Lapszámok

A cikk második részében a jelentősebb építéshelyszíni megoldásokat mutatom be röviden, a kialakításuk főbb logikai és technológiai hátterét is ismertetve.

a) Betonacél-szerelő robotok
Közelmúltbeli fejlesztés eredményeként ezek az eszközök nehéz körülmények között (például hőség vagy heves esőzés) is képesek precíz műveletek ellátására. Kamerákkal, érzékelőkkel vannak felszerelve, emellett a szoftveres vezérlésnek köszönhetően automatikusan mozognak, illetve felismerik a betonacél-rácsok kereszteződéseit. Az ily módon pozícionálásra képes robotok általában fedélzeti betonacél-tárolóval is rendelkeznek. Ebbe a kategóriába tartoznak a moduláris, portálszerű robotok – amelyek akár egy híd teljes szélességét is képesek lefedni –, illetve a sokkal kisebb, egyetlen szakember által könnyen hordozható eszközök is1.

b) Betonegyengető és tömörítő robotok
A betonminőség javítása érdekében fejlesztették ki őket, rezgés segítségével képesek a beton jobb tömörödését elősegíteni. Vezérlésüket általában lézerrel, esetleg műholdas kapcsolattal oldják meg, de integrált érzékelőkkel (például hagyományos vagy spektrumkamerák) is rendelkeznek. A kisebb méretű munkaterületeken alkalmazott robotok képesek akár autonóm rendszerekként is működni, míg a nagyobb területeken alkalmazott, kötöttebb rendszerek hatékonysága az alapterület nagyságával együtt növekszik. Funkció szempontjából hasonló munkát végeznek a betonfiniser robotok is, amelyeket betonfelületek minőségének biztosítására, illetve javítására használnak2 .

c) Építéshelyi szállítórobotok
Ebbe a kategóriába olyan eszközök tartoznak, amelyek az építőanyagokat összehangoltan, függőleges és vízszintes irányban képesek szállítani, illetve raktározási tevékenységre is alkalmasak egy központi szállítási-ütemezési rendszerhez kapcsolódva. Méretüket és alkalmazhatóságukat tekintve jelentősen különbözhetnek egymástól: idetartozik minden, a minilogisztikai feladatokat végző, elsősorban horizontális mozgatásra alkalmas eszközöktől a masszív emelőplatformokig. Eltérő terhelhetőség és sebesség jellemzi őket. Léteznek az építőanyagok berakodására, az útvonal önálló megtervezésére, illetve akadály esetén annak megváltoztatására alkalmas, továbbá az anyagok méreteinek felismerésére és a más tárgyakkal vagy emberekkel való ütközés elkerülésére képes robotok is3.

d) Hegesztőrobotok
Legfőbb előnyük, hogy egységes minőséget tudnak produkálni hosszú munkavégzés során is, és képesek például egyidejűleg egy acélelem ellentétes oldalait is hegeszteni, az esetleges torzulások elkerülése érdekében. Léteznek lézerszkennerrel felszerelt robotok is, amelyek felismerik a hegesztendő alkatrészek alakját, hegesztési felületeit. Természetesen egyéb szenzorokkal is el lehet látni őket – például fényérzékelőkkel, ívérzékelőkkel, kamerákkal –, melyek automatikusan ellenőrzik a hegesztés minőségét, megelőzik az esetlegesen bekövetkező meghibásodásokat vagy jelzik akár a hegesztőhuzal hiányát is. A folyamatos minőségellenőrzésnek köszönhetően közvetve csökken a selejtes eredmény, így a felesleges hulladék mennyisége is. Munkaterület szempontjából megkülönböztethetők az építés alatt álló acél tartószerkezethez rögzítendő, illetve a mobil eszközök, amelyek könnyen áthelyezhetők az építési helyszínen4.

Amint a bemutatott példákból is látható, számos célfeladatra fejlesztett eszköz létezik már, amelyek különböző szenzorok és megfelelő szoftveres környezet segítségével önálló munkavégzésre alkalmasak. A felsorolt eszközökhöz tartozó rövid leírások talán rávilágítanak arra a logikára, hogy miként épülnek fel ezek a robotok. A következő technológiai megoldásokat és céleszközöket ebben a fejezetben csak felsorolás szintjén mutatom be, viszont a hivatkozott szakirodalmi referenciák között részletes leírás található róluk.

e) Helyszíni mérő- és ellenőrzőrobotok
Az építési helyszínen felmérő és viszszamérő, monitoring és minőségellenőrzési funkciókat támogató eszközöket soroljuk ide, amelyek kamerákkal, lézerszkennerrel, GPS-alapú helymeghatározással gyűjtenek adatokat földön és levegőben egyaránt.

f) Földmunka- és alapozási robotok
A föld kiemelésére, fellazítására és elszállítására automatizált módon alkalmas gépek tartoznak ide. Lehetnek a hagyományos földmunkagépek, amelyek többféle szenzorral felszerelve alkalmassá tehetők az önálló munkára, de lehetnek új, elektromos eszközök is, amelyek rész-munkafolyamatokat támogatnak.

g) Csemperagasztó és padlóburkoló (kültéri térburkoló) eszközök
Monoton munkafolyamatok kiváltására alkalmasak. A beltéri eszközök egyelőre inkább kísérleti fázisban vannak, de a kültéri utak, járdák burkolására alkalmas gépek egyre elterjedtebbek.

h) Homlokzatépítő robotok
Homlokzatburkolati elemek helyszíni szerelését támogatják.

i) Homlokzati felületképző és festő robotok
A felület kialakítása mellett általában tisztításra is alkalmasak.

j) Belsőépítészeti robotok
Digitális állományok koordinátái alapján automatikus fúrások elvégzésére (például HILTI JAIBOT), de akár vakolásra és tapétázásra is alkalmasak.

k) Bontási és felújítási robotok
Főleg veszélyes munkakörülmények esetén – például azbesztmentesítés – az élőmunka kiváltására szolgálnak.

l) Padlótisztító robotok
Nem az üzemeltetés során alkalmazott karbantartó robotok tartoznak ebbe a csoportba, hanem azokat az eszközöket értjük ide, amelyekkel építkezés közben fenntartható az építési helyszínen a rend. Ezek az önálló munkavégzésre alkalmas eszközök összegyűjtik az építési törmeléket és port egy adott területen, akár az aktív munkaidőn kívül is, amikor nem zavarják a helyszíni munkavégzést. Különböző szenzorokkal (súly, halmazállapot, méret), illetve gépi látással kiegészítve lehetőség nyílik a hulladékgyűjtés robotizált megvalósítására is.

m) Padlójelölő robotok
A digitális állományokban szereplő információkat – például válaszfalak kontúrja, magassági értékek, áttörések pozíciója – tudják autonóm módon rányomtatni a padlóra, ezzel előkészítve, elősegítve az élő munkaerő munkavégzését.

n) Drónok és autonóm járművek
Ebbe a csoportba az építőiparban alkalmazott, távirányítható vagy önálló mozgásra képes szárazföldi, vízi és légi járművek tartoznak, amelyek működésükkel kiegészítik az előzőekben ismertetett eszközök funkcióit. Kamerákkal, szenzorokkal felszerelve felmérési és monitoring5 feladatokat tudnak ellátni, akár olyan területeken is, amelyek emberek számára nehezen hozzáférhetők6.

o) Exoskeletonok
Az exoskeletonok építőipari felhasználásával az előző alfejezetben foglalkoztunk.

Az építőipari robotok elterjedése rövidtávon még nem, de középtávon talán már várható. Elterjedésüket a következő tényezők befolyásolják:

• Egyrészt a folyamatos építőipari munkaerőhiány miatt az építőipar rá van szorítva, hogy minél inkább gépesített, innovatív technológiákat használjon,
• ezt a törekvést támogatja a jelenleg mindent átható digitálizációs láz, az informatika és az építőipar összekapcsolódása.
• Másfelől viszont ezek a technológiák egyelőre javarészt fejlesztési fázisban vannak, tehát a felsorolt példák esetében még nem beszélhetünk egységes kereskedelmi megoldásokról, szabványokról és a robotok által végzett munka iránti felelősségvállalásról sem.
• Harmadrészt a technológiák alkalmazásához többnyire szükség van az épületek, épületszerkezetek digitális, információban gazdag, adott felhasználási célnak megfelelő, szabványos formátumú 3D- (BIM) modelljére is. Ezeket a modelleket a mérnöktársadalomnak kell(ene) tudnia előállítani, ahol viszont kevés kivételtől eltekintve jelenleg sajnos jelentős kompetencia-hiányosságok látszanak. Ennek a problémának a kiküszöbölésére mindenképp jelentős mértékű és átfogó oktatásra, illetve specializált továbbképzésekre van szükség.

Amikor pedig már megfelelő mennyiségben rendelkezésre állnak majd a megfelelő kompetenciával bíró mérnökök és kereskedelmi forgalomban kaphatók lesznek a különböző robotok, fontos, hogy a beruházások előkészítésénél a döntéshozók is figyelembe vegyék a megváltozott (megváltoztatandó) folyamatokat: a tervezési fázisban a modellek előállításához szükséges többletidőt nem lehet megspórolni ahhoz, hogy a kivitelezésen a robotok gyorsítsák az építési munkát. Mindemellett a megrendelői tudatos viselkedés is alapkövetelmény: fontos, hogy a készülő modellek folyamatos minőségellenőrzésével biztosítsák azok felhasználhatóságát a meghatározott célok érdekében.

Jelen cikk a Greenology Zöldinnovációs Fenntarthatósági Tudásközpont koordinációjában kiadott Boros Anita – Torma András (szerk.): Trendek és megoldások a zöld építésgazdaság területén – III. rész – Innovatív építőanyagok, termékek, technológiák című könyvben jelent meg. A Beton újságban való közlését engedélyezte a kiadó, az UNIVERSITAS-Győr Nonprofit Kft.

(Fotók: Beton újság)

1 Alberto BALZAN et al. (2020): Robotics in Construction: State-of-Art of On-site Advanced Devices, International Journal of High-Rise Buildings, 9. kötet 1. szám 95–104.
2 Alberto BALZAN et al. (2020): Robotics in Construction: State-of-Art of On-site Advanced Devices, International Journal of High-Rise Buildings, 9. kötet 1. szám 95–104.
3 Alberto BALZAN et al. (2020): Robotics in Construction: State-of-Art of On-site Advanced Devices, International Journal of High-Rise Buildings, 9. kötet 1. szám 95–104.
4 Alberto BALZAN et al. (2020): Robotics in Construction: State-of-Art of On-site Advanced Devices, International. Journal of High-Rise Buildings, 9. kötet 1. szám. 95–104.
5 Tarek RAKHA – Alice GORODETSKY (2018): Review of Unmanned Aerial System (UAS) applications in the built environment: Towards automated building inspection procedures using drones, Automation in Construction 93. kötet 252–264.
6 Cuebong Wong et al. (2018): Autonomous robots for harsh environments: a holistic overview of current solutions and ongoing challenges, Systems Science & Control Engineering 6. kötet 1. szám 213–219.