Робот для укладки плитки

Обновлено: 25.04.2024

Помню, буквально еще каких-то 4-5 лет назад крупной считалась плитка 60*60см. Затем появилась вообще крупная - 60*120см.

А сейчас никого не удивить форматом 100*300см, 120*240см и даже 160*320см. Надеюсь на этом они и остановятся:)

Укладка плитки быстро эволюционирует - растет формат, растет сложность обработки, растут требования к клею и подготовке основания, растут и запросы у заказчиков (не без помощи всех наших инстаграмов и ютюбов).

Что нужно для работы с крупноформатом?

Не будем сейчас вдаваться в особенности укладки такой плитки (как-нибудь в отдельной статье, если кому интересно), а только перечислим необходимый инструмент для работы с крупноформатным керамогранитом.

Если коротко, то нужно все то же самое, что и при работе с более мелкой плиткой, плюс еще много дополнительного специфического и дорогостоящего инструмента.

Система переноски с присосками.

Это то, с помощью чего вы будете эти плиты переносить с места на место, поднимать и спускать с разделочного стола и переносить плитку с нанесенным на нее клеем к месту приклеивания.

Голыми ручками не получится. Нормально точно не получится.

Переноску лучше выбирать с вакуумными присосками . Это те, которые имеют поршень, откачивающий из под присоски воздух.

Такие присоски надежнее, они могут держать даже рельефную плиту и можно контролировать степень ее присасывания (давления) с помощью барометра или специальных делений на поршне (зависит от модели присосок).

Существуют переноски с обычными присосками , но они изначально более слабые, подходят только для гладкой плитки и вы не можете ее контролировать. Мне известно несколько случаев, когда плита срывается с этих переносок и разбивается (а это 20-30-40 тыщ за одну плиту).

Стол (верстак).

Плита крупная - стол должен быть таким же.

Чаще всего это два соединенных стола (120*150см + 120*150см), либо один стол и небольшой "удлинитель" (100*180см + 100*100см), тк. перевозка и перемещение по объекту трехметрового верстака будет проблематичной.

Вообще - это самая большая боль при работе с крупноформатом - то, что нужно где-то разместить огромный верстак, нужно поднимать, спускать и вертеть эту огромную плиту, переворачивать и наносить клей, обратно вертеть и тд.

В данной статье рассматривается внедрение роботов в сферу дорожного и коммунального хозяйства.

Ключевые слова

Текст научной работы

В наше время довольно распространенно использование материалов и технологий, являющимися альтернативой использования асфальтобетона в качестве покрытия, например, плитка (рис.1).

Рисунок 1. Плитка тротуарная

Но процесс изготовления данного полотна весьма трудоемок. Для начала производят подготовительные работы, включающие в себя: разметка территории, установка маячков, обустройство территории.

Следующим этапом является обустройство основания. Для этого осуществляют следующие операции:

планировка (планировка включает в себя снятие слоя верхнего грунта и нанесение выравнивающего слоя с использованием щебня либо гравия);
обустройство несущего слоя (для этого применяется устойчивый к низким температурам, однородный материал (например, щебень или гравий); укладывается этот слой равномерно);
установка бордюров.

обустройство песчаного слоя для брусчатки (после выполнения уплотнение несущего слоя наносится подстилающий слой из песка (3-5 см).

Далее происходит самое трудоемкое занятие — создание полотна из плитки — мозаики. Гораздо проще было бы применять для этих целей робота, который будет укладывать плитки в заданном порядке по принципу принтера.

Рисунок 2. Общие виды робота (1 — камера обзора, 2 — корпус с двигателем и бункером для плитки, 3 — устройство для выкладывания плитки)

Рассмотрим алгоритм движения робота с учетом быстродействия выполняемой операции.

Программирование оптимального по быстродействию движения робота по собственной траектории должно учитывать свойства привода и использование комбинированного управления. Поиск оптимального по быстродействию управления при движении робота по заданной траектории осуществляется в такой последовательности: определяется собственная траектория системы, связывающая исходную и целевую позиции, учитываются многие физические условия, свойственные данному роботу. Предлагаемый алгоритм основан на анализе физических закономерностей управляемого движения систем, на разложении вектора обобщенных управляющих сил на составляющие.

Уравнения движения идеализированной модели рассматриваемых систем удобно представить в виде

— матрица инерционных коэффициентов, \ddot

— вектор обобщенных ускорений, B(\dot,q)

— вектор гироскопических и кориолисовых сил, Q — вектор обобщенных управляющих сил.

Ускорения входят в уравнения линейно, а силы B(\dot,q)

и Q — аддитивно. Поэтому ускорения можно представить в виде \ddot=<\ddot>_0+\ddot<\overline>

— ускорение свободного движения, определяемое вектором B(\dot,q)

и, следовательно. состоянием системы, а \ddot<\overline>

— управляемая составляющая обобщенного ускорения. Очевидно также, что вектор Q можно представить в виде суммы двух векторов

первый из которых — тангенциальная составляющая вектора обобщенных управляющих сил, а второй — нормальная составляющая этого вектора.

Тангенциальные составляющие обобщенных сил соответствуют движению по геодезической траектории, определенной состоянием системы. Именно эти составляющие вызывают изменение кинетической энергии системы. Нормальные составляющие обобщенных сил обуславливают уход с названной геодезической траектории и не вызывают изменения кинетической энергии. Каждому из этих векторов обобщенных управляющих сил соответствует свой вектор обобщенных ускорений

Если траектория движения системы совпадает с собственной, то Q^n=0

. Вектор тангенциальных ускорений коллинеарен вектору обобщенных скоростей

Это соотношение позволяет найти отношения компонент вектора тангенциальной силы и, следовательно, отношения между управляющими воздействиями при движении по собственной траектории.

Подставив (2) во второе уравнение записанной системы, получим

— вектор обобщенных импульсов \overline

(\dot,q)

системы. Тогда тангенциальная составляющая вектора обобщенных управляющих сил с точностью до постоянного множителя равна вектору обобщенных импульсов системы Q^=\sigma \overline

(\dot,q)

Пусть движение системы с n степенями подвижности соответствует некоторой заданной траектории, определенной (n — 1) соотношением вида

При определении нормальных составляющих управляющего воздействия из рассмотрения можно исключить тангенциальные составляющие, положив, например, Q^=0

, что соответствует движению системы по заданной траектории с постоянной кинетической энергией.

Воспользовавшись аналогией между программным движением но заданной траектории и движением системы с наложенными конечными связями, имеем:

Путем дифференцирования уравнений по времени получаем

— вектор множителей Лагранжа.

, найдем Q n . Таким образом, нормальные составляющие обобщенных управляющих сил являются функцией фазовых координат системы, т.е. функцией состояния системы.

При наличии ограничений на управляющие воздействия вектор последних можно найти из соотношений

\underline\leq Q=Q^n+\sigma \overline

(\dot,q)\leq \overline

определяет разгон и торможение системы, а его величина — модули тангенциальных составляющих управляющих воздействий, \underline

- векторы верхнего и нижнего ограничений управляющих воздействий.

Расчет оптимального по быстродействию движения робота по собственной траектории выполняется по программе (рис.3).

Рисунок 3. Блок-схема программы расчета оптимального по быстродействию движения модели по собственной траектории

Результаты расчета собственной траектории используют для интегрирования системы уравнений свободного движения с найденными начальными условиями и кинетической энергией $\tilde$. При постоянном шаге интегрирования можно определить векторы >_j=<\left[>_,>_,\dots,>_\right]>^T

в точках (j=0,1,…,N) собственной траектории, равноотстоящих друг от друга по длине последней.

Учитывая заданные ограничения на управляющие воздействия P_j можно найти как величину \sigma

, так и все управляющие воздействия (Q_ij(i=1,2,…,n) в равноотстоящих друг от друга точках (j=0,1,2,\dots, N)

. Так как расстояние между j-й и (j+1)-й точками траектории мал \sigma

, рассчитываются управляющие воздействия на интервале между ними с помощью линейной интерполяции и определяются приращения кинетической энергии _j

на каждом шаге прямого хода

По найденной величине кинетической энергии в (j+1)-й точке траектории определяются обобщенные скорости >_

По этим значениям скоростей >_

можно приближенно определить время движения между j-й и (j+1)-й точками траектории

взяв скорость и приращения по одной из координат. Далее приближенно находится время движения системы до (j+1)-й точки

Описанные процедуры определения W_j+1 и t_j+1 применяются для всего прямого хода системы от W₀=W(0). После этого определяются кинетические энергии для обратного движения от W_N=W_K. При этом на каждом шаге сравниваются значения кинетических энергий в j-й точке прямого и обратного движений. Их равенство определяет точку и соответственно момент переключения системы из режима разгона в режим торможения.

Программные значения управляющих воздействий Q_i(t)

определяются интегрированием исходной системы дифференциальных уравнений с правой частью, определяемой и ограничениями P_i

на двух участках движения: первый определен моментом переключения, а второй — заданным конечным значением кинетической энергии.

Момент переключения найден приближенно, поэтому окончательно программные значения управляющих воздействий Q_i(t)

определяются с помощью итерационной процедуры. Она основана на изменении момента переключения режимов в ту или иную сторону в зависимости от положения последней точки, полученной в процессе интегрирования, по отношению к целевой точке. При этом минимизируется величина

— обобщенные координаты системы в последней точке процесса интегрирования. Процесс завершается при достижении коррекцией времени переключения заданного значения _k\leq [_k]

Поставленная задача планирования движений на основе собственных динамических свойств исполнительного механизма ПР является, если система регулирования разомкнута, необходимо по крайней мере более точно учесть свойства привода, а если система регулирования замкнута, то дополнительно при определении программы движения следует учесть свойства регулятора.

В приводе ПР используются электродвигатели постоянного тока. Найдём на основе их статических характеристик ограничения управляющих воздействий для последующего учета в программе расчета оптимального по быстродействию движения. Имеем

при sign\ U_i=sign\ <\omega >_i

при sign\ U_i\neq sign\ <\omega >_i

Здесь M_i — момент, развиваемый i-м двигателем, U_i — напряжение, <\omega >_i

- угловая скорость, k_1i — коэффициент пропорциональности пускового момента двигателя, k_2i — коэффициент демпфирования двигателя. Для кинематически развязанных механических систем обобщенные скорости >_i

пропорциональны угловым скоростям двигателей <\omega >_i

. Поэтому ограничения на управляющие воздействия Q_i для интервала скоростей -k_\left|U_\right|/k_\le \le <\omega >_\le k_\left|U_\right|/k_

можно записать в виде

— передаточное отношение редуктора.

Когда скорости выходят за ограничения, система двигается свободно, с выключенными двигателями. Результатом работы программы являются зависимости

Для разомкнутой системы найденное U_i=U_i(t) и будет искомой программой. В замкнутой же системе необходимо обеспечить найденное движение исполнительного механизма q_i(t), которое выступает в роли требуемого q_itr(t). Замкнутые системы работают по рассогласованию. Поэтому, если в качестве программного взять требуемое движение q_itr(t), гарантируется ошибка отработки [1].

Для учета податливостей в кинематических цепях привода, целесообразно использовать идею комбинированного управления и реализовать ее так, чтобы учесть свойства замкнутого контура регулирования или его отдельных элементов.

Так как данный робот является разомкнутой системой нельзя обеспечить точность и устойчивость перемещения требуемого программой, поэтому выводятся дополнительные условия, которые включены в алгоритм быстродействия движения, когда восстанавливающаяся сила эквивалента закону регулирования.

Галкин А.Р.
Рыбанов А.А.
Абрамова О.Ф.

Иванов Н.К.
Трухинова Д.Е.
Шаякбаров И.Э.

Иванов Н.К.
Поезжаева Е.В.
Шаякбаров И.Э.

Список литературы

Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. Теоретические основы робототехники. М.: Наука, 2006. 376 с.

Цитировать

Всем привет. Многие любят такой строительный материал как плитка. Она часто используется для отделки стен и напольного покрытия. Именно поэтому в этой подборке посмотрим на 10 дешёвых, но полезных инструментов для плиточника c AliExpress, которые облегчат и сделают его труд более эффективным. Все инструменты в подборке будут представлены в порядке этапов процесса кладки плитки. Поехали.

Долото-лезвие для снятия плитки

Для начала кладки плитки, как правило, необходимо удалить старую плитку и очистить поверхность от клея. Для этого необходимо использовать лезвие-долото, которое позволит удалить старую плитку и раствор для производств новой кладки. Используется с большинством типов перфораторов и отбойных молотков. Насадка выполнена из высокопрочной стали и имеет термическую закалку. Это позволяет её выдерживать работу даже с материалами высокой прочности типа керамогранита и даже тротуарной плитки. Продавец заявляет более сотни рабочих циклов без снижения эффективности.

Регулятор высоты начала кладки

После подготовки поверхности в случае, если пол будет подниматься и заливаться стяжкой следует установить высоту начала кладки. В этом поможет регулятор высоты начала кладки это инструмент, который позволяет поднять и поддержать первый ряд плитки на время застывания раствора. Устройство может удерживать достаточно большой вес благодаря металлической конструкции и надёжному стопору. Инструмент работает по принципу поддомкрачивания нижнего ряда плитки и удержания её. Это необходимо для формирования первого ряда плитки, при создании наливного пола и других отделочных работ

Шпатель-кельма для плитки

Нанести раствор на стены поможет шпатель c кельма для плиточной кладки, которая даёт возможность как осуществить нанесение раствора, так и обеспечить хорошее прилегание плитки к стене. Кельма обеспечивает нанесения и разглаживания раствора по поверхности перед кладкой плитки. Другая сторона работает в качестве вибратора для удаление воздуха между раствором, стеной и плиткой. Работает кельма от аккумуляторной батареи ёмкостью 700 мАч. Максимальное время автономной работы — 5 часов.

Выравнивающая гребёнка

Чтобы на раствор можно было укладывать плитку его необходим пройти выравнивающей гребёнкой. В этом поможет устройство для выравнивания площадки из раствора или песочно-цементной смеси под плитку. Инструмент представляет собой гребенку и ведущую часть с валиками для плавности перемещения. Гребёнку можно регулировать по высоте. Также есть возможность устанавливать вылет гребёнки относительно ведущей части. Для более равномерного перемещения предусмотрена большая ручка и пузырьковый уровень.

Угловой уровень для плитки

Для ровной кладки плитки друг и формирования правильных крестовин можно использовать уровень с двумя лучами. Устройства создаёт пару угловых лучей, расположенных под углом в 90 градусов. Лазерные линии позволяют ровно расположить материал для облицовки стен, позиционировав его друг относительно друга. Для удержания инструмента на поверхности используется несколько присосок. Для ровной установки уровня предусмотрены несколько пузырьковых уровней. Включение и выключение осуществляется с помощью.

Система выравнивания плитки

Следующим этапом используем набор для подгонки уложенной плитки, который в основном применяется для напольного покрытия и выравнивания высоты кладки плиток друг относительно друга. Набор включает в себя прижимные упор, пластиковые клинья и инструмент для установки клина в упор. На клине имеются пошаговые рёбра, благодаря которым можно варьировать степень выравнивания. Расходным материалом являются прижимные упоры, которые после засыхания раствора необходимо выломать у основания.

Ручной резак для плитки

При кладке плитки безусловно возникает необходимость её подгонки под необходимые размеры. Оперативно отрезать плитку прямо в процессе работы позволит ручной резак. Он предназначенный для разделения плитки не очень большой толщины. Поможет домашнему мастеру при резке плитки и укладки её в геометрически ровных помещениях, где не следует осуществлять серьёзную подгонку отделочного материала. Рукоятка инструмента реализована таким образом, чтобы можно было удерживать его всей ладонью. Это позволит более эффективно использовать резак и прикладывать усилие в необходимую точку реза. В комплекте есть прижимная струбцина, которая предназначена для правильного разламывания плитки по контуру реза.

Фреза для снятия фаски с плитки

Более матёрые профессионалы при угловых соединениях запиливают плитку под 45 градусов. Это очень ответственный процесс, осуществить который можно Фрезой для УШМ, которая применяется для снятия фаски с торца плитки. Применяется для формирования ровного прилегания плитки при отделки внешних углов. Фреза подходит под большинство УШМ, имеющих посадочное место с резьбой М14. Она имеет алмазное напыление выполненное по технологии вакуумной пайки. Такое качество даёт возможность работать с насадкой как с подводом воды, так и без неё. Используется с УШМ на скорости от 3500 до 4000 оборотов в минуту.

Локатор для плитки с фрезами

При укладки плитки в санитарных узлах безусловно возникает необходимость обходить фитингии и трубы. Максимально аккуратно осуществить отделку позволит локатор для плитки или, по-простому, трафарет с изменяемой геометрией, который позволит перенести на плитку контуры отверстий фитингов. В локаторе уже имеются отверстия необходимого диаметра. Также в комплекте есть несколько коронок для сверления в плитке отверстий необходимого размера. В конструкции локатора предусмотрены две линейки, которые в дополнительной мере позволяют позиционировать его на стене или отделочном материале.

Перьевое сверло для плитки

Напоследок, когда плитка уже уложена, всегда возникает необходимость сделать в ней отверстия для установки полок и других атрибутов. Перьевое сверло для проделывания отверстий в плитке, пожалуй самый часто встречающийся инструмент у любого плиточник. Однако, свёрла часто ломаются, поэтому лучше запасаться ими в прок. Свёрла производятся с четырьмя и двумя кромками крестообразной пайки. Для точности реза, центрирования сверла и точечного усилия перья заточены под конус. Это позволяет сверлить отверстие в плитке без сколов и трещин. сверлить отверстие в керамической плитке.

На этом всё. Надеюсь, подборка поможет Вам пробрести недорогие инструменты для кладки плитки самостоятельно. Если это так, поделитесь подборкой с друзьями. А ещё больше интересных инструментов, новинок от Xiaomi и скидок на них можно найти в моём TG канале, ссылку на который можно найти в разделе об авторе. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить. Всем удачи и хорошего настроения пока

Об авторе

✅ Подписывайтесь на мой Telegram канал, где публикуются новинки от Xiaomi, интересные инструменты и скидки на них. А для тех кому не удобна «телега» есть сообщество TechnoReview в ВК. Подписывайтесь на них, чтобы ничего не пропустить.

✅ Подписывайтесь — на мой канал на YouTube
Там много интересной и полезной информации.

Аппарат для полуавтоматической укладки керамической плитки на пол: экономия времени и сил

Особенности и преимущества плиткоукладчика

Конструкция состоит из нескольких основных элементов, в том числе специальных шаблонов и вакуумных станков. Устройство может применяться для плиток различного размера, что делает его универсальным.

К другим плюсам аппарата можно отнести следующее:

Компактные размеры. Устройство без проблем поместиться в легковой автомобиль, поэтому не возникнет трудностей при транспортировке.
Небольшой вес. Легко можно переместить в любую нужную точку.
Высокая производительность. По сравнению с ручной укладкой, объемы выполненных работ могут быть в 10 и более раз больше.
Простота использования и обслуживания. Несмотря на высокую эффективность, конструкция отличается простотой, поэтому использовать её сможет любой специалист.
Большая окупаемость. Всего за 5 дней вы сможете вернуть вложенные средства в покупку станка путем увеличения объема выполняемых работ.

Оценить плюсы станка могут мобильные бригады, а также компании, которые специализируются на строительных или ремонтных работах.

Как использовать полуавтоматический плиткоукладчик?

Ручная укладка плитки – утомительный процесс, который требует от специалиста специальных знаний и навыков. Использование специального аппарата сокращает трудозатраты на укладку. Для работы с аппаратом для укладки плитки требуется трое рабочих, причем двое из них могут быть не специалистами в этой отрасли.

Укладка керамической напольной плитки при помощи станка состоит из нескольких основных этапов:

1. Подготовка поверхности и раствора. На пол устанавливаются по уровню алюминиевые направляющие, по которым будет ходить разравниватель. Рабочий выкладывает раствор на подготовленный пол и разравнивает при помощи специальной конструкции. На поверхности образуются борозды для экономного расхода клея и хорошего сцепления с плиткой.

2. Укладка плитки в шаблоны. В зависимости от размеров в шаблон может поместиться разное количество плиток. Процесс простой, поэтому его может выполнять рабочий без квалификации.

3. Укладка плитки на пол при помощи вакуумного станка. Использование вакуумного станка гарантирует ровную поверхность пола, одинакового размера швы и высокое качество выполненных работ.

Современные методы укладки плитки направлены на повышение производительности и сокращение трудозатрат. Увеличить объемы выполняемых работ и повысить прибыль совсем нетрудно – нужно купить станок для укладки плитки.

Описание процесса укладки керамической плитки на внешние стены здания с помощью плиточника-робота

Общие требования, которые нужно соблюдать при укладке плитки

Основа должна быть максимально статичной, и не подвержена каким либо существенным колебаниям.

Нужно отметить, что существует масса случаев, когда соблюсти эти требования бывает очень сложно в силу естественных обстоятельств (постоянно меняющаяся температура, влажность и т.п.) или по причинам технологического характера.

Например, укладка плитки в новых зданиях, особенно выполненных по технологии монолитного бетонирования, когда полное высыхание и статичное состояние приобретается через несколько месяцев.

Основа, на которую будет укладываться плитка должна быть хорошо очищена от пыли, остатков старого клея, масел, краски для обеспечения хорошего сцепления плитки с поверхностью.
Поверхности стен или стяжка должна быть идеально ровной, без пустот или раковин
Плитки должны быть очищены от упаковочного материала, парафина, который широко используется для предохранения от царапин во время транспортировки, особенно, это касается бикоттуры, монопорозы, и полированного грес.
Работа должна производится при хорошем освещении.
В процессе укладки нужно неукоснительно соблюдать рекомендации производителей всех смежных используемых материалов: инструментов, клеящих смесей, затирок, материалов для заполнения расширительных швов и т.д.
Периодически нужно проверять правильность укладки, не нарушены ли углы, горизонталь, вертикаль.
Плитки бикоттуры и монокоттуры перед укладкой можно увлажнить. Грес является абсолютно не впитывающим влагу материалом, и поэтому увлажнение его не даёт никакого эффекта.

Как видно, укладка плитки является достаточно сложной, кропотливой и многопрофильной работой, а специальность плиточника – одной из самых высококвалифицированных и уважаемых строительных профессий, это в частности объясняет достаточно высокую стоимость работ. Не следует экономить на плиточнике.

The International Association for Automation and Robotics in Construction (IAARC) is the premier global organization dedicated to the advancement of Automation and Robotics in Construction. IAARC represents fields of construction including civil and building engineering, machine automation, robotics applications to construction, information technologies, planning, logistics, etc. IAARC is a non-profit-making organization and it’s membership is not just restricted to end-users, manufacturers and researchers, but welcomes participation from other industrial sectors and from government organizations.

Читайте также: