Автоматизация процесса кирпичной кладки

Экономический рост и экономическое благосостояние любой страны зависят от высоких технологий. Эта связь реализуется прежде всего через рост производительности общественного труда. Так, интеллектуальное производство, CIM-технологии (Computer Integrated Manufacturing), распространяющиеся с начала 90-х гг., позволяют поднять производительность труда в машиностроении в 12—18 раз. Высокие технологии дают высокооплачиваемые рабочие места в сфере производства и услуг и, конечно, более высокую прибыль в расчете на одного работника, что выгодно как работникам, так и предпринимателям. Строительная индустрия и применяемые строительные технологии в России в этом смысле значительно отстают от промышленно развитых стран и до сих пор включают в себя большое количество ручных, трудоемких и монотонных операций, которые значительно удорожают и затягивают строительство. � если в производстве ЖБ� и монолитном домостроении есть интересные идеи и конструкторские разработки, то строительство кирпичных зданий производится, как и 100 лет назад, вручную, кирпич за кирпичом, что, естественно, отражается на конечной цене 1 кв. м площади построенного здания. А между тем постоянно растущий спрос и объемы такого рода строительства требуют значительного увеличения скорости строительства и его удешевления. Эту задачу можно решить путем автоматической подачи кирпича в рабочую зону и укладки автоматом. Не берясь, в рамках данной статьи, за подробное описание всего техпроцесса, автор предлагает способ замены труда каменщиков на автоматическое устройство кладки стен (АУКС), сущность которого заключается в следующем: после изготовления фундамента и укладки плит перекрытия 1-го этажа на него устанавливается устройство, имеющее возможность движения рабочего органа в трех плоскостях, которое будет выполнять несложный набор движений, отслеживаемых компьютером. Рассмотрим пооперационные затраты времени на выполнение традиционных при кладке стены работ. 1. Установка рабочего органа на исходную рабочую позицию и дальнейшее автоматическое отслеживание ее при пошаговом перемещении АУКС — с помощью лазерных или оптических приборов. 2. Подача строительного раствора на место кладки и разравнивание его в слой расчетной толщины — через сопловую насадку при помощи растворонасоса (возвратно-поступательное движение рабочего органа по оси стены) — 2 сек. 3. Поворот стрелы с рабочим органом за кирпичом на питателе, где кирпичи уложены нужным, в данный момент, образом, — 0,5 сек. 3.1. Питатель — отдельное устройство, сопряженное с основным. В простейшем варианте — кассетного типа, но при сквозной технологии можно координировать подготовительные этапы с кирпичными заводами и кассеты автоматически укладывать уже там. 4. Захват порции кирпичей пневмоприсосками (0,5 сек.). 5. Поворот стрелы в рабочее положение (0,5 сек.). 6. Укладка кирпича в необходимое положение с подпрессовкой при помощи пневмоцилиндра или шагового электродвигателя (0,5 сек.). 7. Возврат в исходное положение (0,5 сек.). 8. Перемещение АУКС на шаг вперед (0,5 сек.) и повторение цикла. Все указанные операции по отдельности давно опробованы и отработаны в машиностроении и металлургии, поэтому даже с учетом оптимизации, «ноу-хау» и т. д. цена комплекса должна быть сравнима, например, с ценой станков с ЧПУ или автобетононасосов. При затратах времени на цикл 5 сек. (с укладкой 8 кирпичей) для произведения кладки 1,5 млн. кирпичей (5-этажное здание площадью 5000 кв. м) потребуется около 300 час. (или 20 дней при двухсменной работе), конечно без учета перерывов на перемещение механизмов, установку межэтажных перекрытий и т. д., но при всем этом, как минимум, 6-кратное ускорение процесса кладки и 5-кратное уменьшение персонала. Принципиальная схема одного из вариантов установки изображения на рисунке, где: 1. Выкладываемая стена. 2. Механизм позиционирования. 3. Сопловая насадка подачи раствора. 4. Механизм захвата и укладки кирпичей. Стрелками указаны движения частей механизма позиционирования. После выкладывания стен и внутренних перегородок на требуемую высоту АУКС убирается краном, устанавливаются плиты перекрытия и цикл повторяется. Кроме того, сделав рабочий орган сменным, устройство можно переналаживать на заливку монолитных стен при помощи автобетононасосов или на оштукатуривание их. По нашим расчетам, на изготовление опытного образца потребуется около года.