基于数控技术的寒冷地区建筑施工自动化系统研究

2023-11-04敬守攻新疆亨通建设工程有限责任公司新疆昌吉831100

中国房地产业 2023年29期

文／敬守攻新疆亨通建设工程有限责任公司新疆昌吉 831100

引言：

自动化建筑施工系统是当前建筑行业的重要工具，它能够提高效率、提升质量，并降低成本。在寒冷的地区，建筑施工的挑战和不利影响更为显著，因此，如何有效地实现建筑施工的自动化，已经成为当前建筑行业必须解决的一个重大挑战。本研究旨在探讨基于数控技术的寒冷地区建筑施工自动化系统，通过研究数控技术在不同建筑施工阶段的应用，提高建筑施工自动化水平和效率，为推动建筑工业化进程提供指导和帮助。

1.数控技术在建筑施工中的应用

1.1 数控技术的定义和分类

本文将结合寒冷地区建筑施工自动化系统的研究，探讨数控技术在建筑施工中的应用。在介绍数控技术的应用前，需要先明确数控技术的定义和分类。

数控技术是一种将数字信息作为控制指令，通过程序控制机床或其他加工设备进行生产加工的技术。根据加工设备和控制系统的不同，数控技术可以分为机床数控技术、工艺数控技术、机器人数控技术等多种类型[1]。机床数控技术是将数字信息作为控制指令，使工业机床实现高精度、高效率、高自动化程度的加工生产。常见的机床数控技术包括数控车床、数控铣床、数控加工中心等。工艺数控技术是将数字信息作为控制指令，使加工设备能够实现复杂的工艺加工，如雕刻、打孔、切割等。常采用的工艺数控技术有激光加工、电火花加工、水刀加工等。

1.2 数控技术在建筑施工中的应用

随着时代的进步，数控技术已成为建筑工程中不可或缺的一部分。在建筑施工中，数控技术可以用于各个环节的加工操作。例如，在模板制作方面，数控技术可用于模板设计、制造、拼接等方面；在砌块加工方面，数控技术可用于砖块尺寸测量、切割、堆放等方面；在钢筋加工方面，数控技术可用于钢筋截割、钻孔、拉伸等。

1.3 数控技术在建筑施工中的应用优势

随着数字化和智能化的发展，数控技术已经广泛地应用于建筑行业。数控技术的应用可以提高建筑施工的质量和效率，降低成本并减少人力资源的需求。下面将介绍数控技术在建筑施工中所具有的优势[2]。首先，数控技术能够实现精确度高、精度稳定的控制。相比传统的手工操作方式，数控技术可以通过计算机程序来进行自动控制，从而保证了建筑结构的高度准确性。其次，数控技术还可以大幅缩短建设周期。由于数控技术能够实现快速、高效的生产过程，因此可以在短时间内完成大量的工作量，从而加快整个项目的进度。此外，数控技术还能够有效地管理工人的工作时间和任务分配。最后，数控技术还具备较高的安全性能。通过对机器设备的监控和维护，可以避免机械故障和人员受伤事故的发生[3]。

2.数控技术在建筑施工中的具体运用

2.1 数控技术在建筑施工中的设计应用

随着数字化时代的飞速发展，数控技术已被广泛应用于各行各业，尤其是在建筑领域，它的应用更加多元化、深度更加强大。本文将重点介绍数控技术在建筑施工中的设计应用。首先，数控技术可以帮助建筑设计师进行精确的设计工作。通过对建筑物尺寸、结构等因素的测量，以及对材料特性的研究分析，数控技术能够为建筑师提供准确的数据支持，从而实现更加精准的设计方案。其次，数控技术还可以用于制造过程中的控制与管理。在建筑工程中，由于各种因素的影响，如天气条件、人员素质等方面的因素，往往会出现一些难以预料的问题。而数控技术可以通过实时监控设备状态、数据传输等方式，及时发现问题并采取相应的措施解决，从而保证了生产效率和质量的提升。此外，数控技术还能够提高工人的工作效率和安全性[4]。

2.2 数控技术在建筑施工中的制造应用

随着数字化和智能化的发展，数控技术已经成为现代制造业的重要组成部分。随着技术的不断发展，数控技术在建筑领域的应用也变得越来越多样化，它能够大幅提升生产效率，降低成本，同时还能保证产品质量。因此，本文将对数控技术在建筑施工中的制造应用进行深入探究。首先，数控技术在建筑施工中的制造应用主要包括两个方面：一是机械加工方面的应用；二是在材料输送方面的应用。在机械加工方面，数控机床可以实现高效率的切割、钻孔、铣削等操作，从而缩短工序时间和减少人工误差。同时，数控技术还可以通过编程设计出复杂的零件形状和尺寸，以满足不同需求的产品。在材料输送方面，数控技术可以通过控制器调节输送速度和位置，确保材料的准确性和稳定性。此外，数控技术还能够实现自动装配线的工作，大大提高了生产效率[5]。

2.3 数控技术在建筑施工中的安装应用

随着科技的飞速发展，数控技术已成为当今社会的重要组成部分，广泛应用于各行各业。在建筑行业中，数控技术的应用也越来越多样化和深入。其中，数控技术在建筑施工中的安装应用是一项重要的工作。在实际工程实践中，数控技术可以为建筑工人提供更加精确的测量数据和定位信息。通过对建筑物进行三维建模和模拟计算，数控技术能够准确地确定建筑物的位置、尺寸以及结构参数等信息。同时，数控技术还可以实现对建筑物的自动控制和监测，从而提高建筑施工的质量和效率。在具体的应用方面，数控技术可以用于建筑材料的加工与装配。例如，在钢筋混凝土构件的制作过程中，数控技术可以通过计算机辅助设计软件（CAD)生成3D 模型并进行仿真分析；然后将这些模型转化为数控程序以实现制造过程的自动化控制。此外，数控技术也可以用于建筑设备的安装和调试。在安装过程中，数控技术可以帮助工人精准定位设备位置和角度，确保设备安装精度高且安全可靠。

3.数控技术在不同建筑施工阶段的应用

3.1 数控技术在基础阶段的应用

随着科技的飞速发展，数控技术已经渗透到了各行各业，为人类社会带来了巨大的变革。在建筑行业中，数控技术也被广泛应用于基础阶段的设计与制作。在本文的研究中，我们将重点介绍数控技术在基础阶段的应用情况以及其对冷区建设的影响[6]。首先，数控技术可以帮助设计师更好地进行设计工作。通过使用CAD 软件和其他相关工具，设计师可以在计算机上绘制出建筑物的三维模型并对其进行优化调整。这种方法不仅提高了设计的效率，而且也减少了错误率，从而保证了最终产品的质量。其次，数控技术还可以用于制造材料。例如，在混凝土浇筑过程中，数控设备可以通过精确控制搅拌机的速度和时间来确保混凝土的质量和均匀性。此外，数控技术也可以用于机械加工。在冷区的建造过程中，需要大量的钢筋焊接和模板搭建等机械操作。这些操作都需要高度精准度和稳定性才能完成，而数控设备在这方面具有很高的优势。最后，数控技术还可以用于监测和管理工程进度。利用实时监测技术，管理人员可以快速发现潜在的问题，并迅速采取行动解决这些问题。

图2 数控技术在机械制造中的应用流程

3.2 数控技术在框架阶段的应用

本文将对数控技术在框架阶段的应用进行详细阐述。首先，在模板制作方面，数控技术可以帮助工人更加准确地制作模板。通过使用数字化设计软件和3D 打印技术，工人可以在计算机上精确绘制出模板的设计图纸，并利用数控设备来实现其制造。这样一来，模板的质量得到了极大地提高，同时减少了人工误差的可能性。其次，在钢筋焊接方面，数控技术也可以发挥重要的作用。通过采用数控机器人，工人们能够更精准地控制焊接过程的速度和力度，从而保证了钢筋的牢固性和稳定性。此外，数控技术还可以用于钢筋的检测和定位工作。通过激光雷达等传感器，工人们可以通过数控设备获取钢筋的位置信息和质量数据，以便于后续的工作。最后，在装配过程中，数控技术也能够起到一定的作用[7]。

3.3 数控技术在装饰阶段的应用

装饰工作需要考虑的因素很多，如温度、湿度、风速等因素都会对装饰材料的选择和使用产生影响。因此，对于装饰工作的实现，采用先进的数字化技术显得尤为重要。在装饰阶段，数控技术可以发挥其优势。首先，通过数控设备进行精确控制，能够保证装饰材料的质量和精度。其次，数控技术还可以提高工人的生产效率，减少人工误差，从而降低成本并缩短工期。此外，数控技术还能够提供实时监控数据，以便及时发现问题并采取措施解决问题。综上所述，数控技术在装饰阶段的应用具有重要的意义。

4.寒冷地区的建筑施工自动化系统

受到全球极端天气影响，全球多地，包括北美等高纬度地区寒冷天气时长增加，2023 年3 月，根据美国国家气象局的数据，美国一些地区的气温已经从23 日的最低点跌落到了48℃，而宾夕法尼亚州的费城则迎来了20 多年来最严寒的圣诞节。此外，得克萨斯州的埃尔帕索，气温甚至降到了零下10℃。费尔波特港位于俄亥俄州，其周围的风力可以达到惊人的120 公里每小时。严峻环境为建筑工地上的工人施工安全带来极大的挑战。为了应对低温环境带来的困难，全球建筑工人均需要借助各种高科技手段来保障自己的生命安全和工作效率。在此背景下，本文将结合当前的寒冷地区建设现状，提出一种基于数控技术的建筑施工自动化系统的方案[8]。

4.1 寒冷地区建筑施工自动化系统的实用性和应用价值

在极端寒冷的环境下，由于极端的天气状况以及其他各种不利的因素，使得传统的人力劳动技术很难有效地完成建筑施工任务。因此，冷区建筑施工自动化系统成为一种重要的解决方案。该系统可以实现对建筑物各个环节进行全程监控和控制，从而提高施工效率和质量，降低成本并减少人力资源浪费。寒地建筑施工自动化系统具有广泛的应用前景，不仅能够解决现有问题，还能够为未来建设提供更好的方案。例如，对于大型公共设施或工业园区的建造而言，采用冷区建筑施工自动化系统可以大幅缩短项目周期，同时保证了高质量的成果。此外，该系统还可以通过数据分析和预测模型来优化设计方案和生产计划，进一步提升企业的竞争力和发展潜力[9]。

4.2 数控技术在提高建筑施工自动化水平方面的优势

随着科技的发展，数控技术已经成为现代工业生产的重要手段之一。在建筑领域中，数控技术的应用也逐渐得到了广泛关注和应用。本文将重点介绍数控技术在提高建筑施工自动化水平方面的优势。首先，数控技术可以实现对建筑物各个环节进行精确控制和管理。通过数字化设计和仿真计算，可以提前预估并优化整个工程过程，从而减少人为因素的影响。其次，数控技术还可以提高工作效率和精度，降低人工成本。例如，在砌块拼装过程中，数控机器人能够快速准确地完成任务，大大提高了劳动强度和效率。此外，数控技术还能够保证建筑质量和安全。由于其高度精准度和稳定性，数控设备可以在一定程度上避免工人操作失误带来的风险。

图3 建筑施工中的自动化控制系统

5.对提高寒冷地区建筑施工自动化水平和推动建筑工业化进程的意义

随着科技的发展，冷区地区的建设也越来越多样化。然而，由于气候条件恶劣，使得传统的手工操作难以满足需求，因此需要寻找一种更加高效的方法进行施工。在当前环境下，采用先进的数字化技术是实现这一目标的关键所在。采用数控技术可以显著提高建筑施工的效率，同时降低成本，确保质量。同时，这也为建筑工业化的发展提供了有力的支持。首先，数控技术能够有效减少人工误差率。传统手工操作往往存在人为因素的影响，如工人疲劳、疏忽等因素都会导致工作失误。而数控技术则可以通过计算机控制，避免这些错误发生。其次，数控技术还可以大幅缩短工期[10]。相比于手动操作，数控技术具有更高的生产速度和精度，从而缩短了整个工程周期。此外，数控技术还能够更好地保护工人的生命安全。因为数控设备通常会自动执行任务，减少了工人的工作量和危险性。最后，数控技术的应用也能够促进建筑工业化的进一步发展。通过数字化手段将建筑设计与施工过程紧密结合起来，实现了建筑工业化的全面推进。