Los robots KUKA ofrecen perspectivas para la fabricación robótica en la arquitectura

Dos robots KUKA pegan y fresan de forma precisa y eficiente paneles de madera para un proyecto de la Universidad de Stuttgart y demuestran así que los beneficios de los robots industriales también pueden enriquecer el sector de la construcción en madera, que hasta el momento en raras ocasiones apuesta por los procesos automatizados.

Proyecto de investigación: fabricación robótica en la arquitectura de construcción en madera

El instituto de dise?o computacional de la Universidad de Stuttgart (ICD, por sus siglas en inglés), fundado en el a?o 2008, se dedica al desarrollo de procesos de dise?o y construcción asistidos por ordenador, y entre sus focos de atención se encuentra la fabricación robótica en la arquitectura. El ICD ha desarrollado un pabellón innovador para la exposición Bundesgartenschau de 2019, cuya fabricación solo ha sido posible con ayuda de robots. En la planificación de la instalación necesaria se contó con el apoyo de BEC GmbH. El constructor de la instalación apuesta por los robots probados de KUKA y, por lo tanto, se utilizan un posicionador de dos ejes DKP-400?y dos robots KUKA del tipo KR 500 FORTEC. Los robots industriales pegan y fresan de forma precisa las cajas de madera.

De forma meticulosa y eficiente: los robots se encargan del pegado de los paneles de madera.

La exposición Bundesgartenschau 2019 en Heilbronn

Cada dos años se celebra la exposición Bundesgartenschau (BUGA) en una ciudad distinta de Alemania. En sus inicios, la BUGA era tan solo una exposición de jardinería pero, actualmente, es mucho más que eso: en la exposición se presentan desarrollos innovadores para el sector de la planificación urbana y la arquitectura. En la BUGA de Heilbronn de este año, además de árboles y flores también se puede visitar un innovador pabellón fabricado en madera. Quizás, su integración perfecta en los terrenos de la BUGA también dependa de que la inspiración para la construcción de madera provenga de un fenómeno natural.

Una hermosa vista: el pabellón fabricado en madera en la BUGA 2019.

Construcción inspirada en la naturaleza: el robot pega paneles de madera

?Una de las prioridades de nuestro trabajo se encuentra en el ámbito de la investigación biométrica?, aclara el profesor Achim Menges, director del ICD. ?Las formas, los materiales y las estructuras de la naturaleza a menudo demuestran una mayor eficiencia de materiales y funcionalidad que las construcciones habituales?. El pabellón para la exposición BUGA imita el caparazón de un erizo de mar: su caparazón está compuesto por placas que crecen individualmente. En el pabellón de madera, los 376 elementos también son piezas completamente individuales. Los robots se encargan de pegar estos paneles y vigas de madera de chapa laminada. El interior de las cajas de 16?cm de espesor pentagonales, hexagonales y heptagonales está hueco. El pabellón fabricado abarca 30 metros, sin vigas ni pilares en el interior. ?Hasta el momento esta estructura ligera es única en el mundo. Sin la fabricación robótica sería impensable una varianza de piezas tan elevada?, afirma Hans Jakob Wagner, investigador asociado y doctorando en el ICD.

Fabricación individual: el pabellón de madera se compone de 376 piezas individuales.

Totalmente automatizado: el robot industrial de KUKA fresa de forma precisa las cajas de madera

Dos robots KUKA del tipo KR 500 FORTEC se encargan de la fabricación robótica: el robot 1 posiciona el panel de base sobre el posicionador de dos ejes KUKA DKP-400. El robot 2 aplica el pegamento en el panel de madera y, a continuación, el robot 1 pega una viga de estructura de soporte. El robot 2 clava las vigas con clavos de madera. Los robots industriales repiten estos pasos de trabajo hasta que todas las vigas están pegadas y clavadas. A continuación, el robot 1 pega otro panel de madera sobre el pegamento aplicado en la viga por el robot 2. El panel de cubierta se fija adicionalmente con clavos. En cuanto se ha endurecido el pegamento, el robot vuelve a posicionar la caja de madera sobre el DKP-400. El robot 2 fresa de forma precisa los contornos de esquina y las juntas de cola de milano. A continuación, el robot 1 coloca la caja acabada en el almacén.

El robot pega los paneles de madera y fresa y clava las vigas de madera.

El pabellón fabricado en madera en la BUGA 2019 en Heilbronn.

Precisión y eficiencia: ventajas de la fabricación robótica en la arquitectura

?El robot pega los paneles de madera de forma precisa y eficiente. Es importante que el pegamento solo esté en estado líquido durante un tiempo limitado?, aclara Matthias Buck, director general de BEC GmbH. Asimismo, durante la aplicación deben respetarse algunas condiciones especiales como la cantidad y uniformidad. Los robots también disminuyen el trabajo en cuanto al peso de los diferentes elementos; una caja pesa hasta 200?kg. Otra ventaja: Durante el fresado, la tolerancia dimensional en la fabricación robótica es inferior a 0,3?mm. Matthias Buck también alaba la capacidad de adaptación de los robots KUKA: ?Tenemos la posibilidad de modificar el plano de construcción de los diferentes elementos incluso durante el proceso de fabricación?. Esto ofrece posibilidades innovadoras para la industria de la construcción y la construcción en madera: los sistemas de robots pueden ayudar a satisfacer la creciente demanda en cuanto a cantidad y soluciones asequibles.

La fabricación de componentes es compleja y costosa. Sin soluciones robotizadas no hubiese sido posible la realización del proyecto.

Hans Jakob Wagner, investigador asociado y doctorando en el ICD

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