Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad...
Transcript of Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad...
![Page 1: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/1.jpg)
22 d
e di
ciem
bre
de 2
010
Automatización de la construcción
Domingo Guinea DíazInvestigador Responsable del Laboratorio de Energías
Renovables, Hidrógeno y Pilas de CombustibleInstituto de Automática Industrial (CSIC)
Manuel Olaya AdánJefe del Departamento de Investigación
y Edificación y Habitabilidad Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIS)
Alvaro Pimentel BolañosSecretario General de ATEPA
Asociación Técnica del Poliuretano Aplicado
Caso práctico de construcción
automática de fachadas
![Page 2: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Necesidad y Ventajas
La realidad del sector:
•Recepción débil de innovaciones tecnológicas• Tan solo representó un 4,4 % de la inversión total en innovación en
2008
•Grandes contratistas con subcontratistas “artesanales”
•Gran absorción de mano de obra con desempeños de tareas vulnerables frente al accidente y la salubridad• La construcción suele ser el sector negro en la accidentalidad
•Procesos productivos de escasa eficiencia en edificación• Escasa industrialización en sistemas constructivos
• Tendencia a la perdida de maestrías en los oficios
![Page 3: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Necesidad y Ventajas
El futuro posible:
• La mejora de la eficiencia productiva en un marco de sostenibilidad y la disminución de la tasa de accidentalidad
•Sistemas constructivos de base industrializada con medios auxiliares de alta tecnificación• Talleres de ubicación y transporte flexible• Tareas automatizadas secuenciadas• Tendencia al taller de montaje “sobre solar“• etc.
•Aumento de oficios altamente cualificados
•Aumento y diversificación de la oferta de productosy sistemas procedentes de procesos industriales altamente industrializados
![Page 4: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Experiencia práctica
Poliuretano Proyectado: ¿Porqué?
•Eficiencia energética
• Industrialización sencilla
•Propiedades:• Aislamiento térmico
• Impermeabilidad
• Durabilidad
• Continuidad
• Adherencia
• Resistencia
• Versatilidad
![Page 5: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Experiencia práctica
Inconveniente:
•Ausencia de factor humano• Tratamiento de puntos singulares
• Flexibilidad
• Verificación del resultado
Ventaja:
•Ausencia de factor humano• Precisión (Repetibilidad,
Homogeneidad, Exactitud)
• Velocidad/coste
• Ausencia de fatiga
• Ausencia de riesgo
![Page 6: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Objetivo
Industrialización automatizada.
Robots de construcción “en obra”.
•Proyección de elementos continuos
•Manipulación de elementos discretos
•Implementación y validación•Fase 1: Ubicación (error 10-40mm)
•Fase 2: Ajuste (error 1-4mm)
![Page 7: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Objetivo
Desarrollo de un robot para construcción.
•Selección, diseño y modelado de un robot ligero para construcción
•Propuesta de las especificaciones de la versión inicial de la máquina
•Desarrollo de un prototipo funcional para trabajo sobre superficies planas• Estructura mecánica
• Arquitectura eléctrica y electrónica
• Programación, comunicaciones e interface
•Protocolos de ensayo de los sistemas y técnicas elaboradas
![Page 8: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Propuesta 1: Un robot de pórtico ligero
![Page 9: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Alineación y montaje del eje horizontal
![Page 10: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Análisis y optimización de la información
•Estudio del flujo de información durante la construcción, uso y mantenimiento del edificio.
•Determinación de contenidos y accesos del sistema: sensores, actuadores, interfaces.
•Diseño e implementación del soporte físico para transporte, almacenamiento y tratamiento de datos en una estructura distribuida.
•Estructura lógica. Determinación de los esquemas y niveles de programación.
•Protocolos de verificación, ensayo y mejora de los sistemas y técnicas elaboradas.
![Page 11: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Sensores
Sensor I_SupSensor I_CentSensor I_Inf
Sensor D_SupSensor D_CentSensor D_Inf
Sensor subida
Sensorbajada
SensorI_P Sensor
D_P
Laser Sup-IzqLaser Inf-Der
12 sensores digitales
![Page 12: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Diagrama de bloques
AUTOMATA
RED LOCAL
DE INSTRUMENTACIÓN
AUTOMATA
RED LOCAL
DE INSTRUMENTACIÓN
FIN DE CARRERA
ENCODERS
NIVEL
BARRERAS SEGURIDAD
CELULA DE CARGA
DESPLAZ.(Hilo,laser,us)
V.F.4,1 Kw
V.F.4,1Kw
EJE HORIZONTAL1kW
RS232C-RS485
COMUNICACIONES
(pasarelas)
COMUNICACIONES
(pasarelas)
BUS CAN
RADIO ENLACE
WIFI
Ethernet
(CABEZAL) Portaherramient
as STEWART
SENSORES
COMUNICACIONES
ACTUADORES
S
I
S
T
E
M
A
A
N
D
A
M
I
O
MUNDOREAL
DISEÑO
INSTRUCCIONESDE OPERACIÓN
BASE DE COMPONENTESINDUSTRIALES PARA LACONSTRUCCIÓN
![Page 13: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Localización del prototipo
DISEÑO
![Page 14: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Secciones y plantas
DISEÑO
![Page 15: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Alzados
DISEÑO
![Page 16: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Fachada a recubrir
DISEÑO
![Page 17: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Visión y laser 1
Figura 1. Zona superior del muro con 4 huecos
DOS FUENTES DEL MUNDO REAL: VISIÓN 360º Y BARRIDO L ÁSER
![Page 18: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Visión y laser 2
Figura 2. Zona media del muro con 1 hueco
![Page 19: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Manipulación con precisión•Del plano a la realidad de la obra
• Visión artificial• Modelado láser
•Del rango de variación• De la carga• Del espacio accesible..y también de la
•Naturaleza y dimensiones del elemento• Puntos de anclaje, fragilidad, flexibilidad, etc.• Perturbaciones externas: viento, lluvia, etc.• Trayectorias permitidas, etc.
![Page 20: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Fachada percibida (a baja resolución)
![Page 21: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Instrucciones de operación
![Page 22: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Instrucciones de operación
Algoritmo de
proyección
vertical
![Page 23: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/23.jpg)
23
PINTURA
IMPERMEABILIZACIÓNAISLAMIENTO
ACABADOSREHABILITACIÓN
![Page 24: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/24.jpg)
24
![Page 25: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Soluciones
1. Robot cartesiano• Base industrial• Precisión media
2. Robot paralelo portaherramientas
• Desarrollo INVISO• Alta precisión
3. Robot lineal sobre plataforma móvil
• Base industrial• Gran rango• Baja precisión
![Page 26: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Proyecciones de elementos continuos
•Pinturas
•Poliuretanos y otros•Recubrimientos
homogéneos
•Multicapas
•Cerramiento integral activo•Térmico-acústico
•Implementación automática
•Monitorización
•Control
![Page 27: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Manipulación de elementos discretos
Paneles ligeros•Panel aislantes (Grapas)
•Panel Sándwich (Electroimanes)
•Muro cortina vidrio
•Fachada ventiladacerámica
•Otros (Garras)(V
en
tosa
s)
![Page 28: Caso práctico de construcción automática de fachadas€¦ · 2 Necesidad y Ventajas La realidad del sector: •Recepción débil de innovaciones tecnológicas • Tan solo representó](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042207/5ea94bbd8ff31c7a9e16d14d/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Ventajas
•Seguridad personal
•Control y homogeneidaden el trabajo
•Sistematización de operaciones
•Excelente para trabajos repetitivos
•Utilización de elementos industriales, y…
•Menos coste, sin riesgos