数字建造是建筑行业的前沿课题,而机械臂技术的应用能够带来全新的设计与建造模式。本文以机械臂数字建造技术作为研究对象,梳理了数字建造的理论体系,阐述了机械臂数字建造工作系统,解决了部分数据处理问题。作者在学习机械臂3D打印和数控加工技术的过程中参与建造了上海智慧弯3D打印混凝土步行桥、混凝土座椅和NAST木构件实体模型,为不同的加工方式编写了加工程序,绘制了机械臂数字建造加工流程图,为今后的数字建造研究和实践提供一定的借鉴。文章第一、二、三章对数字化研究中触及的参数化、数字建造、机械臂应用等理论以及其中的联系进行深入剖析;在数据转化方面,通过对纳西传统木构件、组合构件生形程序的编写和数据处理,演示了从参数化软件向数控设备传递数据的方法。第四章介绍了数字建造设备及其工作系统,着重阐述了数字建造平台三要素:硬件、软件、材料。在编程语言方面,研究了KCL语言,对循环LOOP、注释和子程序的适用条件进行解析;在机械臂路径规划方面,分析了机械臂的路径编辑和自动路径生成;在加工方式方面,从增材、减材两个角度进行了论述;在编程方面,选用建筑常用软件Rhino和Grasshopper共同作用,利用Rhino的可视化窗口和Grasshopper的参数化方法加上KUKA|prc的模拟功能编写加工程序;在机械臂数字驱动方面,使用KUKA|prc输出机械臂可读的src文件,从而控制机械臂运动。第五章对三个综合案例进行实践和研究。在项目过程中,笔者使用Rhino对实际项目作品进行了系统建模工作,在Grasshopper中对个别构件进行参数化生形,并选取有代表性的构件详细阐述建模思路和过程。除此还使用团队自行设计的机械臂数字建造硬件系统完成实际建造,分别总结了机械臂数字建造系统在3D打印和CNC数控加工工作中的工作原理、工作流程、材料应用、工艺特点和建造流程等。本文通过实际项目,进一步验证了数字建造的现实意义,为数字建造研究提供了新的案例依据。文章的理论研究能够对数字建造理论框架的日益丰富起到一些推动作用,文章的研究过程和过程成果也能够为日后的数字建造技术研究提供一定程度的指导。