在傳統建筑工地上,轟鳴的機械、繁忙的工人與堆積的建材,構成了既熟悉又棘手的場景。在建筑領域,不少人預計大規模機器人的使用可能還需要十年時間,原因是建筑行業作為傳統勞動密集型產業,長期面臨著諸多作業痛點:物料體積龐大、搬運困難;焊接、綁扎等關鍵工序質量難以穩定控制、高空作業風險高。建筑項目的多樣性,導致機器人目前仍難以在繁忙的非結構化工作場地導航、作業。
但這個行業正面臨“三高一低"的多重挑戰:2000-2022年全球建筑業生產力復合年均增長率僅0.4%,遠低于制造業的3.0%;勞動力短缺日益加劇,老齡化工人退休與年輕人因安全顧慮、體力要求不愿入行的矛盾凸顯;同時,物料搬運、焊接綁扎等環節依賴人工,不僅效率低下,還伴隨著高昂成本與安全風險。
近日,機器人大講堂卻獲悉,集萃智造這家公司,以量身定制的三套機器人解決方案,讓“機器人建房”從愿景照進現實。
▍鋼筋骨架產線:攻克綁扎作業的效率與質量瓶頸
鋼筋綁扎是基建的核心工序,施工質量直接關系到建筑物的安全性與耐久性,能自動化意味著巨大的市場價值。傳統鋼筋綁扎作業存在多重難題:首先,人工綁扎效率低下,熟練工人完成一個綁結點平均需要8-10秒,且持續作業易因疲勞導致效率進一步下降;其次,質量穩定性難以保障,不同工人的綁扎力度、松緊程度存在差異,容易出現漏綁、松綁等問題;再者,鋼筋綁扎屬于高強度的重復性勞動,工作環境惡劣,長期彎腰作業對工人健康造成損害,職業吸引力持續下降;最后,如剪力墻、柱梁等復雜節點的綁扎精度要求高,人工操作難以保證完全符合設計要求。
走進NO.2023G05地塊項目現場,在鋼筋綁扎環節,已經看不見成群結隊的工人在鋼筋叢林中揮汗如雨,取而代之的是一套高度自動化的“標準化鋼筋骨架成型生產線”。在這里,集萃智造的三臺機械臂,可自適應箍筋夾持工位,根據構建規格,自動調整箍筋間距,機械臂自動定位綁扎鋼筋,實現鋼筋籠縱筋與箍筋自動綁扎成型。動作精準而流暢,僅需3至4秒便能完成一根扎絲的綁扎。在它們的協同作業下,復雜的剪力墻鋼筋籠以前所未有的速度快速成型。
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集萃智造的這套系統,其技術難點在于將機器人技術、機器視覺、力控感知、軟件算法和專用工裝進行系統性集成,從而解決一個非標準、高柔性、多協作的現場施工任務,成功地將一個依賴人工經驗和體力、且充滿重復性勞動的場景,轉變為一個可編程、可追溯、高質量的自動化流程,這是建筑工業化向前邁進的一大步。
據悉,這項機械臂自動綁扎技術,不僅突破了傳統人工綁扎的效率、工藝極限,能夠在施工現場直接完成柱、墻等核心構件的鋼筋籠自動組裝,將效率提升了數倍,更保證了每一個節點都均勻牢固,從根本上提升了建筑主體的質量標準,為“機器人造樓”打下了堅實的第一根樁基。更重要的是,該工藝的順利落地實施,將工人從高強度、重復性的勞動中解放出來,轉而從事設備操作、質量檢查等價值更高的工作,實現了人機協作的良性循環。
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▍移動焊裝單元:突破空間限制與工藝復雜性難題
施工現場的焊接難題是一個由極端物理環境、嚴峻安全條件和高精度智能需求交織而成的復雜系統問題。建筑鋼結構焊接作業長期受限于三大難題:空間可達性差、工藝適應性要求高、質量穩定性難保證。在施工現場,焊工經常需要在狹窄空間、高空位置進行作業,不僅工作效率低下,更面臨著高溫、弧光、煙塵等多重健康威脅。傳統焊接質量過度依賴焊工個人技能水平,同一項目不同焊工的焊縫質量可能存在顯著差異。此外,建筑鋼結構節點形式復雜,梁柱節點、桁架節點等異形構件的焊接需要頻繁調整工藝參數,進一步增加了質量控制的難度。
而集萃智造便攜式焊接機器人卻能像“隨身焊匠”一樣隨叫隨到。集萃智造自主研發的便攜式焊接機器人系統,針對建筑現場特殊工況進行了全方位創新,其模塊化輕量化設計使設備整機重量控制在極小范圍以內,支持快速拆解組裝。兩名作業人員可在20分鐘內完成吊裝定位,滿足現場頻繁轉場需求。設備采用折疊式結構,便于運輸和存儲。
除了便于攜帶,在焊接工藝領域一直是集萃智造的強項。其機器人配備的智能工藝管理系統,內置多種焊接工藝庫,能覆蓋平焊、橫焊、立焊等不同位置焊接需求。當焊高空作業接位置發生變化時,系統自動匹配最優焊接參數,確保焊縫成型一致性好,快換夾具系統更是支持在數分鐘內完成焊槍更換,適應不同接頭形式的焊接要求。
此外,由于集萃智造的機器人集成了先進傳感與自適應控制系統搭載激光視覺復合傳感器,能夠實時識別焊縫位置和坡口形狀,自動生成最優焊接路徑。在焊接過程中,系統通過電弧傳感實時監測熔池狀態,自適應調整焊接參數,補償因裝配誤差、熱變形等因素造成的位置偏差。針對現場常見的間隙不均問題,系統能夠智能調整擺寬和焊接速度,確保焊縫熔深和余高符合標準要求。可以說集萃智造的機器人技術,讓每一道焊縫都能在現場即刻“上崗”,大幅提升施工效率與焊接質量。
▍智慧物流搬運:重構施工現場物料流轉體系
如果說鋼筋綁扎機器人展現了集萃卓越的自動化能力,那么在工地物流環節,集萃智造與中建三局聯合研發的移動式碼垛與整托物料搬運機器人,則重新定義了建材流轉模式。
建筑施工現場物料搬運是典型的勞動密集型作業,面臨著效率低下、成本高昂、安全隱患多等系統性難題。傳統物料搬運依賴人工手推車、塔吊等設備,存在多次中轉、效率損失大的問題。據統計,在常規項目中,物料搬運相關作業占總工時的25-30%,而有效作業時間占比不足50%。此外,砌塊、砂漿等散裝材料在搬運過程中破損率高,地庫與標準層之間的垂直運輸效率瓶頸突出,高峰期電梯等待時間長達數小時。人工搬運過程中的人機交叉作業也帶來了嚴重的安全隱患。

如今,這兩款由中建三局主導研發設計、集萃智造深度參與并制造的機器人,以強有力的“臂彎”和靈活穩健的步伐,瀟灑地穿梭于樓宇通道之間。

全自主導航與調度系統基于激光雷達與視覺融合感知技術,構建了適應施工現場動態環境的SLAM導航系統。機器人能夠自主規劃最優路徑,實時避讓行人、設備等障礙物。智能群控系統支持多機協同作業,實現任務自動分配、路徑動態優化,避免交通擁堵。特別突破的是,機器人具備電梯呼叫與交互能力,通過無線網絡與電梯控制系統通信,實現跨樓層自主運輸。
自適應抓取與碼垛系統配備六自由度機械臂和智能夾爪,支持抓取力自適應調節。通過視覺識別技術,機器人能夠準確識別物料位置、姿態,自動計算最優抓取方案。針對加氣塊、砂漿、膩子等不同材料特性,系統自動調整夾持力和搬運姿態,確保物料無破損。碼垛過程中,機器人根據預設垛型自動生成碼放路徑,保證垛體穩定性。

智能運維與安全保障系統實時監控機器人運行狀態,包括電量、運行時間、故障信息等參數。當電量低于閾值時,機器人自動返回充電站充電,實現24小時不間斷作業。多層安全防護系統包括急停按鈕、防撞條、區域安全掃描儀等,確保在人機混合作業環境下的絕對安全。遠程監控平臺支持實時查看機器人運行數據、視頻畫面,實現遠程遙操作介入。
與傳統人工搬運相比,集萃智造所展現的機器人技術應用已經帶來了顛覆性變革:它實現了部分工藝的全程自動化、效率呈倍數提升、用工需求銳減、勞動強度根本性降低,并構筑起全方位的人身安全屏障,這種多重效益的疊加,不僅重塑了項目的成本結構,更帶來了顯著的社會效益。
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▍不止于單點突破,集萃智造的建筑機器人生態版圖
建筑行業智能化轉型面臨的最大挑戰并非單點的技術突破,而是系統級整合難題。各個施工環節相互孤立,形成信息孤島,難以實現全過程協同。傳統施工模式下,設計、生產、施工等環節脫節,導致頻繁的設計變更、工序沖突和資源浪費。同時,建筑項目具有唯一性、臨時性特點,標準化難度大,技術復用率低。此外,行業從業人員數字化素養不足,新技術推廣應用阻力較大。
集萃智造通過深度理解建筑行業邏輯,針對核心痛點研發的機器人解決方案,正在重塑建筑行業的未來。無論是NO.2023G05項目的高效鋼筋綁扎、各類施工現場的靈巧焊接,還是樓宇內的自主物流搬運與移動碼垛,集萃智造的機器人軍團均能出色交付。從鋼筋自動綁扎到智能焊接,從智慧物流到全流程數字化管理,集萃智造構建的智能建造體系不僅解決了行業當前面臨的迫切問題,更為建筑業的可持續發展提供了全新路徑,標志著其在智能建造領域已然具備成熟的全棧服務能力。
隨著技術的不斷成熟和應用場景的持續拓展,集萃智造將繼續深化與行業各方的合作,推動建筑行業向高質量、高效率、高安全性的方向發展。智能建造不僅是一種技術變革,更是建筑行業生產方式的根本性轉變。在這個過程中,集萃智造將始終秉持"讓建造更簡單、更安全、更高效"的使命,與行業同仁共同開啟智能建造的新紀元。
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