JP2018069661A - Structure forming method and structure forming system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モルタル等を積層して形成される構造物の構造物形成方法及び構造物形成システムに関する。 The present invention relates to a structure forming method and a structure forming system for a structure formed by laminating mortar and the like.
立体の構造物を形成する場合、3次元(3D)プリンタを利用することがある。この3Dプリンタは、ノズルから材料を吐出させながらノズルを移動させて層を形成し、形成した層を徐々に積み重ねることにより立体形状を形成する。更に、各層の形状を変更することにより、複雑な立体形状を形成することもできる。 When forming a three-dimensional structure, a three-dimensional (3D) printer may be used. This 3D printer forms a three-dimensional shape by forming a layer by moving the nozzle while discharging material from the nozzle, and gradually stacking the formed layers. Furthermore, a complicated three-dimensional shape can be formed by changing the shape of each layer.
このような3Dプリンタによるコンクリート構造物の設計も検討されている(例えば、非特許文献1参照。)。この非特許文献1においては、連続してモルタルを吐出するノズルを、任意の方向に動かして層を形成し、この層を積み重ねて、構造物を形成する。 The design of a concrete structure using such a 3D printer has also been studied (for example, see Non-Patent Document 1). In Non-Patent Document 1, a nozzle that continuously discharges mortar is moved in an arbitrary direction to form a layer, and the layers are stacked to form a structure.
しかしながら、図5に示すように、3Dプリンタによって形成したコンクリート構造物の側面形状には課題がある。ノズル70から吐出したモルタルの層C0を積み重ねて構造物を形成する場合、構造物の側面には、筋状の凹凸が形成されていた。このため、側面を平滑に仕上げる場合には、後からコテを用いた作業が必要であった。 However, as shown in FIG. 5, there is a problem with the side surface shape of the concrete structure formed by the 3D printer. When the mortar layer C0 discharged from the nozzle 70 is stacked to form a structure, streaky irregularities are formed on the side surface of the structure. For this reason, when finishing a side surface smoothly, the operation | work which used the iron later was required.
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、3次元プリンタを用いて、所望の形状の側面を有する構造物を効率的に形成するための構造物形成システム及び構造物形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a structure forming system and a structure forming method for efficiently forming a structure having a side surface of a desired shape using a three-dimensional printer. There is to do.
・上記課題を解決する構造物形成方法は、移動可能なノズルから吐出されるモルタルを積層させて構造物を形成する構造物形成方法であって、前記モルタルに接触させる当接面を有した側面部材を、前記構造物の側面に対応する位置に立設させた後、前記ノズルから前記モルタルを吐出させながら、前記吐出されたモルタルを前記当接面に接触させて水平方向に前記ノズルを移動させる。これにより、積層されるモルタルの側面を、側面部材によって形成するので、所望の形状の側面を有する構造物を効率的に形成することができる。 The structure forming method that solves the above problem is a structure forming method in which mortar discharged from a movable nozzle is stacked to form a structure, and a side surface having a contact surface that contacts the mortar. After the member is erected at a position corresponding to the side surface of the structure, the discharged mortar is brought into contact with the contact surface while the nozzle is moved in the horizontal direction while discharging the mortar from the nozzle. Let Thereby, since the side surface of the laminated | stacked mortar is formed with a side member, the structure which has a side surface of a desired shape can be formed efficiently.
・上記構造物形成方法において、前記ノズルの中心軸とは異なる中心軸を有した吐出口を有する誘導部材を、前記ノズルの先端に取り付け、前記誘導部材の前記吐出口から前記モルタルを吐出させることが好ましい。これにより、吐出位置を任意の位置に変更することができる。例えば、積層するモルタルの幅(ノズルの移動方向と直交する水平方向の大きさ)が狭い構造物であっても形成することができる。 In the structure forming method, a guide member having a discharge port having a central axis different from the central axis of the nozzle is attached to the tip of the nozzle, and the mortar is discharged from the discharge port of the guide member. Is preferred. Thereby, the discharge position can be changed to an arbitrary position. For example, it can be formed even if the mortar to be stacked has a narrow width (size in the horizontal direction orthogonal to the moving direction of the nozzle).
・上記課題を解決する構造物形成システムは、モルタルを吐出するノズルを移動させる移動手段を備え、前記吐出させたモルタルを積層させて構造物を形成する構造物形成システムであって、前記モルタルに接触させる当接面を有した側面部材と、前記ノズルから前記モルタルを吐出させながら、前記吐出されたモルタルを前記当接面に接触させて水平方向に前記ノズルを移動させる制御部とを更に備える。これにより、積層されるモルタルの側面を、側面部材によって形成するので、所望の形状の側面を有する構造物を効率的に形成することができる。 A structure forming system that solves the above-described problem is a structure forming system that includes a moving unit that moves a nozzle that discharges mortar, and forms the structure by stacking the discharged mortar. A side member having a contact surface to be contacted, and a control unit that moves the nozzle in a horizontal direction by bringing the discharged mortar into contact with the contact surface while discharging the mortar from the nozzle. . Thereby, since the side surface of the laminated | stacked mortar is formed with a side member, the structure which has a side surface of a desired shape can be formed efficiently.
・上記構造物形成システムにおいて、前記側面部材は、板形状を有しており、前記当接面は、前記積層されるモルタルが層間の端部の隙間を埋めて側面が平滑となる位置に設置されていることが好ましい。これにより、側面部材を適切な位置に配置して、モルタルの側面を平滑にすることができる。 In the structure forming system, the side member has a plate shape, and the contact surface is installed at a position where the laminated mortar fills the gap between the end portions of the layers and the side surface is smooth. It is preferable that Thereby, a side member can be arrange | positioned in an appropriate position and the side surface of a mortar can be smoothed.
・上記構造物形成システムにおいて、前記ノズルの先端に取り付けられ、前記ノズルの最大径よりも大きい径を有する吐出口を有する拡幅部材を備えていることが好ましい。これにより、ノズルの移動方向と直交する水平方向の大きさ(モルタルの幅)を大きく形成したい場合において、所望の形状の側面を有する構造物を効率的に形成することができる。 -In the said structure formation system, it is preferable to provide the widening member which has the discharge port attached to the front-end | tip of the said nozzle and which has a larger diameter than the maximum diameter of the said nozzle. Thereby, when it is desired to increase the horizontal size (width of the mortar) perpendicular to the moving direction of the nozzle, it is possible to efficiently form a structure having a side surface having a desired shape.
・上記構造物形成システムにおいて、前記移動手段によって、前記側面部材を前記ノズルとともに移動させ、前記当接面は、前記ノズルから吐出された最上層の側面と、この最上層の直下の層の側面とに少なくとも接触することが好ましい。これにより、モルタルを吐出する前に側面部材を配置しなくても、所望の形状の側面を有する構造物を効率的に形成することができる。 In the structure forming system, the moving member moves the side member together with the nozzle, and the contact surface includes a side surface of the uppermost layer discharged from the nozzle and a side surface of a layer immediately below the uppermost layer. It is preferable to contact at least. Thereby, even if it does not arrange | position a side member before discharging mortar, the structure which has a side surface of a desired shape can be formed efficiently.
本発明によれば、3次元プリンタを用いて、所望の形状の側面を有する構造物を形成することができる。 According to the present invention, it is possible to form a structure having a side surface having a desired shape using a three-dimensional printer.
<第1の実施形態>
以下、図1を用いて、構造物形成システム及び構造物形成方法を具体化した第1の実施形態を説明する。本実施形態では、モルタルを吐出するノズルを移動させて形成した層を積み重ねることにより構造物を形成する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment that embodies a structure forming system and a structure forming method will be described with reference to FIG. In this embodiment, a structure is formed by stacking layers formed by moving a nozzle that discharges mortar.
図1(a)及び図1(b)は、構造物形成システムの概念図及び要部の拡大正面図である。図1(c)は、構造物形成システム10によって形成された構造物の側面の一部を示している。 Fig.1 (a) and FIG.1 (b) are the conceptual diagrams of a structure formation system, and the enlarged front view of the principal part. FIG. 1C shows a part of the side surface of the structure formed by the structure forming system 10.
図1(a)に示すように、本実施形態の構造物形成システム10は、ノズル20、ロボットアーム25、側面部材30及び制御装置50を備えている。
ノズル20は、その下端部が縮径しており、構造物を形成するモルタルを吐出するため、下端部の先端は開口しており、吐出口を形成している。
As shown in FIG. 1A, the structure forming system 10 of this embodiment includes a nozzle 20, a robot arm 25, a side member 30, and a control device 50.
The nozzle 20 has a reduced diameter at the lower end and discharges the mortar that forms the structure. Therefore, the tip of the lower end is open and forms a discharge port.
ノズル20の吐出口と反対側の端部には、ホース15の端部が接続されている。モルタルは、このホース15に接続されている圧送ポンプ(図示せず)から、ホース15を介してノズル20に供給され、ノズル20の吐出口から下方に吐出される。 The end of the hose 15 is connected to the end of the nozzle 20 opposite to the discharge port. The mortar is supplied to the nozzle 20 through the hose 15 from a pressure feed pump (not shown) connected to the hose 15 and discharged downward from the discharge port of the nozzle 20.
ノズル20には、取付部21を介して、移動手段としてのロボットアーム25が取り付けられている。ノズル20は、このロボットアーム25の動きに従って水平方向や上下方向に移動する。ロボットアーム25は、制御装置50の制御部51からの指示によって移動が制御される。制御部51は、移動時においてもノズル20からのモルタルの吐出方向が常に鉛直方向になるように、ロボットアーム25を制御する。 A robot arm 25 as a moving means is attached to the nozzle 20 via an attachment portion 21. The nozzle 20 moves horizontally and vertically according to the movement of the robot arm 25. The movement of the robot arm 25 is controlled by an instruction from the control unit 51 of the control device 50. The controller 51 controls the robot arm 25 so that the mortar discharge direction from the nozzle 20 is always in the vertical direction even during movement.
制御装置50は、制御部51、図示しない入力部及び出力部を備えている。入力部は、キーボードやポインティングデバイス等を備え、形成する構造物に関する情報を制御部51に供給する。出力部は、ディスプレイ等を備え、入力された情報や形成する構造物の経路等を表示する。 The control device 50 includes a control unit 51, an input unit and an output unit (not shown). The input unit includes a keyboard, a pointing device, and the like, and supplies information related to the structure to be formed to the control unit 51. The output unit includes a display or the like, and displays input information, a route of a structure to be formed, and the like.
制御部51は、制御手段(CPU、RAM、ROM等)を備え、構造物形成処理を行なう。そのため、記憶部に格納された構造物形成プログラムを実行することにより、制御部51は、積層管理部511、移動制御部512及び吐出量制御部513として機能する。 The control unit 51 includes control means (CPU, RAM, ROM, etc.) and performs a structure forming process. Therefore, the control unit 51 functions as the stacking management unit 511, the movement control unit 512, and the discharge amount control unit 513 by executing the structure forming program stored in the storage unit.
積層管理部511は、構造物を形成するために、積層させるモルタルの経路を管理する処理を実行する。
移動制御部512は、経路に応じてノズル20を移動させるロボットアーム25の動きを制御する処理を実行する。
吐出量制御部513は、ノズル20から吐出するモルタルを圧送するポンプを制御する処理を実行する。
The stacking management unit 511 executes processing for managing the path of mortar to be stacked in order to form a structure.
The movement control unit 512 executes processing for controlling the movement of the robot arm 25 that moves the nozzle 20 in accordance with the path.
The discharge amount control unit 513 executes processing for controlling a pump that pumps mortar discharged from the nozzle 20.
更に、側面部材30を、形成する構造物の外周位置に立設する。この側面部材30は、積層するモルタルの側面形状を形成する部材である。側面部材30は、垂直方向に延在した薄板で構成されており、ノズル20側の当接面30sは平坦になっている。また、この側面部材30は、自立して設置させている。本実施形態では、図1(a)に示すように、2つの側面部材30の端部を連結させてL字にして自立させている。 Further, the side member 30 is erected at the outer peripheral position of the structure to be formed. This side member 30 is a member which forms the side shape of the mortar to laminate. The side member 30 is composed of a thin plate extending in the vertical direction, and the contact surface 30s on the nozzle 20 side is flat. Further, the side member 30 is installed independently. In this embodiment, as shown to Fig.1 (a), the edge part of the two side members 30 is connected, and it makes it L-shape and is made to stand by itself.
図1(b)に示すように、この側面部材30を、ノズル20の移動経路から所定間隔だけ離した位置で、移動経路に沿って配置する。更に、所定間隔としては、ノズル20から吐出されたモルタルが、側面部材30の当接面30sに接触し、下層のモルタル層の端面の隙間を埋めることができる距離を用いる。例えば、側面部材30を用いずにモルタルを積層させた場合に、モルタルがほぼ平面状に広がる位置の端部に配置する。 As shown in FIG. 1B, the side member 30 is arranged along the movement path at a position separated from the movement path of the nozzle 20 by a predetermined interval. Further, as the predetermined interval, a distance that allows the mortar discharged from the nozzle 20 to contact the contact surface 30 s of the side member 30 and fill the gap between the end surfaces of the lower mortar layer is used. For example, when mortar is laminated without using the side member 30, the mortar is disposed at the end of the position where the mortar spreads in a substantially planar shape.
そして、制御部51の移動制御部512は、ロボットアーム25の移動を制御する。具体的には、移動制御部512は、立設された側面部材30に沿った経路で、側面部材30の当接面30sに対して、ノズル20が所定間隔を保った状態で移動させる。この場合、制御部51の吐出量制御部513は、ノズル20の移動速度に応じた吐出量で、ノズル20にモルタルを供給する。 Then, the movement control unit 512 of the control unit 51 controls the movement of the robot arm 25. Specifically, the movement control unit 512 causes the nozzle 20 to move with respect to the contact surface 30 s of the side member 30 along a standing path along the side member 30 while maintaining a predetermined interval. In this case, the discharge amount control unit 513 of the control unit 51 supplies mortar to the nozzle 20 with a discharge amount corresponding to the moving speed of the nozzle 20.
そして、ノズル20からモルタルを吐出させながら、移動経路に沿ってロボットアーム25を移動させて、モルタル層L1を生成する。そして、1つのモルタル層L1の生成が終了した場合、そのモルタル層L1に積み重ねるように、ノズル20からモルタルを吐出させながら、移動経路に沿ってロボットアーム25を移動させて新たなモルタル層L1を生成する。このことを繰り返して、構造物を形成する。そして、構造物ができた後、側面部材30を取り除くと、図1(c)に示すように、構造物の外側面が平坦になっている。 Then, while discharging the mortar from the nozzle 20, the robot arm 25 is moved along the movement path to generate the mortar layer L1. When the generation of one mortar layer L1 is completed, the robot arm 25 is moved along the movement path while discharging the mortar from the nozzle 20 so as to be stacked on the mortar layer L1, and a new mortar layer L1 is formed. Generate. This is repeated to form a structure. When the side member 30 is removed after the structure is formed, the outer surface of the structure is flat as shown in FIG.
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、制御部51は、側面部材30の当接面30sに対して、ノズル20が所定間隔を保った状態で移動させる。所定間隔としては、ノズル20から吐出されたモルタルが、側面部材30の当接面30sに接触し、下層のモルタル層の端面の隙間を埋めることができる距離を用いる。これにより、ノズル20から吐出されたモルタルは側面部材30の当接面30sに接触して、構造物の外側面が平坦化される。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the control unit 51 moves the nozzle 20 with respect to the contact surface 30 s of the side member 30 while maintaining a predetermined interval. As the predetermined interval, a distance that allows the mortar discharged from the nozzle 20 to come into contact with the contact surface 30 s of the side member 30 and fill the gap between the end surfaces of the lower mortar layer is used. Thereby, the mortar discharged from the nozzle 20 contacts the contact surface 30s of the side member 30, and the outer surface of the structure is flattened.
(2)本実施形態では、制御部51は、ノズル20を移動させるロボットアーム25を、移動時にノズル20の吐出口が形成されている下面が傾斜しない姿勢を維持するように制御される。これにより、モルタルの吐出方向を考慮して側面部材30を立設することができる。 (2) In the present embodiment, the control unit 51 controls the robot arm 25 that moves the nozzle 20 so that the lower surface on which the discharge port of the nozzle 20 is formed does not tilt during movement. Thereby, the side member 30 can be erected in consideration of the discharge direction of the mortar.
(3)本実施形態では、複数の側面部材30を、連結させることにより自立して配置している。これにより、コーナーを有する構造物において、側面部材30を簡単に配置することができる。 (3) In the present embodiment, the plurality of side members 30 are arranged independently by being connected. Thereby, in the structure which has a corner, the side member 30 can be arrange | positioned easily.
<第2の実施形態>
次に、図2を用いて、第2の実施形態を説明する。第1実施形態では、ノズル20の直下にモルタルを吐出した。本実施形態では、ノズル20の移動方向と直交する水平方向の大きさ(モルタルの幅)が第1実施形態における大きさよりも大きくなるように吐出させる。なお、本実施形態において、上記実施形態と同様な部分は、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, mortar is discharged directly under the nozzle 20. In the present embodiment, ejection is performed such that the size in the horizontal direction (width of the mortar) orthogonal to the moving direction of the nozzle 20 is larger than the size in the first embodiment. In the present embodiment, the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図2(a)に示すように、本実施形態の構造物形成システム10では、ノズル20の先端に、拡幅部材N1を取り付ける。この拡幅部材N1は、中空の円錐台形状をしている。拡幅部材N1の上面開口部は、ノズル20に嵌合可能な径で構成される。拡幅部材N1の下面開口部(吐出口)の直径D1は、ノズル20の吐出口の径や最大径D0よりも大きくなっている。本実施形態では、この拡幅部材N1からモルタルを吐出してモルタル層L2を形成する。このため、上記第1実施形態のノズル20の幅(ノズル20の移動方向と直交する水平方向の大きさ)よりも大きい幅でモルタルを吐出する。 As shown in FIG. 2A, in the structure forming system 10 of the present embodiment, the widening member N1 is attached to the tip of the nozzle 20. The widening member N1 has a hollow truncated cone shape. The upper surface opening of the widening member N <b> 1 has a diameter that can be fitted to the nozzle 20. The diameter D1 of the lower surface opening (discharge port) of the widening member N1 is larger than the diameter of the discharge port of the nozzle 20 and the maximum diameter D0. In the present embodiment, the mortar layer L2 is formed by discharging mortar from the widening member N1. For this reason, mortar is discharged with a width larger than the width of the nozzle 20 of the first embodiment (the size in the horizontal direction orthogonal to the moving direction of the nozzle 20).
図2(b)に示すように、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、側面部材30を、ノズル20の移動経路から所定間隔だけ離した位置で、移動経路に沿って配置する。 As shown in FIG. 2B, also in this embodiment, the side member 30 is arranged along the movement path at a position separated from the movement path of the nozzle 20 by a predetermined interval, as in the above embodiment.
本実施形態によれば、上記(1)〜(3)に記載の効果と同様な効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(4)本実施形態では、モルタルを吐出するノズル20の先端に、着脱可能に拡幅部材N1を取り付ける。この拡幅部材N1の吐出口の直径D1は、ノズル20の最大径D0よりも大きい。これにより、モルタル幅が広く、平坦な側面を有する構造物を形成することができる。
According to this embodiment, in addition to the effects similar to the effects described in (1) to (3) above, the following effects can be obtained.
(4) In this embodiment, the widening member N1 is detachably attached to the tip of the nozzle 20 that discharges mortar. The diameter D1 of the discharge port of the widening member N1 is larger than the maximum diameter D0 of the nozzle 20. Accordingly, a structure having a wide mortar width and a flat side surface can be formed.
<第3の実施形態>
次に、図3を用いて、第3の実施形態を説明する。本実施形態においては、モルタル幅が第1実施形態におけるモルタル幅よりも狭くなるように吐出させる。なお、本実施形態において、上記実施形態と同様な部分は、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the mortar width is discharged so as to be narrower than the mortar width in the first embodiment. In the present embodiment, the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3(a)に示すように、本実施形態の構造物形成システム10では、ノズル20の先端に、誘導部材N2が取り付けられている。
図3(b)に示すように、誘導部材N2は、下面開口部(吐出口)の中心軸Cn1が、ノズル20の中心軸Cn0よりも側面部材30側となるように屈曲している。誘導部材N2の上面開口部は、ノズル20に嵌合可能になっている。本実施形態では、この誘導部材N2からモルタルを吐出するので、上記第1実施形態のノズル20よりも狭い幅でモルタルを吐出してモルタル層L3を形成する。
As shown to Fig.3 (a), in the structure formation system 10 of this embodiment, the guide member N2 is attached to the front-end | tip of the nozzle 20. As shown in FIG.
As shown in FIG. 3B, the guide member N2 is bent so that the center axis Cn1 of the lower surface opening (discharge port) is closer to the side member 30 side than the center axis Cn0 of the nozzle 20. The upper surface opening of the guide member N2 can be fitted to the nozzle 20. In this embodiment, since mortar is discharged from this guide member N2, mortar is discharged with a narrower width than the nozzle 20 of the first embodiment to form the mortar layer L3.
図3(b)に示すように、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、側面部材30を、ノズル20の移動経路から所定間隔だけ離した位置を保ちながら、移動経路に沿って配置する。 As shown in FIG. 3B, in this embodiment as well, in the same manner as in the above embodiment, the side member 30 is arranged along the movement path while maintaining a position separated from the movement path of the nozzle 20 by a predetermined distance. To do.
本実施形態によれば、上記(1)〜(3)に記載の効果と同様な効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(5)本実施形態では、モルタルを吐出するノズル20の先端に、誘導部材N2を着脱可能に取り付ける。この誘導部材N2は、下面開口部(吐出口)の中心軸Cn1が、ノズル20の中心軸Cn0よりも外側となるように屈曲している。これにより、ノズル20から吐出されるモルタルを所望の位置に誘導することができる。例えば、モルタル幅が狭く、平坦な側面を有する構造物を形成することができる。
According to this embodiment, in addition to the effects similar to the effects described in (1) to (3) above, the following effects can be obtained.
(5) In this embodiment, the guide member N2 is detachably attached to the tip of the nozzle 20 that discharges mortar. The guide member N2 is bent so that the center axis Cn1 of the lower surface opening (discharge port) is outside the center axis Cn0 of the nozzle 20. Thereby, the mortar discharged from the nozzle 20 can be guided to a desired position. For example, a structure having a narrow mortar width and a flat side surface can be formed.
また、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態においては、ノズル20の移動経路から所定間隔だけ離した位置に、側面部材30を立設した。側面部材30は、移動経路から所定間隔だけ離した位置にあればよく、立設する場合に限定されない。例えば、ノズル20とともに移動させる構成としてもよい。
Further, the above embodiments may be modified as follows.
In each of the above embodiments, the side member 30 is erected at a position separated from the movement path of the nozzle 20 by a predetermined interval. The side member 30 only needs to be located at a predetermined distance from the moving path, and is not limited to the case where the side member 30 is erected. For example, it is good also as a structure moved with the nozzle 20. FIG.
具体的には、図4(a)に示すように、ノズル20の側部に側面部材40を取り付ける。この側面部材40は、鉛直方向に、ノズル20から吐出したモルタルが形成する上層L4の直下層L5まで延在する長さを有する。更に、この側面部材40は、そのノズル20側の当接面40sが、上記実施形態と同様に、ノズル20に対して所定間隔だけ離した位置に取り付ける。この所定間隔は、ノズル20から吐出されたモルタルが接触し、上層L4と直下層L5との端面の隙間を埋めることができる距離を用いる。これにより、側面部材40の位置を、ノズル20に対して決定するので、自由にノズルの経路を定めることができる。例えば、構造物の形成を開始した途中で側面部材40の位置を変更することもできる。 Specifically, as shown in FIG. 4A, the side member 40 is attached to the side portion of the nozzle 20. The side member 40 has a length extending in the vertical direction to the immediately lower layer L5 of the upper layer L4 formed by the mortar discharged from the nozzle 20. Further, the side surface member 40 is attached at a position where the contact surface 40s on the nozzle 20 side is separated from the nozzle 20 by a predetermined interval, as in the above embodiment. As this predetermined interval, a distance that can contact the mortar discharged from the nozzle 20 and fill the gap between the end surfaces of the upper layer L4 and the immediately lower layer L5 is used. Thereby, since the position of the side member 40 is determined with respect to the nozzle 20, the path | route of a nozzle can be defined freely. For example, the position of the side member 40 can be changed while the formation of the structure is started.
更に、この場合、側面部材40を上下方向に昇降させる昇降装置をノズル20に取り付けてもよい。この場合、当接面の大きさや形状に応じて、側面部材40を上下させることができる。例えば、ノズル20が積層するモルタル同士を連結する部分等、側面を形成しない位置に至った場合には、側面部材40を上昇させることにより、側面部材40が、構造物の形成に邪魔にならない構成にすることができる。
なお、ノズル20とともに移動する側面部材40を、ノズル20に直接取り付ける代わりに、拡幅部材N1や誘導部材N2に取り付けてもよい。
Furthermore, in this case, an elevating device that elevates and lowers the side member 40 in the vertical direction may be attached to the nozzle 20. In this case, the side member 40 can be moved up and down according to the size and shape of the contact surface. For example, when it reaches a position where the side surface is not formed, such as a portion where the mortars stacked by the nozzle 20 are connected, the side member 40 is raised so that the side member 40 does not interfere with the formation of the structure. Can be.
The side member 40 that moves together with the nozzle 20 may be attached to the widening member N1 or the guiding member N2 instead of being directly attached to the nozzle 20.
また、図4(b)に示すように、ノズル20の両側に側面部材45,46を取り付けてもよい。この場合、側面部材45,46の間隔を調整できるようにしてもよい。制御部51は、モルタルの吐出量を変更してモルタルの幅を変更する。この場合、モルタルの端部から所定間隔だけ離した位置に、側面部材45,46を配置することができる。 Further, as shown in FIG. 4B, side members 45 and 46 may be attached to both sides of the nozzle 20. In this case, the interval between the side members 45 and 46 may be adjusted. The control unit 51 changes the mortar width by changing the discharge amount of the mortar. In this case, the side members 45 and 46 can be arranged at positions separated from the end of the mortar by a predetermined interval.
更に、側面部材45,46の間隔を自由に変更可能としてもよい。例えば、側面部材45,46を、自由に摺動可能とし、吐出されたモルタルの圧力により側面部材45,46が押し広げられるようにして、側面部材45,46の間隔が変更されるような構成にしてもよい。この場合、モルタルの端部において、押圧力が低下するので、端部の広がりを抑制して平坦化できる。 Further, the interval between the side members 45 and 46 may be freely changed. For example, the side members 45 and 46 are configured to be freely slidable and the distance between the side members 45 and 46 is changed such that the side members 45 and 46 are expanded by the pressure of the discharged mortar. It may be. In this case, since the pressing force is reduced at the end of the mortar, the spread of the end can be suppressed and flattened.
また、図4(c)に示すように、側面部材47,48を、上端部の取付位置を中心にして揺動可能に取り付けてもよい。これにより、高さに応じてモルタルの吐出位置をノズル側に移動させて、傾斜した外側面を有する構造物において、側面部材47,48が外側面に当接するので、傾斜した外形側面を平坦にすることもできる。 Moreover, as shown in FIG.4 (c), you may attach the side members 47 and 48 so that rocking is possible centering | focusing on the attachment position of an upper end part. As a result, the mortar discharge position is moved to the nozzle side according to the height, and in the structure having the inclined outer surface, the side members 47 and 48 abut against the outer surface, so that the inclined outer side surface is flattened. You can also
・上記各実施形態においては、側面部材30を立設したが、側面部材30を、ノズル20の移動とは別に可動させてもよい。例えば、側面部材30を、モルタルの硬化状態や積層状態に応じて上昇させてもよい。 In each of the above embodiments, the side member 30 is erected, but the side member 30 may be moved separately from the movement of the nozzle 20. For example, you may raise the side member 30 according to the hardening state or lamination | stacking state of mortar.
具体的には、構造物の半分程度の高さの側面部材30を用いる。この側面部材30を、高さ方向に延在するガイドレールに、上下方向に可能に取り付ける。最初、側面部材30を設置面に立設して、側面部材30の上端近傍までモルタルを積層した場合には、側面部材30を、ガイドレールに沿って、形成する構造物の中央高さ程度まで上昇させて固定し、モルタルを積層する。そして、中央高さ程度に固定した側面部材30の上端近傍までモルタルを積層した場合には、再び、側面部材30を上昇させて、側面部材の上面が構造物の高さ以上となる位置で固定し、モルタルを積層する。これにより、高い構造物を形成する場合において、構造物の全体高さよりも背の低い側面部材を用いることができる。 Specifically, the side member 30 having a height about half that of the structure is used. The side member 30 is attached to a guide rail extending in the height direction so as to be vertically movable. First, when the side member 30 is erected on the installation surface and the mortar is laminated to the vicinity of the upper end of the side member 30, the side member 30 is extended along the guide rail to the center height of the structure to be formed. Raise and fix and stack mortar. And when mortar is laminated | stacked to the upper end vicinity of the side member 30 fixed to about center height, the side member 30 is raised again and it fixes in the position where the upper surface of a side member becomes more than the height of a structure. And stacking mortar. Thereby, when forming a high structure, the side member whose height is lower than the overall height of the structure can be used.
・上記各実施形態においては、平坦な薄板で構成される側面部材30を用いた。側面部材30のノズル20側の当接面30sは、平坦に限られず、例えば、構造体の所望の側面の形状に応じた形状が形成されていてもよい。これにより、平坦以外であっても、効率よく所望の側面の形状を形成することができる。 In each of the above embodiments, the side member 30 formed of a flat thin plate is used. The contact surface 30s on the nozzle 20 side of the side member 30 is not limited to a flat shape, and for example, a shape corresponding to the shape of a desired side surface of the structure may be formed. Thereby, even if it is other than flat, a desired side surface shape can be formed efficiently.
また、側面部材30は、水平方向に直線状に延びる薄板形状に限られず、水平方向に屈曲した当接面を有する形状であってもよい。この場合、側面部材30の当接面の形状にノズル20が完全に沿うように移動しなくても、モルタルが当接面に接触することにより、当接面に沿った形状の側面を有する構造物を形成することができる。 Further, the side member 30 is not limited to the thin plate shape extending linearly in the horizontal direction, and may have a shape having a contact surface bent in the horizontal direction. In this case, even if the nozzle 20 does not move completely along the shape of the contact surface of the side member 30, the mortar comes into contact with the contact surface, thereby having a side surface having a shape along the contact surface. Things can be formed.
L1,L2,L3…モルタル層、L4…上層、L5…直下層、N1…拡幅部材、N2…誘導部材、Cn0,Cn1…中心軸、10…構造物形成システム、20…ノズル、21…取付部、25…ロボットアーム、30,40,45,46,47,48…側面部材、30s,40s…当接面、50…制御装置、51…制御部、511…積層管理部、512…移動制御部、513…吐出量制御部。 L1, L2, L3 ... Mortar layer, L4 ... Upper layer, L5 ... Directly lower layer, N1 ... Widening member, N2 ... Induction member, Cn0, Cn1 ... Central axis, 10 ... Structure forming system, 20 ... Nozzle, 21 ... Mounting part , 25 ... Robot arm, 30, 40, 45, 46, 47, 48 ... Side members, 30s, 40s ... Contact surface, 50 ... Control device, 51 ... Control unit, 511 ... Stacking management unit, 512 ... Movement control unit 513: A discharge amount control unit.
Claims (6)
前記モルタルに接触させる当接面を有した側面部材を、前記構造物の側面に対応する位置に立設させた後、
前記ノズルから前記モルタルを吐出させながら、前記吐出されたモルタルを前記当接面に接触させて水平方向に前記ノズルを移動させることを特徴とする構造物形成方法。 A structure forming method for forming a structure by laminating mortar discharged from a movable nozzle,
After the side member having a contact surface to be brought into contact with the mortar is erected at a position corresponding to the side surface of the structure,
While discharging the mortar from the nozzle, the discharged mortar is brought into contact with the contact surface to move the nozzle in a horizontal direction.
前記吐出させたモルタルを積層させて構造物を形成する構造物形成システムであって、
前記モルタルに接触させる当接面を有した側面部材と、
前記ノズルから前記モルタルを吐出させながら、前記吐出されたモルタルを前記当接面に接触させて水平方向に前記ノズルを移動させる制御部とを更に備えたことを特徴とする構造物形成システム。 A moving means for moving a nozzle for discharging mortar,
A structure forming system for forming a structure by laminating the discharged mortar,
A side member having an abutment surface to contact the mortar;
A structure forming system, further comprising: a controller that moves the nozzle in a horizontal direction by bringing the discharged mortar into contact with the contact surface while discharging the mortar from the nozzle.
前記当接面は、前記積層されるモルタルが層間の端部の隙間を埋めて側面が平滑となる位置に設置されていることを特徴とする請求項3に記載の構造物形成システム。 The side member has a plate shape,
4. The structure forming system according to claim 3, wherein the contact surface is installed at a position where the laminated mortar fills a gap between end portions between layers and the side surface is smooth.
前記当接面は、前記ノズルから吐出された最上層の側面と、この最上層の直下の層の側面とに少なくとも接触することを特徴とする請求項3に記載の構造物形成システム。 The moving means moves the side member together with the nozzle,
4. The structure forming system according to claim 3, wherein the contact surface is in contact with at least a side surface of the uppermost layer discharged from the nozzle and a side surface of a layer immediately below the uppermost layer.
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