CN110430979B - 车载型建材加工系统和建材加工方法 - Google Patents

车载型建材加工系统和建材加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110430979B
CN110430979B CN201780088259.8A CN201780088259A CN110430979B CN 110430979 B CN110430979 B CN 110430979B CN 201780088259 A CN201780088259 A CN 201780088259A CN 110430979 B CN110430979 B CN 110430979B
Authority
CN
China
Prior art keywords
building material
vehicle
cutting
jig
cutting member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780088259.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110430979A (zh
Inventor
森和彦
西河洋一
渡部步
皆川雄介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iida Group Holdings Co Ltd
Original Assignee
Iida Group Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iida Group Holdings Co Ltd filed Critical Iida Group Holdings Co Ltd
Publication of CN110430979A publication Critical patent/CN110430979A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110430979B publication Critical patent/CN110430979B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0055Cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019End effectors other than grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0096Programme-controlled manipulators co-operating with a working support, e.g. work-table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676Avoiding collision or forbidden zones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60PVEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60PVEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/14Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects the object being a workshop for servicing, for maintenance, or for carrying workmen during work
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27CPLANING, DRILLING, MILLING, TURNING OR UNIVERSAL MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27C9/00Multi-purpose machines; Universal machines; Equipment therefor
    • B27C9/02Multi-purpose machines; Universal machines; Equipment therefor with a single working spindle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Sawing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

本发明提供一种车载型建材加工系统,使非熟练劳动者能够不在工厂而是在建筑工地容易地进行切削加工,不存在因切削部件接触夹具而导致相互损伤的不良。该车载型建材加工系统包括:平坦的货箱(60),其形成于车辆(90);刚性构件,其确保形成于货箱(60)的预定区域的工件支承台(50、59)的平坦度;夹具(11~18),其将建材固定于工件支承台(50、59);多关节机器人(40),其在顶端配设有切削部件(30),该切削部件(30)以比工件支承台(50、59)的外周(51~54)大的范围伸出且摆头自如;以及控制部(80),其具有用于使多关节机器人(40)对建材(1)进行期望的切削加工的操作部(70),控制部(80)进行控制,使得一边使切削部件(30)和夹具(11~18)中的至少任一者避免这两者的接触,一边使切削部件(30)对建材(1)进行切削加工。

Description

车载型建材加工系统和建材加工方法
技术领域
本发明涉及能够在现场对被移动到建筑工地且在现场使用的建材进行切削加工的车载型建材加工系统和建材加工方法。
背景技术
已知能够利用汽车将制材装置运到工厂以外的地方并进行制材作业的自行驶式的各种方材制作机。例如,在专利文献1中,公开了不需要其他动力的、能够以自身动力进行轻便且自如的移动的自行驶式的各种方材制作机。另外,在专利文献2中,公开了能够将现场切出后的原木进行当场加工而制作方材、板材的现场制材装置(移动式制材机)等。
专利文献1的自行驶式的各种方材制作机的目的在于,能够对放置在森林内的小径木和间伐材等进行现场加工而削减与木材生产相伴随的各种费用。具体而言,使用能够装载于轻型货车货箱并被运输到森林内的制材装置对小径木和间伐材等进行现场加工,将加工完毕的木材连同制材装置一起装载于轻型货车货箱并带回。并且,其是经由与轻型货车的后车轮同轴旋转的V带轮获得制材装置的动力这样的制作机。
专利文献2的现场制材装置(移动式制材机)等具有以下那样的特征。即,其是一种组装式的移动式制材机,该移动式制材机包括:原木载置台,其载置原木,且具有受电弓式的升降功能;原木按压移动部,其支承原木旋转按压部,该原木旋转按压部对原木的两端面进行按压且具有旋转功能;轨道,原木载置台和原木按压移动部配置在该轨道上且能够移动;以及原木切断用刀具。
该移动式制材机的按压原木的两端面的部分是具有卡盘销(日文:チャックピン)的卡盘板(日文:チャックプレート),使用定心机构进行定心,使原木按压移动部在轨道上移动而将安装于卡盘板的卡盘销按压于原木两端面并固定原木。并且,该移动式制材机使用具有多个旋转角度调节用孔的滚轮和具有定位销的旋转角度调节机构,并利用刀具将原木沿长度方向切断,从而制作方材、板材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-287204
专利文献2:日本特开2012-192682
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1的自行驶式的各种方材制作机和专利文献2的移动式制材机是用于在现场对在森林中得到的木材进行制材的车载型便携式制材装置,其并不是将被带入住宅等的建筑工地并在当场消耗的建材加工成即将装配前的状态的装置。
也就是说,并不是能够使通常在加工工厂进行的半自动加工或在现场由熟练技能者的手工作业进行的建材加工在建筑工地实现半自动化的装置。另一方面,随着社会情况的变化,在建筑工地工作的劳动者的结构也发生变化,存在高级的熟练技能者减少且技能的平均程度降低的倾向。
因而,谋求如下的车载型建材加工系统和建材加工方法:即使熟练劳动者不在或有少数熟练劳动者,也能够在建筑工地容易地执行建材加工。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供如下的建材加工系统和建材加工方法:即使熟练劳动者不在或有少数熟练劳动者,也能够不在工厂而是在建筑工地容易地进行切削加工,特别是,不需要花费注意力以避免因切削部件接触夹具(日文:クランパ)而导致相互损伤的不良。
用于解决问题的方案
技术方案1所述的发明是具有对在建筑工地使用的建材(1)进行切削加工的功能且能够移动的车载型建材加工系统(100、101、103),其中,该车载型建材加工系统(100、101、103)包括:平坦的货箱(60),其形成于车辆(90、99);刚性构件(65、66),其确保形成于该货箱(60)的预定区域的工件支承台(50、59)的平坦度;夹具(11~18、5~8),其受到控制而将所述建材(1)固定于所述工件支承台(50、59);多关节机器人(40),其在顶端配设有切削部件(30),该切削部件(30)以比所述工件支承台(50、59)的外周(51~54)大的范围伸出且摆头自如;以及控制部(80),其具有用于使该多关节机器人(40)对所述建材(1)进行期望的切削加工的操作部(70)且对整体进行控制,该控制部(80)进行控制,使得一边使所述切削部件(30)和所述夹具(11~18、5~8)中的至少任一者避免这两者的接触,一边使所述切削部件(30)对所述建材(1)进行切削加工。
另外,技术方案2所述的发明是根据技术方案1所述的车载型建材加工系统(103),其中,所述夹具(11~14、5~8)具有按压托架(47),该按压托架(47)为了避免所述两者的接触而具有如下任一躲避功能,即,在所述控制部(80)的控制下相对于所述工件支承台(59)至少能够以铅垂轴线(48)为中心进行旋转动作、或能够进行水平方向上的移动。
另外,技术方案3所述的发明是根据技术方案2所述的车载型建材加工系统(103),其中,所述控制部(80)包括:相互位置关系预测部件(81),其对所述切削部件(30)与所述夹具(11~14、5~8)之间的相互位置关系进行预测;以及夹具躲避部件(82),其根据该相互位置关系预测部件(81)的运算结果,来仅使在所述工件支承台(59)上配设的多个所述夹具(11~14、5~8)中的、被预测到要与所述切削部件(30)接触的夹具进行躲避动作,且从躲避目的结束了的夹具起依次进行恢复动作以能够固定所述建材(1)。
另外,技术方案4所述的发明是根据技术方案1至3中任一项所述的车载型建材加工系统(100、101、103),其中,所述夹具(11~18、5~8)的总数N=8个。
另外,技术方案5所述的发明是根据技术方案1至3中任一项所述的车载型建材加工系统(100、101、103),其中,该车载型建材加工系统(100、101、103)包括:气缸(49),其进行驱动而使所述夹具(11~18、5~8)进行开闭或移动的动作;空气压缩机(93),其对该气缸(49)供给压缩空气;以及电磁式空气阀(71),其能够根据所述操作部(70)的操作来进行将由该空气压缩机(93)生成的压缩空气向所述气缸(49)压入的控制。
另外,技术方案6所述的发明是根据技术方案5所述的车载型建材加工系统(100、101、103),其中,该车载型建材加工系统(100、101、103)包括:轨道(62),其与所述工件支承台(50、59)相邻地延伸;以及输送体(64),其卡合于该轨道(62)且能够使所述多关节机器人(40)移动,所述控制部(80)还掺杂着控制所述输送体(64)地对所述多关节机器人(40)和所述切削部件(30)进行控制。
另外,技术方案7所述的发明是根据技术方案5或6所述的车载型建材加工系统(100、101、103),其中,在所述车辆(90、99)中还包括:发电机(91、94),其能够供给该系统所需的电力;以及集尘器(92),其收集切削屑,将所述发电机(91、94)和所述空气压缩机(93)在所述工件支承台(50、59)的前侧装载于所述货箱(60)的靠前方的位置,使所述工件支承台(50、59)形成于所述货箱(60)的前后方向上的中间位置,在所述货箱(60)的后方设定有加工前的材料放置场所(10)。
另外,技术方案8所述的发明是根据技术方案7所述的车载型建材加工系统(101、103),其中,该车载型建材加工系统(101、103)包括动力传递部件(95),该动力传递部件(95)使所述车辆(99)的移动所使用的发动机(96)的动力兼用于所述发电机(91、94)来驱动所述发电机(91、94)。
另外,技术方案9所述的发明是一种建材加工方法,采用该方法,用车辆载置在顶端配设有摆头自如的切削部件(30)的多关节机器人(40)并对在建筑工地使用的建材(1)进行切削加工,其中,使用工件支承台(50、59)、多关节机器人(40)以及控制部(80),在所述控制部(80)的支援下,一边使所述切削部件(30)和夹具(11~18、5~8)中的至少任一者以避免这两者相接触的方式进行动作,一边使所述切削部件(30)对利用所述夹具(11~18、5~8)固定于所述工件支承台(50、59)的所述建材(1)进行切削加工,该工件支承台(50、59)利用在构成车辆(90、99)的货箱(60)的预定区域配设的刚性构件(65、66)来确保平坦度,该多关节机器人(40)在顶端配设有切削部件(30),该切削部件(30)以比该工件支承台(50、59)的外周(51~54)大的范围伸出且摆头自如,该控制部(80)具有用于使该多关节机器人(40)对所述建材(1)进行期望的切削加工的操作部(70)并对整体进行控制。
另外,技术方案10所述的发明是根据技术方案9所述的建材加工方法,其中,该建材加工方法包括:材料装载工序(S10),在该工序中,将预定在建筑工地中使用的、加工前的所述建材(1)装载到在所述货箱(60)的后方设定的加工前的材料放置场所(10)中;自行驶移动工序(S20),在该工序中,使全装备状态下的所述车辆(90、99)以自动力行驶的方式移动到建筑工地;建材夹紧工序(S30),在该工序中,使装载好的加工前的建材(1)按照组装利用的顺序向所述工件支承台(59)移动,并利用所述夹具(11~14、5~8)对所述建材(1)进行固定;期望操作工序(S40),在该工序中,用户对操作部(70)进行操作而使所述多关节机器人(40)对所述建材(1)进行期望的切削加工;切削加工工序(S50),在该工序中,所述控制部(80)根据所述用户的操作而相应地控制整体,由此,一边使所述夹具(5~8、11~14)以避免与所述切削部件(30)接触的方式进行动作,一边使所述切削部件(30)对所述建材(1)进行切削加工;以及建材夹紧解除工序(S60),在该工序中,解除所述夹具(11~14、5~8),将进行所述期望的切削加工后的建材(1)从所述工件支承台(59)拆下。
另外,技术方案11所述的发明是根据技术方案10所述的建材加工方法,其中,在所述切削加工工序(S50)中具有:相互位置关系预测工序(S51),在该工序中,根据与所述期望的切削加工相应的所述切削部件(30)的动作,利用相互位置关系预测部件(81)来预测所述切削部件(30)与所述夹具(11~14、5~8)之间的相互位置关系;躲避接触工序(S52),在该工序中,根据该相互位置关系预测工序(S51)的预测结果,使多个所述夹具(11~14、5~8)中的、被预测到要与所述切削部件(30)相接触的夹具进行躲避动作;以及夹具恢复工序(S53),在该工序中,使通过该躲避工序(S52)进行躲避动作后的夹具,从躲避目的结束了的夹具起依次进行恢复动作以能够固定所述建材(1)。
发明的效果
如以上说明那样,采用本发明,能够提供如下的建材加工系统和建材加工方法:即使熟练劳动者不在或有少数熟练劳动者,也能够不在工厂而是在建筑工地容易地进行切削加工,特别是,不需要花费注意力以避免因切削部件接触夹具而导致相互损伤的不良。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的车载型建材加工系统(以下也称作“本系统”)的主要部分概略结构的俯视图。
图2是表示本系统的主要部分概略结构的侧视图。
图3是表示本系统的主要部分概略结构的主视图。
图4是以更实际状态示出本系统的侧视图。
图5是以更实际状态示出本系统的切削部件的立体图。
图6是表示图1的类似形态的本系统的俯视图。
图7是表示使本系统的夹具能够进行躲避碰撞的动作的变形实施例的立体图。
图8是用于说明图7的夹具的动作的立体图。
图9是用于说明图7的夹具的动作和效果的图,图9的(A)是表示躲避前的状态的俯视图,图9的(B)是表示躲避中的状态的俯视图。
图10是表示工件支承台(工作台)中的夹具的配置和它们的可动范围的俯视图。
图11是用于说明夹具的动作的放大立体图。
图12是用于说明夹具的退避动作的图,图12的(A)是表示建材夹紧工序(图14)的示意俯视图,图12的(B)是表示切削加工工序(图14)的初期的示意俯视图,图12的(C)是表示切削加工工序(图14)的末期的示意俯视图。
图13是表示本系统的亚克力罩的立体图。
图14是用于说明本发明的一个实施方式的建材加工方法(以下,也称作“本方法”)的概要的流程图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的优选实施方式。此外,以下说明的本实施方式没有不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容,在本实施方式中说明的结构并不都是作为本发明的解决手段而言是必须的。首先,使用图1~图6来说明始终车载型的本系统,之后,使用图7~图12,对作为变形例而将加工单元自车辆的货箱拆下并使用的地面固置型进行说明。
(始终车载型)
图1~图3是本系统的主要部分概略图,图1表示俯视图,图2表示侧视图,图3表示主视图。图4是以更实际状态示出本系统的侧视图。本系统100(以下,有时还包含附图标记101)是能够将对在建筑工地使用的建材1进行切削加工的装置搭载于车辆90(以下,有时还包含附图标记99)并能够移动的系统。此外,车辆90是对现有的卡车进行改造利用的车辆,车辆99是为了专用于本系统101而设计制造出的特殊规格车。
本系统100是车载有与加工中心(Machining Center)类似的功能并能够移动的系统。加工中心按照JIS(JIS B0105)标准被定义为“能在不调换工件的情况下对工件的两个面以上的面分别实施多种加工的数控(NC)机床”。
与此相对,本系统100是建材专用的加工机,其利用金属加工机对比作为加工对象的工件大的板材、方材等进行加工。另外,除了木材以外,对于石膏板等,也能够在建筑工地切削加工成任意的形状。此外,在本系统100中,不具备刀具(旋转刀)的自动更换功能或自动选择功能,但包含所述功能或不包含所述功能均可。
构成图4所例示的本系统100(101)且能够移动的车辆90(99)是如现有的单体卡车(日文:単体トラック)那样具备驱动力而能够自动力行驶的汽车。但是,并不限定于此,也可以以被未图示的牵引车牵引的被牵引车辆(拖车)为基础来构成本系统100。
本系统100构成为包括货箱60、刚性构件65(图2、图4)、刚性构件66(图3)、工件支承台(工作台)50、夹具11~夹具18(图1)、多关节机器人40、以及控制部80(图1、图2)。货箱60是形成在车辆90(99)上的平坦面。在货箱60的后方设定有加工前的材料放置场所10。刚性构件65是与车辆90(99)的行进方向一致的纵向的金属框架,与刚性构件65成直角的刚性构件66是宽度方向的金属框架。
工件支承台50受到刚性构件65、66的牢固的支承而形成于平坦的货箱60的预定区域。其结果,工件支承台50在货箱60的前后方向上的中间位置确保了精密的平坦度。该工件支承台50的长度K相对于货箱60的全长L为例如50%~90%,且该工件支承台50的宽度D相对于货箱60的全宽W为例如50%~90%。夹具11~夹具18将建材1固定于工件支承台50。
以下,例示建材1的按各材料划分的最大尺寸(mm)。在本系统100中,能够对石膏板(例如9·12×910×2730)、地板(日文:フローリング)(例如303×1818)、壁脚板(例如77×4000)、天花线(例如55×4000)、框·附加框(日文:框·付け框)(例如120×1950×70)、构造用胶合板(例如9·12×910×2440)、例如2×4木材(38×89)、2×6木材(38×140)、2×8木材(38×184)、2×10木材(38×235)等进行切削加工。
此外,作为2×4工法用制材,在JAS(日本农林标准)中进行了规定,但使用以以下的名称特定的规定尺寸的木材。即,包含表示为截面形状不同的1×4(例如在干燥木材中为19×89mm)、1×6、2×2、2×3、2×4(204木材)、2×6(206木材)、2×8、2×10(210木材)、2×12、4×4(404木材)的木材。此外,名称来自于英寸尺寸,但实际尺寸比所称的英寸尺寸小。另外,根据各自的需要,大多将标准长度统一为例如910mm、1820mm、2336mm、3040mm、3650mm这5种并进行销售。
图5是以更实际状态示出本系统的切削部件的立体图。如图5所示,多关节机器人40在其顶端配设有摆头自如的切削部件30。对于该切削部件30,作为更换自如的旋转刀而将圆盘锯21、未图示的锥子(刳刨机)安装于旋转轴20,该切削部件30能够以比工件支承台50的外周51~外周54更大的范围伸出并进行切削加工的动作。控制部80对未图示的伺服马达进行NC控制,并对电磁式空气阀71进行开闭控制,除此以外,还对整体进行统一控制。
该伺服马达使多关节机器人40的各关节适当地屈伸,通过相对于固定于工件支承台50的建材1以适当的角度来支承切削部件30的旋转轴20,且使该旋转轴20根据切削方向而相应地移动等方式,进行切削加工所需的动作。另外,多关节机器人40能够通过伺服马达而在轨道62之上自行驶,因此构成为容易使切削部件30在工件支承台50的较大范围内进行动作。
在本系统100、101(图4)、103(图7~图12)中,控制部80进行控制,使得一边使切削部件30和夹具5~夹具8、夹具11~夹具18中的至少任一者避免这两者的接触,一边使切削部件30对建材1进行切削加工。在控制部80中包括操作部(机器人控制板)70、未图示的计算机、以及存储有能够由计算机适当执行的程序的存储部件等。
即,该控制部80具有控制功能,该控制功能用于根据用户对操作部70进行操作所发出的指示,来使多关节机器人40对建材1进行基于程序化的加工规格的期望的切削加工。另外,以使操作部70还接受来自未图示的平板终端、笔记本电脑的指示的方式构成控制部80。
另外,在本系统100、101中,控制部80根据程序对多关节机器人40进行控制而使切削部件30避开夹具11~夹具18的所在位置地对建材1进行切削加工。另外,在夹具11~夹具18为无法相对于工件支承台50沿水平方向移动的类型的情况下,也能够适当地进行控制而使切削部件30停止或进行躲避碰撞的动作。
但是,还存在以下情况,即,通过仅使夹具11~夹具18中的被预测到会与切削部件30接触的夹具进行打开动作,就能够避免两者的接触。并且,如后述那样,在进一步提高了实用性的本系统103(图7~图12)中,控制部80还能够根据程序进行整体控制,以一边使夹具5~夹具8、夹具11~夹具14避免与切削部件30之间的接触地进行动作,一边使切削部件30对建材1进行切削加工。此外,在后面更详细地叙述夹具5~夹具8、夹具11~夹具18。
X轴与货箱60的长度方向一致且其长度M相对于货箱60的全长L为例如100%以下。Y轴与货箱60的宽度方向一致且其长度V相对于货箱60的全宽W为例如120%以下。Z轴与货箱60的高度方向一致且其高度H为自货箱60的底板61起到顶部69为止的距离。
如上所述,本系统100具有与加工中心相似的功能,通过基于工件支承台50的基准点O的X轴、Y轴、Z轴的三维坐标设定了多关节机器人40能够进行切削加工的范围。控制部80通过未图示的伺服马达对所述X轴、Y轴、Z轴各自的坐标值进行NC控制。因而,本系统100利用多关节机器人40的切削部件30在X轴、Y轴、Z轴的范围内对固定于工件支承台50的建材1进行切削加工。
图6是表示图1的类似形态的本系统的俯视图。图6是与图1所示的形态相比稍微不同的形态,但它们的功能和动作是相同的,因此对相同效果的构件、部位标注相同附图标记并省略了说明。本系统100还包括轨道62和输送体64。
轨道62与工件支承台50相邻地沿X轴方向延伸,轨道62形成供输送体64用的自行驶用通道。输送体64包括由控制部80控制的未图示的伺服马达,输送体64卡合于轨道62而能够使多关节机器人40沿X轴方向移动。控制部80还掺杂着控制输送体64地对多关节机器人40进行控制。在图6中,将俯视工件支承台50时的大小(mm)示为例如4160×1100(不使用缓冲件19时)。
另一方面,如上所述,对于建材1的按各材料划分的最大尺寸(mm),在为纵长的建材时,壁脚板例如为77×4000,在建材为平板木材时,石膏板例如为9·12×910×2730,作为2×4工法用制材,超出建材而是构造木材用的例如4×4(404)木材为89×89×3650,它们均能够留有富余地载置于工件支承台50,能够进行切削加工。此外,不言而喻,根据实施本发明的地区,各构件的标准尺寸有所不同。
此外,在工件支承台50的角部55~角部58中的角部57配设有缓冲件19,从而有助于建材1的定位。另外,在图1和图6中的左下方设定了基准点O。并且,建材1通过夹具11~夹具18固定于工件支承台50,对此,在后面更详细地叙述。
另外,在本系统100(101)的车辆90(99)中,构成为,将发电机94(91)和空气压缩机93在工件支承台50的前侧装载于货箱60的靠前方的位置,将集尘器92在工件支承台50的后侧装载于货箱60的靠后方的位置,以支援切削加工。发电机94(91)能够供给在本系统100(101)中所需的电力。
另外,构成本系统101的专用的车辆99追加地包括动力传递部件95,该动力传递部件95具有发电机驱动轴97和调速器(governor)79。车辆99的发动机96除了利用车辆驱动轴98使车辆99行驶之外,还能够将其动力通过动力传递部件95向发电机驱动轴97传递,并经由该发电机驱动轴97驱动发电机94。
调速器79将发电机94的转速调整为一定。根据该调速器79的指令,调整发动机96的输出。也就是说,在因与本系统101的作业相对应的重负载而要使发电机94的转速降低的情况下,调速器79通过将发动机96的节气门打开等操作来增加燃料供给量而提高输出,从而维持发电机94的转速。另外,在相反的情况下,调速器79对发动机96进行调整,以减少燃料供给量而使输出降低。
专用的车辆99不仅能够将发动机96的动力用于车辆99的行驶移动,还能够将其兼用作发电机94的驱动力。因而,该车辆99能够省略用于驱动发电机94的专用的发动机,因此设备效能良好。此外,即使是专用的车辆99,也可以搭载通常的带发动机的发电机91。在该情况下,不需要具有发电机驱动轴97的动力传递部件95。
空气压缩机93经由电磁式空气阀71(图1、图2)对夹具用的气缸49供给压缩空气。电磁式空气阀71能够根据操作部70的操作、从控制部80输出的控制信号来进行使阀开闭的阀控制。根据电磁式空气阀71的开闭,由空气压缩机93生成的压缩空气被向夹具用的气缸49压入或从夹具用的气缸49放出。此外,也可以代替夹具用的气缸49而使用液压、电动等其他的驱动部件。此外,图2~图4的气缸49是概念性地示出的机构,其实际上是更复杂且精密的机构,对于这一点,省略图解、说明。
如此,气缸49通过压缩空气的压入和放出这样的区别来进行预定冲程的直线动作,从而对夹具11~夹具18的开闭动作进行驱动。其结果,夹具11~夹具18能够使建材1相对于工件支承台50选择性地进行固定动作和释放动作。集尘器92收集因多关节机器人40利用切削部件30对建材1进行切削加工而产生的切削屑。
(位置固定夹具)
在本系统100的工件支承台50上设有无法相对于工件支承台50沿水平方向移动的位置固定类型的、总数N个夹具11~夹具18。所述总数N个夹具11~夹具18中的((N/2)+1)个夹具配设成在工件支承台50的外周51~外周54以可变间隔G将在长度(X轴)方向上平行的两个边51、53中的一个边51分割。此外,N是4以上的任意的自然数。在此例示的夹具11~夹具18的总数N=8个。在该情况下,在一个边51上配设有((8/2)+1)=5个夹具11~夹具15。
另外,所述总数N个夹具11~夹具18中的((N/2)-1)个夹具配设成在工件支承台50的外周51~外周54以可变间隔G将在长度(X轴)方向上平行的两个边51、53中的另一个边53分割。由于总数N=8个,因此,在此例示的另一个边53配设有((8/2)-1)=3个夹具16~夹具18。另外,在与另一个边53的两端对应的、工件支承台50的角部57、58未配设有夹具11~夹具18。
在此,对于切断由“2×4木材”等形成的纵长的建材1的末端部分的加工规格,也不存在与切断面卡合的夹具11~夹具18。并且,对于将纵长的建材1的末端部分沿倾斜方向切断的加工规格,也成为使切断面的延长线从工件支承台50的外周的边51~边54伸出而退避那样的位置关系。在该情况下,切削部件30能够一边从工件支承台50的外周的边51~边54伸出并进行切削动作一边实现期望的加工规格。
另外,在将纵长的建材1靠近工件支承台50的一个边51地载置的情况下,在其角部55、56分别配设有夹具11、15,切削部件30进行避开夹具11、15的动作。因此,无法对纵长的建材1的端部进行切削加工。相反地,若将纵长的建材1在工件支承台50上靠近未配置夹具11~夹具15的一侧的边53地载置,则在与其角部57、58对应的部位也不会妨碍切削加工。并且,即使是占据形成于货箱60的预定区域的工件支承台50的整个面那样的大面积的建材1,也不会被夹具11~夹具18妨碍,能够进行长度方向上的切削加工。
如此,由于在与工件支承台50的一侧的边53相对的角部57、58未配设夹具11~夹具18,因此即使在建材1中的与其角部57、58对应的部位也不会妨碍切削加工。也就是说,即使是纵长的建材1,也能够利用工件支承台50的长度方向上的极限地对其进行固定。其结果,根据本系统100,能够切削加工更长的建材1。因此,即使是对空间的限制严格的车载型的装置,也能够有效利用其狭窄的空间。
(移动夹具)
接着,使用图7~图12,对进一步提高了实用性的本系统103进行说明。此外,对在本系统100、101(图1~图6)中已说明过的、相同效果的构件、部位标注相同的附图标记并省略了说明。图7是表示通过在本系统中采用能够在规定的水平方向上移动的夹具而能够进行用于避免该夹具与切削部件碰撞的不良的动作的变形实施例的立体图。图8是用于说明图7的夹具沿规定的水平方向移动而避免碰撞的动作的立体图。图9是用于说明图7的夹具的动作和效果的图,图9的(A)是表示躲避前的状态的俯视图,图9的(B)是表示躲避中的状态的俯视图。
如图7~图12所示,本系统103包括沿着工件支承台59的外周51等间隔配设的4个夹具11~14和沿着外周51的对边的外周53等间隔地配设的4个夹具5~夹具8。夹具11~夹具14在工件支承台59上沿铅垂方向进行开闭动作,从而抓住或释放建材2,但无法相对于工件支承台59沿水平方向移动。在这一点上,夹具11~夹具14是与在前文使用图1和图2说明的夹具11~夹具18相同的功能的夹具。
此外,工件支承台59在被称作工作台时伴随有一些违和感,其未必仅由平坦的台面构成。即,工件支承台59是在长度方向上以大致等间隔挖削有能够在宽度方向上流通的平行的4个槽41~槽44那样的外观形状。工作台59用的平坦面形成构件被4个槽41~槽44隔断地组装于刚性构件65、66(图2~图4)之上。此外,由于建材1本身具有带某种程度的刚性的平坦面,因此工作台59的表面无需在整个面上为连续性的平坦面,只要通过具有平坦面的钢材等的组合而整体地形成平坦面就足矣。
由于夹具11~夹具14无法相对于工件支承台59沿水平方向移动,因此需要主要利用切削部件30进行躲避碰撞的动作。但是,有时,仅靠使多个夹具11~夹具14中的、切削部件30所接近的1个夹具沿垂直方向进行打开动作,就能够避免两者的接触或碰撞。在该情况下,只要维持多个夹具11~夹具14中的例如3个夹具闭合而抓住建材2的状态,就不会使固定的功能产生不良。
在本系统103中,存在与本系统100、101不同的3点。第1点是,在与工件支承台59的一侧的边53相对的角部57、58也配设夹具5、8。第2点是,夹具5~夹具8能够相对于工件支承台59沿水平方向移动。第3点是,控制部80进行整体控制,以一边使夹具5~夹具8、夹具11~夹具14避免与切削部件30接触地进行动作,一边使切削部件30对建材2进行切削加工。
如图7所示,在本系统103中,夹具6~夹具8能够根据建材2的宽度而相应地沿箭头R方向水平移动。另外,如图8、图9的(A)以及图9的(B)所示,在本系统103中,当切削部件30接近而要与夹具5~夹具8干涉时,夹具5~夹具8放开抓住的建材2并向远离建材2的箭头Q方向进行后退动作。
其结果,能够避免切削部件30与夹具5~夹具8接触而导致相互损伤的事故。这样的躲避接触动作是通过以下方式实现的:控制部80始终掌握切削部件30与夹具5~夹具8之间的相互位置关系,进行控制而使夹具5~夹具8中的任意的夹具(在图8、图9中为夹具6)适当地退避。另外,若不需要躲避接触动作,则向箭头R方向进行恢复动作。
更详细而言,如图9的(A)所示,以圆盘锯21要将建材2沿着切断线31向箭头J方向切断的情况为一个例子进行说明。在该情况下,在紧挨切断线31的终点的位置,存在圆盘锯21与夹具6干涉的危险区域32,需要采取某些躲避措施。
因此,如图9的(B)所示,控制部80始终掌握切削部件30与夹具5~夹具8之间的相互位置关系,在产生危险区域32的情况下,进行控制而使夹具6适时地退避,从而使危险区域32变成安全区域9。此时,根据控制部80的控制,气缸49通过压缩空气的压入和放出这样的区别来进行预定冲程的直线动作,以进行驱动而使夹具5~夹具8、夹具11~夹具18进行开闭或水平移动的动作。
如此,在本系统100、101(图1~图6)、103(图7~图12)中,控制部80进行控制,以一边使切削部件30和夹具5~夹具8、夹具11~夹具18中的至少任一者避免这两者的接触,一边使切削部件30对建材1进行切削加工。因此,特别是,夹具5~夹具8(图7~图12)构成为,通过控制部80的控制,不仅能够相对于工件支承台59选择性地进行建材2的固定动作和释放动作,还能够沿水平方向移动。
图10是表示工件支承台(工作台)中的夹具的配置和它们的可动范围的俯视图。如图10所示,合计8个夹具5~夹具8、夹具11~夹具14沿着工件支承台59的外周的边51、53大致等间隔地配设。特别是,夹具5~夹具8能够沿着4个槽41~槽44沿水平方向滑动。在这些夹具5~夹具8、夹具11~夹具14中,构成为包括:按压托架45、47,其从上方将建材1按压于工件支承台59;侧推垫46(图11),其包围建材1并沿水平方向按压建材1;以及气缸,其驱动夹具5~夹具8、夹具11~夹具14。
不管建材1是跨工件支承台59的大致外形整体的大小的板材、还是自工件支承台59的长度方向伸出的柱材,均能够利用夹具5~夹具8、夹具11~夹具14将建材1固定于工件支承台59的表面。另外,在建材1是较大的板材和较细的柱材中的任一者的情况下,也能够被固定在使一侧的1边靠近工件支承台59的外周的边51的位置。因此,为了与这些建材1的宽度相适应,使夹具5~夹具8沿着分别支承它们的槽41~槽44在水平方向上移动。
另外,在预测到圆盘锯21等切削部件30要接触夹具5~夹具8、夹具11~夹具14的情况下,夹具5~夹具8、夹具11~夹具14如以下那样进行躲避运动。首先,对于沿着工件支承台59的外周的边51配设的夹具11~夹具14,主要是通过使从上方将建材1按压于工件支承台59的、能够旋转的按压托架47以铅垂轴线48为中心旋转来进行躲避运动。
另外,对于沿着工件支承台59的外周的边53配设的夹具5~夹具8,主要是通过使从上方将建材1按压于工件支承台59的按压托架45沿着4个槽41~槽44水平移动来进行躲避运动。在这些夹具5~夹具8、夹具11~夹具14上还分别配设有沿水平方向按压建材1的侧推垫46(图11),这些侧推垫46也适当地进行退避动作。
在本系统103中,控制部80除了具备能发挥实现来自操作部70的操作内容的功能的程序之外,还具备能发挥相互位置关系预测部件81的功能和夹具躲避部件82的功能的程序。相互位置关系预测部件81预测切削部件30与夹具5~夹具8、夹具11~夹具14之间的相互位置关系。相互位置关系是通过以下方式进行预测的,即:根据建材1的大小、建材1的固定位置、将建材1固定的夹具5~夹具8、夹具11~夹具14的形状和各自的姿势、以及圆盘锯21等切削部件30的切削路径来执行规定的运算。
夹具躲避部件82根据相互位置关系预测部件81的运算结果来控制电磁式空气阀71,以使未图示的气缸执行夹具5~夹具8、夹具11~夹具14的躲避动作和恢复动作。控制部80通过对介于空气压缩机93与气缸(未图示)之间的电磁式空气阀71进行开闭控制,从而实现目的。
躲避动作是仅使在工件支承台59上配设的多个夹具5~夹具8、夹具11~夹具14中的被预测到要与切削部件30接触的夹具进行躲避接触的动作。恢复动作是在躲避动作之后从躲避目的结束了的夹具起依次恢复为能够固定建材1的动作。
在本系统103中,夹具5~夹具8、夹具11~夹具14具有按压托架47,该按压托架47能够在控制部80的控制下相对于工件支承台59沿水平方向移动且能够相对于铅垂轴线48进行旋转动作,控制部80控制整体,以一边使夹具5~夹具8、夹具11~夹具14避免与切削部件30接触地进行动作,一边对建材1进行切削加工。
图11是用于说明夹具的动作的放大立体图。如图11所示,夹具11(12~14、5~8)包括托架45、47,该托架45、47能够避免因圆盘锯21等切削部件30接触而导致相互损伤的不良。该托架45、47具有如下任意的躲避功能,即:相对于工件支承台59而言,该托架45、47至少能够相对于铅垂轴线48进行旋转动作,或者能够进行水平方向上的移动。该躲避功能通过控制部80的控制来执行。此外,对于夹具11,特别是在图7~图10的本系统103中,例示出优选使用的形态。夹具11包括能够避免上述不良的托架47。
托架45、47能够进行箭头U、C所示的升降动作和箭头RT、LT所示的旋转动作。侧推垫46也能够进行箭头A、B所示的水平方向上的移动。在以图11所示的状态接收建材1之后,这些托架47和侧推垫46将建材1固定于工件支承台59。另外,通过其相反方向的动作来释放建材1。此外,图11的侧推垫46如箭头A、B所示能够进行微小的水平移动,而并不是能够使图8~图10、图12所示的夹具6整体向R方向水平移动那样大幅地移动的构件。
在此,在被预测到托架47要与切削部件30接触时,托架47上升而解除对建材1的约束,然后向沿着躲避目的的方向旋转。同样地,在被预测到侧推垫46也要与切削部件30接触时,使侧推垫46向沿水平方向按压建材1的方向的相反方向、即释放建材1的水平方向移动,能够实现躲避目的。
图12是用于说明夹具的退避动作的图,图12的(A)是表示建材夹紧工序(图14的S30)的示意俯视图,图12的(B)是表示切削加工工序的初期(图14的S51)的示意俯视图,图12的(C)是表示切削加工工序的末期(图14的S51~S53)的示意俯视图。此外,该图12是如下这样的图:对于躲避动作,相对于使用图9进行的说明,未增添侧推垫46的躲避动作,仅限定于夹具6、13,为了仅聚焦要点地进行示意说明而进行了简化。
如图12的(A)所示,在建材夹紧工序(图14的S30)中,托架47以与建材1的长度方向正交的角度从上方将建材1按压于工件支承台59,且侧推垫46包围建材1并沿水平方向按压建材1。接着,如图12的(B)所示,在切削加工工序的初期,基于圆盘锯21要与夹具13的侧推垫46相接触这样的预测(图14的相互位置关系预测工序S51),需要采取某些躲避措施。作为该躲避措施,使侧推垫46向沿水平方向按压建材1的方向的相反方向、即释放建材1的水平方向移动,且使托架47上升而解除对建材1的约束,然后托架47向沿着躲避目的的右方向RT旋转。
接着,如图12的(C)所示,在切削加工工序的末期,从结束了避免圆盘锯21与托架47和侧推垫46接触这样的危险的目的的夹具13起依次进行恢复动作,以能够固定建材1(图14的夹具恢复工序S53)。另一方面,基于圆盘锯21要与夹具6的托架47和侧推垫46接触这样的预测(图14的相互位置关系预测工序S51),使托架47和侧推垫46相对于夹具6向沿着躲避目的的方向进行躲避动作。最后,在夹具13之后,继续按照结束了避免危险的目的的顺序,使夹紧6也进行恢复动作,以能够固定建材1(图14的夹具恢复工序S53),对此在图12中进行了省略。
图13是表示本系统的亚克力罩的立体图。如图13所示,在本系统100、101、103中,为了防止从切削部件30的附近产生的、锯屑(sawdust)等的飞散,优选包括亚克力罩3。该亚克力罩3是在不妨碍切削加工的动作的情况下至少将工件支承台59、多关节机器人40、以及切削部件30覆盖的外形、形状,该亚克力罩3固定设置于具有刚性构件65(图2、图4)、66的基台。
该亚克力罩3包括窗33和检查口23。窗33根据作业的进度而适当地自动开闭,由此能够使建材1、2出入。即,通过未图示的气缸等的驱动力,向箭头E方向抬起窗而打开,向箭头F方向降下窗而关闭。检查口23是维护人员能够适当地出入的可开闭的门。
以下,对本方法进行说明。本方法是利用本系统100在现场对在建筑工地使用的建材1进行切削加工的建材加工方法。如上所述,本方法中使用的本系统100是指,为了在建筑工地对建材1进行加工而在能够移动的车辆90的货箱60上装载多关节机器人40、切削部件30、对建材1进行固定的工件支承台59、以及控制它们的控制部80并能够移动的系统。
工件支承台59利用在构成车辆90的货箱60的预定区域配设的刚性构件65、66来确保平坦度。多关节机器人40在顶端配设有摆头自如的切削部件30。切削部件30从工件支承台59的外周伸出且摆头自如。利用该切削部件30对固定于工件支承台59的建材1自如地进行切削加工。
控制部80根据与操作部70的操作相关联地被执行的程序,使多关节机器人40和切削部件30如期望的加工规格那样对建材1进行切削加工。此时,控制部80控制多关节机器人40,使得一边避免切削部件30与夹具11~夹具18接触一边对利用夹具11~夹具18固定于工件支承台59的建材1进行切削加工。以下,使用图7说明详细的步骤。
图14是用于说明本方法的概要的流程图。如图14所示,本方法具有材料装载工序(S10)、自行驶移动工序(S20)、建材夹紧工序(S30)、期望操作工序(S40)、切削加工工序(S50)、以及建材夹紧解除工序(S60)。
在材料装载工序(S10)中,将预定在建筑工地中使用的、加工前的建材1装载到在货箱60的后方设定的加工前的材料放置场所10中。接着,在自行驶移动工序(S20)中,利用材料装载工序(S10)后的全装备状态下的车辆90,以自动力行驶的方式移动到建筑工地。接着,在建材夹紧工序(S30)中,使被装载的加工前的建材1按照组装利用的顺序向工件支承台59移动,利用夹具11~夹具18进行固定。
在期望操作工序(S40)中,用户对操作部70进行操作而使多关节机器人40根据加工规格对建材1进行期望的切削加工。在切削加工工序(S50)中,控制部80根据用户的操作而相应地控制多关节机器人40,由此,使切削部件30一边避免与夹具11~夹具18接触一边对固定于工件支承台59的建材1进行切削加工。在建材夹紧解除工序(S60)中,解除夹具11~夹具18,将进行期望的切削加工后的建材1从工件支承台59拆下。
另外,在切削加工工序(S50)中,具有相互位置关系预测工序(S51)、躲避接触工序(S52)以及夹具恢复工序(S53)。在相互位置关系预测工序(S51)中,根据与期望的切削加工相对应的切削部件30的动作,利用相互位置关系预测部件81来预测切削部件30与夹具5~夹具8、夹具11~夹具14之间的相互位置关系。在躲避接触工序(S52)中,根据相互位置关系预测工序(S51)的预测结果,使多个夹具5~夹具8、夹具11~夹具14中的被预测到要与切削部件30接触的夹具进行躲避动作。在夹具恢复工序(S53)中,使通过躲避工序(S52)进行躲避动作后的夹具,从躲避目的结束了的夹具起依次进行恢复动作以能够固定建材1。
如以上说明的那样,能够提供能在现场容易地对在建筑工地中使用的建材进行切削加工的车载型建材加工系统和建材加工方法。即,在本系统中,没有因切削部件与夹具接触而导致相互损伤的不良,不需要花费注意力以避免该不良。另外,在本方法中,由于容易使不在工厂而是在建筑工地进行切削加工的多阶段的工序实现标准化作业,因此,即使是非熟练者,也能够更有效地利用。因而,根据本发明,即使熟练劳动者不在或有少数熟练劳动者,也能够不在工厂而是在建筑工地容易地进行切削加工。
(基于解除车载实现的固置型)
以下,作为变形例,对自车载状态解除本系统100、101且将本系统100、101作为地面的固定设备加以固置利用的情况进行说明。本系统100、101在车辆90、99的货箱60上载置有单元化了的建材加工机器人系统。其目的在于,机动性地前往木工设备不齐备的不发达地区进行现场服务。
作为符合该目的的运用形态,还能够存在自车载状态解除本系统100、101且将本系统100、101作为地面的固定设备固置并利用的形态。另一方面,若将单元化了的建材加工机器人系统自车辆90、99的货箱60卸下,则该货箱60变空而能够使用于运输其他物资的用途,因此设备效能提高。另外,在完成现场服务的目的后,只要将本系统100、101恢复至车载状态并回收即可。
本系统100、101将在具有确保车辆90、99的货箱60的平坦度地进行加强的刚性构件65、66的基台上紧凑地单元化了的建材加工机器人系统载置于货箱60上。为了相对于货箱60装卸该单元,优选由具有刚性构件65、66的基台来形成与叉式升降机相适应的托盘的功能。此外,当然,也可以利用未图示的螺栓、螺母来适当地结合货箱60和刚性构件65、66或者解除它们的结合。
在此所说的托盘指的是在输送、保管等物流业务中使用的板状运输用台架,存在树脂制、木制或金属制的托盘。为了高效地进行区域内运输、向卡车的装载,在托盘上存在供未图示的叉式升降机、手动升降机的爪插入的插入口67。另外,许多的托盘容许的动载荷约为1t。此外,动载荷是托盘在利用叉式升降机等进行移动的状态下所能够承受的重量,静载荷是在置于平地时托盘所能够承受的重量,比动载荷的1t大。
在本系统100、101中,在货箱60上,单元化了的建材加工机器人系统的重量(静载荷)也大致为1t左右。容易利用具有刚性构件65、66的基台来形成与此对应的托盘的功能。因而,对于自车载状态解除本系统100、101且将本系统100、101作为地面上的固定设备加以固置利用的情况,即使没有起重机,也能够利用1台起重能力1t以上的通常的叉式升降机来装卸单元。此外,若要挂上起重机吊钩,则更优选预先将未图示的吊轮配设于刚性构件65、66的四角。
此外,在托盘中,根据供升降机的爪插入的插入口的数量的差异,存在双向进叉、四向进叉的种类。在为双向进叉的情况下,托盘上存在不具有插入口的侧面。在为四向进叉的情况下,在树脂托盘的4个侧面都具有插入口,因此,无论从哪个方向都能使叉式升降机插入并提起。关于这一点,只要根据实际的业务形态进行最佳设计即可。
产业上的可利用性
本发明有可能用于以“2×4工法”为代表的比较简单的住宅建筑中的建材加工的工序中。特别是,从人才、设备的观点出发,并结合即使熟练劳动者不在或有少数熟练劳动者也希望不在工厂而是在建筑工地容易地实现切削加工这样的要求较多的地区情况,能够有益地采用本发明。
本系统即使与专用加工机相比有少许效率降低,但仍具有能够以1台来应对所有的建材加工这样的优点。因而,本系统适合于以下用途:在不存在具备按照加工内容划分的多台高效率的专用加工机的建材加工工厂的未开发的地区中,使用本系统来小规模地开展住宅建设事业。在该地区,若住宅建设事业大规模地发展,则只要建设效率更高的建材加工工厂即可。也就是说,在不发达的地区中,本发明有可能出于试验性的目的而被适当地采用。
此外,如上述那样对本发明的各实施方式和各实施例进行了详细说明,但对于本领域技术人员而言能够容易地理解的是,能够进行没有实质上脱离本发明的新内容和效果的大量变形。因而,这样的变形例全部包含在本发明的范围内。
例如在说明书或附图中,对于至少一次与更广义或同义的不同术语一起记载的用语,在说明书或附图的任何之处,均能够被替换为该不同的术语。另外,车载型建材加工系统的结构、动作也并不限定于在本发明的各实施方式和各实施例中说明的内容,能够实施各种变形。
附图标记说明
1、2、建材;3、整体罩;5~8、(能够移动的)夹具;9、安全区域;10、加工前的材料放置场所;11~18、(位置固定的)夹具;19、缓冲件;20、旋转轴;21、圆盘锯;23、(整体罩的)检查口;30、切削部件;31、切断线;32、危险区域;33、(整体罩的)自动开闭窗;40、多关节机器人;41~44、工作台隔断槽;46、(夹具用的)侧推垫;45、47、(夹具用的)按压托架;48、(夹具用的)铅垂轴线;49、(夹具用的)气缸;50、59、工件支承台(工作台);51~54、(工件支承台50、59的)外周的边;55~58、(工件支承台50、59的)角部;60、货箱;61、(货箱60的)底板;62、轨道;64、输送体;65、66、刚性构件;67、(供升降机的爪插入的)插入口;69、顶部;70、操作部(机器人控制盘);71、电磁式空气阀;79、调速器(governor);80、控制部;81、相互位置关系预测部件;82、夹具躲避部件;90、车辆;91、94、发电机;92、集尘器;93、空气压缩机;95、动力传递部件;96、发动机;97、发电机驱动轴;98、车辆驱动轴;99、专用车辆;100、101、103、车载型建材加工系统(本系统);D、(工件支承台50、59的)宽度;H、(自货箱60的底板61起到顶部69为止的)高度(Z轴);K、(工件支承台50、59的)长度;L、(货箱60的)全长;M、长度(X轴);N、(夹具11~夹具18)的总数;O、基准点;A、B、E、F、J、P、Q、R、RT、LT、箭头;S10、材料装载工序;S20、自行驶移动工序;S30、建材夹紧工序;S40、期望操作工序;S50、切削加工工序;S60、建材夹紧解除工序;V、长度(Y轴);W、(货箱60的)全宽;X、Y、Z、三维的坐标轴。

Claims (13)

1.一种车载型建材加工系统,该车载型建材加工系统具有对在建筑工地使用的建材进行切削加工的功能且能够移动,其中,
该车载型建材加工系统包括:
平坦的货箱,其形成于车辆;
刚性构件,其确保形成于该货箱的预定区域的工件支承台的平坦度;
夹具,其受到控制而将所述建材固定于所述工件支承台;
多关节机器人,其在顶端配设有切削部件,该切削部件以比所述工件支承台的外周大的范围伸出且摆头自如;以及
控制部,其具有用于使该多关节机器人对所述建材进行期望的切削加工的操作部且对整体进行控制,
该控制部进行控制,使得一边使所述切削部件和所述夹具中的至少任一者避免这两者的接触,一边使所述切削部件对所述建材进行切削加工。
2.根据权利要求1所述的车载型建材加工系统,其中,
所述夹具包括按压托架,该按压托架为了避免所述两者的接触而具有如下任一躲避功能,即,在所述控制部的控制下相对于所述工件支承台至少能够以铅垂轴线为中心进行旋转动作、或能够进行水平方向上的移动。
3.根据权利要求2所述的车载型建材加工系统,其中,
所述控制部包括:
相互位置关系预测部件,其对所述切削部件与所述夹具之间的相互位置关系进行预测;以及
夹具躲避部件,其根据该相互位置关系预测部件的运算结果,来仅使在所述工件支承台上配设的多个所述夹具中的、被预测到要与所述切削部件接触的夹具进行躲避动作,且从躲避目的结束了的夹具起依次进行恢复动作以能够固定所述建材。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载型建材加工系统,其中,
所述夹具的总数N=8个。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车载型建材加工系统,其中,
该车载型建材加工系统包括:
气缸,其进行驱动而使所述夹具进行开闭或移动的动作;
空气压缩机,其对该气缸供给压缩空气;以及
电磁式空气阀,其能够根据所述操作部的操作来进行将由该空气压缩机生成的压缩空气向所述气缸压入的控制。
6.根据权利要求5所述的车载型建材加工系统,其中,
该车载型建材加工系统包括:
轨道,其与所述工件支承台相邻地延伸;以及
输送体,其卡合于该轨道且能够使所述多关节机器人移动,
所述控制部还掺杂着控制所述输送体地对所述多关节机器人和所述切削部件进行控制。
7.根据权利要求5所述的车载型建材加工系统,其中,
在所述车辆中还包括:
发电机,其能够供给该系统所需的电力;以及
集尘器,其收集切削屑,
将所述发电机和所述空气压缩机在所述工件支承台的前侧装载于所述货箱的靠前方的位置,
使所述工件支承台形成于所述货箱的前后方向上的中间位置,
在所述货箱的后方设定有加工前的材料放置场所。
8.根据权利要求6所述的车载型建材加工系统,其中,
在所述车辆中还包括:
发电机,其能够供给该系统所需的电力;以及
集尘器,其收集切削屑,
将所述发电机和所述空气压缩机在所述工件支承台的前侧装载于所述货箱的靠前方的位置,
使所述工件支承台形成于所述货箱的前后方向上的中间位置,
在所述货箱的后方设定有加工前的材料放置场所。
9.根据权利要求7所述的车载型建材加工系统,其中,
该车载型建材加工系统包括动力传递部件,该动力传递部件使所述车辆的移动所使用的发动机的动力兼用于所述发电机来驱动所述发电机。
10.根据权利要求8所述的车载型建材加工系统,其中,
该车载型建材加工系统包括动力传递部件,该动力传递部件使所述车辆的移动所使用的发动机的动力兼用于所述发电机来驱动所述发电机。
11.一种建材加工方法,采用该方法,用车辆载置在顶端配设有摆头自如的切削部件的多关节机器人并对在建筑工地使用的建材进行切削加工,其中,
使用工件支承台、多关节机器人以及控制部,在所述控制部的支援下,一边使所述切削部件和夹具中的至少任一者以避免这两者的接触的方式进行动作,一边使所述切削部件对利用所述夹具固定于所述工件支承台的所述建材进行切削加工,
该工件支承台利用在构成车辆的货箱的预定区域配设的刚性构件来确保平坦度,
该多关节机器人在顶端配设有切削部件,该切削部件以比该工件支承台的外周大的范围伸出且摆头自如,
该控制部具有用于使该多关节机器人对所述建材进行期望的切削加工的操作部并对整体进行控制。
12.根据权利要求11所述的建材加工方法,其中,
该建材加工方法包括:
材料装载工序,在该工序中,将预定在建筑工地中使用的、加工前的所述建材装载到在所述货箱的后方设定的加工前的材料放置场所中;
自行驶移动工序,在该工序中,使全装备状态下的所述车辆以自动力行驶的方式移动到建筑工地;
建材夹紧工序,在该工序中,使装载好的加工前的建材按照组装利用的顺序向所述工件支承台移动,并利用所述夹具对所述建材进行固定;
期望操作工序,在该工序中,用户对操作部进行操作而使所述多关节机器人对所述建材进行期望的切削加工;
切削加工工序,在该工序中,所述控制部根据所述用户的操作而相应地控制整体,由此,一边使所述夹具以避免与所述切削部件接触的方式进行动作,一边使所述切削部件对所述建材进行切削加工;以及
建材夹紧解除工序,在该工序中,解除所述夹具,将进行所述期望的切削加工后的建材从所述工件支承台拆下。
13.根据权利要求12所述的建材加工方法,其中,
在所述切削加工工序中具有:
相互位置关系预测工序,在该工序中,根据与所述期望的切削加工相应的所述切削部件的动作,利用相互位置关系预测部件来预测所述切削部件与所述夹具之间的相互位置关系;
躲避接触工序,在该工序中,根据该相互位置关系预测工序的预测结果,使多个所述夹具中的、被预测到要与所述切削部件相接触的夹具进行躲避动作;以及
夹具恢复工序,在该工序中,使通过该躲避接触工序进行躲避动作后的夹具,从躲避目的结束了的夹具起依次进行恢复动作以能够固定所述建材。
CN201780088259.8A 2017-03-10 2017-03-10 车载型建材加工系统和建材加工方法 Active CN110430979B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/009852 WO2018163436A1 (ja) 2017-03-10 2017-03-10 車載型建材加工システムおよび建材加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110430979A CN110430979A (zh) 2019-11-08
CN110430979B true CN110430979B (zh) 2021-06-11

Family

ID=63447415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780088259.8A Active CN110430979B (zh) 2017-03-10 2017-03-10 车载型建材加工系统和建材加工方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11318621B2 (zh)
JP (1) JP6721916B2 (zh)
CN (1) CN110430979B (zh)
CA (1) CA3055409C (zh)
RU (1) RU2725546C1 (zh)
WO (1) WO2018163436A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7197859B2 (ja) * 2018-12-14 2022-12-28 川崎重工業株式会社 作業ロボットとそれを備えた不要部分掻き出し装置
JPWO2020217331A1 (ja) * 2019-04-24 2021-12-23 住友電工焼結合金株式会社 焼結体の製造システム及び製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1721147A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 亚洲光学股份有限公司 自动剪切机
CA2894308A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-09 The Boeing Company Mobile platforms for performing operations along an exterior of a fuselage assembly
CN105397872A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 东莞市南兴家具装备制造股份有限公司 木工龙门式板料上下料机械手
CN105773756A (zh) * 2016-04-22 2016-07-20 福建味家生活用品制造有限公司 一种竹条精刨机
CN205764448U (zh) * 2016-04-29 2016-12-07 成都国珈星际固态锂电科技有限公司 一种激光切割装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62204315A (ja) 1986-03-05 1987-09-09 Fanuc Ltd 無人搬送車制御方式
JP2000350523A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Yamafuji Sangyo Kk 伐採作業車
JP2001287204A (ja) * 2000-04-07 2001-10-16 Kiyoshi Natsume 他の動力を必要としない、自己動力による軽便で、自在に移動可能な、自走式各種角材製作機。
JP4263899B2 (ja) * 2002-11-08 2009-05-13 住友林業株式会社 プレカット木材の製造装置及び製造方法
JP4344847B2 (ja) * 2004-03-10 2009-10-14 住友林業株式会社 多関節型ロボットを用いた加工装置及び方法
AU2007234546A1 (en) * 2007-11-15 2009-06-04 Diverse Barrel Solutions Pty Ltd A portable system for reconditioning used barrels
US8185240B2 (en) * 2008-08-29 2012-05-22 Williams Robotics, Llc Automated apparatus for constructing assemblies of building components
JP5799457B2 (ja) 2011-03-17 2015-10-28 公立大学法人秋田県立大学 現場製材装置
US8814177B1 (en) * 2012-06-25 2014-08-26 Linus N. Mubuifor Motorized generator—powered electric car
RU129887U1 (ru) * 2012-12-20 2013-07-10 Общество с ограниченной ответственностью газораспределительная организация "ПЕТЕРБУРГГАЗ" Передвижная мастерская с крано-манипуляторной установкой
US9945092B2 (en) * 2014-12-19 2018-04-17 Ulc Robotics, Inc. System and method for utility maintenance
US10150226B2 (en) * 2015-08-14 2018-12-11 Hearthstone, Inc. Robotic apparatus for processing timber used in construction of a log home

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1721147A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 亚洲光学股份有限公司 自动剪切机
CA2894308A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-09 The Boeing Company Mobile platforms for performing operations along an exterior of a fuselage assembly
CN105397872A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 东莞市南兴家具装备制造股份有限公司 木工龙门式板料上下料机械手
CN105773756A (zh) * 2016-04-22 2016-07-20 福建味家生活用品制造有限公司 一种竹条精刨机
CN205764448U (zh) * 2016-04-29 2016-12-07 成都国珈星际固态锂电科技有限公司 一种激光切割装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6721916B2 (ja) 2020-07-15
CA3055409A1 (en) 2018-09-13
JPWO2018163436A1 (ja) 2019-11-07
CA3055409C (en) 2021-11-16
WO2018163436A1 (ja) 2018-09-13
RU2725546C1 (ru) 2020-07-02
US20200391389A1 (en) 2020-12-17
CN110430979A (zh) 2019-11-08
US11318621B2 (en) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN210973091U (zh) 一种桁架机器人自动装车系统
JP7270542B2 (ja) 少なくとも1つの材料機械加工ユニットに対して搬入および搬出するための搬送装置、方法およびコンピュータプログラム製品
EP2030745B1 (en) Structure for feeding automatic panel cutting machines
CN101716731A (zh) 工件搬运机器人系统
CN110430979B (zh) 车载型建材加工系统和建材加工方法
CN110480401B (zh) 一种用于叉车门架支座加工的柔性自动化加工单元
US20020151420A1 (en) Worktable Apparatus
CN110000873B (zh) 一种木结构构件上下料系统及方法
CN103826795A (zh) 用于在卧式车床中更换部件的设备和机械手
CN109911538B (zh) 一种用桥壳自动化加工生产线
KR101303058B1 (ko) 윤축 프레스 무인 자동화 시스템
CN113523785A (zh) 一种钢丝螺套柔性自动安装生产线
CN215393675U (zh) 一种钢丝螺套柔性自动安装生产线
JPH11347876A (ja) 主軸移動型工作機械における工作物搬送方法、その装置および加工システム
CN210335273U (zh) 一种可自动上下料的中转台
CN106141869B (zh) 通过式快速打磨机和通过式快速打磨方法
WO2019093409A1 (ja) 物品仕分け装置
JP6005048B2 (ja) 大型のワークを加工する装置
CN114312907B (zh) 一种用于货车列车箱体矩阵拆解方法
US10703248B2 (en) Self-contained, mobile rack repair method
CN202655678U (zh) 数控精镗切槽机床
JP4355816B2 (ja) 工作機械における工作物搬出入装置
CN114286738A (zh) 用在机床和/或自动装配机上的机器人单元
KR102361321B1 (ko) 피가공물의 턴오버 시스템
CN113954996A (zh) 一种货运列车自动化拆解方案

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant