JP2002364168A - コーキング剤自動充填装置 - Google Patents

コーキング剤自動充填装置

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JP2002364168A
JP2002364168A JP2001175836A JP2001175836A JP2002364168A JP 2002364168 A JP2002364168 A JP 2002364168A JP 2001175836 A JP2001175836 A JP 2001175836A JP 2001175836 A JP2001175836 A JP 2001175836A JP 2002364168 A JP2002364168 A JP 2002364168A
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caulking
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discharge amount
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Yuichi Ohira
雄一 大平
Norikiyo Kosaka
典聖 小坂
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Osaka Kiko Co Ltd
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Osaka Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目地部の溝幅を自動的に測定し、必要なコー
キング剤の吐出量を制御しながらコーキング剤を充填す
るコーキング剤自動充填装置を提供する。 【解決手段】 壁材2の目地29に沿って移動しながら
コーキング剤を充填するコーキング材自動充填装置にお
いて、CCDカメラ15により目地幅を測定する目地幅
測定手段と、目地幅の変化量に応じてコーキング剤の吐
出量を変更する吐出量変更手段とを具備した。さらに上
記の構成に距離センサ24による目地深さの変化を測定
する目地深さ測定手段を付加することにより、目地の深
さ変動がある場合でもコーキング剤を自動充填できるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物の壁面を構築
する壁材の目地部へのコーキング剤自動充填に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、住宅、店舗等の外壁には支持部材
の表面に複数の壁材を固着して構成したものが多く用い
られている。支持部材の表面に固着された複数の壁材相
互間には10mm程度の目地部が設けられ、防水性のコ
ーキング剤を充填して水密性を保持している。支持部材
への壁材固着時の取り付け精度にばらつきがあるため、
壁材相互間の目地部の幅および深さは一定ではなく、通
常、人間が目地を目視しながらコーキング剤の吐出量を
加減しながら充填している。なお、特定形状の目地部の
コーキング剤充填作業では自動化の提案が行われている
(特開昭61-141957)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】人手による目地部への
コーキング剤充填作業ではコーキング剤の吐出量の調整
が難しく充填量の過不足により充填不良を生じていた。
また、前記の特開昭61−141957は、V溝形状の
目地部に倣いローラを転動させ溝内への侵入距離を検知
してコーキング剤の吐出量を制御するもので溝幅そのも
のを測定するものではないため、目地部の充填部形状が
V溝形状に限定され、充填部の一般的形状であるコの字
形状の目地部に対しては用いることができなかった。本
発明はセンサを用いて測定された目地部の溝幅とコーキ
ング剤を吐出するノズルの走行速度とから適正な吐出量
を制御しながらコーキング剤を充填するコーキング剤自
動充填装置を提供するものである。
【0004】さらに、距離センサを用いて測定された目
地部の深さと前記の溝幅およびノズルの走行速度とから
適正な吐出量を制御し、目地部の深さが変動する場合に
も対応できるコーキング剤自動充填装置を提供するもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、壁材の目地に沿って移動しながらコーキング剤を充
填するコーキング剤自動充填装置において、CCDカメ
ラにより目地幅を測定する目地幅測定手段と、目地幅の
変化量に応じてコーキング剤の吐出量を変更する吐出量
変更手段とを具備した。
【0006】さらに、壁材の目地に沿って移動しながら
コーキング剤を充填するコーキング剤自動充填装置にお
いて、目地の深さ変動がある場合は、CCDカメラによ
り目地幅を測定する目地幅測定手段と、距離センサによ
り目地深さの変化を測定する目地深さ測定手段と、目地
幅の変化量および目地深さの変化量に応じてコーキング
剤の吐出量を変更する吐出量変更手段とを具備した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施例を図1およ
び図2に基づいて説明する。図1は本発明による第1の
実施例の全体斜視図を示す。図1において、支持部材1
に固着された壁材2は、支持部材1と共にベース3に対
し垂直に設立された垂直壁4にクランプ部材(図示せず)
で支持されている。一方中央にコーキング剤を吐出する
ノズル5を有するコーキングヘッド6がヘッド7に対し
C軸用サーボモータ8により旋回自在に支持されるとと
もに、Z軸用サーボモータ9およびヘッド7に設けたZ
軸案内部(図示せず)により垂直壁4に対し垂直方向に摺
動自在に支持されている。ヘッド7はY軸用サーボモー
タ10およびコラム11に設けたY軸案内部12により
上下方向に摺動自在に支持されている。さらにコラム1
1はX軸用サーボモータ13およびベース3に設けたX
軸案内部14により左右方向に摺動自在に支持されてい
る。これらの構成によりノズル5は垂直壁4と平行な平
面X、Y軸および垂直軸Z軸の直交3軸方向に摺動自在
に支持される。
【0008】図2はコーキングヘッド6の詳細断面図で
ある。図2において、15はCCDカメラ、16は吐出
量制御用サーボモータ、17は押し出し棒、18はポッ
トである。吐出量制御用サーボモータ16が回転すると
カップリング19を介して送りねじ20が回転し、送り
ねじ20に螺合するナットを有する前期押し出し棒17
がガイドロッド21に案内されて前進又は後退する。コ
ーキングヘッド6の前部には、ホルダー22内に着脱可
能にポット18が装着されている。ポット18内にはコ
ーキング剤が充填され、ポット18内を摺動可能な蓋2
3により密封されている。ポット18の先端にノズル5
が形成されていて、吐出量制御用サーボモータ16が所
定量回転すると、押し出し棒17が前進し、蓋23が押
し出され、所定量のコーキング剤がノズル5から吐出さ
れる。
【0009】コーキングヘッド6の外周にCCDカメラ
15がブラケット25により、ノズル5の軸線とCCD
カメラ15の軸線とが平行になるように固着されてい
る。C軸用サーボモータ8が回転すると、プーリー2
6、ベルト27およびプーリー28を介してコーキング
ヘッド6がノズル5の軸心を中心に回転するとともに、
CCDカメラ15の軸心がノズル5の軸心に対し同心上
を旋回する。
【0010】図3に第1の実施例によるコーキング剤自
動充填装置の制御装置の構成を示す。51は主制御部、
52は起動指令等運転に必要な操作スイッチが装備され
ている操作盤、53は主制御部51が実行するシステム
運転用のシステムプログラムメモリ部、54はX軸サー
ボモータ13、Y軸サーボモータ10、Z軸用サーボモ
ータ9、C軸用サーボモータ8および吐出量制御用サー
ボモータ16への指令を含んだ自動運転プログラムメモ
リ部、55は各軸用サーボモータ8、9、10、13お
よび16を制御するサーボモータ制御部、56は目地2
9(後述)の幅を測定するためのCCDカメラ15の制御
部、58は目地29幅の測定値メモリ部、60はCCD
カメラで測定した測定位置座標メモリ部、61は吐出量
を変更すべき位置を入力する吐出量変更指令位置座標メ
モリ部、62は吐出量の変更指令値のメモリ部、63は
測定から次回の測定までの時間を発生するスキャン時間
発生部である。
【0011】次に第1の実施例の作用を図に基づき説明
する。図4はコーキングヘッド動作図を示し、図5は自
動運転プログラムの起動からコーキング剤の吐出開始ま
でのフローチャートを示す。図5のステップ1において
起動指令により自動運転プログラムをスタートさせる。
自動運転プログラム指令により図4に示すように、CC
Dカメラ15がノズル5の進行方向の前方に位置するよ
うに、C軸用サーボモータ8が回転しコーキングヘッド
6を旋回させる。
【0012】ステップ2でCCDカメラ15の中心軸を
スタート位置へ位置決めするように、原点位置にあった
コーキングヘッド6を移動させる。すなわち、CCDカ
メラ15の中心軸が壁材2端部の目地中心に位置するよ
うにX軸用サーボモータ13およびY軸サーボモータ1
0によりコーキングヘッド6を位置決めするとともにノ
ズル5の先端と目地29の底面との距離がテストにより
求めた最も適切な値になるようZ軸サーボモータ9によ
り移動させる。
【0013】ステップ3でこの位置における目地29の
幅を測定してその測定値を目地幅測定値メモリ部58へ
入力するとともにこの測定点の位置座標を測定位置座標
メモリ部60に入力する。図7はCCDカメラ15によ
る目地29幅の測定状態を示す図である。図7において
30はCCDカメラ15の視野を示す。CCDカメラ1
5に取り込まれた画像の濃淡処理を行い目地29のエッ
ジ31を検出し目地幅を測定する。通常、目地29の深
さは全長にわたってほぼ一定であるため、本実施例では
目地29の深さの測定は行っていない。
【0014】ステップ4でコーキングヘッド6を目地2
9に沿ってCCDカメラ15とノズル5との軸間距離分
だけ移動させ、ノズル5の中心軸を壁材2端部の目地中
心に一致させ、ノズルスタート位置に位置決めする。さ
らにこの位置における目地29の幅を測定して測定値を
目地幅測定値メモリ部58へ入力するとともにこの測定
点の位置座標を測定位置座標メモリ部60に入力する。
【0015】ステップ5であらかじめ測定しておいた既
知の目地29の深さ、ステップ3で測定したノズルスタ
ート位置における目地29の幅、コーキングヘッド6の
移動速度及びあらかじめテストで定めておいた温度・湿
度係数から決定される必要なコーキング剤の吐出量に応
じた速度指令がサーボモータ制御部55から吐出量制御
用サーボモータ16に与えられるとともにY軸用サーボ
モータ10に起動指令を与えコーキングヘッド6をY軸
方向に起動させる。Y軸方向に移動中に目地29の長手
方向がY軸と平行でないときは、CCDカメラ15の画
像の中心と目地29の中心とが一致するようにCCDカ
メラ15の画像データを用いて主制御部51からX軸用
サーボモータ13に移動指令を出す。吐出量制御用サー
ボモータ16が回転することにより、図2の押し出し棒
17が前進し、ポット18内のコーキング剤が必要量だ
けノズル5から吐出される。
【0016】ステップ5でコーキングヘッド6が起動し
た後の目地29の幅変動に対するコーキング剤吐出量の
変更作用を図6のフローチャートにより説明する。コー
キングヘッド6が起動し、コーキング剤がノズル5から
吐出した後、ステップ6でスキャン時間発生部63が発
生したスキャン時間に達しているかどうかを判断し、達
している場合はステップ7に進む。
【0017】ステップ7では目地29の幅を測定し、そ
の測定値を目地幅測定値メモリ部58へ入力し、そのと
きのCCDカメラ15の軸心の座標値を測定位置座標メ
モリ部60へ測定の度毎に入力する。さらに主制御部5
1からコーキング剤吐出指令がされてからノズル5から
コーキング剤が吐出するまでの遅れ時間をあらかじめテ
ストで測定しておき、この遅れ時間、コーキングヘッド
6の移動速度およびCCDカメラ15とノズル5の軸間
距離から吐出量を変更すべき位置座標を算出して吐出量
変更指令位置座標メモリ部61へ入力する。
【0018】ステップ8でノズル5の軸心の現在位置が
吐出量変更指令位置座標メモリ部61に入力されている
位置座標であるかどうかを判断する。ノズル5の軸心の
現在位置が吐出量変更指令位置座標メモリ部61に入力
されている位置座標であるときは、ステップ9に進み、
前回測定した目地29の幅と今回測定した目地29の幅
を比較し、変化があればステップ10に進む。ステップ
10では測定値の変化量に応じて、主制御部51から吐
出量制御用サーボモータ16へ速度変更指令を出力し、
押し出し棒17の移動速度を変更することによりコーキ
ング剤の吐出量を変更する。
【0019】以下、CCDカメラ15の軸心が壁材2の
終端に達するまでステップ6からステップ10の動作を
繰り返す。CCDカメラの軸心が壁材2の終端に達する
と、スキャン時間発生部63からのスキャン時間の発生
が停止し、目地幅の測定も停止する。一方ヘッド7はそ
のまま移動を続けノズル5の軸心があらかじめ設定して
おいた壁材2終端のわずか手前の位置に達すると、吐出
量制御用サーボモータ16に停止指令を出した後、X軸
用サーボモータ13、Y軸用サーボモータ10、および
Z軸用サーボモータ9に原点復帰指令を出し、コーキン
グヘッド6を原点位置へ移動させる。
【0020】目地深さは通常一定であるが、壁材に窓部
が設けられている場合や壁材相互の取り付け状態により
目地深さが変化する。このような場合、均一なコーキン
グ結果を得るためには目地深さの変化に応じてコーキン
グ剤の吐出量を制御する必要がある。
【0021】以下、目地29の深さ変動に対処したコー
キング剤自動充填装置の第2の実施例について説明す
る。図8は第2の実施例によるコーキングヘッドの詳細
断面図を示し、図9は第2の実施例によるコーキング剤
自動充填装置の制御装置の構成を示す。図8において2
4は距離センサで目地29の底部の変化、すなわち、目
地深さの変化を測定する。図9において57は距離セン
サ24の制御部、59は目地深さ測定値メモリ部であ
る。図10は距離センサ24による目地29の深さ変化
の測定状態を示す図である。図10において32は目地
29の底部を示し、あらかじめ設定されたスキャン時間
ごとの底部32の深さ変化を距離センサ24で測定す
る。第2の実施例は第1の実施例における目地29の幅
の測定に加えて目地29の深さ変化の測定を付加したも
ので他の構成および目地29へのコーキング作用は第1
の実施例と同様である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば目
地幅をCCDカメラを用いて自動測定し、必要な吐出量
を自動制御しているため、コーキング剤充填作業を自動
化でき、しかも均一な仕上がりが得られる。さらに距離
センサによる目地底の深さ変化を計測できるため、目地
深さに変動のある目地部に対してもコーキング剤充填作
業を自動化でき、しかも均一な仕上がりが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施例の全体斜視図であ
る。
【図2】第1の実施例によるコーキングヘッドの詳細断
面図
【図3】第1の実施例による制御装置の構成
【図4】コーキングヘッド動作図
【図5】第1の実施例によるコーキング剤吐出開始まで
のフローチャート
【図6】第1の実施例によるコーキング剤吐出量変更作
用を示すフローチャート
【図7】CCDカメラによる目地幅の測定状態図
【図8】第2の実施例によるコーキングヘッドの詳細断
面図
【図9】第2の実施例による制御装置の構成
【図10】距離センサによる目地深さ変化の測定状態図
【符号の説明】
2 壁材 5 ノズル 6 コーキングヘッド 15 CCDカメラ 16 吐出量制御用サーボモータ 18 ポット 24 距離センサ 29 目地
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F041 AA08 AB01 BA01 BA10 BA22 BA24 BA34 BA36 BA38 4F042 AA17 AB00 BA03 BA08 BA11 BA12 CB01 CB07 CB24 DD21 DD44 ED05 ED08 ED10 ED13

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁材の目地に沿って移動しながらコーキ
    ング剤を充填するコーキング剤自動充填装置において、
    CCDカメラにより目地幅を測定する目地幅測定手段
    と、目地幅の変化量に応じてコーキング剤の吐出量を変
    更する吐出量変更手段とを具備したことを特徴とするコ
    ーキング剤自動充填装置。
  2. 【請求項2】 壁材の目地に沿って移動しながらコーキ
    ング剤を充填するコーキング剤自動充填装置において、
    CCDカメラにより目地幅を測定する目地幅測定手段
    と、距離センサにより目地深さの変化を測定する目地深
    さ測定手段と、目地幅の変化量および目地深さの変化量
    に応じてコーキング剤の吐出量を変更する吐出量変更手
    段とを具備したことを特徴とするコーキング剤自動充填
    装置。
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