yaskawa robot with a robot mounted camera

Reframe Systems

融合3D视觉系统的机器人房屋建造 

 

快速一览

公司
Reframe Systems

应用
Assembly

功能
定制夹持器
Patent pending mounting surface
Yaskawa 机器人
手臂式安装式 3D相机

3D 相机
Zivid Two L100

Published
2024年8月1日

一览 

挑战

为了真正满足美国的住房需求,同时确保一个更清洁的未来,住宅建筑行业需要每15秒搭建一栋新的零能耗房屋。就目前而言,该行业尚未具备应对这一挑战的能力,而工业化建筑领域是解决成本上升和劳动力减少问题的关键。然而,现有的模块化建筑在可扩展性方面存在重大技术障碍。

解决方案

Reframe的愿景是利用机器人加速自动化进程,完成那些脏、累、危险的任务,从而使其建造团队能够专注于最需要人类灵巧度的任务。Reframe的机器人工作单元能够执行多种类型的任务,包括墙板的框架和护墙板安装。

结果

2024年7月,阿灵顿住房公司(HCA)庆祝了他们的最新项目,也是Reframe Systems的第一个客户项目。Dorothy Road附属住宅单元,900平方英尺(约83平方米),是马萨诸塞州阿灵顿镇的第一个全电动可负担住房,不久将成为一个低收入家庭的家。

 

 Zivid 工业级质量是我们应用成功的关键.
-
Felipe Polido, co-founder and Head of Technology at Reframe Systems.

 

FREE DEMO

01 背景

Vikas Enti、Aaron Small 和 Felipe Polido 有一个共同的目标:让世界变得更美好。Reframe Systems正是建立在这一理念之上。两位联合创始人在亚马逊机器人领域拥有超过20年的综合经验,拥有着自动化和大规模运营方面世界级的专业知识。公司诞生于Vikas与Eclipse Ventures的合作,旨在利用团队的专业知识开发出遏制气候变化的重要方法。

 

如今,建筑环境占全球排放量的40%以上。在美国,住房短缺问题尤为严重,受高昂的建筑成本和熟练工人短缺的影响加剧。巨大的碳排放影响和工业化的高潜力使住宅建筑成为实现自动化的完美行业。

创始人们与Eclipse Ventures和Foundamental Ventures合作成立了Reframe Systems,并获得了种子投资。团队随后将他们在机器人、工程、制造和运营方面的专业知识结合起来,设计了一个由灵活的机器人微型工厂组成的生产网络。

Reframe Systems的团队的使命是为所有人提供气候友好的住房。Reframe实现了垂直整合,能够完成设计与工程、建设和现场工作等全部工作,以向客户交付交钥匙的房屋。他们的主要重点是“缺失的中间”住房类型,弥合单户住宅和高密度公寓之间的差距。

02 挑战

为了真正满足美国的住房需求,同时确保一个更清洁的未来,住宅建筑行业需要每15秒生产一栋新的净零能耗房屋。就目前而言,该行业尚未具备应对这一挑战的能力,而工业化建筑应是解决成本上升和劳动力减少问题的关键。然而,现有的模块化建筑在可扩展性方面存在重大技术障碍。

并非所有美国的模块化工厂都使用自动化技术。利用自动化的美国模块化行业参与者依赖于第三方的现成解决方案。这些系统设计用于高吞吐量,但需要大量的初始投资和工厂空间。除了这些工厂所需的高资本布局外,生产线的设计灵活性往往受到布局和控制其自动化的软件的限制。

 

在美国有超过30,000个分区管辖区,这意味着美国市场上存在大量不同的要求,这可能使这些僵化的系统处于劣势。市场需要一种能够快速部署、资本投资最小且能够灵活适应本地要求的解决方案。

03 解决方案

解决方案来自于Reframe Systems的软件驱动生产系统,该系统结合了增强型手动工作站和自动化构件。Reframe的生产系统设计用于低资本和运营支出的机器人微型工厂,以便生产能够在需求中心附近进行本地化。在工作单元层面,他们灵活的机器人框架单元占地仅约500平方英尺(约46平方米)。小占地面积意味着工作单元可以横向扩展,以适应不同的工厂布局和所需的吞吐量,从而提供运营灵活性。

Reframe的愿景是利用机器人加速完成那些脏、累、危险的任务,从而使其建造团队能够专注于最需要人类灵巧度的任务。Reframe的机器人工作单元可以执行多种任务,包括墙板框架和护墙板安装。墙板框架是指组装墙内部的结构元素。护墙板是将石膏板或胶合板固定到墙框上的过程。在美国住宅市场,这些组件通常采用规格材木构建,这种建筑方法也称为轻型木框架。

front view of the reframe system robotFront view of the Reframe System robot

由于木材是一种天然产品,建筑工人必须对材料进行全面的质量评估,检查其扭曲和弯曲等独特特性。对于木材质量控制,还需要能够检测到沿木板长度小至1/16英寸(1.6毫米)的不规则性,如订书钉和钉子。在典型的手工墙框架构建过程中,木工会根据质量和独特特性进行分类并相应调整。要将这一功能从人类迁移到机器人系统,系统必须能够以同等或更高的水平评估材料。

Reframe的工作单元由Zivid 2 L100相机和专利申请中的通用磁性安装表面支持。这种磁性组装夹具作为制造的空白画布,结合Zivid的视觉能力,提供了一个灵活且可持续升级的工作单元的基础。从长远来看,这个系统将能够拾取和放置木材、面板、绝缘材料和玻璃,根据需要施加钉子和订书钉,并在组装前后评估材料质量。

PXL_20240719_120958746-1Reframe Systems use a custom-made gripper and a patent-pending universal magnetic assembly jig

所有材料通过操作员装载的托盘传送到工作单元。工作单元中的机器人可以使用视觉系统处理多种呈现、方向和排序方式。所有材料都贴有二维码标记,可以被相机和人眼读取,以便根据设计正确放置。

Zivid 2 3D相机通过提供2D和3D视觉来增加工作单元的功能。目前,相机用于通过木材上的二维码标记识别木材,并确定机器人的拾取位置。展望未来,Zivid相机将是解锁机器人工作单元执行全套任务的关键。

Zivid 相机是开发和测试 Reframe 工作单元的关键。Zivid 投影功能帮助团队测试拾取点,减少错误,并帮助开发人员进行测试和验证。投影功能还通过视觉提示引导操作员,这一创新效果良好。

reframe systems microfactory

“建筑行业对自动化来说是一个严酷的环境;我们需要处理来自石膏板和木材加工的灰尘,以及装配过程中钉枪和接触造成的高冲击和振动。Zivid工业级构建满足了我们应用的关键需求

Felipe Polido
Co-founder and Head of Technology

04 结果

Reframe正走在改变住宅建筑的革命性道路上。成功的一个关键因素是将更枯燥、更脏、更危险的任务交给高效、经济、节省空间且具备视觉功能的机器人工作单元。他们的努力正在为一个绿色星球铺平道路,使高性能住房人人可及。不久之后,Reframe团队预计他们的工作单元将能够进一步完成检查、打磨、抹泥、油漆等任务。

a modular two story house bulit by reframe systems成品——一栋模块化的两层房屋

2024年7月,阿灵顿住房公司(HCA)庆祝了其最新项目,也是Reframe Systems的第一个客户项目。Dorothy Road附属住宅单元,900平方英尺(约83平方米),是马萨诸塞州阿灵顿镇的第一个全电动可负担住房,不久将成为一个低收入家庭的住所。

如今,Reframe Systems的产品已在整个新英格兰地区上市。Reframe正在接受2025年和2026年在英格兰项目的附属住宅单元、双户住宅和三户住宅的订单。Reframe团队计划在未来几年扩展到其他地区。您可以在他们的网站上了解更多信息 https://www.reframe.systems/.

FREE DEMO

 

关于 Reframe Systems

Reframe Systems的使命是使气候友好的住房成为基本人权。他们通过开发低成本的机器人微型工厂来实现这一目标,这些工厂能够以两倍的速度、半价的成本和十分之一的碳足迹建造和改造净零能耗房屋。Reframe Systems制造先进的建筑组件以现代化国家的住房。通过创建高性能的房屋和更新过时的房屋,他们为子孙后代确保气候适应性住房。

www.reframe.systems

Zivid 2 cameras

Contact Sales

Read more

Case Studies →

Watch more

Videos →

Browse

Point Clouds →

Share the story!