协作机器人桥梁项目结合了数字和物理制造
洛杉矶峡谷中复杂的阿罗约大桥项目结合了南加州大学学生的设计技能。建筑学院以及精确的半机器人工艺,以减少建筑垃圾。
这座70英尺长的阿罗约桥的想法始于13名学生的作业,他们在学校的设计建造工作室使用参数化设计工具设计一座人行桥。这座桥必须是特定的场地,可以看到“树顶景观”。四个不同的“迷人”的概念演变而来,团队选择了他们最感兴趣的结构美学:一个精心设计的钢管网,其结构灵感来自树枝。
尽管最初的目的是作为一个设计挑战,但在此过程中,记录建筑师大卫·c·马丁(David C. Martin)设想了该项目的实际建造。然而,它的几何复杂性和不对称性最终难以用传统的手工制造方法来建造。
主要问题是需要框架(模板)和结构构件的夹具,以将它们固定在适当的焊接位置。建筑的位置和设计都导致建筑需要大量不切实际的固定装置。
该组织联系了欧特克研究公司(Autodesk Research)机器人实验室及马丁建筑设计工作坊(MADWORKSHOP),研究如何完成这项计划。在不使用固定模板的情况下,该工作组创造性地放置和固定部件,并提出了使用大型机械臂进行“协作机器人”工作的想法。协作机器人将机器人的精确性与人类的创造力和适应性结合起来。
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在这项工作中,人类焊工和一个工业机械臂一起完成了繁重的搬运工作,并将零件固定在焊接所需的精确位置上——误差在一毫米以内。模板可能不精确,工程公差为6毫米,因此不需要。模板可能是项目总成本的重要组成部分,它通常在工作结束后被拆除和丢弃。消除对它的需求大大减少了材料的浪费和费用。
在施工过程中,500个由钢管和钢板制成的独立部件在场外焊接,预涂漆,然后分30段运输到桥梁现场并连接在一起。精密激光及射流预切割也使废钢在制造过程中保持在最低限度。一篇2021年的文章Dezeen据杂志报道,这个为期六年的项目产生了不到1100磅的建筑垃圾,所有垃圾都被回收利用了。传统方法可能会在该项目中产生多达6000磅的废物。用传统的固定装置和制造方法来完成阿罗约大桥项目将会更加劳动密集型、昂贵和浪费,而且准确性也不高。这个现实世界的协作机器人项目并没有用自动化取代工人,而是将两者结合起来完成相同的任务。
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