První zdicí robot je v provozu
Stavebnictví se nachází na prahu budoucnosti, kdy hlavní roli převezme rozvíjející se digitalizace a automatizace. Za inovaci roku je tak možno považovat prvního zdicího robota, který je od letošního října připraven vyjet na reálné stavby. Kromě rychlosti, vytrvalosti a zpřesnění zdění řeší i dlouhodobý nedostatek kvalifikovaných zedníků na stavbách.
Za původním nápadem zdicího robota stojí start-up KM Robotics vyrábějící robotické aplikace a jeho majitelé Štěpán Kočí a Jakub Maršík. Nad myšlenkou vyvinout robota, který by pomáhal v oblasti stavebnictví, Štěpán Kočí poprvé zauvažoval již s příchodem ekonomické krize v roce 2008. Přemýšlel nad tím, jakým způsobem by se dal tento segment zefektivnit. Robotizace ve stavebnictví byla teprve v začátcích a vzhledem k tomu, že roboti v jiných odvětvích průmyslu již běžně pracují, začal svou myšlenku dále rozvíjet.
Robotické zdění pro potřeby stavebnictví
Jak známo, ČR má v současnosti třikrát méně absolventů technických oborů, než by tuzemské stavebnictví potřebovalo. Stavební firmy se neustále potýkají s nedostatkem kvalifikovaných řemeslníků; sehnat kvalitní zednickou četu je velmi obtížné. Nicméně cílem umístění zdicího robota na stavby není brát stavbařům práci, ale spíše doplnit nedostačující pracovní trh. Zdicí robot dokáže zastat práci až pětičlenné party zedníků. Podle slov autorů projektu bylo hlavním cílem vyvinout natolik dokonalého stavebního robota, aby se stal standardním stavebním zařízením, které se bude na stavbách každodenně používat a bude řešit klíčové otázky týkající se stavební praxe.
Společnost Wienerberger se s konceptem od KM Robotics seznámila přibližně před třemi lety, po všech stránkách ji velmi zaujal a se zakladateli projektu došlo k dohodě o vytvoření partnerské aliance založené na dokonalém robotickém zdění.
Investiční cíle
Základem úspěchu zdicího robota jsou jeho tři klíčové vlastnosti: rychlost, přesnost a hlavně neúnavnost. Zedničina jako řemeslo je velmi namáhavá práce. Trh tak potřebuje mechanizovaného pomocníka, který výrazným způsobem sníží podíl těžké manuální činnosti na staveništi a ulehčí řemeslníkům práci. Navíc je dvakrát rychlejší než konvenční parta zedníků, nepotřebuje pauzy a zvládne pracovat 24 hodin sedm dní v týdnu.
Cílem investice do unikátního robotického zdění je pro společnost Wienerberger nejen rychlejší zdění, ale také udržitelnější stavební procesy. Při stavbě samotné vzniká méně odpadu než při tradičních stavebních metodách. Proces výstavby, náklady i dodací lhůty se snadněji plánují. Robotika navíc pomáhá řešit klíčové výzvy budoucnosti, jako je rostoucí urbanizace, cenově dostupné zelené bydlení či chytré budovy.
První uvedení do praxe
Před prvním nasazením na reálnou stavbu prošel zdicí robot několika testovacími koly. Poslední testování, které proběhlo letos v červnu v nově otevřeném eXperience centru firmy Wienerberger v Jirčanech u Prahy, potvrdilo jeho připravenost pro využití v praxi.
Vůbec první ostré nasazení českého zdicího robota na stavbu se uskutečnilo letos v říjnu v Šumperku na Olomoucku, kde pomáhal s výstavbou nové části průmyslového závodu společnosti Dormer Pramet s.r.o., vyrábějící nástroje pro obrábění kovů. Už na této první stavbě se zdicí robot osvědčil jako výborný pomocník. Stavbu průmyslové haly v Šumperku zdicím robotem zaštítila olomoucká stavební firma GEMO a.s. Podle ředitele její Divize Morava, Slovensko Ondřeje Foukala měli jako dlouholetí obchodní partneři společnosti Wienerberger velký zájem stát se součástí prvního „ostrého“ testování zdicího robota. Jakmile se v portfoliu zakázek objevila typově vhodná budova, neváhali a nabídli možnost testování právě na této stavbě průmyslové haly.
Na základě postřehů z první realizace mohou konstatoval, že robotické zdění je přesnější než to klasické. Rychlost samotného zdění je skutečně vysoká, ale celkovou časovou efektivnost je potřeba ještě vyhodnotit společně se všemi ostatními aspekty v rámci logistiky a přípravy. Přínos zdicího robota pro stavebnictví však firma hodnotí velmi pozitivně. Od jeho využití si také slibuje alespoň částečné vykrytí nedostatku pracovních sil i zatraktivnění práce zedníka-operátora pro novou generaci.
Fungování na stavbě
Zdicí robot má délku 3,40 m, šířku 0,78 m, vysoký je 2,15 m. Jeho hmotnost činí 2 400 kg, únosnost robotického ramene je 120 kg. Maximální užitné zatížení v patře je 15 kN pro dvě osamělá břemena ve vzdálenosti minimálně 1,5 m.
Svou velikostí a výkonem se robot hodí především na velké stavby s dlouhými zdmi, jako jsou bytové domy, školy nebo průmyslové haly. Aktuálně zdí konstrukce od délky 5 m, v této disciplíně je skutečně nejlepší na světě. V budoucnu je však v plánu stroj přizpůsobit i pro rodinné domy. Za hodinu stihne postavit 10 m2 zdi a svým ramenem dosáhne až do výšky 2,75 m, na začátku příštího roku to bude dokonce až do 3,25 m.
Optimálně funguje při teplotách 5–40 ˚C. To je více než dostačující vzhledem k tomu, že při extrémním počasí se zdít nedoporučuje. K práci robot potřebuje pouze přívod elektřiny a vody. Robota ovládá jeho operátor tabletem. Dále spolupracuje s přidavačem, který naváží plné palety cihel, odváží ty prázdné, vyměňuje zásobníky pojiva, připravuje a umisťuje dořezy na koncích zdi a osazuje stěnové kotvicí spony při napojování stěn.
Pohyb v jeho okolí je zcela bezpečný. Robot je vybaven čidly, takže pokud by se mu někdo připletl do cesty, zastaví. Díky tomu nemusí být v kleci a nehrozí, že by někomu způsobil pracovní úraz.
Po vyzdění určité délky zdi se samostatně posune podél vyzdívané stěny do další pozice. Robot při zdění stojí na čtyřech pevných nohách, při posunu se celý nadzvedne na své páté noze a podsune se podél zdi. Při zatáčení je třeba robota nadzvednout elektrickým paletovým vozíkem a otočit či přemístit. Přesnost zdění je koordinována čidly – laserem, radarem, kamerou. Při odběru cihel z palet si robot ukáže laserovým ukazovátkem na příslušné místo, kde má být paleta daného čísla umístěna.
Postavení robota se upřesňuje laserem umístěným na zdi, a to ve vzdálenosti 165 cm od vyzdívané stěny. Robot pozná své postavení díky svému srovnávání polohy v trojrozměrném prostoru.
Je také možno naprogramovat přerušení zdění a utvořit tak místo na okna a dveře. Operátor zadá, odkud kam se bude zdít a nastaví příslušné parametry, například šířku či výšku okna. Následně si robot zkalkuluje svůj zdicí plán, nechá si jej potvrdit a začne provádět ukládku zdiva. Kontrola správnosti uchycení břemene se provádí ultrazvukovými senzory umístěnými na „uchopovadle“ (angl. gripper).
Společnost Wienerberger neplánuje nového robota prodávat. Bude jej poskytovat formou služby, kdy zákazník zaplatí za objem vyzděného zdiva.
Robot bude zdít za cenu pokládky celého metru čtverečního zdi. Cílem je, aby metr čtvereční nebyl dražší než zdění standardní partou pracovníků. Práce robota je ve srovnání s ručním zděním rychlejší, což znamená, že cena pokládky bude zhruba stejná, ale ušetří se čas i počet pracovníků.
Úspory vycházejí z nižších nákladů na zařízení stanoviště a nižšího množství dělníků na pracovišti, dále pak z přesnosti ukládky cihel a schopnosti zdít ve vícesměnném provozu případně do výšky až 3,25 m bez nutnosti lešení.
Robot Ready (RR) materiál – cihla na míru robotovi
Novinkou je Robot Ready (RR) materiál, který je speciálně vyvinut podle potřeb robota. Jedná se o cihly Porotherm 30 Profi Dryfix RR, na které společnost Wienerberger společně s KM Robotics úspěšně získala patent. Název cihel značí, že tyto 300 mm silné výrobky mají po stranách speciální drážky, jež jsou upraveny tak, aby je robot svým ramenem mohl uchopit a přesně umístit do zdi.
Ke zdění těchto cihel se používá klasické a ověřené pojivo, zdicí pěna Dryfix, která je běžně dodávána na stavby. Robot ji umí nanést ve dvou pruzích přesně podle aplikačních pravidel výrobce.
Zdicí materiál s označením Robot Ready je upraven pro potřeby robota, ale zároveň splňuje veškeré deklarované parametry standardního produktu, jako jsou tepelněizolační a akustické vlastnosti, únosnost nebo požární odolnost.
Další plánovaný vývoj
V současnosti je již ve výrobě první ověřovací série. V příštím roce tak bude na stavebním trhu dostupných sedm zdicích robotů. Do konce roku 2023 společnost Wienerberger nasadí zdicího robota na další referenční projekty a celkem pomůže vyzdít 1 000 m2 stěn. Poslední pilotní stavba v tomto roce je v Letech u Písku, při prvním PPP projektu výstavby dálnice D4.
Podle odhadů firmy Wienerberger bude pro tuzemský trh potřeba několik desítek zdicích robotů, v rámci celé Evropy jich pak již budou stovky. Po uvedení v České republice by se mobilní stavební robot mohl postupně zavádět i na dalších trzích, kde Wienerberger působí.
Firemní strategie
Využití inovativních řešení je jedním z pilířů firemní strategie společnosti Wienerberger. Jako inovační lídr v oboru vidíme v digitalizaci a automatizaci stavebnictví velký potenciál. Trend inovací se stává v rychle měnící se době klíčovým a zdicí robot je krokem k proniknutí digitalizace na stavební trh. Přicházíme s jedinečným projektem zdicího robota, který na trhu neexistuje. Doufáme v to, že se trh na robotické zdění rychle adaptuje. Ve svých závodech posouváme digitalizaci neustále dále. Například v cihelně v Jezernici na jižní Moravě, kde vyrábíme produkty značky Porotherm, už většinu práce zastanou automatizované linky. Digitální výroba je totiž nejen o 15 až 20 % efektivnější, ale také mnohem šetrnější vůči životnímu prostředí.
Zdicí robot vznikl za podpory společnosti Wienerberger, KM Robotics, Technologické agentury ČR (TA ČR), Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT (ČVUT CIICR) a společnosti Creative Dock.
Projekt FW03010304, Výzkum a vývoj robotického systému pro automatizované zdění z cihelných bloků, je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR v rámci programu TREND.
Robotické zdění je vyvíjeno ve spolupráci s CIIRC ČVUT.
FOTO: Wienerberger CZ
