装配式建筑网片自动焊接机器人

装配式建筑网片自动焊接机器人

张海龙

山西科硕自动化设备有限公司

一.概述

网片是装配式建筑众多构件中的一种。简单来说，网片自动焊接机器人就是用机器代替人工进行焊接作业。将网片的产品信息输入到预设程序内，再根据网片规格将钢筋摆放在横筋和纵筋上料位置，机器人启动后会将钢筋带到焊接机内进行焊接，同时焊接电极受伺服控制，可以根据网片规格自动调整焊接位置，当焊接完成后下料手爪将成品网片运送至下料区。以此实现全自动网片焊接功能。

产品采用电阻焊接技术针对装配式建筑实现对钢筋网片的自动化定制化焊接功能。通过内部程序和丰富的柔性化的硬件接口可以满足客户不同规格的产品需求。机器人的稳定性可以保证产品焊接质量的一致性，全面提升生产线上的产品品质，增加设备产能以及节省人力成本和管理成本。

1.研制背景

近年来，各发达国家纷纷制定符合本国工业发展的复兴计划以加强本国制造业的竞争力。美国再工业化和工业互联网战略、德国工业4.0战略、日本机器人新战略、欧洲火花计划、韩国机器人强国战略、新工业法国、中国制造2025战略，全部将发展重点瞄向机器人。机器人将对全球科技创新和产业格局带来重大的影响。

2016年是“十三五”开局之年，我国政府提出《中国制造2025》发展规划，积极抢占未来科技和产业竞争制高点，从国家战略高度确定了我国未来十年的发展方向和我国装备制造业转型升级的必由之路。2016年9月14日国务院召开国务院常务会议，提出要大力发展装配式建筑推动产业结构调整升级；2016年9月27日国务院出台《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，对大力发展装配式建筑和钢结构重点区域、未来装配式建筑占比新建筑目标、重点发展城市进行了明确。这些举措无疑将有力推动我国工业自动化和装备制造业水平进一步提升。

建筑行业近年来正处在一个“被迫改革”的阶段，建筑行业已经不像前些年房地产疯狂时代那样暴利了。行业的变化以及人们对建筑品质要求的提高淘汰了一些管理不良、经营不善、资金薄弱的一些建筑企业，还在市场中活跃的单位之间的竞争也愈来愈激烈。目前，在市场上的建筑项目虽然不少，但利润稀薄、垫资巨大、人工费剧增等问题，造成很多企业不堪重负，以至于目前建筑市场的生存空间越来越狭小！

随着我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫，对工业机器人的需求呈现大幅增长。而客户要求的越来越高以及人力成本的不断上升导致行业内对自动化设备的需求也不断增多，同时，自动化设备亦有助于企业全面提升生产线上的产品品质，增加设备产能以及节省人力成本和管理成本。

2. 国内外相关产品发展现状

目前世界范围内，各国的装配式建筑技术仍是闭锁体系，现有的生产重点为标准化构件并配合标准设计、快速施工。但闭锁体系的缺点是结构形式有限、设计缺乏灵活性，也没有推广模数化。世界未来装配式建筑的技术发展趋势是从封闭体系向开放体系转变发展。开放体系发展趋势可致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数；这样易于统一又富于变化，方便了生产和施工，也给设计者与建造者带来更多更大的装配性自由。”

在国外，装配式建筑发展比较早。二战结束后，预制混凝土结构首先在西欧发展起来，然后推广到美国、加拿大、日本等国。在美国的发展较为领先，从20 世纪初就开始研究装配式建筑，并成立了美国预制预应力混凝土协会(Precast/Prestressed Concrete Institute，PCI)，长期研究和推广装配式建筑。到20世纪末期，预制混凝土结构已经广泛应用于工业与民用建筑、桥梁道路、水工建筑、大型容器等，在工程结构领域发挥着不可替代的作用。 

而在中国，装配式建筑起步较晚，装配式建筑规划自2015年以来密集出台,2015年末发布《工业化建筑评价标准》，决定2016年全国全面推广装配式建筑,并取得突破性进展；2015年11月14日住建部出台《建筑产业现代化发展纲要》计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例20%以上，到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上；2016年2月22日国务院出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》要求要因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑，力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%；2016年3月5日政府工作报告提出要大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量；2016年7月5日住建部出台《住房城乡建设部2016年科学技术项目计划装配式建筑科技示范项目名单》并公布了2016年科学技术项目建设装配式建筑科技示范项目名单；2016年9月14日国务院召开国务院常务会议，提出要大力发展装配式建筑推动产业结构调整升级；2016年9月27日国务院出台《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，对大力发展装配式建筑和钢结构重点区域、未来装配式建筑占比新建筑目标、重点发展城市进行了明确。

对于山西省来说，山西省住房和城乡建设厅发布《山西省住房和城乡建设事业“十三五”规划》，指出要健全符合省情的城镇住房保障体系，发展建筑业，提升建筑节能水平，使绿色建筑推广比例50%，绿色建材推广比例40%与全国规划水平保持一致。大力发展钢结构装配式绿色建筑集成产业,积极推动山西产业结构调整和企业转型升级，提升山西省工业化绿色建筑和住宅产业现代化及钢结构装配式建筑的技术水平。

3.行业情况：

当前，随着我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫，对工业机器人的需求呈现大幅增长。而对于磁材行业尤其如此，客户要求的越来越高以及人力成本的不断上升导致行业内对自动化设备的需求也不断增多，同时，自动化设备亦有助于企业全面提速生产线上的产品品质，降低客退件数，增加设备产能以及节省人力成本和管理成本。

试运行情况.

二、本产品试运行后全部达到预设标准：

1. 实现精准走位，重复定位精度可达0.01mm。

2. 电极压力可达1吨，确保在焊接过程中不会有虚焊等不良现象发生。

3. 横筋和纵筋摆放的定位精度可达0.05mm。

4. 可以实现多种规格网片的通用化生产，包括有窗钢网和有门钢网的焊接。

三、应用前景

2016年9月27日，国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式钢结构等装配式建筑，正标志着装配式建筑正式上升到国家战略层面。目前我国31个省市、自治区都已经制定了装配式建筑发展规划，其中北京、天津、浙江等地提出，到2020年实现装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%以上，高于全国目标；而海南省提出在2020年装配式建筑占比达到50%。 《山西省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》指出：到2020年底，全省11个设区城市装配式建筑占新建建筑面积比例达到15%，其中太原市、大同市力争达到25%以上；到2025年底，装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%以上。由此可见装配式建筑在我国未来将会迎来巨大发展，市场前景非常可观。

结束语

随着社会的不断发展，客户对于各厂商的产品要求也在不断提高，人力成本也在不断增加，同时全社会对装配式建筑产品的需求越来越大，因此对于自动化设备的需求也在不断增加。

当前，我国多数装配式建筑构件制造企业仍处于半自动化及人工阶段，针对智能制造行业应用需求提供系统解决方案的业务尚处于发展初期，能够在行业内形成可推广可复制的成熟解决方案不多，业务规模有限。随着智能制造的推进，系统解决方案的市场规模将加速增长，经过市场验证的解决方案成熟度将进一步提升，届时智能制造系统解决方案与传统自动化系统解决方案的边界将更加明显。公司将在这个机遇与挑战下，找到新的业务增长契机。科硕将瞄准智能制造这个机遇，将以自动化焊接系列产品与自动化整体方案构架协同精益制造进行整体智造方案的输出。

作者简介：张海龙（1981年11月），男，汉族，吉林省长春市，本科  单位：山西科硕自动化设备有限公司，研究方向：机器视觉检测