اسکلت‌بندی (آرماتوربندی) در پروژه‌های عمرانی ایران عمدتاً به دو شیوه سنتی (دستی) و نیمه‌مکانیکی انجام می‌شود. ابزارآلات مورد استفاده در سایت‌های ساختمانی ایران معمولاً بر استحکام، سادگی تعمیر و قیمت مناسب تمرکز دارند.
۱. ابزارآلات رایج و سنتی اسکلت‌بندی در ایران
ابزار | کاربرد اصلی | ملاحظات رایج در ایران |
دستگاه خم و برش میلگرد (قیچی مکانیکی) | برش و خم کردن میلگردها در اندازه‌ها و زوایای مختلف به صورت نیمه‌صنعتی. | به صورت تک‌کاره (فقط برش یا فقط خم) یا دوکاره (ترکیبی) مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیروی برق سه‌فاز نیاز دارد. مدل‌های ساخت داخل یا چینی رایج است. |
قیچی میلگرد (دستی) | برش میلگردهای با قطر پایین (10 تا 16 میلیمتر) یا استفاده در محل‌هایی که دسترسی برق دشوار است. | هنوز به دلیل سادگی و عدم نیاز به برق، در پروژه‌های کوچک کاربرد دارد. |
آچار F یا آچار گوساله | خم کردن و شکل دادن میلگردهای با قطر پایین به صورت دستی (ساخت خاموت). | ابزاری بسیار ساده و ارزان که توسط آرماتوربندها برای اصلاحات نهایی یا ساخت خاموت‌های کوچک استفاده می‌شود. |
انبر آرماتوربندی (آچار کنف) | بستن و محکم کردن میلگردها به یکدیگر با استفاده از سیم آرماتوربندی (سیم نجاری). | ابزار اصلی و پرکاربردترین ابزار دستی در تمام سایت‌ها. |
دستگاه خاموت‌زن (خم کن اتوماتیک) | تولید خاموت‌ها (تیرها و ستون‌های عرضی) به صورت انبوه و اتوماتیک. | معمولاً در کارگاه‌های مجزا یا در پروژه‌های بزرگ استفاده می‌شود و دقت و سرعت بالایی دارد. |
اسپیسر (Spacer) | نگهداری میلگردها در فاصله معین از قالب و تأمین پوشش بتنی استاندارد. | اغلب پلاستیکی یا بتنی هستند. استفاده از آن‌ها در سال‌های اخیر به دلیل سخت‌گیری ناظران، رایج‌تر شده است. |
محدودیت اصلی: روش‌های فعلی، حتی با دستگاه‌های نیمه‌مکانیکی، همچنان به شدت به مهارت انسانی، اندازه‌گیری‌های دستی و کنترل کیفیت در محل وابسته هستند که این امر زمینه را برای خطای انسانی، اتلاف وقت و ضایعات بالا فراهم می‌کند.
۲. ابزارهای هوشمند اسکلت‌بندی: آینده صنعت ساختمان
ابزارهای هوشمند اسکلت‌بندی نسل جدیدی از تجهیزات هستند که با ادغام فناوری‌هایی مانند رباتیک، هوش مصنوعی (AI)، حسگرها و مدل‌های BIM (مدل‌سازی اطلاعات ساختمان)، فرآیند آرماتوربندی را از حالت کارگاهی به یک فرآیند تولید خودکار و با دقت بالا تبدیل می‌کنند. هدف اصلی، صفر کردن خطای انسانی و بهینه‌سازی مواد است.
الف) ابزارهای خودکار برش و خم (برش بهینه‌شده با AI)
این دستگاه‌ها قلب عملیات هوشمند هستند و جایگزین دستگاه‌های نیمه‌مکانیزه فعلی می‌شوند:
- بهینه‌سازی خودکار برش (AI-Optimized Cutting):
- نحوه کار: AI مدل سه‌بعدی BIM سازه را دریافت کرده و با توجه به موجودی میلگرد خام در انبار، پیچیده‌ترین الگوریتم برش را برای کمترین ضایعات ممکن (Residual Waste) محاسبه می‌کند.
- مزیت: کاهش ضایعات فولادی (که در روش‌های سنتی به 5% تا 10% می‌رسد) و صرفه‌جویی چشمگیر در هزینه‌ها.
- دستگاه‌های خم و شکل‌دهی چند محوری:
- این دستگاه‌ها قادرند بدون توقف، میلگردها را با زوایای مختلف و اشکال پیچیده (مانند شکل‌های مورد نیاز در ستون‌های غیر مستطیلی یا دال‌های خاص) خم کنند.
- دقت بالا: دقت خروجی این دستگاه‌ها در حد میلیمتر است و عملاً نیاز به تنظیمات دستی و اندازه‌گیری‌های مجدد را حذف می‌کند.
ب) ربات‌های مونتاژ و جوشکاری میلگرد (Prefabrication Automation)
این ربات‌ها فرآیند اسکلت‌بندی را از سایت به یک محیط کارخانه کنترل‌شده منتقل می‌کنند:
- ربات‌های مونتاژ پیش‌ساخته (Rebar Assembly Robots):
- این سیستم‌ها از بازوهای رباتیک چند محوری برای قرار دادن و محکم کردن (Tie) میلگردهای برش خورده استفاده می‌کنند.
- سرعت و یکنواختی: ربات‌ها می‌توانند شبکه‌های آرماتوربندی دال‌ها، تیرها یا سبدهای ستون را در یک محیط کارگاهی با سرعت بسیار بالاتر و یکنواختی کامل مونتاژ کنند.
- جوشکاری خودکار: در برخی سیستم‌های پیشرفته، از جوشکاری نقطه‌ای خودکار (به جای بستن با سیم) برای ایجاد قفس‌های آرماتوربندی بسیار صلب و با استحکام بالاتر استفاده می‌شود.
ج) ابزارهای هوشمند در سایت (In-Situ Smart Tools)
حتی اگر مونتاژ در محل انجام شود، ابزارهای هوشمند به کنترل کیفیت کمک می‌کنند:
- ربات‌های بستن سیم (Tieing Robots): ابزارهای دستی شارژی که سیم آرماتوربندی را به صورت خودکار و در کوتاه‌ترین زمان می‌بندند و میزان سفتی را استاندارد می‌کنند.
- عینک‌های واقعیت افزوده (AR) برای آرماتوربندان: کارگران با پوشیدن این عینک‌ها، می‌توانند مدل سه‌بعدی آرماتوربندی را به صورت مجازی روی کار انجام شده ببینند. این کار به آن‌ها کمک می‌کند تا جایگذاری هر میلگرد، خمیدگی‌ها و اسپیسرها را مستقیماً با مدل BIM مقایسه کنند و خطای مکان‌یابی را کاهش دهند.
۳. مزایای به‌کارگیری AI در اسکلت‌بندی
- کاهش چشمگیر خطای انسانی: حذف اندازه‌گیری‌های دستی و اتکای کامل به مدل‌های کامپیوتری، خطای انسانی را به دلیل خستگی، دقت پایین یا خواندن اشتباه نقشه‌ها به حداقل می‌رساند.
- حذف ضایعات و بهینه‌سازی مواد: AI قادر است با تجزیه و تحلیل الگوهای پیچیده برش، ضایعات فولاد را به نزدیک صفر برساند، که تأثیر مستقیمی بر کاهش هزینه‌های پروژه دارد.
- افزایش ایمنی: انتقال بخش عمده کار برش و خم (که خطرناک‌ترین مراحل هستند) به محیط‌های کارگاهی کنترل‌شده، ایمنی کارگران را در سایت به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
- سرعت و زمان‌بندی دقیق: فرآیند تولید در کارخانه سریع‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر است. این امر باعث می‌شود که قطعات آرماتوربندی دقیقاً در زمان مورد نیاز به سایت برسند و تأخیر در پروژه کاهش یابد.
چالش‌ها در ایران: پذیرش این فناوری‌ها در ایران نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بالا در ماشین‌آلات، تغییر فرهنگ کاری از سنتی به پیش‌ساخته، و آموزش نیروهای فنی برای کار با نرم‌افزارها و مدل‌های BIM است. اما مزایای بلندمدت آن از نظر کاهش ضایعات و تضمین کیفیت سازه، ارزش این تحول را توجیه می‌کند.
