Robotar inom arkitektur: KUKA-robot tillverkar byggelement till paviljong på Bundesgartenschau

Att använda robotar inom arkitekturen är en innovation: Detta gäller även den KUKA-robot som tillverkar byggelement till en paviljong på Bundesgartenschau 2019. Den robotstyrda tillverkningsmetoden har utvecklats av ett institut på universitetet i Stuttgart. Fördelarna med att använda byggrobotar blir tydlig.

Robotstyrda tillverkningsmetoder inom arkitektur

P? Institute for Computational Design and Construction p? Stuttgarts universitet (ICD) utvecklas datorstyrda design- och byggprocesser. En tyngdpunkt ligger p? robotar och hur dessa kan anv?ndas. Till Bundesgartenschau 2019 i Heilbronn har projektgruppen – best?ende av Prof. Achim Menges och forskarstudenterna Christoph Zechmeister, Serban Bodea och Niccolo Dambrosio – designat en paviljong som best?r av lindade kolfiberelement. Den robotstyrda tillverkningsmetoden som anv?nds f?r att tillverka l?ttviktselementen kunde realiseras med hj?lp av tv? KUKA-produkter: En KUKA-robot av typen KR 210 R3100 QUANTEC som lindar kolfiberstr?ngarna runt tv? ramar monterade p? en KUKA-l?gesst?llare av typen KP1-HC. Integrationen av robotarna hos ICD genomf?rdes av anl?ggningskonstrukt?ren BEC GmbH.

Noggrannare än ett garnnystan: På nära håll ser man tydligt paviljongens komplexa struktur.

Nya l?sningar f?r innovativ arkitektur baserat p? robotar

Paviljongen best?r av 60 konstruktionselement av en storlek upp till 6 meter. Det speciella med denna robotstyrda tillverkningsmetod: Trots sin storlek har elementen ingen k?rna f?r kolfiberstr?ngarna. ”Den b?rande konstruktionen best?r uteslutande av fiberkompositelement. Dessa lindas med kontinuerliga glas- och kolfiberstr?ngar av byggrobotar”, f?rklarar Christoph Zechmeister. Byggelementen tillverkas av FibR GmbH. ”Konstruktionen ?r s? pass komplex att en robotbaserad tillverkning ?r helt n?dv?ndig”, menar Moritz D?rstelmann, verkst?llande direkt?r och aktie?gare. F?retaget FibR GmbH har specialiserat sig p? h?gpresterande, expressiva fiberkompositstrukturer framtagna med digital design- och tillverkningsteknik.

Precision och repeternoggrannhet – byggroboten kan anpassa varje element individuellt.

Robotstyrd tillverkningsmetod f?r innovativ produktion av byggelement

Byggelementen tillverkas med en robotstyrd tillverkningsprocess utvecklad av FibR GmbH: Tv? ramar ?r monterade p? tv? l?gesst?llare fr?n KUKA av typen KP1-HC. L?gesst?llarna ?r kinematiskt kopplade till varandra via ett st?lr?r. Den horisontella axel som d? uppst?r ?r ?ndl?st roterbar och g?r det m?jligt att styra ramarna simultant. Den erh?llna r?relsefriheten ?r helt n?dv?ndig f?r att realisera en robotstyrd tillverkningsmetod som denna. Verktyget p? KR QUANTEC?-roboten kommer nu ?t alla punkter p? ett optimalt s?tt. Fiberspolarna ?r monterade p? byggrobotens arm. Till att b?rja med impregneras fiberstr?ngarna innan de genomg?r en sp?nningsreglering och slutligen matas fram till robotverktyget. Robotverktyget lindar sedan str?ngarna runt ramarnas anslagspunkter.

I sin fulla prakt: Den färdiga paviljongen på Bundesgartenschau i Heilbronn.

F?rdelar med att anv?nda robotar inom byggindustrin

Tack vare byggrobotarnas h?ga precision och repeternoggrannhet kan byggelementen utformas individuellt. ”R?relsesekvenserna f?r de 60 elementen genereras direkt fr?n den digitala modellen”, ber?ttar Christoph Zechmeister. Applikationen har konfigurerats med engineering-sviten KUKA.WorkVisual. Den h?r robotstyrda tillverkningsmetoden m?jligg?r en kostnads- och materialeffektiv tillverkning av stora fiberkompositkonstruktioner. Byggrobotarnas fr?msta potential ligger i l?sningens flexibilitet och skalbarhet samt i byggelementens h?ga kvalitet. ”Med robotstyrda tillverkningsmetoder kan man inte bara minska resurs?tg?ngen inom byggindustrin. Det g?r ?ven att oms?tta nya, sp?nnande arkitekturprojekt”, f?rklarar Moritz D?rstelmann.

Robotar inom arkitekturen möjliggör helt nya byggelementsformer.

Med en robotstyrd tillverkningsmetod går det enkelt att implementera diskreta rörelsesekvenser vid tillverkningen av byggelement och det går även att reducera processens komplexitet.

Christoph Zechmeister, vetenskaplig medarbetare hos ICD

KR QUANTEC

Serie med allroundrobotar som erbjuder maximal b?rlast och r?ckvidd i den h?ga b?rlastklassen – f?r exempelvis fordons- eller gjuteriindustrin eller den medicintekniska industrin.

KUKA l?gesst?llare

Hos KUKA hittar du b?de l?gesst?llare av standardtyp och l?gesst?llare som kan anpassas till kundens egna krav och f?ruts?ttningar. L?s mer om m?jliga anv?ndningsomr?den.

KUKA systempartner finns ?ver hela v?rlden

H?r hittar du r?tt partner f?r din bransch eller ditt problem.