JP2019188559A - Head device and blast device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッド装置及びブラスト装置に関する。 The present invention relates to a head device and a blast device.
バキュームブラスト装置は、バキュームガンから対象面に研削材を噴射することで、対象面の表面の塗膜等を除去する。バキュームブラスト装置では、対象面に噴射した研磨材や除去された塗膜の粉末等の粉塵が飛散しないように、例えば研削材を噴射しつつ対象面を吸引して当該粉末を回収する構成のバキュームガンが用いられている。また、このようなバキュームブラスト装置を移動台に搭載し、作業者の遠隔操作等により移動台を対象面に沿って移動させる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 The vacuum blasting apparatus removes a coating film or the like on the surface of the target surface by injecting an abrasive from the vacuum gun onto the target surface. In the vacuum blasting device, the vacuum is configured to collect the powder by sucking the target surface while spraying, for example, abrasives so that dust such as abrasives sprayed on the target surface and powder of the removed coating film does not scatter. A gun is used. Also, a configuration is known in which such a vacuum blasting device is mounted on a moving table, and the moving table is moved along a target surface by a remote operation of an operator or the like (see, for example, Patent Document 1).
上記のバキュームブラスト装置において、高精度のブラストを行うためには、バキュームガンと対象面との位置関係が変動しないように維持することが求められる。そのため、例えば複数のセンサを用いてバキュームガンの位置を検出し、検出結果に基づいてバキュームガン又は移動台等の位置制御及びトルク制御等を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、制御構成が複雑化してしまう。 In the vacuum blasting apparatus described above, in order to perform high-precision blasting, it is required to maintain the positional relationship between the vacuum gun and the target surface so as not to fluctuate. For this reason, for example, it is conceivable to detect the position of the vacuum gun using a plurality of sensors and perform position control and torque control of the vacuum gun or the moving table based on the detection result. However, in this case, the control configuration becomes complicated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、制御構成を複雑化することなく、作業面に対して高精度の作業を行うことが可能なヘッド装置及びブラスト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a head device and a blast device capable of performing high-precision work on a work surface without complicating the control configuration. To do.
本発明に係るヘッド装置は、平面状の作業面に対して作業を行う作業部を有する工具に取り付けられるヘッド装置であって、平行な第1面及び第2面を有する板状であり、前記第1面側に前記作業部が突出する状態で前記工具に固定されるベース部と、前記ベース部の前記第1面側に配置され、前記ベース部に対して前記作業面側への吸着力を発生させる吸着装置と、前記ベース部の前記第1面側であって前記作業部及び前記吸着装置よりも前記第1面から突出した位置に配置されたキャスターを有し、前記キャスターにより前記ベース部を前記作業面上で移動させる平面移動部と、前記ベース部の前記第2面側において前記工具に取り付けられ球面状の外周面を有する内輪と、前記内輪に取り付けられ前記外周面に沿って回動可能な外輪とを有する球面軸受と、前記球面軸受の前記外輪に固定され前記ベース部の前記第2面に交差する直線状の軸線方向に延びる軸部材と、前記軸部材によって前記軸線方向に貫通されかつ前記軸線方向に案内されて直線移動する可動部材と、を有する直線移動部と、前記可動部材に固定され、前記工具を移動させるためのロボット装置に接続される駆動力伝達部材とを備える。 A head device according to the present invention is a head device that is attached to a tool having a working portion that performs work on a planar work surface, and is a plate shape having a parallel first surface and a second surface, A base portion fixed to the tool in a state in which the working portion protrudes on the first surface side; and a suction force on the working surface side with respect to the base portion, which is disposed on the first surface side of the base portion. And a caster disposed on the first surface side of the base portion at a position protruding from the first surface with respect to the working portion and the suction device, and the base by the caster A plane moving part for moving the part on the work surface, an inner ring having a spherical outer peripheral surface attached to the tool on the second surface side of the base part, and attached to the inner ring along the outer peripheral surface With a rotatable outer ring A spherical bearing having a shaft member extending in a linear axial direction that is fixed to the outer ring of the spherical bearing and intersects the second surface of the base portion, and is penetrated in the axial direction by the shaft member and is in the axial direction A linearly moving part having a movable member guided linearly, and a driving force transmitting member fixed to the movable member and connected to a robot apparatus for moving the tool.
従って、ロボット装置から駆動力伝達部材に対して第1面及び第2面に平行な方向に駆動力が伝達された場合、当該駆動力は直線移動部及び球面軸受を介して工具に伝達される。この力により、工具が第1面及び第2面に平行な方向に移動可能となる。また、ロボット装置から駆動力伝達部材に対して、第1面及び第2面に平行な方向とは異なる方向に駆動力が伝達された場合、第1面及び第2面に直交する方向の成分については、直線移動部により吸収される。また、回転方向の成分については、内輪の外周面を構成する球面に沿って外輪が回動するため、直線移動部及び球面軸受によって吸収される。そのため、当該力が工具に伝達されることが抑制される。このため、工具が第1面及び第2面に平行な方向とは異なる方向に移動することを抑制でき、作業面と工具との位置関係を高精度に維持することができる。これにより、ロボット装置の制御構成を複雑化することなく、作業面に対して高精度の作業を行うことが可能となる。 Therefore, when the driving force is transmitted from the robot device to the driving force transmitting member in the direction parallel to the first surface and the second surface, the driving force is transmitted to the tool via the linear moving portion and the spherical bearing. . This force enables the tool to move in a direction parallel to the first surface and the second surface. In addition, when the driving force is transmitted from the robot apparatus to the driving force transmitting member in a direction different from the direction parallel to the first surface and the second surface, the component in the direction orthogonal to the first surface and the second surface Is absorbed by the linear moving part. In addition, the rotational direction component is absorbed by the linear moving portion and the spherical bearing because the outer ring rotates along the spherical surface constituting the outer peripheral surface of the inner ring. Therefore, the force is suppressed from being transmitted to the tool. For this reason, it can suppress that a tool moves to the direction different from the direction parallel to a 1st surface and a 2nd surface, and can maintain the positional relationship of a working surface and a tool with high precision. This makes it possible to perform highly accurate work on the work surface without complicating the control configuration of the robot apparatus.
また、上記のヘッド装置において、前記工具は、研削材を前記作業面に噴射し、前記作業面に噴射された前記研削材を含む対象物を吸引するバキュームガンであってもよい。 Further, in the above head device, the tool may be a vacuum gun that injects an abrasive onto the work surface and sucks an object including the abrasive injected onto the work surface.
従って、ロボット装置によりバキュームガンと作業面との位置関係を高精度に維持することができる。これにより、作業面に対して研削作業を高精度に行うことが可能となる。 Therefore, the positional relationship between the vacuum gun and the work surface can be maintained with high accuracy by the robot apparatus. As a result, it is possible to perform the grinding operation on the work surface with high accuracy.
また、上記のヘッド装置において、前記バキュームガンは、前記研削材を供給する供給管と、前記対象物を回収する回収管とを有し、前記供給管及び前記回収管を吊り下げて支持するスプリングバランサーを更に備えてもよい。 In the above head device, the vacuum gun has a supply pipe for supplying the abrasive and a recovery pipe for recovering the object, and a spring for hanging and supporting the supply pipe and the recovery pipe A balancer may be further provided.
従って、供給管及び回収管からバキュームガンに加わる力を低減することができるため、ロボット装置によりバキュームガンをより高精度に移動させることができる。 Accordingly, since the force applied to the vacuum gun from the supply pipe and the recovery pipe can be reduced, the vacuum gun can be moved with higher accuracy by the robot apparatus.
また、上記のヘッド装置において、前記作業面は、磁性体を含み、前記吸着装置は、前記磁性体を含む前記作業面に対向して配置される複数の磁石を有してもよい。 In the head device described above, the work surface may include a magnetic body, and the attracting device may include a plurality of magnets disposed to face the work surface including the magnetic body.
従って、簡単な構成で、ベース部に対して作業面側への吸着力を発生させることができる。 Accordingly, it is possible to generate an attracting force toward the work surface with respect to the base portion with a simple configuration.
また、上記のヘッド装置において、前記磁石は、前記第1面との距離を調整可能な調整部を介して前記ベース部に装着されてもよい。 In the head device described above, the magnet may be attached to the base portion via an adjustment portion capable of adjusting a distance from the first surface.
従って、調整部により磁石と第1面との距離を調整することで、磁石と作業面との距離を調整することができる。このため、作業面と磁石とが引き合う磁力の強さを容易に調整できる。 Therefore, the distance between the magnet and the work surface can be adjusted by adjusting the distance between the magnet and the first surface by the adjusting unit. For this reason, the strength of the magnetic force attracted by the work surface and the magnet can be easily adjusted.
また、上記のヘッド装置において、前記平面移動部は、前記キャスターが3箇所に配置されてもよい。 In the head device described above, the plane moving unit may include the casters at three locations.
従って、3箇所のキャスターにより、ベース部を平面状の作業面に安定して支持することができる。 Accordingly, the base portion can be stably supported on the planar work surface by the three casters.
本発明に係るブラスト装置は、研削材を前記作業面に噴射し、前記作業面に噴射された前記研削材を含む対象物を吸引するバキュームガンと、前記研削材の供給源と、前記対象物を吸引するための吸引源とを有する本体部と、前記バキュームガンに取り付けられる上記のヘッド装置とを備える。 The blasting apparatus according to the present invention includes a vacuum gun that injects a grinding material onto the work surface, and sucks an object including the abrasive material that is sprayed onto the work surface, a supply source of the grinding material, and the object And a head unit attached to the vacuum gun.
従って、作業面に対して高精度のブラスト作業を行うことが可能なブラスト装置を提供できる。 Therefore, it is possible to provide a blasting device that can perform high-precision blasting on the work surface.
本発明に係るヘッド装置によれば、ロボット装置の位置を制御する構成を複雑化することなく、作業面に対して高精度の作業を行うことが可能となる。 According to the head device of the present invention, it is possible to perform highly accurate work on the work surface without complicating the configuration for controlling the position of the robot device.
以下、本発明に係るヘッド装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a head device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係るヘッド装置100の一例を示す斜視図である。図2は、本実施形態に係るヘッド装置100の一例を示す側面図である。図3は、本実施形態に係るヘッド装置100の一例を示す平面図である。図1から図3に示すヘッド装置100は、例えばバキュームブラスト装置101のバキュームガン102に取り付けられる。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a
本実施形態において、バキュームガン102は、作業面S(図2参照)に対して、研削材を噴射する。また、バキュームガン102は、作業面Sに噴射された研削材や当該研削材によって除去された塗膜の粉末等の対象物を吸引する。本実施形態において、作業面Sは、例えば平面状であり、磁性体を含んでいる。作業面Sとしては、例えば鉄等の磁性体を含んで形成される壁部の壁面等が挙げられる。作業面Sは、例えば塗膜等が形成されている。
In this embodiment, the
本実施形態では、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該XYZ座標系においては、ヘッド装置100が取り付けられたバキュームガン102を作業面S上に配置した場合において、当該作業面Sに平行な平面をXY平面とする。このXY平面に平行な1つの直線方向をX方向と表記し、XY平面上でX方向に直交する方向をY方向と表記する。XY平面に垂直な方向はZ方向と表記する。また、X軸回りの方向をθX方向、Y軸回りの方向をθY方向、Z軸回りの方向をθZ方向と表記する。
In the present embodiment, directions in the figure will be described using an XYZ coordinate system. In the XYZ coordinate system, when the
本実施形態おけるバキュームガン102は、作業面Sの塗膜を除去する作業を行う工具の一例である。バキュームガン102は、研削材を噴射し、粉末等の対象物を吸引する作業部としての噴射吸引部102aを−Z方向の端部に有する。噴射吸引部102aは、例えば円筒状の二重管構造となっている。噴射吸引部102aは、内側の管部から研削材を噴射し、当該内側の管部と外側の管部との間の部分から対象物を吸引する構成である。なお、噴射吸引部102aの構成は、上記に限定されず、例えば二重管部分が楕円形、多角形等、他の形状であってもよいし、内側の管部と外側の管部との間の部分から研削材を噴射し、内側の管部から対象物を吸引する構成であってもよい。
The
バキュームガン102の噴射吸引部102aには、ブラシ部106が取り付けられている。ブラシ部106は、噴射吸引部102aを囲うように円環状に配置されている。ブラシ部106は、先端の位置が一周に亘って揃った状態となっている。ブラシ部106の先端は、作業面Sに当接される。
A
バキュームガン102は、噴射側接続部102b及び吸引側接続部102cを有する。噴射側接続部102bは、噴射吸引部102aに研削材を供給するブラストホース(供給管)103に接続される。吸引側接続部102cは、噴射吸引部102aから吸引される粉末等を回収するバキュームホース(回収管)104に接続される。また、バキュームガン102は、筒状部102dを有する。筒状部102dは、円筒状に形成され、噴射吸引部102aと、噴射側接続部102b及び吸引側接続部102cとの間を接続する。
The
本実施形態において、ヘッド装置100は、ロボット装置110に連結される構成である。ロボット装置110は、予め設定されたプログラム等に基づいて、ヘッド装置100を移動させる。ロボット装置110は、例えば作業面Sに配置した状態のヘッド装置100をX方向及びY方向の少なくとも一方に移動させることにより、ヘッド装置100及びバキュームガン102を作業面S上で一体で移動させる。
In the present embodiment, the
図1に示すように、ヘッド装置100は、ベース部10と、吸着装置20と、平面移動部30と、球面軸受40と、直線移動部50と、駆動力伝達部材60と、を備えている。なお、図1及び図2では、バキュームブラスト装置101を使用する状態、つまり、バキュームガン102の噴射吸引部102aを作業面Sに対向させ、ブラシ部106の先端を作業面Sに当接した状態におけるヘッド装置100の配置を示している。
As shown in FIG. 1, the
ベース部10は、板状部材11と、連結部材12とを有する。板状部材11は、例えば正三角形状であるが、この形状に限定されず、四角形等の多角形であってもよいし、円形、楕円形等の形状であってもよい。板状部材11は、例えばポリカーボネート等の樹脂材料を用いて形成される。このため、板状部材11は、金属材料等を用いて形成した場合に比べて軽量化される。
The
板状部材11は、平行に配置された第1面11a及び第2面11bを有する。ヘッド装置100は、第1面11aを作業面Sに対向した状態で用いられる。板状部材11は、第1面11a及び第2面11bがXY平面(ブラシ部106の先端を含む平面)に平行となるように配置される。板状部材11は、第1面11aと第2面11bとの間を貫通する貫通部11c(図2参照)を有する。貫通部11cは、例えば円形状である。貫通部11cには、バキュームガン102が配置される。バキュームガン102は、第1面11aと第2面11bとの間を貫通して配置される。バキュームガン102の噴射吸引部102a及びブラシ部106は、板状部材11の第1面11a側に配置される。
The plate-
連結部材12は、例えばネジ等の固定部材により、バキュームガン102と板状部材11とを連結する。連結部材12により、バキュームガン102と板状部材11とが一体に固定される。したがって、バキュームガン102と板状部材11との間は、X方向、Y方向、Z方向、θX方向、θY方向、及びθZ方向の各方向について、位置が固定された状態となっている。
The connecting
吸着装置20は、ベース部10に対して作業面S側への吸着力を発生させる。吸着装置20は、磁石21と装着部(調整部)22とを有する。磁石21は、装着部22によって板状部材11の第1面11a側に装着される。磁石21は、例えば貫通部11cの周縁部に複数配置される。本実施形態では、磁石21がθZ方向に等ピッチで8個配置された構成を例に挙げているが、磁石21の個数及び配置については、これに限定されない。
The
磁石21は、磁力により、磁性体を含む作業面Sに引き寄せられる。磁石21の当該磁力により、装着部22を介して板状部材11及びバキュームガン102が作業面Sに引き寄せられる。装着部22は、磁石21と板状部材11との距離を調整可能である。装着部22によって磁石21と板状部材11との距離を調整することにより、磁石21と作業面Sとの距離が調整され、作業面Sに引き寄せられる力が調整される。
The
平面移動部30は、ヘッド装置100をX方向及びY方向に移動させる。平面移動部30は、キャスター31を有する。キャスター31は、板状部材11の第1面11a側に少なくとも3つ配置される。3つのキャスター31は、それぞれ−Z側の端部において作業面Sに点接触して、作業面S上を転動可能である。3つのキャスター31により、ベース部10は、作業面Sに3点で支持されるため、安定した姿勢を維持可能である。
The
キャスター31は、板状部材11の第1面11aとの間にスペーサ32を介して配置される。スペーサ32は、異なる長さを有する他のスペーサに交換可能であってもよい。3つのキャスター31は、例えば正三角形状の板状部材11の角部に対応する位置に配置されるが、これに限定されず、第1面11a側の他の位置に配置されてもよい。なお、キャスター31は、4つ以上設けられてもよい。3つのキャスター31は、作業面Sに点接触する3点を含む平面がXY平面に平行となるように、寸法及び板状部材11からの距離等が設定される。
The
球面軸受40は、内輪41及び外輪42を有する。内輪41は、筒状であり、バキュームガン102の筒状部102dに固定される。内輪41は、外周面41aが球面状である。外輪42は、筒状であり、内輪41の外周側に取り付けられる。外輪42は、内周面42aが球面状である。外輪42の内周面42aの径は、内輪41の外周面41aの径と等しい。球面軸受40は、外輪42の内周面42aと内輪41の外周面41aとが当接した状態で、外輪42が内輪41に対してθX方向、θY方向及びθZ方向に回動可能である。一方、球面軸受40は、内輪41と外輪42との間におけるX方向、Y方向及びZ方向への相対移動が規制されている。外輪42は、外周側に突出するフランジ部43を有する。
The
直線移動部50は、軸部材51と、リニアブッシュ(可動部材)52とを有する。軸部材51は、例えば円柱状であり、フランジ部43に固定される。軸部材51は、例えば外輪42を囲む4箇所に配置される。4つの軸部材51は、第2面11bに交差する直線状の軸線方向に延びている。本実施形態では、4つの軸部材51は、第2面11bに直交する方向に延びており、中心軸の軸線方向がZ方向に平行となるように配置される。軸部材51は、+Z側の端部にストッパ51aを有する。ストッパ51aは、例えば矩形板状であるが、この形状に限定されない。ストッパ51aは、リニアブッシュ52の+Z側への移動を規制し、リニアブッシュ52が軸部材51から抜けることを抑制する。
The linear moving
リニアブッシュ52は、円筒状であり、各軸部材51に貫通された状態で配置される。各リニアブッシュ52は、中心軸の軸線方向の寸法が等しくなっている。リニアブッシュ52は、軸部材51に沿って、ストッパ51aとフランジ部43との間をZ方向に移動可能である。
The
駆動力伝達部材60は、ロボット装置110のアーム111に接続される。駆動力伝達部材60は、例えばL状に曲げられた板状部材が用いられる。なお、駆動力伝達部材60の構成については、L状の板状部材に限定されず、他の形状であってもよい。また、駆動力伝達部材60は、複数の部材が連結された構成であってもよい。
The driving
駆動力伝達部材60は、アーム接続部61と、ブッシュ接続部62とを有する。アーム接続部61は、アーム111に接続される。ブッシュ接続部62は、ネジ等の固定部材により4つのリニアブッシュ52に連結される。ブッシュ接続部62は、4つのリニアブッシュ52と一体である。したがって、ブッシュ接続部62は、4つのリニアブッシュ52と一体でZ方向に移動可能である。
The driving
ヘッド装置100は、図1に示すように、スプリングバランサー70を備える構成であってもよい。スプリングバランサー70は、ブラストホース103及びバキュームホース104を吊り下げて支持する。スプリングバランサー70は、ブラストホース103及びバキュームホース104からバキュームガン102に加わる力を低減する。
The
図4は、ヘッド装置100及びバキュームブラスト装置101の使用態様の一例を概略的に示す斜視図である。図4に示すように、バキュームブラスト装置101は、上記のバキュームガン102と、研削材を供給する供給源107と、吸引を行うための吸引源108と、本実施形態に係るヘッド装置100とを備えている。供給源107は、ブラストホース103を介してバキュームガン102の噴射側接続部102bに接続される。吸引源108は、バキュームホース104を介してバキュームガン102の吸引側接続部102cに接続される。供給源107及び吸引源108は、例えば筐体(本体部)105等にまとめて収容されるが、これに限定されない。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of how the
また、図4では、ヘッド装置100の一部の構成を省略した状態で示している。図4に示すように、ヘッド装置100は、連結部材12によりバキュームガン102に取り付けられる。また、ヘッド装置100は、駆動力伝達部材60にロボット装置110のアーム111が接続される。なお、ロボット装置110は、例えば昇降台112に設置される。昇降台112は、車輪112a等の移動機構を有し、床部Fに敷設されたガイド部113に沿って移動可能である。ロボット装置110は、昇降台112、車輪112a及びガイド部113を介して床部Fに安定して支持される。
In FIG. 4, a part of the configuration of the
この状態から、鉄等により形成された表面に塗膜が設けられた壁部Wの作業面Sに3つのキャスター31を当接する。なお、壁部Wとしては、例えば橋梁の主塔の壁部等、大面積を有する壁部であってもよい。そして、3つのキャスター31と板状部材11との距離を調整し、磁石21と対象面との距離を調整する。また、バキュームブラスト装置101の噴射側接続部102bにブラストホース103を接続し、吸引側接続部102cにバキュームホース104を接続する。このとき、ブラストホース103及びバキュームホース104を、スプリングバランサー70により吊り下げる。スプリングバランサー70は、例えば予め設定されたワイヤー71等に吊り下げておく。これにより、ブラストホース103及びバキュームホース104の重量による引っ張り力や、ブラストホース103及びバキュームホース104の弾性等による押し付け力等がバキュームガン102に加わることを抑制できる。
From this state, the three
その後、バキュームブラスト装置101の供給部107からバキュームガン102に研削材を供給し、バキュームガン102から研削材を噴射させる。また、バキュームブラスト装置101の吸引部108により吸引を行わせる。さらに、ロボット装置110を制御し、アーム111をX方向、Y方向、及びθZ方向に移動させることにより、アーム111と一体でヘッド装置100の駆動力伝達部材60がX方向、Y方向、及びθZ方向にそれぞれ移動する。
Thereafter, the abrasive is supplied from the
駆動力伝達部材60は、4つのリニアブッシュ52と一体で設けられている。したがって、駆動力伝達部材60の移動により、各リニアブッシュ52は、X方向、Y方向、及びθZ方向に力を受ける。ここで、各リニアブッシュ52は、軸部材51によってZ方向に貫通されている。また、軸部材51は、球面軸受40のフランジ部43に固定されている。このため、各リニアブッシュ52に加えられる力は、軸部材51に伝達され、軸部材51からフランジ部43、外輪42及び内輪41を介してバキュームガン102の筒状部102dに伝達される。
The driving
バキュームガン102は、連結部材12によりベース部10に固定されている。したがって、バキュームガン102に伝達された力は、ベース部10に伝達され、キャスター31を転動させる。キャスター31の転動により、バキュームガン102がベース部10と一体で作業面S上をX方向、Y方向、及びθZ方向に移動可能となる。
The
ロボット装置110のアーム111をX方向、Y方向、及びθZ方向に移動させることにより、バキュームガン102の位置が作業面Sに沿ってX方向、Y方向、及びθZ方向に移動する。この動作により、作業面S上でバキュームガン102の位置を移動しつつ、バキュームガン102から研削材を噴射して作業面Sを研磨する。ロボット装置110によってバキュームガン102を移動させることにより、作業者が手作業でバキュームガン102を移動させる場合に比べて、ブラスト精度の向上及び作業者の負担軽減が可能となる。
By moving the
この構成において、高精度のブラストを行うためには、バキュームガン102と作業面Sとの位置関係が変動しないように維持することが求められる。より具体的には、バキュームガン102と、作業面Sとの間で、上記のX方向、Y方向、及びθZ方向とは異なる方向における位置関係、つまりZ方向、θX方向、及びθY方向における位置関係が変動しないように維持することが求められる。
In this configuration, in order to perform high-precision blasting, it is required to maintain the positional relationship between the
本実施形態において、ヘッド装置100は、ロボット装置110のアーム111が目標位置に対してZ方向、θX方向、及びθY方向にずれた場合、当該アーム111のずれを吸収する。ヘッド装置100により、バキュームガン102と作業面Sとの間の、Z方向、θX方向、及びθY方向における位置関係が維持される。
In the present embodiment, the
図5及び図6は、ヘッド装置100の使用状態の一例を示す側面図である。図5及び図6では、アーム111がZ方向にずれる場合におけるヘッド装置100の状態を示している。図5に示すように、アーム111が−Z方向にずれる場合、駆動力伝達部材60に対して−Z方向の力が加えられる。本実施形態では、駆動力伝達部材60がリニアブッシュ52と一体で設けられ、リニアブッシュ52が軸部材51に対してZ方向に平行に移動可能である。したがって、駆動力伝達部材60は、リニアブッシュ52と一体で−Z方向に移動する。また、図6に示すように、アーム111が+Z方向にずれる場合、駆動力伝達部材60は、リニアブッシュ52と一体で+Z方向に移動する。
5 and 6 are side views showing an example of the usage state of the
このように、アーム111がZ方向にずれる場合、リニアブッシュ52がZ方向に移動することによって当該ずれが吸収される。したがって、アーム111がZ方向にずれる場合には、バキュームガン102に対するZ方向の力の伝達が抑制され、バキュームガン102と作業面Sとの間の位置関係が維持される。
Thus, when the
図7及び図8は、ヘッド装置100の使用状態の一例を示す側面図である。図7及び図8では、アーム111がθY方向にずれる場合におけるヘッド装置100の状態を示している。図7に示すように、アーム111がθY方向の一方(図7における、反時計回りの方向)にずれる場合、駆動力伝達部材60に対してθY方向の一方に向けて力が加えられる。本実施形態では、駆動力伝達部材60が軸部材51及びフランジ部43を介して球面軸受40の外輪42と一体で設けられ、外輪42が内輪41の外周面41aに沿って回動可能である。したがって、駆動力伝達部材60は、外輪42と一体でθY方向の一方に移動する。また、図8に示すように、アーム111がθY方向の他方(図8における時計回りの方向)にずれる場合、駆動力伝達部材60は、外輪42と一体でθY方向の他方に移動する。
7 and 8 are side views showing an example of the usage state of the
このように、アーム111がθY方向にずれる場合、外輪42がθY方向に移動することによって当該ずれが吸収される。したがって、アーム111がθY方向にずれる場合には、バキュームガン102に対するθYの力の伝達が抑制され、バキュームガン102と作業面Sとの間の位置関係が維持される。
Thus, when the
また、アーム111がθX方向にずれる場合も同様である。すなわち、アーム111がθX方向にずれる場合、外輪42がθX方向に移動することによって当該ずれが吸収される。したがって、アーム111がθX方向にずれる場合には、バキュームガン102に対するθX方向の力の伝達が抑制され、バキュームガン102と作業面Sとの間の位置関係が維持される。
The same applies when the
図9は、ヘッド装置100の他の状態を示す側面図である。図9に示す状態では、上記の各状態に比べて、Z方向の長さが長いスペーサ32を適用している。このように、スペーサ32のZ方向の長さを調整することにより、ベース部10の第1面11aと作業面Sとの距離を調整することができる。
FIG. 9 is a side view showing another state of the
例えば、ヘッド装置100を取り付けた場合におけるベース部10の第1面11aからブラシ部106の先端までの距離が、個々のバキュームガン102によって異なる場合がある。その場合、ブラシ部106が作業面Sに対して適切な状態で当接するように、第1面11aと作業面Sとの距離を調整する必要がある。本実施形態では、スペーサ32のZ方向の長さを調整することにより、ベース部10の第1面11aと作業面Sとの距離を適切に調整することができる。
For example, when the
図10は、ヘッド装置100の使用状態の他の例を示す側面図である。図10に示す状態では、上記の各状態に比べて、磁石21と作業面Sとの距離が大きくなっている。このように、装着部22によって磁石21と第1面11aとの距離を調整することにより、作業面Sと磁石21とが引き合う磁力の強さを容易に調整できる。
FIG. 10 is a side view illustrating another example of the usage state of the
例えば、噴射吸引部102aから噴射される研削材の噴射圧、吸引圧が個々のバキュームガン102によって異なる場合がある。その場合、例えばキャスター31が作業面Sから容易に離れたりしないように、作業面Sと磁石21とが引き合う磁力の強さを調整する必要がある。本実施形態では、磁石21と第1面11aとの距離を調整することにより、作業面Sと磁石21とが引き合う磁力の強さを適切に調整できる。
For example, the spray pressure and suction pressure of the abrasive sprayed from the
以上のように、本実施形態に係るヘッド装置100は、磁性体を含む平面状の作業面Sに対して研削材を噴射し、当該研削材を含む対象物を吸引する作業を行う作業部であるブラシ部106を有するバキュームガン102に取り付けられるヘッド装置100であって、平行な第1面11a及び第2面11bを有する板状であり、第1面11a側にブラシ部106が突出する状態でバキュームガン102に固定されるベース部10と、ベース部10の第1面11a側に配置される複数の磁石21と、ベース部10の第1面11a側であってブラシ部106及び磁石21よりも第1面11aから突出した位置に配置されたキャスター31を有し、キャスター31によりベース部10を作業面S上で移動させる平面移動部30と、ベース部10の第2面11b側においてバキュームガン102に取り付けられ球面状の外周面41aを有する内輪41と、内輪41に取り付けられ外周面41aに沿って回動可能な外輪42とを有する球面軸受40と、球面軸受40の外輪42に固定されベース部10の第2面11bに交差する直線状の軸線方向に延びる軸部材51と、軸部材51によって軸線方向に貫通されかつ軸線方向に案内されて直線移動するリニアブッシュ52と、を有する直線移動部50と、リニアブッシュ52に固定され、バキュームガン102を移動させるためのロボット装置110に接続される駆動力伝達部材60とを備える。
As described above, the
従って、ロボット装置110から駆動力伝達部材60に対して第1面11a及び第2面11bに平行な方向に駆動力が伝達された場合、当該駆動力は直線移動部50及び球面軸受40を介してバキュームガン102に伝達される。この力により、バキュームガン102が第1面11a及び第2面11bに平行な方向に移動可能となる。また、ロボット装置110から駆動力伝達部材60に対して、Z方向、θX方向及びθY方向に駆動力が伝達された場合、Z方向の成分については、直線移動部50により吸収される。また、θX方向及びθY方向の成分については、内輪41の外周面41aを構成する球面に沿って外輪42が回動するため、直線移動部50及び球面軸受40によって吸収される。そのため、当該力がバキュームガン102に伝達されることが抑制される。このため、バキュームガン102がZ方向、θX方向及びθY方向に移動することを抑制でき、作業面Sとバキュームガン102との位置関係を高精度に維持することができる。これにより、ロボット装置110の制御構成を複雑化することなく、作業面Sに対して高精度の作業を行うことが可能となる。例えば、橋梁の主塔の壁部のような、少なくとも一辺の長さが数mを超えるような大面積の作業面Sに対しても、また、少なくとも一辺の長さが10mを超えるような大面積の作業面Sに対しても、高精度の作業を安定的に行うことが可能となる。
Therefore, when the driving force is transmitted from the
また、本実施形態に係るヘッド装置100において、工具として、研削材を作業面Sに噴射し、作業面Sに噴射された研削材を含む対象物を吸引するバキュームガン102であってもよい。従って、ロボット装置110によりバキュームガン102と作業面Sとの位置関係を高精度に維持することができる。これにより、作業面Sに対して研削作業を高精度に行うことが可能となる。
In the
また、本実施形態に係るヘッド装置100において、バキュームガン102は、研削材を供給するブラストホース103と、対象物を回収するバキュームホース104とを有し、ブラストホース103及びバキュームホース104を吊り下げて支持するスプリングバランサー70を更に備えてもよい。従って、ブラストホース103及びバキュームホース104からバキュームガン102に加わる力を低減することができるため、ロボット装置110によりバキュームガン102をより高精度に移動させることができる。
In the
また、本実施形態に係るヘッド装置100において、磁石21は、第1面11aとの距離を調整可能な装着部22を介してベース部10に装着される。従って、装着部22により磁石21と第1面11aとの距離を調整することで、磁石21と作業面Sとの距離を調整することができる。このため、作業面Sと磁石21とが引き合う磁力の強さを容易に調整できる。
In the
また、本実施形態に係るヘッド装置100において、平面移動部30は、キャスター31が3箇所に配置されてもよい。従って、3箇所のキャスター31により、ベース部10を平面状の作業面Sに安定して支持することができる。
In the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、ヘッド装置100がバキュームブラスト装置101に装着された場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。ヘッド装置100は、例えばパワーブラシ装置、レーザーブラスト装置、電磁誘導加熱装置、溶接装置、溶射装置等の、平面状の作業面に対して作業を行う他の工具に取り付けて用いてもよい。その場合においても、ロボット装置110によってヘッド装置100を介して工具を移動させることにより、作業者が手作業で工具を移動させる場合に比べて、作業精度の向上及び作業者の負担軽減が図られる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、ロボット装置110がアーム111を有し、アーム111を介してヘッド装置100を移動させる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。上記ロボット装置110は、予め設定されたプログラム等に基づいてヘッド装置100を移動させる構成であれば、アーム111とは異なる構成であってもよい。例えば、ロボット装置110は、ヘッド装置100をX方向及びY方向に移動させる平面プロッター等を有する構成であってもよい。この場合、平面プロッターの移動部材にヘッド装置100が取り付けられる構成とすることができる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
また、上記実施形態では、作業面Sが磁性体を含む平面であり、吸着装置20が磁石21を有し、磁石21と磁性体を含む作業面Sとの間に生じる磁力を吸着力とする構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、ベース部10に対して作業面S側への吸着力を発生させる構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、吸着装置20は、作業面Sを吸引する吸引装置であり、吸引装置の吸引力を吸着力としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the work surface S is a plane containing a magnetic body, the adsorption |
10 ベース部
11 板状部材
11a 第1面
11b 第2面
11c 貫通部
12 連結部材
20 吸着装置
21 磁石
22 装着部
30 平面移動部
31 キャスター
32 スペーサ
40 球面軸受
41 内輪
41a 外周面
42 外輪
42a 内周面
43 フランジ部
50 直線移動部
51 軸部材
51a ストッパ
52 リニアブッシュ
60 駆動力伝達部材
61 アーム接続部
62 ブッシュ接続部
70 スプリングバランサー
71 ワイヤー
100 ヘッド装置
101 バキュームブラスト装置
102 バキュームガン
102a 噴射吸引部
102b 噴射側接続部
102c 吸引側接続部
102d 筒状部
103 ブラストホース
104 バキュームホース
105 筐体
106 ブラシ部
107 供給源
108 吸引源
110 ロボット装置
111 アーム
S 作業面
W 壁部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
平行な第1面及び第2面を有する板状であり、前記第1面側に前記作業部が突出する状態で前記工具に固定されるベース部と、
前記ベース部の前記第1面側に配置され、前記ベース部に対して前記作業面側への吸着力を発生させる吸着装置と、
前記ベース部の前記第1面側であって前記作業部及び前記吸着装置よりも前記第1面から突出した位置に配置されたキャスターを有し、前記キャスターにより前記ベース部を前記作業面上で移動させる平面移動部と、
前記ベース部の前記第2面側において前記工具に取り付けられ球面状の外周面を有する内輪と、前記内輪に取り付けられ前記外周面に沿って回動可能な外輪とを有する球面軸受と、
前記球面軸受の前記外輪に固定され前記ベース部の前記第2面に交差する直線状の軸線方向に延びる軸部材と、前記軸部材によって前記軸線方向に貫通されかつ前記軸線方向に案内されて直線移動する可動部材と、を有する直線移動部と、
前記可動部材に固定され、前記工具を移動させるためのロボット装置に接続される駆動力伝達部材と
を備えるヘッド装置。 A head device attached to a tool having a working unit for working on a planar work surface,
A base portion having a parallel first surface and a second surface, and a base portion fixed to the tool in a state where the working portion protrudes on the first surface side;
A suction device disposed on the first surface side of the base portion and generating a suction force toward the work surface side with respect to the base portion;
The caster is disposed on the first surface side of the base portion and at a position protruding from the first surface relative to the working portion and the suction device, and the base portion is placed on the working surface by the caster. A plane moving part to be moved;
A spherical bearing having an inner ring attached to the tool and having a spherical outer peripheral surface on the second surface side of the base portion; and an outer ring attached to the inner ring and rotatable along the outer peripheral surface;
A shaft member that is fixed to the outer ring of the spherical bearing and extends in a linear axial direction intersecting the second surface of the base portion, and is linearly penetrated by the shaft member in the axial direction and guided in the axial direction. A linear moving part having a movable member that moves;
And a driving force transmission member fixed to the movable member and connected to a robot device for moving the tool.
請求項1に記載のヘッド装置。 The head device according to claim 1, wherein the tool is a vacuum gun that injects abrasives onto the work surface and sucks an object including the abrasives injected onto the work surface.
前記供給管及び前記回収管を吊り下げて支持するスプリングバランサーを更に備える
請求項2に記載のヘッド装置。 The vacuum gun has a supply pipe for supplying the abrasive and a recovery pipe for recovering the object,
The head device according to claim 2, further comprising a spring balancer that suspends and supports the supply pipe and the recovery pipe.
前記吸着装置は、前記磁性体を含む前記作業面に対向して配置される複数の磁石を有する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヘッド装置。 The work surface includes a magnetic material,
The head device according to any one of claims 1 to 3, wherein the attraction device includes a plurality of magnets arranged to face the work surface including the magnetic body.
請求項4に記載のヘッド装置。 The head device according to claim 4, wherein the magnet is attached to the base portion via an adjustment unit capable of adjusting a distance from the first surface.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のヘッド装置。 The head device according to any one of claims 1 to 5, wherein the plane moving unit includes the casters arranged at three locations.
前記研削材の供給源と、前記対象物を吸引するための吸引源とを有する本体部と、
前記バキュームガンに取り付けられる請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のヘッド装置と
を備えるブラスト装置。 A vacuum gun for injecting a grinding material onto the work surface and sucking an object including the abrasive material sprayed onto the work surface;
A main body having a supply source of the abrasive and a suction source for sucking the object;
A blasting device comprising: the head device according to any one of claims 1 to 6, which is attached to the vacuum gun.
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CN111958504A (en) * | 2020-08-11 | 2020-11-20 | 水利部产品质量标准研究所 | Efficient thermal spraying process curved surface track cooperative, intelligent and environment-friendly automatic sand blasting device and method |
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