电梯也许便利地将其运输到现场和所需的楼层。该机器人由一个可起落机器手的挪动平台和一个可经过绞盘机构拾取、维持和消沉立面面板的末尾安装构成。如许，机器人就也许将元件晋升到所需的场所，并详悉地维持在该场所，直到工人将其不变到位，如图0-25所示。d.案例2:混凝土面板安设机器人(鹿岛株式公司)鹿岛株式公司的立面混凝土面板安设机器人系统以鹿岛株式公司LH系列机器人为根基，配备了特地的末尾履行器，用于相对较小的立面面板的拾取、运送和定位。机器人系统同意单个工人经过手动长途节制系统举行安设历程，如图0-26所示。(8)Fa?ade涂料和油漆，外部整顿运用近况fa?ade的建造油漆是一项具备挑战性的职责，纵使有足手架的帮助，依然很难取得拜候。非常是高层建造的外墙，在动工和职掌期间都很难油漆或从头油漆。依据旧例，工人必然被安插在一个摇曳的舞台上，以便工人在油漆、喷涂、嵌缝、密封条、纯洁等办事时也许笔直挪动;普遍环境下，建造物统统外部饰面如图0-27所示。由于摇曳的舞台将吊挂在外部fa?ade的建造，没有气候掩护的工人，是以，在强风或下雨的前提下，高层建造的外部办事职责变得越发痛苦。b。提议了运用程序外墙涂装机器人的进展是为了简化建造外墙的涂装，非常是高层建造。外墙涂装机器人在维持原料安稳方面有一个特其它上风。它们普遍有多个喷嘴在同步样式下办事。喷嘴普遍也封装或安顿在遮蔽元件内，以避免油漆透露。经过对喷嘴、喷涂速率、喷涂压力的详悉节制，完结延续喷涂原料的节制。喷漆机器人的另一个首要利益是工人不会来往无益的油漆物资。用于绘画的stcr运用不同的政策顺着立面挪动，如吊挂的笼/贡多拉机构、轨道带领机构，以及经过真空或其余粘附手艺沿立面挪动的机构。是以，外墙涂装机器人首要用于高层建造和大型贸易建造的大型外墙涂装。被粉刷的外墙普遍请求为矩形，况且没有或者妨碍机器人职掌的角或外貌机关。别的，窗框的打算以及窗户遮蔽的数目和面积都影响着幕墙涂装机器人的实用性和效率。c.案例研讨一:外墙喷漆机器人(大成公司)大成公司的外墙喷漆机器人(图0-28和图0-29)用于高层建造外墙的积极化喷漆。该系统也许升高效率和确切性，并消沉危险，由于在极度高度不需求人为做事。该系统首要由三个部份构成;可挪动的轨道带领机器人单位(沿立面笔直挪动;速率:降落速率8米/分钟，回升速率16米/分钟)，配备一个水准挪动实践的喘气末尾履行器的机构，一个吊挂机器人单位的车顶单位(该单位还集成了一个节制室和储备喘气/涂层材料的油箱)，以及一个从车顶车箱将油漆运送到机器人单位的油漆供给组件。机器人顺着从前融入建造立面的导轨笔直挪动。机器人的喷漆末尾履行器被安顿在一个特地的隔间内，如许就不会有有余的油漆溢出。末尾履行器的八个转动无气式喷枪详悉高效地喷涂。油漆/涂层的厚度也许详悉地节制和调换。一系列的传感器同意机器人详悉地在立面元素(如窗户)范围做画。一名职掌人员经过位于屋顶单位的节制室对系统举行监视。油漆/涂层材料由露台机组的储罐经过软管供给至主机组。每个笔直部份完竣后，机器人经过屋顶单位(也许顺着屋顶水准挪动)挪动到下一个笔直部份。该机器人也许完结大概平方米/小时的喷涂速率。d.案例研讨2:立面涂装机器人系统(鹿岛股份有限公司)与其余涂装机器人系统不同，该机器人系统不吊挂在建造顶部;而是基于一种沿墙壁水准方位的龙门式疏通机关，如图0-30所示。该机器人系统也许给建造物的大面积表面涂漆。由龙门式定位系统、有罩式喷涂室、安插于喷涂室内的机器手、涂料积存供给系统(安设在大地上，可将涂料/涂装材料泵送至喷涂室)、喷枪末尾履行器等构成。龙门式定位系统同意实践的喷涂系统(安设在有盖的喷涂室中)以相对较高的速率挪动到全部立面上。龙门式定位系统囊括一个笔直帆樯(安设在姑且安设的轨道之间，这些轨道不变在屋顶和建造物大地上的挪动机器人车箱之间)。帆樯也许由轨道带领，矫健马车顺着墙水准挪动。沿帆樯，画室可笔直挪动。在喷涂室内，喷涂枪末尾履行器由基于轨道系统的职掌系统举行z向、x向和y向的先后、左右和高低疏通。一旦经过龙门式定位系统定位，该系统也许遮蔽41米的办事地区。当一个办事地区被统统管教时，系统被龙门式定位系统从头定位。办事历程老是从墙体顶部发端，从头定位喷涂室，直到完竣一个笔直的墙体/面段。接着，下一个笔直(4米宽)墙体段被管教。传感器系统也许探测到墙壁上的不规矩环境，进而同意该系统在含有窗户或其余打算特点的墙壁上做画。该系统也许举行涂层/喷漆，管教率高达平方米/小时，非常纹理喷涂，管教率高达平方米/小时。(9)外骨骼a.近况人为管教重负荷是建造行业的罕见做法。但是，由于许高发财国度的生齿机关变动，越来越少的年青工人情愿从事沉重的膂力办事。别的，搬运重物或者会造成人身捣毁，乃至致命不测。受影响的建造工人请求补偿，或者会致使公司倒闭或倒闭。外骨骼(exoskeleton)、可穿着机器人(wearablerobots)以及其余帮助、合营的机器人和设备，经过人类与机器人系统或设备的直接合营，将人类的矫健性和智能与机器和机器人的力气、速率、精度和耐力相连系。这类办法一方面也许逃避与其余表率机器人关联的很多挑战(比如，不需求统统积极化或繁杂的疏通或导航政策，是以一定比类人机器人更轻易开拓和完结)，另一方面在所需的生物传感器、人类机器人交互和节制算法方面带来了新的挑战。包罗整单方体的满身外骨骼是最雄壮也是最繁杂的可穿着机器人样式。非常是为了制造或建造的宗旨，这类外骨骼或者配备额外的管教安装或袖珍起重机。c.案例1:管教重钢元素的外骨骼(大宇造船海洋工程[DSME])DSME的外骨骼由碳、铝、钢制成，重达28千克，具备统统自我撑持的成效，也便是说，穿上办事服的工人也许挣脱外骨骼自身的分量。它由液压和电动激活器启动，使外骨骼的起重才略抵达30千克(这高出了人类工人必然管教的范畴)。别的，外骨骼也许配备各类特定职责的附加框架，将外骨骼变为用于材料管教的微型起重机，见图0-31。在外骨骼的背面安设了一个电池组，同意多达3小时的职掌时光。该公司的指标是升高外骨骼的才略，使其在将来也许担负高出千克的负载。该外骨骼纵使是在造船范畴开拓的，但很有或者在大宇建立(EC)等其余部门运用。在占有多个资产部门的日本和韩国，造船部门开拓的焊接机器人后来被迁徙到建立部门，这是很罕见的局势。d.案例研讨2:FortisExoskeleton(洛克希德·马丁公司)Fortis是一种相对简略、无动力(不含积极机电)、轻量级的外骨骼。其思绪是，重型手持动工设备或末尾履行器(如焊接用具、喷砂器和磨具)也许不变在从外骨骼蔓延出的附加机器臂上，见图0-32。这类机器臂也许便利地将这些设备或末尾履行器不变在特定场所，并经过外骨骼将它们的负载迁徙到大地上。别的，外骨骼后头的一个设备同意增加均衡分量，这使得均衡不变在蔓延臂上的用具的分量成为或者。是以，工人们也许更久地容忍某些姿态而不认为疲顿，况且普遍难堪的姿态也变得相符人体工程学。洛克希德·马丁公司以为，FORTIS外骨骼是一种过渡安装，也许向具备积极马达的更先进外骨骼过渡。纵使该设备尚未上市，但这类外骨骼(由于它不包罗积极马达或传感器)很或者会以远低于墟市上其余外骨骼的价钱上市。附录2:场景2潜在手艺的预判别(1)现场移开工场a.创议运用现场移开工场也许迅速安排到动工现场，一旦动工项目完竣，移开工场将由卡车运输到下一个动工现场。现场工场可用于临盆预制混凝土构件，如预制楼梯、地板和墙体构件。挪动式现场工场的利益囊括:建造构件的临盆间隔建造现场较近，临盆立即，对空间的请求有限，初始投资成本低，矫健性高，拆装成本低，工艺简略，职掌简略，牢靠性高。b.案例研讨1:MBM挪动电池模具WeckenmannAnlagentechnik公司开拓的这一新产物也许在建造工地左近临盆平面预制混凝土部件。21世纪的挑战囊括寰球生齿的迅速延长和日趋都市化。这就请求以更快的速率建造越来越多的大型室第小区。用于建立新室第区或全部都市的大型建造工地是姑且性的，普遍不同意在工地左近设立向例的不变预制混凝土工场。中央预制工场的运送线路每每很长，是以太不经济。别的，运送线路长，危险更大，货色或者毁坏或交通题目或者致使交货耽搁。一些国度也没有需求的根基设备和运送才略。不变的混凝土工场还需求洪量的投资，况且每每由于缺少资本而没法完结。对于来自Weckenmann的开拓者来讲，这些需求造成了挪动电池模具创设和开拓的根基，如图0-33所示。这类挪动电池模具的运用同意以现场工场的样式笔直临盆平面预制混凝土部件。成组立模做为预制混凝土构件临盆中的不变样式有如下首要利益:?简略易用的制造工艺，?墙壁和楼板的混凝土表面有一个两面滑润的制品表面，?紧凑的打算，进而更高的产量和较小的占大地积请求，?通太高效的压实安装，对混凝土的质质变动不敏锐，?动力高效，经过最好运用水化热固化历程和才略加热模具。成组立模根基由:?中央部份不变，?两个电动马达启动的运动外部模具?几个(普遍为18个单位)挪动的中央样式?笔直侧面模具和水准底部模具取决于元件的厚度?用于混凝土压实的电动振荡器集成在模架中，并由变频器启动，完结无级变速调换?加热线圈，也安顿在模具内，以迅速固化混凝土?一个液压动力单位和两个液压缸的合上模具该手艺计划联想将成组立模以半挂车的样式创设在非常车辆上，这类车辆也许用准则的牵引车挪动。专用车辆用于运送极重的中、外模具。这些焦点元件的电池模具和其余工场部件，如节制，加热和液压单位是不变安设在非常车辆。额外的办事平台以及中央部件和其余袖珍设备部件将用向例车辆从一个处所运到另一个处所。除了挪动模具外，还需求一个符合的起重安装。这个起重安装需求安设模具，但它也必然担负统统需求的负载挪动在运转的临盆历程中。这些职责既也许由龙门吊来完竣，也也许由保守的转动塔吊或挪动式起重机来完竣。龙门吊需求一条车道，它也许基于条形根基或可挪动的根基梁。在非常车辆上有一个油或气职掌的加热安装，若是需求，可为电池模具供给开水。吊车路上的挪动帐篷也许掩护电池模具免受极度气候前提(雨或热)的影响。安设和拆卸大概需求5名及格的办事人员，时光不长，详细视现场环境而定，如图0-34所示。(2)笔直运送系统a.拟议运用本文描写的运送系统表率普遍是基于帆樯的，普遍位于建造物的fa?ade外部，供给从储备空间到办事楼层的笔直物料运送。普遍来讲，笔直运送系统将与晋升机和其余物流系统一同运用。笔直运送也许加重现有塔吊的办事负荷，使塔吊齐集精神管教其余动工职责。b.案例研讨1:积极化动工起落机(大林公司)这类积极化的笔直物流收拾计划也许在动工现场做为一个独自的系统运用，也也许与其余STCRs(如机器人叉车、积极导向车辆(agv)等)连系运用，在现场造成一个更大的物料供给收拾计划，如图0-35所示。大林公司还在其积极化/机器人现场工场中运用了该系统。该系统由两个帆樯构成，同意起落后勤舱。导向帆樯不变在大地上，也不变在建造物的必然高度上。该系统同意供给大、小材料(如柱、梁)和建造设备(囊括其余stcr)。物流仓是将从仓储区或经过叉车、起重机或人为搬运的物料承载在大地上。随后，物流舱将组件晋升到所需的楼层，在那处也许卸货。若是需求，两个或多个系统也许并行职掌，以保证不接续的物料供给。c.案例研讨2:积极笔直送料起落机(KajimaCorporation)为了在动工现场安顿货色的笔直运送，不需求塔吊，开拓了积极笔直送料起落机系统，如图0-36所示。它的摆设是为了供给建造材料、用具和其余元素的延续起伏。该系统由一组安设在建造外部的轨道构成，物流单位在其赶上行笔直职掌。物流单位同意人们从上头取准则化的集装箱和隔间(放在它底下或直接从货运卡车或叉车上)。尔后，它将这些容器送到需求材料的地板上，并经过一个悬臂式、可伸缩的迁徙机构迁徙到地板上的委托模板上。该系统可用于革新和建造拆卸/解构项目。(3)楼板、梁、柱定位搬运系统a.拟议运用这类定位系统普遍被用做天际工场的归纳系统。该系统是相对简略的机器人末尾履行器，只同意妨碍平安运送和长途节制的组件释放到更繁杂的系统，同意地板元件、柱或梁的大略定位，到高度繁杂的多解放度末尾履行器，同意组件的精一定位和定向。这边的特点系统也许做为向例起重机的末尾履行器，或做为将要创设的建造物顶部的门式起重机的成效。最优的系统该当也许造成一个继续的办事过程，可采取的，联合的，节减停机时光在每个办事站和需求的铺张，节俭投资，节减花费，升高工程原料和加速全部建立历程。b.案例研讨1:BigCanopy机器人末尾履行器(大林公司)这款机器人末尾履行器(见图0-37和图0-38)是由大林公司为其积极化/机器人现场工场BigCanopy开拓的，在观念和嵌入式手艺上近似于Auto-Claw和Auto-Clamp。与Auto-Claw和Auto-Clamp比拟，这个机器人末尾履行器是特地为管教各类表率的预制混凝土构件而打算的。与前方提到的其余系统近似，该系统由机器人末尾器构成，也许在准则和非机器人起重机的大顶棚内运用，进而为它们的功用增加一些根基的机器人成效。该系统同意起重机职掌员拾取、定位、定位和释放混凝土构件。c.案例二:机器手起重机末尾履行器MightyJack(净水公司)机器手起重机末尾履行器MightyJack(净水公司)是一种用于安插中型钢梁的钢梁定位机器手，如图0-39所示。它的尺寸为L6..80米，W1.00米，H1.40米，分量1千克，吊挂载荷千克。该末尾履行器也许安设在保守的和先进的积极化起重机、晋升机构或顶置机器手(OMs)上，进而升高组装历程的周期时光安乐安性。末尾履行器(由液压激活器激活)在其末尾包罗两个夹具，使其也许不变在两柱之间，一个晋升机构来管教(囊括晋升和消沉)安插的钢梁，以及一个伸缩机构，使其也许调换到柱之间的各类间隔。系统被晋升到符合的场所(曾经撑持着要安插的梁)，比如，由塔吊。末尾履行器末尾的两个夹具同意系统延续到曾经创设的钢机关段的柱上，运用它们做为梁定位的参考框架，并调换其场所。随后，钢梁由末尾履行器以一种节制的方法消沉到两柱之间的憧憬场所，梁组件一旦请求积极释放。钢梁经过保守的人为办法不变在范围的钢机关上。该节制办法是不变顺次节制和无线遥职掌相连系的节制办法。(4)Fa?ade元件安设a近况。玻璃幕墙fa?ade元素(琉璃幕墙)被遍及用于很多建造的饰面材料，以保证工程建造外貌的美妙。玻璃幕墙的趋向是越来越大，越来越重，手工安设这些元素的难度越来越大。普遍环境下，在建造物表里安设极重的fa?ade材料的历程中，材料的搬运首要经过起重机或滑轮来完竣，而组装和安设则首要由建造工人手工完竣，如图0-40所示。该观念将展现stcr组、笔直运送系统和集成储备、物流系统之间的联合。该计划将节减人办事业，升高现场平安，升高临盆率，不需求足手架或运用保守起重机。该文件将描写两个系统，囊括藤田公司开拓的幕墙构件安设穿越系统和Brunkeberg系统(BrunkebergsystemsAB.c)开拓的Brunkeberg系统。案例研讨1:幕墙构件安设穿越系统(藤田公司)藤田公司的穿越系统用于大型外墙构件的轻便安设，如幕墙板。该系统囊括一个萦绕建造周边的办事台(末尾履行器)，用于晋升办事台的笔直导轨，以及供给晋升办事台才略的机电启动链块，如图0-41所示。有了这个系统，全部楼层的洪量办事普遍必然在不便利和危险的办事前提下完竣，况且还不需求足手架和起重机。该系统配备了激光间隔传感器，每秒5次丈量靠近阶段的间隔，以避免碰撞，并保证晋升立面段与上述段的平安定位和延续。d.案例研讨2:BrunkebergSystem(BrunkebergSystemsAB)BrunkebergSystem对fa?ade面板的物流和安设完结了部份积极化，如图0-42和图0-43所示。系统的关键部份是附在建造主体机关上用于不变外立面板的型材、外立面板以及后勤和安设机构。附在主楼上的外貌被打算为同意积极笔直委托立面面板的机构带领。但是，面板自身也包罗经过物流和安设机制便利其管教的成效。面板由卡车运输到现场的物流场，物流系统在那处索取它们，并将它们送到缓冲储备区。从那处，面板经过水准运送系统(HDS)散布在轨道上，到fa?ade的部份，在那处它们必然安设。在建造主体机关的外貌带领下，笔直运送系统(VDS)将面板从HDS上取下，并笔直运送到安设地区，在办事人员的帮助下，面板安设完竣。布伦克伯格取得了德国林德纳团体(LindnerGroup)等至公司的帮助，旨在加速物流和节减人力投入。(5)暖通空调系统的预制a.近况在繁忙的建造工地组装建造设备是非常具备挑战性的。很多承包商如电工、管道工和安设工程师必然并肩办事，以保证项目依时委托。由于糟了的治理和生意之间的过错疏导，这普遍很难完结。暖通空调设备普遍由单个供给商供给，这致使推迟的危险，更高的物流成本。一旦设备抵达现场，在等候或安设历程中就见面对不测毁坏的危险。别的，能力缺少和生齿机关变动也对现场组装建造效劳提议了越来越大的挑战。b.拟议运用建造效劳模块的非现场制造代表了将效劳委托和安设到动工现场的最低危险办法。同时制造建造组件和现场办事的才略，同意项目团队矫健和时光来哄骗立即委托。预制件在暖通空调系统中有很多利益，如临盆精度高、节减能耗、现场物流、节减安设时光等。但是，预制暖通空调系统的最大利益是改良计划和统统关联方之间的联合。c.案例研讨1:新奥尔良大学医学中央项目一个遍及的预制政策旨在维持新奥尔良10亿美元的大学医学中央项宗旨指标，以餍足项目使人生畏的范畴和激进的建立进度。为了维持进度，项目现场近40%的机器系统都是在8英尺(3.44米)宽、20英尺(6米)长的支架上预制的。1机架包罗每层的暖通管道、水电气、管路、电缆及关联机器设备，如图0-44所示。这家建造公司在现场建造了一家制造车间，并保证在城镇的另一边有一个栈房。在昌盛时间，这家非现场的工场驰名工人，摆设在三条安装线上，同时临盆多达90个货架。Austin示意，该车间有框架工、水监工、监工、电工、绝缘子、焊工暖和通空调大师，在制外型处境中并肩办事，如图0-45所示。由于洪量运用预制，大大增加了现场组装时光，升高了平安性，并维持了项宗旨进度。伦敦的Leadenhall大楼，47层，米高，是伦敦城最高的办公大楼，也是英国最高的安装式建造之一。在北爱尔兰恩尼斯基伦的受控工场处境中，建造效劳钢台面%预制。它做为建造的机关焦点。由于机关焦点位于建造的北侧，是以项目团队称其为北焦点。北焦点在机关上被从头摆设为每层三个表格元素。在油漆干了此后，这张预制钢桌将被运到英国的伍尔弗汉普顿。在那处，钢台面安设了统统的机器、电气、管道暖和通空调系统，结尾在顶部用预制混凝土板紧闭。若是该职责在保守庄园中举行，则不行能在项目完成时完竣，如图0-46和图0-47所示。附录3:场景3(1)天际工场潜在手艺的预判别a.创议运用归纳积极化建造工地也许凭借不同的特点或特点举行分类，如整体办事方位、物流政策、攀升机制或工地工场的摆设。还也许凭借制造视图(布局视图、产物变动视图、面向定单视图或面向场所视图)来描写它们。工场的整体办事方位以及工场的场所和办事过程定位以及大遍及办事运动的场所在建造物的制造中起偏紧要的影响，并决意了物流计策和工场摆设。由于建造物是繁杂的大型产物，需求在不变的终究处所举行总装，是以建造物的朝向以及现场的场所和办事方位决意了普遍的布局摆设，进而决意了物流政策、攀登系统(CS)和工场摆设。b.案例研讨:BigCanopy(日本大林公司)BigCanopy由大林公司于年打算，是第一个运用于预制混凝土机关动工的积极化动工系统，如图0-48所示。大天篷自身由四根自力于建造物的帆樯撑持。经过将机关安插在建造外貌，它比从前的其余系统具备更大的矫健性。一旦地板创设起来，顶棚就会一次顶起一层，况且在顶棚和现场工场地板之间老是留住两层的空间。并联送料系统由高架起重机和送料起落机构成。工人们在车间运用支配杆节制安装职掌排挤起重机。这类办法比运用统统积极化的配送系统更具成本效力。大雨棚系统是第一个积极化动工系统，升高了大伙临盆力，并已运用于多个项目。该系统大大节减了人为和材料的运用。别的，它还展现了积极化建造系统的潜力;它们也许随建造的形态和打算矫健地改革。纵使运用积极化动工系统依然不被以为具备成本效力，但当它被屡屡使历时，它曾经显示出了其潜力。建造积极化有才略改革建造行业的每一个角度。它还或者造成很多新的贸易机缘，并需求新一代建立无产阶层。(2)大地现场工场a.拟运用这类系统的特点是安设一个不变的、基于大地的现场工场，用于安设水准方位的建造，这些建造水准长和/或宽，同时相对平展。b.案例研讨:SystemSkanska瑞典建造团体Skanska开拓了该系统，用于水准方位建造(比如，公有公寓)的积极化建立，这是欧洲首要的建造表率，见图0-49和图0-50。该系统哄骗不变GF，使轨道制导和大地机器人在机关化处境中职掌。动工越发水准，建造由预制混凝土墙板而不是柱和梁建造。其演变顺次也许描写为:1)GF和大地机器人/HDS安设，2)大地组装，3)组装后的地板推起，4)历程反复2)3)平行内饰。末尾履行器的范畴囊括:陆基HDS(轨道导向安装机器人)也许配备各类末尾履行器，用于拾取混凝土构件。由于混凝土构件的高度准则化，到现在为止只要要一个末尾履行器。但是，若是需求更大的品种，也许开拓额外的可相易的末尾履行器。(3)集成积极化现场安装系统a.案例研讨:通用动工系统(慕尼黑产业大学[TUM])来自慕尼黑产业大学的M.Sc.W.Pan在年的硕士论文中提议了UCS观念，见图0-51。从系统上看，UCS可分为四类:机关类、构件类、临盆类和建造类。普遍来讲，机关系统囊括一系列彼此延续的梁和柱，并供给一个矫健的箱形撑持系统。构件系统囊括墙壁元素、地板元素、室内安装以及建造效劳。每个部份均也许很轻易地组装或拆卸，使建造系统也许按期进级。临盆系统波及统统ucs创设元素的非现场制造。咱们还将思考针对不同现场场景的现场工场观念。动工系统囊括统统现场手艺、治理和职掌统统现场组装运动。为了升高大伙施功效率，做家介入了一系列动工设备和单职责动工机器人。打算UCS建造机器人的一种办法是哄骗现有的机器人和机床，而不是从新发端开拓一个系统。大遍及当代建造设备都有或者被长途节制，或者经过简略的软件或硬件革新完结统统积极化的职掌成效。该办法响应了该观念所带来的经济影响。这将节俭洪量的早期研讨开拓花费，并鞭策建造企业介入建造机器人的开拓。预览时标签不行点收录于合集#个