JP2000141226A - 自動ブラスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】立体的な大型ワークにブラスト処理を自動的に
施し得る装置を提供し、その装置の構造を簡単化して設
備費を低減し、ブラスト処理能力を高め、ブラスト処理
不能領域を狭くし、ブラスト処理の品質を高める。 【解決手段】レール８上を前後方向に自走する搬送台車
３と、固定的に設けたビーム架台４と、ビーム架台４の
ビーム部４ｂに沿って左右方向に横行可能なロボット支
持機構５と、ロボット支持機構５のＬ形アーム１１の水
平腕部材１５に取付けた多関節ロボット６と、多関節ロ
ボット６のハンドに装着されたブラストノズル３１に加
圧エアと共にブラスト粒体を圧送するブラスト粒体供給
機構とを設け、ワークＷをビーム架台４の下側を自走さ
せつつ、ロボット６によりワークＷの内外面を全域又は
ほぼ全域に亙って自動ブラスト処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、立体的な大型ワ
ークにブラスト処理を施す自動ブラスト装置に関し、特
に、固定的に配設されたビーム架台にロボット支持機構
を介してブラスト処理用の多関節ロボットを装備し、前
記ワークを搭載してレール上を自走する搬送台車と組み
合わせてこのワークにブラスト処理を施す自動ブラスト
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、家電製品や自動車のボディのよ
うな金属製のワークには、塗装を施す前の下地処理とし
てブラスト処理を施すことが知られている。前記ワーク
に自動的にブラスト処理を施す自動ブラスト装置は広く
実用に供されている。この種の自動ブラスト装置では、
通常ほぼハウス状のブラスト室を設置し、このブラスト
室内にワークを搬送するコンベヤを設け、ブラスト室内
に多関節ロボット等のブラスト用ロボットや自動ブラス
ト機を装備し、コンベヤによりワークをブラスト室内に
搬入してブラスト処理を施すようになっている。

【０００３】一方、橋梁のブロック等の立体的な比較的
大型の不定形のワークに、前記のような自動ブラスト装
置を適用することは殆ど不可能に近く、従来では、ブロ
ックの組立工場等の屋内または屋外の定盤（作業台床）
上に複数のブロックを並べて配置し、金属粒体であるグ
リッドがエア圧送されるブラストノズルを手動にて移動
させることで、ブラスト処理を人手により行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 前記橋梁のブロック
等を手動にてブラスト処理を行う場合には、作業能率を
高めるのが難しく、作業環境が厳しいため品質も不安定
になる。そこで、ブラフト処理工場を設け、その内部に
ワークを搬入してセットし、移動式の多関節ロボット等
でブラスト処理することが考えられる。しかし、その場
合、多量のグリッドをエア圧送するグリッド搬送系のホ
ース（単位長さ当りの重量が大きい）が長くなり、グリ
ッドを安定して圧送することが難しいこと、ホースの耐
久性が極端に低下すること、ロボット移動機構が大型化
すること、グリッド回収機構も大型化すること、設備費
が非常に高価になること等の問題がある。

【０００５】また、前記のようにロボットを用いて、橋
梁のブロック等の大型のワークをブラスト処理する場
合、ロボットを移動駆動するロボット移動手段を設けれ
ば、ワークの上面や側面のブラスト処理は可能になるに
しても、例えば立体的なワークの幅方向中央部の内面や
底面までロボットハンドを延ばすことは難しいので、ブ
ラスト処理不能領域が大きくなる。

【０００６】本発明の目的は、立体的な大型ワークにブ
ラスト処理を自動的に施し得る装置を提供すること、そ
の自動ブラスト装置の構造を簡単化して設備費を低減す
ること、ブラスト処理能力を高めること、ブラスト処理
不能領域を極力狭くすること、ブラスト処理の品質を安
定させること、等である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 請求項１の自動ブラス
ト装置は、立体的な大型のワークにブラスト処理を自動
的に施す自動ブラスト装置であって、ワークを搭載した
状態で前後方向に延びるレール上を自走する搬送台車
と、前記ワークの搬送空間よりも上方に左右方向向きに
延びるように固定的に配設されたビーム架台と、前記ビ
ーム架台のビーム部に沿って移動可能に装備され且つ前
記ビーム部から垂設されたＬ形アームを含むロボット支
持機構と、前記Ｌ形アームの水平腕部材の先端の先端出
力部に装備された多関節ロボットと、前記多関節ロボッ
トのハンドに装着されたブラストノズルを有し、このブ
ラストノズルに加圧エアと共にブラスト粒体を圧送する
ブラスト粒体供給手段とを備えたことを特徴とするもの
である。尚、ブラスト処理としては金属製のグリッドに
よるグリッドブラスト処理、サンドによるサンドブラス
ト処理等を適用可能である。

【０００８】立体的な大型のワークにブラスト処理を施
す際には、このワークを搬送台車に搭載した状態でビー
ム架台の下方の所定位置まで自走させる。ロボット支持
機構をビーム架台のビーム部に沿って移動させつつ多関
節ロボットを駆動制御し、そのハンドに装備したブラス
トノズルに、ブラスト粒体供給手段からブラスト粒体を
加圧エアと共に供給してワークの表面に噴射させること
で、ブラスト処理する。ビーム架台は固定的に配設さ
れ、ビーム架台を移動させる代わりに搬送台車によりワ
ークを移動させるため、ブラスト粒体供給手段からブラ
ストノズルにブラスト粒体を圧送する圧送ホース等が短
くなり、ブラスト粒体を安定して圧送可能になり、その
圧送ホースの重量が重くなるのを防止でき、設備費の面
で有利になる。しかも、ロボット支持機構がビーム部か
ら垂設されたＬ形アームを含むため、ワークの内外面の
全域又はほぼ全域に亙ってブラスト処理を自動的に行う
ことができ、ブラスト処理不能領域が格段に少なくな
る。

【０００９】請求項２の自動ブラスト装置は、請求項１
の発明において、前記多関節ロボットは６軸多関節ロボ
ットであることを特徴とするものである。６軸多関節ロ
ボットを適用するため、立体的な複雑な形状のワークで
あっても、ワークの隅々まで多関節ロボットのハンドを
延ばしてブラスト処理を行うことができる。

【００１０】請求項３の自動ブラスト装置は、請求項１
または２の発明において、前記ロボット支持機構は、前
記ビーム部に左右方向に移動可能に装備されたキャリッ
ジを有し、前記Ｌ形アームは、上端部がキャリッジに鉛
直軸回りに旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部材
と、この立腕部材に昇降可能に装備された前記水平腕部
材とを有することを特徴とするものである。キャリッジ
に対して立腕部材を鉛直軸回りに旋回させることにより
水平腕部材の方向を変えるとともに、水平腕部材を昇降
することにより、立腕部材に対する水平腕部材の高さ位
置を変えることができ、多関節ロボットの移動領域が大
きくなり、ブラスト処理対象領域を著しく拡大すること
ができる。

【００１１】請求項４の自動ブラスト装置は、請求項３
の発明において、前記搬送台車を前後方向に移動駆動す
る走行駆動手段と、前記キャリッジを左右方向に移動駆
動する横行駆動手段と、前記キャリッジに対してＬ形ア
ームを鉛直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動手段と、前
記立腕部材に対して水平腕部材を昇降駆動する昇降駆動
手段と、前記水平腕部材に対してその先端出力部を水平
腕部材と平行な水平軸心回りに傾動駆動する傾動駆動手
段と、前記ワークの搬送に同期してブラスト処理を施す
ように、走行駆動手段と横行駆動手段と旋回駆動手段と
昇降駆動手段と傾動駆動手段と多関節ロボットとを数値
制御方式にて夫々制御する制御ユニットとを備えたこと
を特徴とするものである。

【００１２】ワークの位置とワークの構造を表す情報に
基づいて制御ユニットにより数値制御方式にて、走行駆
動手段と横行駆動手段と旋回駆動手段と昇降駆動手段と
傾動駆動手段とを夫々制御することにより、搬送台車を
前後方向に移動させ、キャリッジを左右方向に横行移動
させ、Ｌ形アームを鉛直軸心回りに旋回させ、立腕部材
に対して水平腕部材を昇降させ、先端出力部と多関節ロ
ボットとを水平腕部材と平行な軸心回りに傾動させなが
ら、簡単な構造のワークは勿論立体的な複雑な形状のワ
ークに対しても、その内外面に対して自動的にブラスト
処理を行うことができる。

【００１３】請求項５の自動ブラスト装置は、請求項４
の発明において、前記ブラスト処理に供するワークの搬
入後に、ワークの位置を検出するワーク位置検出手段を
設けたことを特徴とするものである。ワークの搬入後に
ワーク位置検出手段によりワークの位置を検出するた
め、その検出したワークの位置に基づいてワークの位置
や構造に関する情報を座標変換し、座標変換後のワーク
の位置やワークの構造に関する情報に基づいて、多関節
ロボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段
と傾動駆動手段を制御することができる。

【００１４】請求項６の自動ブラスト装置は、請求項５
の発明において、前記ワーク位置検出手段は、多関節ロ
ボットのハンドに装着されるタッチセンサと、前記制御
ユニットとを含むことを特徴とするものである。前記ブ
ラスト処理に供するワーク毎に多関節ロボットのハンド
に装着したタッチセンサにてワークの少なくとも３点の
所定位置を検出し、その検出位置情報に基づいて、ワー
クの位置や構造に関する３次元座標情報を座標変換し、
その座標変換後のワークの位置や構造に関する３次元座
標情報に基づいて、多関節ロボットと横行駆動手段と昇
降駆動手段と旋回駆動手段と傾動駆動手段を制御するこ
とができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態は、橋梁のブロ
ック（ワーク）を製作する橋梁製作工場のブラスト工場
に設けた自動ブラスト装置に本発明を適用した場合の一
例である。図１、図２、図３に示すように、橋梁製作工
場には、ブラスト工場１と、タワークレーンＴと、塗装
ステーションＰｓとが設けられている。ワークＷは、タ
ワークレーンＴにてブラスト工場１の搬送経路に搬出入
され、ブラスト工場１内で自動ブラスト装置２により自
動ブラスト処理された後、ブラスト工場１内で所定距離
搬送されて吊り足場Ｆから手作業にて一部補修ブラスト
処理され、その後塗装ステーションＰｓに搬送されて塗
装される。このワークＷは立体的な大型のワークであ
り、種々のサイズで種々の形状・構造のものがあり、こ
のワークＷのサイズは、例えば長さ約１６ｍ、幅約３．
６ｍ、高さ約２．５〜３．０ｍである。

【００１６】図２、図３、図５に示すように、自動ブラ
スト装置２は、ワークＷを搬送する２つの搬送台車３
と、固定的に配設されたビーム架台４と、このビーム架
台４に装備されたロボット支持機構５と、このロボット
支持機構５に支持された多関節ロボット６と、制御用機
器を収容した制御操作室７と、多関節ロボット６のハン
ドに装備したブラストノズル３１にブラスト粒体を供給
するブラスト粒体供給機構３２等を有する。

【００１７】前記２組の搬送台車３の各々は、ワークＷ
を搭載した状態で前後方向（Ｘ方向）向きの平行な左右
１対のレール８（Ｘ方向と直交するＹ方向に離隔した１
対のレール８）上を自走する。各搬送台車３は、１対の
走行駆動機構９と１対の駆動輪９ａと１対の従動輪とを
有し、レール８上を自走可能なもので、１対の走行駆動
機構９の各々は駆動輪９ａと、駆動輪９ａを回転駆動す
る走行駆動モータ９ｂを備えている。

【００１８】図４、図５に示すように、ビーム架台４は
左右２組のレール８を跨ぐ状態に配設されるが、このビ
ーム架台４は、左右２組のレール８よりもＹ方向に離隔
して立設された左右１対の支柱４ａと、１対の支柱４ａ
の上端に架着され且つワークＷの搬送空間よりも上方に
Ｙ方向向き（左右方向向き）に延びるビーム部４ｂとを
有し、これら１対の支柱４ａとビーム部４ｂとは正面視
において門形状に形成されている。

【００１９】図３〜図５に示すように、ロボット支持機
構５は、ビーム部４ｂに沿ってＹ方向に移動可能に装備
されたキャリッジ１０と、このキャリッジ１０から下方
へ延びるＬ形アーム１１とを有する。ビーム部４ｂの前
後両面には全長に亙る水平なガイドレール１２が設けら
れ、キャリッジ１０の前後壁には前後両面のガイドレー
ル１２に支持案内される複数のガイドローラ１３が設け
られている。

【００２０】図３〜図５に示すように、Ｌ形アーム１１
は上端部がキャリッジ１０に鉛直軸心回りに旋回可能に
支持され床面付近まで延びた鉛直の立腕部材１４と、こ
の立腕部材１４に昇降可能に支持され水平方向へ所定長
さ延びた水平腕部材１５とを有する。立腕部材１４は、
ビーム部４ｂの内部まで延び且つキャリッジ１０に対し
て相対回動自在の内筒部材と、この内筒部材に外嵌され
キャリッジ１０に対して相対回動自在の外筒部材とを含
む。この外筒部材には水平腕部材１５の昇降を許すスリ
ット状の切欠き開口が縦長に形成され、水平腕部材１５
の先端部には多関節ロボット６を取付ける為の先端出力
部１６が水平腕部材１５と平行な水平軸心回りに傾転可
能（回転可能）に支持されている。

【００２１】図３〜図５に示すように、ビーム部４ｂと
ロボット支持機構５には、キャリッジ１０を左右方向へ
移動駆動する横行駆動機構１７が設けられ、この横行駆
動機構１７は、ビーム部４ｂの後面のガイドレール１２
付近にそれと平行に全長に亙って設けられたラック部材
と、キャリッジ１０に設けられた横行用駆動モータ１８
と、その出力軸に固着されラック部材に噛合したピニオ
ン等で構成されている。キャリッジ１０は、横行用駆動
モータ１８によりラック・ピニオン機構を介して左右方
向へ横行駆動される。

【００２２】図３〜図５に示すように、ロボット支持機
構５には、キャリッジ１０に対してＬ形アーム１１を鉛
直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動機構１９と、立腕部
材１４に対して水平腕部材１５を昇降駆動する昇降駆動
機構２０と、先端出力部１６を水平腕部材１５に対して
それと平行な水平軸心回りに傾転駆動する傾動駆動機構
２１が設けられている。前記旋回駆動機構１９は、ビー
ム部４ｂ内において、立腕部材１４の内筒部材の上端付
近に設けられたリングギヤと、ビーム部４ｂ内でキャリ
ッジ１０に固定された旋回駆動用モータと、この旋回駆
動用モータの出力軸に固着され前記リングギヤに噛合し
たピニオンギヤ等で構成されている。Ｌ形アーム１１
は、旋回駆動用モータによりピニオンギヤとリングギヤ
を介して鉛直軸心回りに正逆旋回駆動される。

【００２３】前記昇降駆動機構２０は、立腕部材１４の
内筒部材の下側約２／３長さ部分の中心部に配設された
ボールネジ軸と、このボールネジ軸に外嵌螺合されて水
平腕部材１５に固定されたナット部と、内筒部材内に配
設されて出力軸がボールネジ軸に直結された昇降用駆動
モータ２２等で構成されている。水平腕部材１５は、昇
降用駆動モータ２２によりボールネジ機構を介して昇降
駆動される。前記傾動駆動機構２１は、水平腕部材１５
の先端側部分の内部に配設されて出力軸が先端出力部１
６に直結された傾転用駆動モータ２３等で構成されてい
る。先端出力部１６と多関節ロボット６とは、傾動用駆
動モータ２３の駆動により水平腕部材１５と平行な水平
軸心回りに正逆傾転する。

【００２４】次に、６軸多関節ロボット６について簡単
に説明する。図６、図７に示すように、多関節ロボット
６は、水平腕部材１５の先端出力部１６に固定されるベ
ース２４と、基部ケース２５と、第１アーム２６と、第
２アーム２７と、第３アーム２８と、手首部材２９と、
ハンド３０と、ロボットの内部に組み込まれた駆動用の
諸機器等を有する。

【００２５】図７に示すように、ベース２４に対して基
部ケース２５を水平腕部材１５と平行な第１軸軸心ａ回
りに正逆回転駆動する第１軸駆動機構と、基部ケース２
５に対して第１アーム２６の基端部を第２軸軸心ｂ回り
に正逆回転駆動する第２軸駆動機構と、第１アーム２６
の先端部に対して第２アーム２７の基端部を第２軸軸心
ｂと平行な第３軸軸心ｃ回りに正逆回転駆動する第３軸
駆動機構と、第２アーム２７の先端部に対して第３アー
ム２８を第２アーム２７と平行な第４軸軸心ｄ回りに正
逆回転駆動する第４軸駆動機構と、第３アーム２８に対
して手首部材２９を第５軸軸心ｅ回りに正逆回転駆動す
る第５軸駆動機構と、手首部材２９に対してハンド３０
を第６軸軸心ｆ回りに正逆回転駆動する第６軸駆動機構
とを有し、これら第１〜第６軸駆動機構は、ロボット制
御ユニット４２により数値制御方式にて駆動制御され
る。

【００２６】図２、図３、図６に示すように、多関節ロ
ボット６のハンド３０にはブラスト用のブラストノズル
３１が装着され、ブラストノズル３１に可撓性の圧送ホ
ース（図示略）を介して加圧エアと共に多数の金属製の
グリッド（ブラスト粒体に相当する）を圧送するブラス
ト粒体供給機構３２が設けられている。ブラスト粒体供
給機構３２は、ブラスト室１内で左右２組のレール８よ
りも外側の機械室内に設けられグリッドを貯留するグリ
ッドタンク３２ａと、グリッド圧送用の加圧エアを発生
させるコンプレッサ３２ｂと、前記圧送ホース等を有す
る。

【００２７】図２、図３に示すように、ブラスト粒体供
給機構３２はグリッド回収装置３３に接続され、使用済
みグリッドをグリッド回収装置３３で回収し、ブラスト
粒体供給機構３２に送給して再使用する。グリッド回収
装置３３は、ビーム架台４の周辺で且つレール８よりも
下面側に形成された回収ピット３４と、回収ピット３４
内に設けられた複数のスクリューコンベヤ３５及びベル
トコンベヤ３６と、バケットエレベータ３７等を有す
る。

【００２８】複数のスクリューコンベヤ３５とベルトコ
ンベヤ３６とが接続され、ベルトコンベヤ３６とバケッ
トエレベータ３７とが接続されている。バケットエレベ
ータ３７はシュート３７ａを介してグリッドタンク３２
ａに接続されている。従って、使用済みグリッドは回収
ピット３４内の複数のスクリューコンベヤ３５に取り込
まれ、ベルトコンベヤ３６を経由してバケットエレベー
タ３７に送られ、グリッドタンク３２ａに送られて再度
使用される。

【００２９】次に、自動ブラスト装置２の制御系につい
て説明する。図８に示すように、パーソナルコンピュー
タからなるホスト制御ユニット４０と、ブラスト用機器
制御ユニット４１、ロボット制御ユニット４２、外部４
軸制御ユニット４３、外部信号入出力制御ユニット５０
と、搬送台車３をＸ方向へ走行駆動する為の操作兼制御
部３８が図示のように設けられている。操作兼制御部３
８は２台の搬送台車３の４つの駆動部３９に接続され、
駆動部３９からの駆動信号により１対の走行駆動モータ
９ｂが駆動制御され、各搬送台車３が夫々自走する。

【００３０】前記ホスト制御ユニット４０には、操作盤
４４とＦＤドライブ装置とＣＲＴディスプレイ４５とが
接続され、ワークＷのサイズと形状・構造の３次元座標
情報等を含むワーク情報と、ワークＷの部位に応じたブ
ラスト処理方式が格納されたブラスト処理情報とを含む
生産情報がＦＤ４６（フロッピーディスク）によりホス
ト制御ユニット４０に入力される。

【００３１】ホスト制御ユニット４０は、各ワークＷ毎
に、前記サイズと形状・構造の３次元座標情報と、初期
計測により得られたワーク位置情報と、予め入力格納さ
れた制御プログラムに基づいて、搬送台車３の走行駆動
モータ９ｂを数値制御方式で制御する制御情報と、ブラ
スト用機器４７（ブラスト粒体供給機構３２、グリッド
回収装置３３等）を制御する制御情報と、６軸多関節ロ
ボット６を数値制御方式で制御する制御情報と、外部４
軸の駆動モータ（横行用駆動モータ１８、昇降用駆動モ
ータ２２、旋回駆動用モータ、傾動用駆動モータ２３）
を数値制御方式で制御する制御情報とを作成する。

【００３２】操作兼制御部３８はホスト制御ユニット４
０から供給される制御情報に基づいて駆動部３９を制御
し走行駆動モータ９ｂを数値制御方式で駆動制御する。
ブラスト用機器制御ユニット４１はホスト制御ユニット
４０から供給される制御情報に基づいてブラスト用機器
４７（ブラスト粒体供給機構３２とグリッド回収装置３
３等）を駆動制御する。

【００３３】ロボット制御ユニット４２及び外部４軸制
御ユニット４３は、ホスト制御ユニット４０から供給さ
れる制御情報に基づいて、夫々６軸多関節ロボット６及
び外部４軸の駆動モータ（横行用駆動モータ１８、昇降
用駆動モータ２２、旋回駆動用モータ、傾動用駆動モー
タ２３）を数値制御方式で駆動制御する。

【００３４】ここで、各ワークＷの形状・構造を表す３
次元座標情報（所定の座標系に基づく情報）はワーク情
報に含まれているが、ワークＷを搬送台車３に搭載し所
定位置（自動ブラスト処理開始位置）まで搬送した状態
において、ワークＷ全体の位置を正確に把握しておく必
要がある。そこで、ブラスト処理開始位置に搬入したワ
ークＷの位置を計測する為のワーク位置検出機構４９が
設けられている。このワーク位置検出機構４９は、ロボ
ット６と、ロボット６のハンドに着脱可能に装着される
タッチセンサ４８と、外部信号入出力制御ユニット５０
と、ホスト制御ユニット４０等からなる。

【００３５】前記ワーク位置検出機構４９による初期計
測について説明すると、各ワーク毎に、初期計測対象の
例えば１０点の計測点が予め設定されている。ワークＷ
は剛体であるので、３点の位置が決まるとワークＷの全
体の位置と姿勢が決まるが、例えば１０点もの多数の点
を初期計測することで、計測精度の向上を図ることがで
きる。例えばワークＷの一端側の５つの計測対象点と他
端側の５つの計測対象点とについて初期計測が実行さ
れ、それら１０点の３次元位置情報を求め、その３次元
位置情報を用いてＦＤ４６から読み込んだワーク情報を
座標変換処理することでワーク情報が修正され、ホスト
制御ユニット４０に記憶される。

【００３６】こうして、初期計測により得た情報を用い
て、ワークＷの形状・構造に関する３次元座標情報を設
定し直し、その３次元座標情報に基づいて、ホスト制御
ユニット４０が制御情報を作成し、ブラスト処理の際に
は、その制御情報に基づいて６軸多関節ロボット６、横
行駆動機構１７、旋回駆動機構１９、昇降駆動機構２
０、傾動駆動機構２１の夫々の駆動モータを駆動制御す
る。

【００３７】以上説明した自動ブラスト装置２の作用、
効果について説明する。ワークＷをタワークレーンＴに
て吊り下げ搬送台車３に搭載し、次に搬送台車３の走行
駆動モータ９ｂを回転駆動してビーム架台４の下方の所
定のブラスト開始位置まで自走させる。この時、ホスト
制御ユニット４０は、予め、ロボット６及びロボット支
持機構５を、搬送台車３及びワークＷに干渉しない原点
位置に復帰させる。

【００３８】次に、タッチセンサ４８を予め設定された
例えば１０点の初期計測対象点に接触させてワークＷに
対する初期計測を実行し、ホスト制御ユニット４０にお
いてワーク情報を修正処理（座標変換処理）する。そし
て、ホスト制御ユニット４０により、ブラスト粒体供給
機構３２及びグリッド回収装置３３を駆動制御しなが
ら、搬送台車３の走行駆動モータ９ｂ、６軸多関節ロボ
ット６、横行駆動機構１７、旋回駆動機構１９、昇降駆
動機構２０、傾動駆動機構２１の夫々の駆動モータを数
値制御にて駆動制御しつつ、ワークＷに対するブラスト
処理を実行する。

【００３９】このブラスト処理において、ホスト制御ユ
ニット４０は、平板部位に対しては面ブラスト方式（ブ
ラストスピードが約４００ｍｍ／ｓ）を選択し、板厚コ
バや溶接線等比較的重ブラストが要求される線状の部位
に対しては線ブラスト方式（ブラストスピードが約２０
０ｍｍ／ｓ）に適宜切換え制御する。ワークＷの部位に
応じて適切なブラスト処理が実行されるので、手作業に
よる補修ブラスト処理を極力少なくすることができ、作
業能率を高くすることができる。

【００４０】自動ブラスト装置２によるブラスト処理の
終了後には、手作業による補修ブラスト処理が行われ
る。ワークＷは、自動ブラスト装置２によりその大部分
が自動ブラスト処理されるが、立体構造のためブラスト
未処理の部分が発生する。このブラスト未処理の部分に
対して、手作業により補修ブラスト処理が実行される。
この場合、ワークＷを載せた搬送台車３をＸ方向後方に
所定距離移動させる。次に、ゴム膜等で形成された仕切
りカーテンで自動ブラスト装置２側と仕切った後、吊り
足場Ｆから手作業にて補修ブラスト処理する。尚、吊り
足場Ｆは、正面視において門形状に形成され、Ｙ方向に
移動可能に構成されている。それ故、２組のレール８に
亙って移動することができるので、１つの吊り足場Ｆを
２組のレール８上の夫々のワークＷに兼用して使用する
ことができる。

【００４１】以上の自動ブラスト装置２では、立体的な
大型のワークＷに多関節ロボット６によりブラスト処理
を自動的に施すことができるから、ブラスト処理の作業
能率を高め、ブラスト処理の品質を安定させることがで
きる。しかも、多くの初期計測対象点に対する初期計測
を行うことで、ワークＷの初期位置を正確に検出し、そ
の検出情報に基づいてワーク情報を修正して制御情報を
作成するため、ブラスト処理の為のロボット６のハンド
の位置を制御する精度を高め、ブラスト処理の品質を高
めることができる。

【００４２】しかも、ビーム架台４は固定的に配設さ
れ、ビーム架台４を移動させる代わりに搬送台車３によ
りワークＷを移動させるため、ブラスト粒体供給機構３
２からロボット６のハンドのブラストノズル３１にグリ
ッドを圧送する圧送ホース等が短くなり、グリッドをブ
ラストノズル３１へ安定して圧送可能になり、その圧送
ホースの耐久性が低下したり重量が重くなるのを防止で
き、ブラスト装置が大型化するのを防止でき、設備費の
面で種々有利になる。

【００４３】しかも、ロボット支持機構５がビーム部４
ａから垂設されたＬ形アーム１１を含むため、ワークＷ
の内外面の全域又はほぼ全域に亙ってブラスト処理を自
動的に行うことができ、ブラスト処理不能領域が格段に
少なくなる。即ち、キャリッジ１０に対して立腕部材１
４を鉛直軸回りに旋回させることにより水平腕部材１５
の方向を変え、水平腕部材１５を昇降することにより、
立腕部材１４に対する水平腕部材１５の高さ位置を変え
ることができ、ロボット６のハンドの移動領域が大きく
なり、ブラスト処理対象領域を著しく拡大することがで
きる。

【００４４】ワークＷの位置とワークＷの形状・構造を
表す情報に基づいて、ホスト制御ユニット４０により数
値制御方式にて、走行駆動機構と横行駆動機構と旋回駆
動機構と昇降駆動機構と傾動駆動機構とを夫々制御する
ことにより、搬送台車３を前後方向に移動させ、キャリ
ッジ１０を左右方向に横行移動させ、Ｌ形アーム１１を
鉛直軸心回りに旋回させ、立腕部材１４に対して水平腕
部材１５を昇降させ、先端出力部１６とロボット６とを
水平腕部材１５と平行な軸心回りに傾動させながら、簡
単な構造のワークＷは勿論立体的な複雑な形状のワーク
Ｗに対しても、その内外面に対して自動的にブラスト処
理を行うことができる。

【００４５】また、多関節ロボット６は６軸の多関節ロ
ボットであるので、立体的な複雑な形状のワークＷで
も、ワークＷの隅々までロボット６のハンドを延ばして
ブラスト処理を行うことができる。ブラスト処理の開始
前に、ブラスト処理に供するワークＷ毎にロボット６の
ハンドに装着したタッチセンサ４８にてワークＷの例え
ば１０個の予め設定された点の位置を検出し、その検出
位置情報に基づいてワークＷの位置、形状・構造に関す
る３次元座標情報（ワーク情報）を座標変換し、その座
標変換後の３次元座標情報に基づいて制御情報を作成し
て数値制御するため、ワークＷが製作及び組立上の誤差
等を含んでいても、ワークＷの各部位の位置を正確に把
握してブラスト処理することができるから、ブラスト処
理の品質が安定する。

【００４６】次に、前記実施形態を部分的に変更する変
形例について説明する。 １）ビーム架台４に左右１対のロボット支持機構及び多
関節ロボットを設け、左側の多関節ロボットで左側のワ
ークのブラスト処理を行い、右側の多関節ロボットで右
側のワークのブラスト処理を行うように構成してもよ
い。 ２）Ｌ形アームの全体をキャリッジに対して昇降させる
ように構成してもよく、立腕部材を１重構造に構成して
もよい。 ３）キャリッジを横行駆動する機構は、ラック・ピニオ
ン機構以外の機構（チェーン機構やベルト機構）で駆動
するように構成してもよい。

【００４７】４）搬送台車のレールは、左右２組に限定
されるものではなく、１台の搬送台車のみを搬送する１
組であってもよく、３組以上になる場合もある。 ５）ワークの構造によっては手作業による補修ブラスト
処理を省略することもある。尚、その他、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で前記実施形態に種々の変更を付加し
た形態で実施することも可能であることは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、立体的な大型
のワークに多関節ロボットによりブラスト処理を自動的
に施すことができるから、ブラスト処理の作業能率を高
め、ブラスト処理の品質を安定させることができる。し
かも、ビーム架台は固定的に配設され、ビーム架台を移
動させる代わりに搬送台車によりワークを移動させるた
め、ブラスト粒体供給手段からロボットのハンドのブラ
ストノズルにブラスト粒体を圧送する圧送ホース等が短
くなり、ブラストノズルにブラスト粒体を安定して圧送
可能となり、その圧送ホースの耐久性が低下したり重量
が重くなるのを防止でき、ロボット支持機構や多関節ロ
ボットが大型化するのを防止でき、設備費の面で種々有
利になる。しかも、ロボット支持機構がビーム部から垂
設されたＬ形アームを含むため、ワークの内外面の全域
又はほぼ全域に亙ってブラスト処理を自動的に行うこと
ができ、ブラスト処理不能領域が格段に少なくなる。

【００４９】請求項２の発明によれば、多関節ロボット
は６軸多関節ロボットであるので、立体的な複雑な形状
のワークであっても、ワークの隅々まで多関節ロボット
のハンドを延ばしてブラスト処理を行うことができる。
その他請求項１と同様の効果を奏する。

【００５０】請求項３の発明によれば、キャリッジに対
して立腕部材を鉛直軸回りに旋回させることにより水平
腕部材の方向を変えるとともに、水平腕部材を昇降する
ことにより、立腕部材に対する水平腕部材の高さ位置を
変えることができ、多関節ロボットの移動領域が大きく
なり、ブラスト処理対象領域を著しく拡大することがで
きる。その他請求項１または２と同様の効果を奏する。

【００５１】請求項４の発明によれば、ワークの位置と
ワークの構造を表す情報に基づいて制御ユニットにより
数値制御方式にて、走行駆動手段と横行駆動手段と旋回
駆動手段と昇降駆動手段と傾動駆動手段とを夫々制御す
ることにより、搬送台車を前後方向に移動させ、キャリ
ッジを左右方向に横行移動させ、Ｌ形アームを鉛直軸心
回りに旋回させ、立腕部材に対して水平腕部材を昇降さ
せ、先端出力部と多関節ロボットとを水平腕部材と平行
な軸心回りに傾動させながら、簡単な構造のワークは勿
論立体的な複雑な形状のワークに対しても、その内外面
に対して自動的にブラスト処理を行うことができる。そ
の他請求項３と同様の効果を奏する。

【００５２】請求項５の発明によれば、ワークの搬入後
にワーク位置検出手段によりワークの位置を検出するた
め、その検出したワークの位置に基づいてワークの位置
や構造に関する情報を座標変換し、座標変換後のワーク
の位置やワークの構造に関する情報に基づいて、多関節
ロボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段
と傾動駆動手段を制御することができる。その他請求項
４と同様の効果を奏する。

【００５３】請求項６の発明によれば、ブラスト処理に
供するワーク毎に多関節ロボットのハンドに装着したタ
ッチセンサにてワークの少なくとも３点の所定位置を検
出し、その検出位置情報に基づいて、ワークの位置や構
造に関する３次元情報を座標変換し、その座標変換後の
ワークの位置や構造に関する情報に基づいて、多関節ロ
ボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段と
傾動駆動手段を制御することができる。その他請求項５
と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る自動ブラスト装置等の
全体斜視図である。

【図２】自動ブラスト装置の平面図である。

【図３】自動ブラスト装置の側面図である。

【図４】図２の要部拡大図である。

【図５】自動ブラスト装置の正面図である。

【図６】図５の要部拡大図である。

【図７】６軸多関節ロボットの斜視図である。

【図８】自動ブラスト装置の制御系のブロック図であ
る。

【符号の説明】

２ 自動ブラスト装置 ３ 搬送台車 ４ ビーム架台 ４ｂ ビーム部 ５ ロボット支持機構 ６ 多関節ロボット ８ レール ９ 走行駆動機構 １０ キャリッジ １１ Ｌ形アーム １４ 立腕部材 １５ 水平腕部材 １６ 先端出力部 １７ 横行駆動機構 １９ 旋回駆動機構 ２０ 昇降駆動機構 ２１ 傾動駆動機構 ３１ ブラストノズル ３２ ブラスト粒体供給機構 ４０ ホスト制御ユニット ４８ タッチセンサ ４９ ワーク位置検出機構 Ｗ ワーク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．
１３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 前記橋梁のブロック
等を手動にてブラスト処理を行う場合には、作業能率を
高めるのが難しく、作業環境が厳しいため品質も不安定
になる。そこで、ブラスト処理工場を設け、その内部に
ワークを搬入してセットし、移動式の多関節ロボット等
でブラスト処理することが考えられる。しかし、その場
合、多量のグリッドをエア圧送するグリッド搬送系のホ
ース（単位長さ当りの重量が大きい）が長くなり、グリ
ッドを安定して圧送することが難しいこと、ホースの耐
久性が極端に低下すること、ロボット移動機構が大型化
すること、グリッド回収機構も大型化すること、設備費
が非常に高価になること等の問題がある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】 請求項１の自動ブラス
ト装置は、立体的な大型のワークにブラスト処理を自動
的に施す自動ブラスト装置であって、ワークを搭載した
状態で前後方向に延びるレール上を自走する搬送台車
と、前記ワークの搬送空間よりも上方に左右方向向きに
延びるように固定的に配設されたビーム架台と、このビ
ーム架台のビーム部に沿って左右方向に移動可能に装備
されたキャリッジと、このキャリッジに上端部が鉛直軸
回りに旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部材とこ
の立腕部材に昇降可能に装備された水平腕部材とを有し
キャリッジに垂設されたＬ形アームとを含むロボット支
持機構と、Ｌ形アームの水平腕部材の先端の先端出力部
に装備された多関節ロボットと、この多関節ロボットの
ハンドに装着されたブラストノズルを有し、このブラス
トノズルに加圧エアと共にブラスト粒体を圧送するブラ
スト粒体供給手段と、前記キャリッジに対してＬ形アー
ムを鉛直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動手段と、前記
立腕部材に対して水平腕部材を昇降駆動する昇降駆動手
段と、前記水平腕部材に対してその先端出力部を水平腕
部材と平行な水平軸心回りに傾動駆動する傾動駆動手段
とを備えたことを特徴とするものである。尚、ブラスト
処理としては金属製のグリッドによるグリッドブラスト
処理、サンドによるサンドブラスト処理等を適用可能で
ある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】立体的な大型のワークにブラスト処理を施
す際には、このワークを搬送台車に搭載した状態でビー
ム架台の下方の所定位置まで自走させる。ロボット支持
機構をビーム架台のビーム部に沿って移動させつつ多関
節ロボットを駆動制御し、そのハンドに装備したブラス
トノズルに、ブラスト粒体供給手段からブラスト粒体を
加圧エアと共に供給してワークの表面に噴射させること
で、ブラスト処理する。ビーム架台は固定的に配設さ
れ、ビーム架台を移動させる代わりに搬送台車によりワ
ークを移動させるため、ブラスト粒体供給手段からブラ
ストノズルにブラスト粒体を圧送する圧送ホース等が短
くなり、ブラスト粒体を安定して圧送可能になり、その
圧送ホースの重量が重くなるのを防止でき、設備費の面
で有利になる。しかも、ロボット支持機構がビーム部か
ら垂設されたＬ形アームを含むため、ワークの内外面の
全域又はほぼ全域に亙ってブラスト処理を自動的に行う
ことができ、ブラスト処理不能領域が格段に少なくな
る。特に、キャリッジに対して立腕部材を鉛直軸回りに
旋回させることにより水平腕部材の方向を変えるととも
に、水平腕部材を昇降することにより、立腕部材に対す
る水平腕部材の高さ位置を変えることができ、多関節ロ
ボットの移動領域が大きくなり、ブラスト処理対象領域
を著しく拡大することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】請求項３の自動ブラスト装置は、請求項１
の発明において、前記搬送台車を前後方向に移動駆動す
る走行駆動手段と、前記キャリッジを左右方向に移動駆
動する横行駆動手段と、前記ワークの搬送に同期してブ
ラスト処理を施すように、走行駆動手段と横行駆動手段
と旋回駆動手段と昇降駆動手段と傾動駆動手段と多関節
ロボットとを数値制御方式にて夫々制御する制御ユニッ
トとを備えたことを特徴とするものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】請求項４の自動ブラスト装置は、請求項３
の発明において、前記ブラスト処理に供するワークの搬
入後に、ワークの位置を検出するワーク位置検出手段を
設けたことを特徴とするものである。ワークの搬入後に
ワーク位置検出手段によりワークの位置を検出するた
め、その検出したワークの位置に基づいてワークの位置
や構造に関する情報を座標変換し、座標変換後のワーク
の位置やワークの構造に関する情報に基づいて、多関節
ロボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段
と傾動駆動手段を制御することができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】請求項５の自動ブラスト装置は、請求項４
の発明において、前記ワーク位置検出手段は、多関節ロ
ボットのハンドに装着されるタッチセンサと、前記制御
ユニットとを含むことを特徴とするものである。前記ブ
ラスト処理に供するワーク毎に多関節ロボットのハンド
に装着したタッチセンサにてワークの少なくとも３点の
所定位置を検出し、その検出位置情報に基づいて、ワー
クの位置や構造に関する３次元座標情報を座標変換し、
その座標変換後のワークの位置や構造に関する３次元座
標情報に基づいて、多関節ロボットと横行駆動手段と昇
降駆動手段と旋回駆動手段と傾動駆動手段を制御するこ
とができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、立体的な大型
のワークに多関節ロボットによりブラスト処理を自動的
に施すことができるから、ブラスト処理の作業能率を高
め、ブラスト処理の品質を安定させることができる。し
かも、ビーム架台は固定的に配設され、ビーム架台を移
動させる代わりに搬送台車によりワークを移動させるた
め、ブラスト粒体供給手段からロボットのハンドのブラ
ストノズルにブラスト粒体を圧送する圧送ホース等が短
くなり、ブラストノズルにブラスト粒体を安定して圧送
可能となり、その圧送ホースの耐久性が低下したり重量
が重くなるのを防止でき、ロボット支持機構や多関節ロ
ボットが大型化するのを防止でき、設備費の面で種々有
利になる。しかも、ロボット支持機構がビーム部から垂
設されたＬ形アームを含むため、ワークの内外面の全域
又はほぼ全域に亙ってブラスト処理を自動的に行うこと
ができ、ブラスト処理不能領域が格段に少なくなる。特
に、キャリッジに対して立腕部材を鉛直軸回りに旋回さ
せることにより水平腕部材の方向を変えるとともに、水
平腕部材を昇降することにより、立腕部材に対する水平
腕部材の高さ位置を変えることができ、多関節ロボット
の移動領域が大きくなり、ブラスト処理対象領域を著し
く拡大することができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】削除

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】請求項３の発明によれば、ワークの位置と
ワークの構造を表す情報に基づいて制御ユニットにより
数値制御方式にて、走行駆動手段と横行駆動手段と旋回
駆動手段と昇降駆動手段と傾動駆動手段とを夫々制御す
ることにより、搬送台車を前後方向に移動させ、キャリ
ッジを左右方向に横行移動させ、Ｌ形アームを鉛直軸心
回りに旋回させ、立腕部材に対して水平腕部材を昇降さ
せ、先端出力部と多関節ロボットとを水平腕部材と平行
な軸心回りに傾動させながら、簡単な構造のワークは勿
論立体的な複雑な形状のワークに対しても、その内外面
に対して自動的にブラスト処理を行うことができる。そ
の他請求項１と同様の効果を奏する。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】請求項４の発明によれば、ワークの搬入後
にワーク位置検出手段によりワークの位置を検出するた
め、その検出したワークの位置に基づいてワークの位置
や構造に関する情報を座標変換し、座標変換後のワーク
の位置やワークの構造に関する情報に基づいて、多関節
ロボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段
と傾動駆動手段を制御することができる。その他請求項
３と同様の効果を奏する。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】請求項５の発明によれば、ブラスト処理に
供するワーク毎に多関節ロボットのハンドに装着したタ
ッチセンサにてワークの少なくとも３点の所定位置を検
出し、その検出位置情報に基づいて、ワークの位置や構
造に関する３次元情報を座標変換し、その座標変換後の
ワークの位置や構造に関する情報に基づいて、多関節ロ
ボットと横行駆動手段と昇降駆動手段と旋回駆動手段と
傾動駆動手段を制御することができる。その他請求項４
と同様の効果を奏する。

フロントページの続き (72)発明者 金本 圭史 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 水田 嘉明 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体的な大型のワークにブラスト処理を
   自動的に施す自動ブラスト装置であって、 ワークを搭載した状態で前後方向に延びるレール上を自
   走する搬送台車と、 前記ワークの搬送空間よりも上方に左右方向向きに延び
   るように固定的に配設されたビーム架台と、 前記ビーム架台のビーム部に沿って移動可能に装備され
   且つ前記ビーム部から垂設されたＬ形アームを含むロボ
   ット支持機構と、 前記Ｌ形アームの水平腕部材の先端の先端出力部に装備
   された多関節ロボットと、 前記多関節ロボットのハンドに装着されたブラストノズ
   ルを有し、このブラストノズルに加圧エアと共にブラス
   ト粒体を圧送するブラスト粒体供給手段と、 を備えたことを特徴とする自動ブラスト装置。
2. 【請求項２】 前記多関節ロボットは６軸多関節ロボッ
   トであることを特徴とする請求項１に記載の自動ブラス
   ト装置。
3. 【請求項３】 前記ロボット支持機構は、前記ビーム部
   に左右方向に移動可能に装備されたキャリッジを有し、
   前記Ｌ形アームは、上端部がキャリッジに鉛直軸回りに
   旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部材と、この立
   腕部材に昇降可能に装備された前記水平腕部材とを有す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の自動ブラ
   スト装置。
4. 【請求項４】 前記搬送台車を前後方向に移動駆動する
   走行駆動手段と、前記キャリッジを左右方向に移動駆動
   する横行駆動手段と、前記キャリッジに対してＬ形アー
   ムを鉛直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動手段と、前記
   立腕部材に対して水平腕部材を昇降駆動する昇降駆動手
   段と、前記水平腕部材に対してその先端出力部を水平腕
   部材と平行な水平軸心回りに傾動駆動する傾動駆動手段
   と、前記ワークの搬送に同期してブラスト処理を施すよ
   うに、走行駆動手段と横行駆動手段と旋回駆動手段と昇
   降駆動手段と傾動駆動手段と多関節ロボットとを数値制
   御方式にて夫々制御する前記制御ユニットとを備えたこ
   とを特徴とする請求項３に記載の自動ブラスト装置。
5. 【請求項５】 前記ブラスト処理に供するワークの搬入
   後に、ワークの位置を検出するワーク位置検出手段を設
   けたことを特徴とする請求項４に記載の自動ブラスト装
   置。
6. 【請求項６】 前記ワーク位置検出手段は、多関節ロボ
   ットのハンドに装着されるタッチセンサと、前記制御ユ
   ニットとを含むことを特徴とする請求項５に記載の自動
   ブラスト装置。