1 机器人自动化瓷砖铺贴技术的重要性
瓷砖是建筑施工中使用非常广泛的建筑材料，每年全世界有超过100亿平方米的瓷砖被用于铺贴，而我国的瓷砖生产及消费总量几乎占到全世界的一半。
传统的瓷砖铺贴作业主要依靠手工操作和一些辅助性器械来完成，耗时耗力，且人工成本极高，而采用机器人自动化的方法进行瓷砖铺贴具有以下优点：
更高的瓷砖铺贴效率，并且不会随着时间的增加而产生效率下降的现象；使用传感器以及高精度算法替代人眼和测量工具，对瓷砖的空间位置进行实时调整，从而达到更高的瓷砖铺贴精度；替代人工处于恶劣施工环境中，减轻人工劳动强度，保障施工人员的安全健康，提升工作品质；通过合理的运动规划和精细化作业优化瓷砖铺贴效果，增强铺贴成功率，减少建筑材料的浪费，降低建筑成本。
2 机器人自动化瓷砖铺贴技术的检验标准
2.1 瓷砖铺贴方位误差
国际标准PDISOTR17870-1和我国国标GB 50209-2010对瓷砖铺贴方位误差做出了限定要求，涉及到基层的表面平整度，瓷砖缝格平直，接缝高低差，踢脚线上口平直，板块间隙宽度等要素。
2.2 瓷砖表面缺陷
国际标准BSENISO10545-2和我国国标GB/T 3810.2-2006对瓷砖表面缺陷种类做出了定义，包括裂纹、釉裂、缺釉、不平整、针孔、桔釉、斑点、釉下缺陷、装饰缺陷、磕碰、釉泡、毛边、釉缕，并给出了相应的检测方法。
2.3 瓷砖铺贴效率
一般来说，根据瓷砖铺贴工艺的不同，人工铺贴一块瓷砖所花的时间大约在24到48秒之间，通过使用机器人自动化的方法，有望将瓷砖铺贴效率提高1到4倍。
2.4 瓷砖铺贴成本
人工瓷砖铺贴的成本大概在40元/平方米，或者500元/天，通过使用机器人自动化的方法，有望在1到2年时间内就节省下更多的瓷砖铺贴成本。
3 机器人自动化瓷砖铺贴技术方法
3.1 瓷砖位置检测与定位技术
瓷砖的位置测量与定位是机器人自动化瓷砖铺贴最为关键的技术要点，对于瓷砖铺贴的精度有着重要影响。
3.1.1 点激光
使机器人带动点激光测头在空间中划过固定轨迹，由点激光传感器信号值的变化可以得到瓷砖的几何尺寸和位置信息，从而计算出待铺瓷砖的位置。该技术具有较高精度，并且几乎不受光照条件的影响，能在黑暗环境中很好地使用，但存在成本高、效率低、算法复杂等缺点。
3.1.2 机器视觉
机器视觉是可以解决测量与定位问题的一种通用技术，同样也适用于瓷砖的位置检测与定位。
与点激光方法相比，计算机视觉可以同时获取更多关于瓷砖的几何尺寸和位置信息，缩短了机器人检测末端在空间中的移动距离，节省了瓷砖位置检测的时间，从而进一步提高了瓷砖铺贴的效率。但另一方面，机器视觉的使用同时需要具备较好的光照条件，并且瓷砖表面的反光以及花纹可能会使机器视觉产生误检测。
3.1.3 线激光加机器视觉
该技术在机器视觉的基础上增加了线激光发射器，将线激光而非瓷砖表面作为瓷砖方位参考物，从而避免瓷砖表面的反光以及花纹所可能带来的机器视觉的误检测。具体实现方法为：将线激光以固定入射角照射到相邻瓷砖的缝隙中，再通过机器视觉来识别每段缝隙中线激光的长度、方向和位置，从而确定待铺瓷砖的实时位置以及最终的铺贴位置。使用该技术可以在瓷砖铺贴时达到0.2mm的线性精度以及0.1°的角度精度。
3.2 自动化涂胶方法
人工涂抹瓷砖粘接剂时，根据瓷砖粘接剂涂抹的位置可分为砖背涂胶与基面涂胶，砖背涂胶适用于大尺寸的瓷砖，基面涂胶则适用于小面积的瓷砖。而采用自动化涂胶方法，除可以有瓷砖粘接剂涂抹位置的不同外，还存在着不同的出料方式。
3.2.1 气动式
气动式是使用气体来推动瓷砖粘接材料以实现出料过程，该方法有着简单、低成本的特点，但存在出料不均匀和滞后的现象。
3.2.2 活塞式
活塞式是使用气、液或者电机驱动来推动活塞挤出瓷砖粘接剂，因为通过活塞表面与瓷砖粘接剂相接触，因而出料更加均匀。
3.2.3 螺旋挤压式
螺旋挤压式是通过旋转电机带动螺旋机构实现瓷砖粘接材料的送料挤出，该方法作用力大，能很好地挤出粘度高的材料，并且精度高，无滞后。
3.3 瓷砖铺贴方式
对于瓷砖的拾取及放置的最佳方式是采用真空吸盘，另外在铺贴的同时还需要对瓷砖表面施加一定的作用力。针对不同的瓷砖铺贴工艺，所需要施加作用力的大小和方式也不一样。
3.3.1 振动铺贴
振动铺贴是在机器人末端安装一个带有偏心轮的旋转电机，当电机带动偏心轮旋转时，会产生一个具有一定频率和振幅的力，振动频率与电机的旋转速度有关，振动幅度与偏心轮的偏心半径有关，振动铺贴方式适用于厚铺法瓷砖铺贴，能够使瓷砖快速趋近于所要铺贴的位置，但无法实现最后的定位。
3.3.2 按压铺贴
按压铺贴是通过机器人末端对瓷砖表面实施一定按压力来实现瓷砖铺贴。该方法仅适用于薄贴法瓷砖铺贴，因为薄贴法所需的作用力远小于厚铺法，因而不需要通过振动来完成铺贴过程，按压可以实现最终的瓷砖铺贴定位。
3.4 机器人移动方式
要实现瓷砖铺贴的自动化，机器人应当具备自主移动能力，建筑物是固定不动的，瓷砖铺贴机器人要能在各个房间范围内进行自由移动，从而实现完整的铺贴过程。
3.4.1 滑轨式
该方式是预先在房间内部设好平面二维方向上的滑轨，使机器人末端可以在房间的X、Y轴方向上进行移动。这种方式的铺贴精度很大程度上取决于滑轨的安装精度，而且每进行一个房间的瓷砖铺贴都需要对滑轨进行一次拆装，比较麻烦。
3.4.2 轮式
轮式移动根据驱动轮的情况可分为前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动，根据转向时所使用的方式可分为偏转转向和差速转向。另外还存在特殊轮式机构，如麦克纳姆全向轮，可以轻松实现横向移动和转弯半径为零的原地转向运动等，能很好地适用于空间狭小的房间的瓷砖铺贴。但是总的来说，轮式移动比较适合于薄贴法瓷砖铺贴工艺，在相对平整的地面可以灵活移动，而在不太平整的地面则具有较差的移动精度及移动能力。
3.4.3 履带式
该方式是在多轮机构的基础上环绕一圈履带，移动时通过履带而非轮子与地面直接进行接触，这样可以很好地防止轮子的打滑，另外也能增加移动机构与地面的接触面积，从而增强瓷砖铺贴机器人的移动能力。相比于轮式移动，该方式能够更好地在粗糙不平整的地面上进行移动。在遇到凸起或凹陷的坡坑时，也不会造成运动的停止和偏差。
