JP2019210717A - プログラム、施工ロボット、及び施工システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記第1本体と上記支持体との少なくとも一方を、上下方向に沿う回転軸線周りに回転させる回転装置と、上記第1本体と上記支持体との少なくとも一方を水平方向に直線移動させる第2移動装置と、第1通信インタフェースと、上述のプログラムを実行するコントローラと、を具備する。上記第2施工ロボットは、第2本体と、上記第2本体を支持しており、走行可能な走行装置と、上記第2本体に搭載された検出装置と、第2通信インタフェースと、を具備する。上記プログラムは、上記検出装置が出力した検出データに応じたデータを前記第2通信インタフェース及び上記第1通信インタフェースを通じて上記第2施工ロボットから受信する受信処理をさらに実行する。
本実施形態に係る施工システム10の構成が図1に示される。施工システム10は、天井ボード14をビスを用いて野縁15(図4)に固定することにより、建築物の天井を施工するシステムである。図4に示されるように、建築物の室内の上部の空間には、複数の野縁15が配置されている。野縁15は、長尺の角柱状の部材である。野縁15は、長手方向を水平方向に一致させて、不図示の野縁受けを用いて吊下されている。複数の野縁15は、互いに平行になるように、かつ、同一平面上に位置するようにそれぞれ配置されている。
端末装置13は、パーソナルコンピュータや、タブレットや、スマートフォンなどである。以下では、端末装置13がタブレットである例を説明する。端末装置13は、図2(A)に示されるように、コントローラ20と、タッチパネル24と、通信モジュール25とを備える。コントローラ20は、中央演算処理装置であるCPU21と、メモリ22とを有する。
搬送ロボット11は、図2(C)に示すように、本体31と、本体31に取り付けられた走行装置32及び昇降装置33と、昇降装置33に支持されて昇降する支持装置34と、ビス打ち装置35とを備える。本体31は、本発明の第1本体及び本体の一例である。
図2に示される昇降装置33は、天井ボード14を昇降させる装置である。詳しく説明すると、昇降装置33は、伸縮自在のロッド67と、ロッド67を伸縮させる電動シリンダ68と、電動シリンダ68のドライブ回路69とを備える。昇降装置33は、本発明の第1移動装置の一例である。
支持装置34は、天井ボード14を支持する装置である。支持装置34は、ロッド67の先端に取り付けられたスライド装置70と、スライド装置70に保持された支持台79と、吸引装置80とを備える。天井ボード14は、支持台79に載置され、支持台79によって支持される。支持台79は、本発明の支持体の一例である。
天井ボード14が載置される支持台79は、第2スライダ76に設けられている。支持台79には、吸引装置80の吸引パッド83が設けられている。吸引装置80は、吸引パッド83と、吸引パッド83内の空気を吸引する真空ポンプ81と、真空ポンプ81のドライブ回路82とを備える。吸引パッド83は、開口を有する半球殻状であり、真空ポンプ81とパイプで接続されている。すなわち、真空ポンプ81は、吸引パッド83と吸引パッド83の開口を閉塞する天井ボード14とに囲まれた空間内の空気を吸引することができる。
ビス打ち装置35は、電動ドライバと、当該電動ドライバのドライブ回路とを備える。電動ドライバの構成は公知であるので詳しい説明は省略するが、例えば、日立工機株式会社製のWF18DSLを電動ドライバに用いることができる。ドライブ回路は、コントローラ40から駆動信号を入力される定電圧回路や定電流回路やインバータ等である。或いは、ドライブ回路は、電源回路45の出力端と電動ドライバの入力端との間に接続された電磁リレーなどのスイッチである。ビス打ち装置35は、コントローラ40からドライブ回路に入力される駆動信号に応じて動作する。すなわち、コントローラ40は、駆動信号により、ビス打ち装置35の動作を制御することができる。
ビス打ちロボット12は、図2に示されるように、本体131と、走行装置132と、昇降装置133と、ビス打ち装置135と、カメラ136とを備える。走行装置132の構成は、搬送ロボット11の走行装置32の構成と同じである。昇降装置133の構成は、搬送ロボット11の昇降装置33の構成と同じである。ビス打ち装置135の構成は、搬送ロボット11のビス打ち装置35の構成と同じである。カメラ136の構成は、カメラ36の構成と同じである。
図5(A)に示される位置決定処理は、室内における搬送ロボット11及びビス打ちロボット12の位置の入力を行う処理である。すなわち、位置決定処理は、搬送ロボット11及びビス打ちロボット12がそれぞれ実行する。以下では、搬送ロボット11のプログラム43が位置決定処理を実行する場合について説明する。
施工位置移動処理は、搬送ロボット11のプログラム43が、施工位置に応じた目標位置まで搬送ロボット11を走行させる処理である。プログラム43は、天井ボード14の施工の開始の指示を受信するまで待機する(S21:No)。プログラム43は、施工の開始の指示を受信したと判断すると(S21:Yes)、駆動信号を生成して真空ポンプ81を駆動させ、吸引装置80に天井ボード14を吸引させる(S22)。すなわち、搬送ロボット11は、天井ボード14を確実に保持する。
一方、天井ボード14の施工の開始の指示を受信したビス打ちロボット12は、図5(C)に示される施工位置移動処理を実行する。図5(C)に示される施工位置移動処理は、搬送ロボット11による天井ボード14の位置合わせを補助するために、天井ボード14をカメラ136で撮像可能な位置まで、ビス打ちロボット12を走行させる処理である。
次に、搬送ロボット11が位置合わせを行いつつ天井ボード14を施工位置に配置する際に搬送ロボット11及びビス打ちロボット12が実行する処理を、図6から図9のフローチャート、及び図10から図12の動作説明図を用いて説明する。なお、以下では、直交する2つの壁17に対して天井ボード14を位置合わして施工する例を説明する。但し、壁17に代えて、施工済みの他の天井ボード14に対して位置合わせして天井ボード14を施工する場合も、同様の処理が実行される。壁17は、本発明の天井の隅を区画する部材の一例である。壁17及び施工済みの他の天井ボード14は、本発明の対象部材の一例である。
本実施形態では、天井ボード14を回転させてから(S37、S53)、天井ボード14を移動させて位置合わせを行う(S40、S47、S62、S68、S81、S86)。したがって、天井ボード14の角が壁や施工済みの他の天井ボード14に接触して天井ボード14や壁が破損することが防止される。
上述の実施形態では、カメラ36を用いて壁17と天井ボード14との相対的な位置関係を検出する例を説明した。しかしながら、カメラ36に代えて、壁17と天井ボード14との相対的な位置関係を検出可能なセンサが用いられてもよい。例えば、壁17及び天井ボード14にレーザ光を照射する発光部と、壁17及び天井ボード14で散乱された散乱光を受光する受光部とを有するレーザセンサがカメラ36に代えて用いられてもよい。或いは、壁17及び天井ボード14に超音波を照射し、壁17及び天井ボード14で反射された超音波を受ける超音波センサがカメラ36に代えて用いられてもよい。さらに或いは、壁17及び天井ボード14に近接したことを磁気によって検出する近接センサがカメラ36に代えて用いられてもよい。すなわち、壁17と天井ボード14との相対的な位置関係を検出可能であれば、どのようなセンサが用いられてもよい。
11・・・搬送ロボット
12・・・ビス打ちロボット
13・・・端末装置
14・・・天井ボード
14A・・・長辺
14B・・・短辺
15・・・野縁
17・・・壁
25・・・通信モジュール
31・・・本体
32・・・走行装置
33・・・昇降装置
34・・・支持装置
36・・・カメラ
40・・・コントローラ
42・・・メモリ
43・・・プログラム
46・・・通信モジュール
79・・・支持台
136・・・カメラ
146・・・通信モジュール
Claims (9)
- 矩形板状の天井ボードを、天井の隅を区画する部材と、当該天井に固定された他の天井ボードとの少なくとも一方である対象部材に対して位置合わせを行って配置する施工ロボットのコントローラが実行するプログラムであって、
上記施工ロボットは、
本体と、
上記本体に設けられており、上記天井ボードを支持可能な支持体と、
上記支持体を上下方向に昇降可能な第1移動装置と、
上記本体と上記支持体との少なくとも一方を、上下方向に沿う回転軸線周りに回転させる回転装置と、
上記本体と上記支持体との少なくとも一方を水平方向に直線移動させる第2移動装置と、を備えており、
上記プログラムは、
上記第1移動装置と上記第2移動装置との少なくとも一方の駆動を制御して、上記支持体に支持された上記天井ボードの端面に交差する一面である上面が野縁に向き合い、当該天井ボードの第1端面と上記対象部材の被当接第1面とが向き合い、かつ、上記第1端面と交差する上記天井ボードの第2端面と上記対象部材の被当接第2面とが向き合う初期位置へ、上記支持体を移動させる第1移動処理と、
上記初期位置にある上記天井ボードと上記対象部材との相対位置を検出可能な検出データから、水平方向に沿って上記第1端面が延びる方向と、水平方向に沿って上記被当接第1面が延びる方向とがなす角度を算出する第1算出処理と、
上記第1算出処理で算出した角度に応じた角度だけ上記支持体が回転する回転量だけ上記回転装置を駆動させる回転処理と、
上記初期位置にある上記天井ボードと上記対象部材との相対位置を検出可能な検出データから、上記第1端面と上記被当接第1面との間の離間距離を算出する第2算出処理と、
上記第2移動装置を駆動させ、上記第1端面が上記被当接第1面に近づく向きへ、上記第2算出処理で算出した距離に応じて決定した距離だけ上記支持体を移動させる第2移動処理と、
上記回転処理後の上記天井ボードと上記対象部材との相対位置を検出可能なデータから、上記第2端面と上記被当接第2面との間の離間距離を算出する第3算出処理と、
上記第2移動装置を駆動させ、上記第2端面が上記被当接第2面に近づく向きへ、上記第3算出処理で算出した距離に応じて決定した距離だけ上記支持体を移動させる第3移動処理と、を実行するプログラム。 - 上記第2移動処理は、
上記回転処理後に取得した上記検出データに基づいて上記第2算出処理で算出した距離と、メモリに記憶された第1閾値距離との差だけ上記第1端面が上記被当接第1面に近づく向きへ上記第2移動装置を駆動する第4移動処理と、
上記第4移動処理後に取得した上記検出データに基づいて上記第2算出処理で算出した距離だけ上記第1端面が上記被当接第1面に近づく向きへ上記第2移動装置を駆動する第5移動処理と、を有しており、
上記第3移動処理は、
上記回転処理後に取得した上記検出データに基づいて上記第3算出処理で算出した距離と、メモリに記憶された第2閾値距離との差だけ上記第2端面が上記被当接第1面に近づく向きへ上記第2移動装置を駆動する第6移動処理と、
上記第6移動処理後に取得した上記検出データに基づいて上記第3算出処理で算出した距離だけ上記第2端面が上記被当接第2面に近づく向きへ上記第2移動装置を駆動する第7移動処理と、を有する請求項1に記載のプログラム。 - 上記検出データは、上記天井ボードと上記対象部材とを撮像したカメラが出力する画像データである請求項1または2に記載のプログラム。
- 上記検出データは、上記天井ボードと上記対象部材とをセンシングしたセンサが出力するセンサ出力データであって、
上記センサは、
光を上記天井ボードと上記対象部材とに照射し、散乱光を受光する光センサと、
音波を上記天井ボードと上記対象部材とに照射し、散乱光を受光する音波センサと、
磁界を形成し、磁界変化を検出する磁気センサと、の少なくとも1つである請求項1または2に記載のプログラム。 - 上記第2移動装置は、
上記本体を水平方向に沿って移動させる走行装置と、
水平方向に沿い、かつ互いに直交する2方向に沿って上記支持体を移動させるスライド装置と、を有しており、
上記プログラムは、
上記第4移動処理及び上記第6移動処理では、上記走行装置によって上記本体を移動させ、
上記第5移動処理及び上記第7移動処理では、上記スライド装置によって上記支持体を移動させる請求項2から4のいずれかに記載のプログラム。 - 上記第1算出処理において、上記検出データから、矩形板状の上記天井ボードの下面の長辺と短辺とを決定した後、当該長辺の両端の座標位置を決定し、決定した両端の座標位置を結ぶ直線を決定し、決定した直線と、上記被当接第1面とがなす角度を算出する請求項1から5のいずれかに記載のプログラム。
- ユーザの再実行指示を受け付ける受付処理と、
上記受付処理でユーザの再実行指示を受け付けたことに応じて、上記第2移動装置を駆動させ、前記第1端面が前記被当接第1面と向かい合い、前記第2端面が前記被当接第2面と向かい合う再実行位置へ、上記支持体に指示された上記天井ボードを水平方向に沿って移動させる第8移動処理と、
上記第8移動処理の実行後に、上記第1算出処理、上記回転処理、上記第2算出処理、上記第2移動処理、上記第3算出処理、及び上記第3移動処理と、を再実行する請求項1から6のいずれかに記載のプログラム。 - 請求項1から7のいずれに記載のプログラムを実行するコントローラを搭載した施工ロボット。
- 第1施工ロボットと、第2施工ロボットと、を備える施工システムであって、
上記第1施工ロボットは、
第1本体と、
上記第1本体に設けられており、上記天井ボードを支持可能な支持体と、
上記支持体を上下方向に昇降可能な第1移動装置と、
上記第1本体と上記支持体との少なくとも一方を、上下方向に沿う回転軸線周りに回転させる回転装置と、
上記第1本体と上記支持体との少なくとも一方を水平方向に直線移動させる第2移動装置と、
第1通信インタフェースと、
請求項1から5のいずれかに記載のプログラムを実行するコントローラと、を具備しており、
上記第2施工ロボットは、
第2本体と、
上記第2本体を支持しており、走行可能な走行装置と、
上記第2本体に搭載された検出装置と、
第2通信インタフェースと、を具備しており、
上記プログラムは、
上記検出装置が出力した検出データに応じたデータを前記第2通信インタフェース及び上記第1通信インタフェースを通じて上記第2施工ロボットから受信する受信処理をさらに実行する施工システム。
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