Robots de acabado de interiores: cómo las tecnologías robóticas transforman la construcción

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El acabado interior es un proceso esencial en un edificio una vez construido. Las operaciones de acabado interior como pintura, enlucido, alicatado, cableado, fontanería; y calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), por lo general requieren mucho tiempo y esfuerzo debido a las mayores demandas de precisión, la falta de mano de obra calificada suficiente y la naturaleza repetitiva, agotadora y peligrosa del proceso, especialmente en edificios grandes y altos.

Por lo tanto, existe una gran necesidad de robots móviles para automatizar los trabajos de acabado de interiores para satisfacer los criterios de simplicidad, bajo peso, bajo costo y eficiencia. Los robots tradicionales utilizados en varias industrias, incluidas la fabricación y la automoción, no son adecuados para las obras de construcción, ya que deben transportar equipos voluminosos y pesados ​​y navegar por los espacios funcionales junto con la fuerza de trabajo.

Un sistema robótico fiable para el acabado de interiores debe cumplir varios requisitos. Primero, el sistema robótico debe ser móvil para cubrir un entorno grande y alcanzar elevaciones altas de hasta tres pisos (9-10) metros. En segundo lugar, el robot debe poder adaptarse a varias posiciones desplegadas y las formas de diferentes superficies y esquinas arquitectónicas. Debe tener una mayor capacidad de carga, estabilidad y seguridad, necesarias para soportar pesos y equipos pesados ​​y alcanzar grandes elevaciones. También debe adaptarse a las condiciones ambientales y la variación de luz en los sitios de construcción, como alta temperatura, humedad y polvo.

Para automatizar cuatro tareas de acabado de interiores, a saber, pintura, enyesado, embaldosado y mampostería, Warszawsky y Kahane desarrollaron un robot «TAMIR» (Robot de interior polivalente autónomo Technion) con 6 grados de libertad (DOF) con un alcance medio de 1,7 m y un efector final. carga útil de 30 kg. Montada en un robot móvil de 3 ruedas, que proporciona otros 3 DOF, la plataforma se mueve entre las estaciones de trabajo y despliega cuatro patas estabilizadoras. El brazo robótico es el modelo S-700 fabricado por General Motors, de 500 Kg de peso.

Los robots de acabado de interiores son tipos especiales de robots diseñados para realizar varias tareas de acabado de interiores. Se clasifican según la naturaleza de las tareas que realizan. Algunos de los más populares son los siguientes:

1. Robot de pintura

Hay una gran demanda de pintores tanto en países desarrollados como en desarrollo. La pintura manual de techos es peligrosa, físicamente exhaustiva, repetitiva y requiere mucho tiempo. Hoy en día, podemos encontrar muchos robots de pintura en el marcador de esta categoría, y el RoboPainter es uno de ellos.

RoboPainter es capaz de pintar paredes y techos a gran escala además de dibujos decorativos de paredes. Tiene 8 grados de libertad (DOF) y consta de un brazo de pintura en aerosol de 6DOF montado en una base móvil de 2DOF accionada diferencialmente. El brazo de pintura lleva una pistola de pintura en aerosol en su punta, y varias pistolas de pintura disponibles comercialmente se pueden conectar a la punta del brazo. RoboPainter tiene sus juntas accionadas por motores de engranajes de CC de Maxon, equipados con codificadores de posición y controlados por par mediante servocontroladores ESCON.

Pictobot de Transforma es otro ejemplo de un robot móvil inteligente que escanea, planifica y pinta el interior de los edificios de forma autónoma. Puede funcionar de manera eficiente y segura cerca de compañeros de trabajo humanos que realizan la tarea repetitiva y problemática de pintar. Libera a los trabajadores de las arduas tareas, eliminando la necesidad de trabajar cerca de partículas de aerosol peligrosas y trabajar en altura.

Transforma dispone de otro modelo, QUICABOT, dedicado a la inspección y evaluación de acabados interiores de edificios. Usando diferentes sensores e inteligencia artificial (IA), recopila datos y escanea el acabado interior para generar automáticamente una evaluación de diferentes tipos de defectos, como grietas, irregularidades, alineación, labio y más.

Otro robot de pintura notable es PictoBot, que puede trabajar de forma segura junto a compañeros de trabajo humanos que realizan el proceso repetitivo de pintura de interiores a gran altura. PictoBot proporciona una forma de combinar los beneficios de la automatización en la construcción con los de la destreza y el ingenio humanos. Por lo tanto, alivie a los trabajadores individuales de la tediosa tarea y de escalar, agacharse, arrodillarse y estirarse, liberándolos para supervisar el robot y pintar paredes a baja altura.

Este robot está diseñado con seis subsistemas principales: un robot móvil de 3 grados de libertad, un mecanismo de elevación de largo alcance de 1 grado de libertad, un brazo robótico industrial de 6 grados de libertad, una bomba de pintura sin aire, un sistema de cabezal de pintura y una computadora. sistema controlado. Todos los subsistemas de pulverización están montados en el robot móvil que permite la libre navegación del robot dentro del sitio de construcción y suficiente maniobrabilidad para pintar esquinas y superficies. PictoBot está equipado con un sistema de pintura controlado por sensor a través de escaneo in situ y planificación de movimiento de pistola rociadora, que se adapta a las incertidumbres del entorno de construcción y el despliegue del robot desde varias posiciones. El robot garantiza las ventajas de la colaboración al potenciar la seguridad del trabajador y la calidad del acabado gracias al control preciso de la distribución de la pintura. También minimiza el polvo de pintura, los residuos de pintura y la exposición humana a productos químicos de pintura nocivos.

2. Robots ignífugos

Entre las diversas tareas que se realizan en la construcción, la aplicación del material ignífugo al componente estructural es considerada una de las más desagradables.

Shimizu Corporation Japan fue la primera organización en desarrollar el robot ignífugo SSR1 para llevar a cabo una tarea tan desagradable sin poner en riesgo la vida humana. El robot fue diseñado para rociar la mezcla de lana de roca y cemento ignífugo sobre elementos de acero estructural.

El SSR1 de primera generación venía con un brazo manipulador, una pistola rociadora, una unidad hidráulica de aceite y una unidad de desplazamiento. También había un panel de control para viajes y fumigaciones junto con una planta de suministro. Funcionaba con pilas y se guiaba con la ayuda de cables, que se sujetaba al suelo. Estaba preprogramado, lo que permitía una repetición suave de la operación a lo largo de la estructura.

La distancia entre el operador y la boquilla de aspersión fue de 3 metros; esto redujo la exposición a las soluciones químicas. A pesar de todos estos beneficios, tenía algunos inconvenientes, como que llevar la unidad de un lugar a otro tomaba tiempo. Los trabajadores necesitan estar capacitados para la operación de la unidad, y se requiere mantenimiento y preparación detallada para cada tarea y cualquier cambio en el alcance del trabajo.

Estos problemas se consideraron durante el desarrollo del SSR-2, que viene con un sensor ultrasónico que permite que la máquina ajuste automáticamente su posición, un sistema de suministro presurizado que permite la uniformidad en la pulverización de la mezcla ignífuga y una mayor longitud del brazo para una buena cobertura. en toda la zona. En la segunda generación del robot SSR, se eliminó el cable guía, provisto en SSR-1 para el desplazamiento automático. Además de estas nuevas características, SSR-2 venía con un programa especial que permitía al robot ajustar su patrón de rociado con respecto a la estructura del edificio.

Aunque la segunda generación fue mejor que su versión anterior, aún existían pocos problemas. La reubicación de la unidad de una a otra requería mucho tiempo y el operador requería capacitación para operar y mantener la unidad. El rociado de la solución fue uniforme en comparación con el SSR-Ese fue el único beneficio significativo que se obtuvo del SSR-2.

Se realizaron más mejoras en SSR-2 para desarrollar SSR-3. Se retiró la unidad hidráulica; Se introdujeron nuevos paneles de control, lo que hizo que la unidad fuera más pequeña y liviana. El nuevo robot podría ser controlado por un panel remoto, que funciona en el sistema de enseñanza fuera de línea. Esto permitió una disminución del tiempo de “enseñanza” en 5 minutos. El brazo fue modificado, haciéndolo capaz de trazar las formas de los componentes estructurales. Lo hizo capaz de rociar la solución mientras permanecía en movimiento.

Además, el nuevo diseño eliminó el requisito de montaje y desmontaje. Llegó como una unidad preensamblada, que debe arrastrarse y soltarse en la ubicación deseada. A pesar de todos estos beneficios, la capacitación adecuada del personal operativo siguió siendo el problema principal. Este es un ejemplo clásico de un enfoque de desarrollo incremental en el campo de la robótica.

3. Robots de tablero de pared

La actividad principal en el trabajo interior es la instalación de tableros en la pared, tabique y techo. Para esto, se utilizan robots de tablero. Por ejemplo, el Taisei Wall Board Robot, también conocido como robot BM.02, se desarrolló para instalar paneles grandes y pesados ​​en paredes y tabiques. Este robot de operación manual sostiene la tabla en su lugar mientras el trabajador arregla el marco de soporte de la tabla. Utiliza ventosas de vacío para sujetar la tabla. El carro permitió el almacenamiento adicional y el movimiento de 5 a 8 paneles junto con la unidad.

El robot para paneles de techo Shimizu, también conocido como CFR-1, fue diseñado para fijar paneles más livianos en techos. La máquina se coloca justo debajo del área donde se instala el primer panel. Una vez que se levanta y coloca el primer panel, el sistema ajusta automáticamente la posición de su panel adyacente. CFR-1 elimina la necesidad de andamios; reduce la mano de obra y reduce el costo.

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