數(shù)字建造是建筑行業(yè)的前沿課題,而機(jī)械臂技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來全新的設(shè)計與建造模式。本文以機(jī)械臂數(shù)字建造技術(shù)作為研究對象,梳理了數(shù)字建造的理論體系,闡述了機(jī)械臂數(shù)字建造工作系統(tǒng),解決了部分?jǐn)?shù)據(jù)處理問題。作者在學(xué)習(xí)機(jī)械臂3D打印和數(shù)控加工技術(shù)的過程中參與建造了上海智慧彎3D打印混凝土步行橋、混凝土座椅和NAST木構(gòu)件實體模型,為不同的加工方式編寫了加工程序,繪制了機(jī)械臂數(shù)字建造加工流程圖,為今后的數(shù)字建造研究和實踐提供一定的借鑒。文章第一、二、三章對數(shù)字化研究中觸及的參數(shù)化、數(shù)字建造、機(jī)械臂應(yīng)用等理論以及其中的聯(lián)系進(jìn)行深入剖析;在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化方面,通過對納西傳統(tǒng)木構(gòu)件、組合構(gòu)件生形程序的編寫和數(shù)據(jù)處理,演示了從參數(shù)化軟件向數(shù)控設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)的方法。第四章介紹了數(shù)字建造設(shè)備及其工作系統(tǒng),著重闡述了數(shù)字建造平臺三要素:硬件、軟件、材料。在編程語言方面,研究了KCL語言,對循環(huán)LOOP、注釋和子程序的適用條件進(jìn)行解析;在機(jī)械臂路徑規(guī)劃方面,分析了機(jī)械臂的路徑編輯和自動路徑生成;在加工方式方面,從增材、減材兩個角度進(jìn)行了論述;在編程方面,選用建筑常用軟件Rhino和Grasshopper共同作用,利用Rhi...

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 相關(guān)研究
        1.2.1 機(jī)械臂數(shù)字建造的發(fā)展
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的目的和意義
    1.4 研究方法
    1.5 論文框架
第二章 數(shù)字建造之理論體系研究
    2.1 數(shù)字建造與參數(shù)化設(shè)計
    2.2 數(shù)字建造與機(jī)械臂
    2.3 建筑行業(yè)與機(jī)械臂
    2.4 數(shù)字建造之增材制造
    2.5 數(shù)字建造之減材制造
    小結(jié)
第三章 數(shù)字建造之?dāng)?shù)據(jù)處理—以NAST納西木構(gòu)件參數(shù)化生形研究為例
    3.1 GRASSHOPPER概述
    3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的進(jìn)步
    3.3 GRASSHOPPER數(shù)據(jù)拾取
    3.4 GRASSHOPPER參數(shù)生形
    3.5 NAST參數(shù)化生形研究
        3.5.1 NAST團(tuán)隊對于傳統(tǒng)納西榫的參數(shù)化生形研究
        3.5.2 NAST工作室方形講臺參數(shù)化生形
    3.6 建模軟件與數(shù)控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通道
    3.7 不同數(shù)據(jù)處理方式的對比
    小結(jié)
第四章 數(shù)字建造設(shè)備應(yīng)用—以機(jī)械臂應(yīng)用為例
    4.1 設(shè)備應(yīng)用概述
        4.1.1 機(jī)械臂硬件系統(tǒng)
        4.1.2 機(jī)械臂加工中物件的固定
        4.1.3 機(jī)械臂世界坐標(biāo)系和基坐標(biāo)系以及工具坐標(biāo)系對于加工的影響
        4.1.4 KCL 語言在機(jī)械臂中的應(yīng)用
    4.2 軟件平臺搭建
        4.2.1 機(jī)械臂加工中同平臺的優(yōu)勢
        4.2.2 機(jī)械臂加工的模擬真實環(huán)境
        4.2.3 機(jī)械臂定位方法
        4.2.4 機(jī)械臂的路線編輯
    4.3 機(jī)械臂數(shù)字驅(qū)動
        4.3.1 加工方式的選擇
        4.3.2 Grasshopper在機(jī)械臂驅(qū)動中的作用
        4.3.3 KUKA|prc概述
        4.3.4 KUKA|prc機(jī)械臂參數(shù)設(shè)置
    4.4 機(jī)械臂數(shù)字建造之增材制造
        4.4.1 機(jī)械臂增材制造概念
        4.4.2 機(jī)械臂增材制造原理
        4.4.3 混凝土三維打印的材料
        4.4.4 機(jī)械臂增材建造系統(tǒng)集成
        4.4.5 機(jī)械臂增材建造程序編寫
    4.5 機(jī)械臂數(shù)字建造之減材制造
        4.5.1 機(jī)械臂減材制造概念
        4.5.2 機(jī)械臂減材建造原理
        4.5.3 機(jī)械臂減材建造加工技術(shù)
        4.5.4 機(jī)械臂減材建造系統(tǒng)集成
        4.5.5 機(jī)械臂減材制造程序編寫
    4.6 機(jī)械臂裝配在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
        4.6.1 機(jī)械臂裝配系統(tǒng)
        4.6.2 機(jī)械臂砌磚的程序
        4.6.3 磚墻的手動生形及裝配
        4.6.4 案例蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人制造實驗室的磚迷宮
    小結(jié)
第五章 綜合案例研究
    項目案例:上海智慧彎 3D 打印混凝土步行橋建造案例
        5.1 上海智慧彎3D混凝土步行橋混凝土橋概述
            5.1.1 混凝土3D打印建造橋的優(yōu)勢
            5.1.2 混凝土3D打印系統(tǒng)的組成
            5.1.3 當(dāng)前混凝土3D打印系統(tǒng)中技術(shù)人員的工作
            5.1.4 混凝土3D打印路徑和歐拉幾何的關(guān)系
            5.1.5 無效路徑的應(yīng)對
            5.1.6 機(jī)械臂的信號輸出
        5.2 使用RHINO建模
        5.3 混凝土橋拱塊部分制作
            5.3.1 拱塊建模
            5.3.2 機(jī)械臂找平
            5.3.3 打印拱形構(gòu)件
        5.4 混凝土橋面板制作
        5.5 混凝土橋拱塊開槽和安裝
            5.5.1 拱形橋構(gòu)件開槽
            5.5.2 拱形橋構(gòu)件安裝
        5.6 混凝土橋欄板打印和安裝
    項目案例:混凝土座椅建造案例
        5.7 混凝土座椅打印
            5.7.1 CAAD工作營3D打印作業(yè)中的計算機(jī)生形
            5.7.2 混凝土座椅打印
            5.7.3 3D打印家具的優(yōu)點
        5.8 參數(shù)化銑刀銑切混凝土座椅:
            5.8.1 參數(shù)化銑刀路徑程序設(shè)計
        小結(jié) 減材制造與增材制造相結(jié)合
    項目案例:NAST機(jī)械臂建造實體模型案例
        5.9 NAST機(jī)械臂建造實體模型
            5.9.1 NAST機(jī)械臂建造實體模型營造概述
            5.9.2 NAST機(jī)械臂減材制造硬件系統(tǒng)
            5.9.3 NAST機(jī)械臂減材制造前端工具頭
            5.9.4 NAST冷板凳加工
            5.9.5 NAST三尺講臺加工
            5.9.6 當(dāng)前機(jī)械臂木構(gòu)件加工系統(tǒng)中技術(shù)人員的工作
        小結(jié) 應(yīng)用機(jī)械臂的數(shù)字建造系統(tǒng)和機(jī)械臂數(shù)字建造流程
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 圖表目錄
附錄B 參數(shù)化程序圖表
附錄C A0圖紙展示
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：3800964