智能断点识别自动喷涂外墙施工方案 自动喷涂机械人

智能断点识别自动喷涂外墙施工方

案自动喷涂机械人

一、背景

相比于其他工业领域，建筑领域尤其是高空作业方面自动化程度一

直很低，严重依赖建筑工人手工作业，且施工质量主要取决于工人经验

与技术水平。高空作业不仅环境恶劣，费时费力，并且工作性质危险,

一旦发生事故，将对国民经济造成严重损失。目前高空建筑施工领域面

临两大困境：技术人才缺失和人力成本高昂。而应用高空建筑机器人不

但可以解决这一矛盾，还能保证施工质量和施工进度，使得高空建筑作

业这一传统行业走向系统化、专业化。

本公司通过在**市**地块桩基及主体工程、**地块桩基及主体工程等

工程实践研究，取得了良好的实际效果。形成了一套应用外墙自动喷涂

机器人的施工技术体系，在高层建筑外墙装饰装修施工中取得明显的经

济效益和社会效益。

外墙自动喷涂机器人应用图

二、特点

2.0」质量观感好，安全风险低。应用喷涂机器人喷涂工艺更具标准

化，喷涂效果一致，喷点均匀，压力一致，自动识别覆盖面，避免了因

人工手法不同造成的发花、接茬不顺畅的弊端，且机器人取代人工作业,

降低人员生命安全风险。

2.0.2工期有效缩短，工作更有效率。应用喷涂机器人喷涂工艺，可

实现昼夜不间断施工，有效弥补了人工夜间施工照明光线不足、夜间施

工高空作业风险、人工夜间疲劳作业的短板。

2。.3经济效益高，降本增效。应用外墙喷涂机器人施工，提高施工

效率，减少人工成本，返工率低，材料损耗小，节约成本。

三、适用范围

本工艺可适用于以下范围：适用于外立面装饰装修做法为涂料的高

层建筑。

四、工艺原理

外墙涂料施工工艺主要由基层处理、分线描缝、美纹纸保护、多层

漆喷涂组成，其中多层漆喷涂作业由机器人喷涂取代传统人工施工。

外墙喷涂机器人通过吊篮模组搭载外加模块，由电控箱模组提供动

力电源，通过通信模块引入远程无线常规调控，处理多路传感器反馈数

据和发出各项控制指令，基于旋翼模组的高空实时风力调节，实现平台

高空施工作业的稳态和安全作业。

外墙自动喷涂机器人组成示意图

五、施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1施工准备

传统吊篮与自动喷涂机器人方案编制：根据建设工程特点及难点、

编制依据及项目需要编传统吊篮施工方案的同时，结合考虑机器人的吊

篮平台规格，合理布置吊位，绘制吊位布置平面图；在传统吊篮安拆专

项施工方案的基础上充分考虑传统吊篮与机器人更换时的安全问题，由

此结合编写出含自动喷涂机器人施工作业的吊篮安拆专项施工方案，并

由专家论证审批通过。

5.2.2设备进场

1传统吊篮设备进场安装

吊篮设备安装流程图

设备进场时仔细检查所有待装结构件有无明显弯曲、扭曲或局部变

形；检查焊缝有无裂纹、裂缝；检查受力构件表面锈蚀情况，其锈蚀深

度不得大于原厚度10%。检查无误后，严格按照《吊篮设备产品使用说

明书》及专项施工方案进行安装。

2传统人工施工（基层处理、分线描缝、美纹纸保护）

（1）基层处理前应该彻底清除疏松、起皮、空鼓、粉化的基层，去

除浮灰、油污等污染物。

（2）基层处埋：施工配比：抗裂粗底腻粉+清洁水（根据情况加水

调试至适合批刮状态）；调配腻粉时，必须先用电动搅拌机充分搅拌均

匀；腻粉与水调配后，最长放置时间为4小时，超过4小时不能使用，

已固化的浆料也不能使用。

点补并满批墙面：用粗腻粉对过于粗糙、或凹陷处基面进行点补；

并满批。

施工目的要求

1）、平整度42mm；

2）、表面无批刮印痕，尤其是阴阳角滴水线窗沿及水管附近墙面；

3）、分格缝等线条平直，阳角笔直无残缺；

4）、用指甲抠无掉粉现象，粘结力合格；

5）、墙面平整，无凹凸或起伏的感觉；

（3）分格设置工艺：按外墙设计方案要求（分格大小及起止点），

于底漆上采用墨斗〔红外线定水平）进行弹线，要求弹线清晰、平直;

上层喷涂前，沿弹线进行胶带粘贴，要求粘贴横竖平直、无虚粘；为利

于喷涂操作，分格块大小建议以不超过L5m*1.5m为最宜。

3传统吊篮更换机器人设备

人工施工完成基层处埋、分线描缝及美纹纸保护后，吊篮人工操作

平台需更换为机器人平台施工，首先把人工操作平台放置地面或施工最

低点，确保钢丝绳完全不受力的情况下抽出工作钢丝绳和安全钢丝绳,

接下来进行机器人设备安装。

机器人设备安装：

机器人设备运输至施工现场后，将机器人设备平台底板垫高至

200mm以上平放。

1.检查机器人设备平台各个关节处是否固定牢固。

2.检查提升机安装架是否与机器人设备平台前、后护栏是否在一条

直线上，检查后将提升机立置于地面，将提升机安装在提升机安装

架上，拧紧所有连接螺栓上的螺母；安全锁应完好有效，安装时注

意使安全锁支架朝向平台外侧。严禁使用超过有效标定期的安全锁

（标定有效期为一年）。

3.拧下安全锁上的六角螺母，将提升机的上限位行程开关安装在该

处。

4.将电器箱挂在工作平台后篮片的中间空格处，将电机插头、手握

开关插头分别插入电器箱下部相应的插座内（下限位行程开关安装

在提升机安装架下部的安装板上）。

5.各航空插头分别插入电器箱下面对应的插座内，所有航空插头在

接插过程中必须对准槽口，保证插接到，立，以防止虚接损坏，确认

无误后连接电源。

1.将电器箱面板上的转换开关拨至待穿纲丝绳的提升机一侧，工作

钢丝绳从安全绳的限位轮与挡环中穿过后插入提升机上端孔内，启

动上行按钮，提升机即可自动卷绕完成工作钢丝绳的穿绳进位（穿

绳过程中要密切注意有无异常现象，若有异常应立即停止穿绳）工

作钢丝绳到位后，将自动打开安全锁，然后安全钢丝绳从安全锁的

上端孔插入（另一侧提升机操作过程相同）

2.注意：必须先将工作钢丝绳和安全钢丝绳理顺后才能分别插入提

升机和安全锁内，以免钢丝绳产生扭曲。

3.重锤的安装：重锤是固定在钢丝绳下端用来拉紧和稳定钢丝绳，

防止悬吊平台在提升机时将钢丝绳随同拉起而影响悬吊平台正常运

转。安装时.，将两个重锤上的拉环用钢丝卡子捆紧在主副钢丝绳上，

离开地面15cm,且钢丝绳垂直绷紧。

4,配套设备安装：配套设备主要有配电箱、380V空压机、应急控制

线盘、220V供电线盘、笔记本电脑等零配件。机器人设备平台安装

后，选择合适位置安装配电箱及空压机，将机器人喷枪气管与380V

空压机连接，机器人供电控制箱接入总配电箱。

5.2.3机器人喷涂作业

(1)施工前准备：安全设施检查、检查设备结构是否有异常、连接

电源、启动UPS；

(2)功能检查排查：操作员链接电脑远程控制机器人，根据《日常

检查表》逐步对传感器、螺旋桨、机械臂、滑台等进行检查测试；

(3)加料和调枪：链接外部设备(空压机、供料系统)、根据不同

涂料在楼下进行调枪、试喷涂；

(4)上墙施工：操作员设定好目标施工参数，进行机器人自主施工；

(5)清理工作：完成当天施工后要对喷涂系统管路进行清理、对附

着在机器人上的涂料进行清理。

5.2.4质量验收

外墙涂料施工的验收应在自检基础上，分检验批按批次进行。经施

工单位自行检验合格后，应由施工单位向建设单位提出验收申请。同时,

还要做好被验收部分的检查与保护工作。

5.3劳动力组织

外墙自动喷涂机器人外墙涂料施工所需的人员详见表5.3。

表5.3劳动力组织情况表（单位：工日/lOOm）

序号工种人数工作任务

1指挥人员1组织指挥、统筹规划、调度

2机器人维护人员2软件、电器、机械问题维修处理

3机器人操作人员1机器人施工应用

4吊篮、机器人没备安装工4机器人安装、拆卸

5基层处理工20外墙基层处理

6专职安全员1安装全过程安全监督、控制

六、材料与设备

6.1.1主要材料名称及用途详见表6.1o

表6」主要消耗材料表

序材料名称单数量用途

号位

1抗裂粗底腻粉t按照设计图纸基层处理

计算

2纯丙烯酸渗透抗碱封闭t按照设计图纸外墙底漆

底漆计算

4真石漆t按照设计图纸外墙漆

计算

5多彩漆t按照设计图纸外墙漆

计算

6美纹纸m按照设计图纸分线描缝，成品保

计算护

注：1各类材料必须有生产厂家出具的出厂合格证，并在进场时取

样送检复查。

2材料进场分类码放的同时注意成品材料的保护。

6.2.1主要机具见表6.2o

表6.2外墙自动喷涂机器人喷涂施工所用机具设备表

序号设备名称设备型号数量用途

1喷涂机器人6.0-8.02外墙涂料喷涂

2设备导轨2~6m7机器人配件

3操作电脑清华同方1智能控制操作

4活塞空压机KY4500W1喷涂动力

5喷枪ZS-02A2喷涂装置

6吊篮ZLP系列12施工操作平台

7钢卷尺7.5m3把测量放线

8搅拌机JBJ10010拌料

9靠尺2m10测量

10水平尺1m2测量

11角尺2测量

七、质量控制

7.1质量控制标准

吊篮及机器人安装严格安装验收标准《高处作业吊篮》

GB/T19155-2017、《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ160-2016、

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011、《建筑施工工具式脚手架安

全技术规范》JGJ202-2010自检合格后报第三方检测机构对安装质量进

行检测，检测合格并出具合格报告后，再组织四方验收检查，检查通过

后方可投入使用。

外墙喷涂施工验收标准应符合针对项目的外墙装饰装修深化图纸、

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210—2018.《建筑工程施

工质量验收统一标准》GB50300-2013.《建筑涂饰工程施工及验收规

程》JGJ/T29-2015规范要求。详见表7.1-1、7.1-2、7.1-3、7.1-4。

表涂饰工程的基层处理规定

项规定

次

1新建筑物的混凝土或抹灰基层在用腻子找平或直接涂饰涂料前应涂刷抗

碱封闭底漆

2既有建筑墙面在用腻子找平或直接涂饰涂料前应清除疏松的旧装修层，并

涂刷界面漆

3混凝土或抹灰基层在用溶剂型腻子找平或直接涂刷溶剂型涂料时，含水率

不得大于8%；在用乳液型腻子找平或直接涂刷乳液型涂料时，含水率不

得大于10%,木材基层不得大于12%；

4找平层应平整、坚实、牢固，无粉化、起皮和裂缝；内墙找平层的粘结强

度应符合现行行业标准《建筑室内用腻子》JG/T298的规定；

5厨房、卫生间墙面的找平层应使用耐水腻子

表7.1-2墙面水性涂料涂饰工程允许偏差和检验方法

项项目允许偏差（mm）检验方法

次

薄涂料厚涂料复

层

普高普高

涂

通级通级

料

涂涂涂涂

饰饰饰饰

1立面垂直32435用2m垂直检测尺

度检查

2表面平整32435用2m垂直检测尺

度检查

3阴阳角方32434用200mm直角检

正测尺检查

表7」・3薄涂料的涂饰质量和检验方法

项项目普通涂饰高级涂饰检验方

次法

1颜色均匀一致均匀一致观察

2光泽、光光泽基本均匀，光滑无挡光泽基本均匀，光

滑手感滑

3泛碱、咬允许少量轻微不允许

色

4流坠、疙允许少量轻微不允许

瘩

5砂眼、刷允许少量轻微砂眼、刷纹无砂眼、无刷纹

纹通顺

表7.1・4厚涂料的涂饰质量和检验方法

项次项目普通涂饰高级涂饰检验方法

1颜色均匀一致均匀一致观察

2光泽光泽基本均匀光泽均匀一致

3泛碱、咬色允许少量轻微不允许

4点状分布-疏密均匀

7.2质量保证措施

7.2.1施工所需的各项施工材料、施工机具及施工工艺等均需符合设

计、规范及方案要求。

7.2.2项目成立质检组对施工现场吊篮安装质量进行验收。

7.2.3切实落实技术交底工作，班组施工前对每个施工作业人员进行

技术交底，并考核合格后上岗工作。

7.2.4质检组针对施工过程中的基层处理、底漆施工、分线描缝等每

一道工序，进行全数检查。

7.2.5每道工序施工前严格执行验收程序，上道工序验收完成后方可

进入下一道工序。

7.2.6正式施工前进行吊篮/机器人设备安全检查，检查同一检验批

施工材料质量是否符合设计及规范要求，检查验收合格后开始正式施工。

7.2.7班组施工过程中遇到问题及时反馈，管理人员接到反馈后及时

整改消除问题，施工作业时不得将错就错，避免施工质量不受控制。

7.2.8施工过程中管理人员定时检查及不定时抽查施工质量，发现问

题及时整改。

八、安全措施

8.0.1认真贯彻"安全第一，预防为主”的方针，在施工中严格执行《建

筑机械使用安全技术规程》（JGJ33）、《施工现场临时用电安全技术

规范》（JGJ46）、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194）

和《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80）、《高处作业吊篮》

（GB/T19155-2017）.《高处作业吊篮安装、拆卸、使用技术规程》

（JG/T11699-2013）＞《起重机用钢丝绳检验和报废使用规范》

（GB5972-2006）等法规标准。

8.0.2吊篮及机器人安装自检合格后报第三方检测机构对安装质量

进行检测，检测合格并出具合格报告后，再组织四方验收检查，检查通

过后方可投入使用。

8.0.3对进入现场的施工人员进行入场安全教育，学习本分项工程的

操作规程和有关安全制度，施工人员必须戴安全帽，不得穿拖鞋、高跟

鞋等进入施工现场。

8.0.4操作人员上机操作前，必须认真学习和掌握使用说明书，每天

上、下午首次使用前，应按《吊篮日常检查项目与内容》进行认真检查，

并做好日常保养工作，若需要维修的项目应及时通知专'业维修人员进行

维修保养。

8。.5悬吊平台上应尽量使载荷分布均匀，并不得超载。

8.0.6禁止在悬吊平台内通过使用梯子或其它装置取得较高工作高

度。

8.0.7不得将电动