庫卡機器人成為建筑小能手

在德國斯圖加特大學的一個項目中，兩臺庫卡機器人實現(xiàn)了精準高效地粘接和銑削木板，該項目證明了工業(yè)機器人可應用于建材行業(yè)，特別是對于設(shè)計獨特、各部件高度差異化的木結(jié)構(gòu)建筑，應用機器人的優(yōu)勢尤為突出。但此前，建材行業(yè)很少依賴于自動化過程。

德國聯(lián)邦園藝博覽會的木制展館（位于海爾布?。?/span>

德國斯圖加特大學計算機設(shè)計與建筑學院（以下簡稱 ICD）成立于 2008 年，一直致力于計算機輔助設(shè)計和建筑工藝的開發(fā)，在木結(jié)構(gòu)建筑中應用機器人制造是該學院的研究重點之一。ICD 曾為 2019 年舉辦的德國聯(lián)邦園藝博覽會開發(fā)了一座采用輕質(zhì)木結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新型展館，其建造只能在機器人的幫助下實現(xiàn)。出于可靠性考慮，設(shè)備制造商 BEC GmbH 選擇采用庫卡機器人：工程中使用了一臺雙軸定位器和兩臺庫卡機器人，設(shè)備最終成功實現(xiàn)了精準高效地粘接和銑削木板。

細致且高效：機器人粘接木板

結(jié)構(gòu)靈感源自大自然：由機器人完成木板粘接

“仿生研究領(lǐng)域是我們的工作重點之一”，ICD 負責人 Achim Menges 教授解釋道。園藝博覽會的這座展館模仿了海膽的外殼，海膽外殼由單獨生長的骨板構(gòu)成。因此，組成木制展館的 376 塊元件都是特殊的單件。這些元件包括由層壓板構(gòu)成的木板和木梁，由機器人粘合在一起。內(nèi)部的五角、六角或七角鑲板 16 厘米厚，是空心的。建成后的展館橫跨 30 米，其內(nèi)部沒有任何支撐物?！斑@種輕量化結(jié)構(gòu)至今在全球范圍內(nèi)都是屈指可數(shù)的。如果沒有采用機器人制造技術(shù)，制造如此高度差異化的部件是一件很難完成的任務。” ICD 的研究助理和博士生 Hans Jakob Wagner 說道。

單獨制造：木制展館由376塊單件拼接而成

機器人制造工作由兩臺庫卡機器人承擔，376 塊木制單件的生產(chǎn)過程實現(xiàn)全面自動化，庫卡機器人對木鑲板進行精準的角部輪廓銑削和榫卯連接，完成后的木鑲板均由機器人放入倉庫中。

機器人粘接木板，銑削木梁并用釘子固定

精度和效率：機器人制造在建筑行業(yè)中的優(yōu)勢

“機器人能夠精準高效地粘合木板，這一點非常重要，因為粘合劑僅在有限的時間內(nèi)是液體?！?BEC GmbH 總經(jīng)理 Matthias Buck 解釋道。此外，在作業(yè)中還必須遵守數(shù)量和均勻性等特殊條件，同時考慮到單個元件的重量（鑲板的重量高達 200 公斤），機器人可以輕松完成工作。另一個優(yōu)點是在銑削作業(yè)中，機器人制造的尺寸公差小于 0.3 毫米。就庫卡機器人的適應性，也獲得了Matthias Buck 的高度贊揚：“我們甚至可以在制造過程中改變各個元件的設(shè)計圖?！?這為建筑業(yè)和木材建筑領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新的可能性，盡管構(gòu)件數(shù)量不斷增加，機器人系統(tǒng)仍能提供合理的解決方案。

“構(gòu)件的制造不但工藝復雜，而且成本也很高。如果沒有基于機器人的解決方案，項目難以實現(xiàn)?！?計算機設(shè)計與建筑學院（ICD）的研究助理和博士生 Hans Jakob Wagner 說道。