科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

企业自2014年以来着手研制预制墙体构件的自动砌筑设备，探索了全自动机器手代替人工砌筑的工艺和技术条件，2015年研制并生产了预制墙体构件半自动砌筑设备，关键技术环节由机械手辅助人工进行，实现了抓块、铺浆、平台升降等预定功能，经全尺寸装置试用，存在效率优势较低，成本不降反升，难于推广应用，终止了该装置的推进。2016年开始开展全自动砌筑系统研发，经过与上海交大机械研发设计团队多次交流，确定研发方案，已完成多版研发方案（9版），基本成型，达到进入下一阶段工艺设计及试制阶段的条件，现该方案已具备进一步推进的可行性。 所处阶段：前期研发的半自动砌筑系统研发积极探索了机械手代替人工操作的可行性，为进一步研发积累了宝贵的经验，让具有学科交叉特征的全自动砌筑系统具备了进行样机试制的工艺设计阶段。 人力：以合作研发的方式，与具备设备研发设备研发工艺设定2人（博士）、机械研发1人。以往的研发，除土木工程专业之外，建立以机械、电气专业为主的5人左右的团队，对项目的各专业内容进行研发。 仪器设备：样机在制作厂家生产，设备由厂家提供。作为阶段性的砌筑系统的功能性设备，研制了自动铺浆装置。 生产条件：由制作厂家提供。 已投入资金：125万元。 拟投入资金：500万元。

需解决的主要技术难题

自动砌筑设备研发与试制。需要从事机械自动化、电气等专业技术人员，组成技术团队，在明了预制墙体构件的自动砌筑技术要求后，进行设备研发并在预定时间内形成成果达到可推广应用的程度。 合作的内容 在公司已有的研发成果基础上，沿既定研发方向或改进研发方向，进行混凝土空心砌块砌体墙构件的自动砌筑，包括有组织上料、自动抓取砌块、砂浆自动打印铺浆、自动砌筑、铺设钢筋等一系列操作，完成95%以上的墙构件制作工作内容。该设备目标使用场所为工厂（或临时工厂），要求能够连续作业，实现混凝土空心砌块墙构件的流水线式生产。

期望实现的主要技术目标

整套自动砌筑设备的研发，目标在于提高预制墙体构件的效率、提高预制墙体构件的砌筑质量、实现机械替代砌筑工人、降低预制墙体构件的成本。在技术解决后，投放市场其技术指标和经济指标将会随着市场的认知及性能的稳定和提升，逐步提升，为装配式建筑提供更具有市场前景的技术路线和产业模式。具体预期： 技术指标：实现提高砌筑效率3-5倍；完全替代传统瓦工作业；砌筑质量达到优质构件，非量产成本不高于传统作业方式。 经济指标：量产后提高预制构件效益20-30%。

需求解析

解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-28

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

装配式建筑是世界建筑行业的重大变革，是我国加快城市现代化和新型城镇化建设、实现绿色建筑和可持续发展的必不可少的革命性力量。预制混凝土构件(PC, Precast Concrete)的工厂化生产是实现装配式建筑最为关键和最具挑战的环节。我国装配式建筑PC构件结构复杂、品种繁多、批量多变，目前的生产技术难以实现多种品类、多种批量的混流生产，落后的全生产周期信息化、智能化水平也无法支撑高质量的工业化生产。因此，积极发展兼具大批量生产模式高效性和小批量生产模式灵活性的PC构件柔性制造技术势在必行，对我国装配式建筑产业具有重大的科学意义和应用价值

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