文档介绍：工业机械臂生产研究与应用
【摘要】根据国家“十三五”重点研发计划项目课题中立项的一系列关于装配式建筑工业化生产的课题，引导建筑行业工业化发展。中建科技有限公司深圳分公司科创中心基于六轴机械臂的精准、高效、稳定等特点，研发制造一套解决柔性钢筋绑扎问题，生产三维立体结构钢筋网笼构件的自动化、智能化生产线。实现从BIM模型建立到钢筋预制构件生产的自动化、智能化的生产流程；实现装配式建筑行业数字化、信息化、自动化的生产模式。
【关键词】机械臂；柔性钢筋绑扎；数字化模型；装配式建筑；预制构件
1引言
党的十九大提出加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。近年来，随着人口红利的消失，中国的建筑业面临着巨大的人工成本压力，以及高危、生产效率低等一系列难题。为适应时代要求，改变建筑行业“危、繁、脏、重”的建造环境成了突破点。近年来，全国建筑行业均加大研发投入，组建专业的研发团队，加快研究智能建造机器人在装配式建筑各环节的应用方向与前景，精确定位智能建造机器人在装配式建筑各个阶段的应用与经济价值，大力促进建筑行业的信息化程度，、推动中国建筑绿色发展，助力我国低碳经济发展和生态文明建设。通过对装配式建筑PC构件生产的全流程分析，选取难度较高、结构较复杂的三维立体钢筋网笼结构生产进行开发研究。
2工厂智能化生产的重要性
建筑工业化是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式，数字孪生建筑及机器人建造带动装配式建造产业智慧化转型，逐步实现智慧建造、智慧建筑。其中，提高机械化水平，发展建筑结构配件、制品的生产设备是建筑工业化当中的一个重要内容。以机器人智能建造为导向，实现人与机械的协同工作，从而提高操作人员专业水平，拉动产业工人结构分配，打破固有建造模式。目前，在建筑行业中，PC预置构件复杂钢筋网笼的生产绝大部分为人工作业，人工作业存在成品精度不高、制作效率低、人工成本高等问题。而在制造行业中，工业机器人被广泛应用，工业机器人的应用优势主要体现在“自动化”“安全化”以及“高效率”3方面。就自动化而言，与传统的人工生产相比，工业机器人可在计算机的控制下自动执行相应的动作，实现自动化生产【1】。从安全的角度分析，工业机器人的设计更加精密，且具有完善的故障预警机制。将其应用到制造过程中，将能够有效降低故障率，预防人员伤亡。从制造效率方面分析，与手工操作相比，工业机器人的动作频率更高，生产效率更高【2】。作为装配式工程技术与制造技术研发方向中工厂智能化生产研究方向，将工业机器人应用到PC预置构件钢筋网笼的生产过程中，已成为一种必然趋势。
3基于工业机械臂的三维立体钢筋网笼生产运用
通过对PC预置构件生产流程进行研究，在制作PC构件的流程中引进工业机械臂，开发配套机械臂自动化设备，将钢筋网笼生产的各个流程一体化、自动化，最终实现钢筋网笼生产的自动化。以减少预制构件生产中的人工成本，提高预制构件的生产效率。通过调研、研究、研发、仿真、强度分析计算、测试及装配调试等阶段，整体设备可分为4个阶段：钢筋标准化、自动化加工生产；钢筋自动化分拣码放并传送；柔性钢筋标准化、自动化、智能化摆放绑扎；钢筋网笼成品下料传送下一工位。