JP2558980B2

JP2558980B2 - 鉄筋結合ロボット溶接装置

Info

Publication number: JP2558980B2
Application number: JP3340746A
Authority: JP
Inventors: 正弘三浦; 喜良久保; 建二菊池; 健一竹村
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH05169261A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木及び建築等におけ
る躯体築造工の鉄筋工において縦筋及び横筋を自動的に
組立てて組立鉄筋を製作する自動鉄筋組立装置の鉄筋結
合ロボット溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる組立鉄筋は、従来、横筋と縦筋と
を上下に交差し、その交差部を焼きなまし鉄線で手作業
により結束し結合して製作していた。

【０００３】この手作業による結合作業は、熟練を要し
て作業性が悪く、作業時間が長い。また、鉄線による結
束部は、結束が外れ易く、組立鉄筋のハンドリングや立
て起こし時に、不安全であり、コンクリート打設時の作
業員の歩行、コンクリート配管の脈動等により結束が外
れるなどの問題があった。

【０００４】上記の問題を解決するため、本出願人は特
願平２−４００４００号において、自動鉄筋組立装置を
提案した。この装置を図１４及び図１５を参照して説明
する。

【０００５】図１４において、自動鉄筋組立装置は、タ
ーンテーブル２を備えレールＲ、Ｒ上を自走するパレッ
ト搬送台車１と、そのターンテーブル２上に載置された
配筋パレット３と、レールＲ、Ｒを一方向からまたいで
配設された縦筋配筋架台４、横筋配筋架台４ａ及び鉄筋
結合溶接架台５Ａとから構成されている。図１５におい
て、鉄筋結合溶接架台５Ａの本体６Ａの上面には、結合
治具ホッパ７が設けられ、そのホッパ７の前方には、結
合治具フィーダ８が設けられている。これらホッパ７及
びフィーダ８の側方には、結合溶接ロボット９が設けら
れている。なお、図示の例ではこのセットを５組設け、
各々一組のセットで溶接するようになっている。そのロ
ボット９の前方Ｆに延びるアーム１０の前端部には、ロ
ボットアーム１１が垂設され、このロボットアーム１１
の下端部には、鉄筋検知センサ１２、結合治具プレーサ
１３及び結合治具溶接トーチ１４が設けられている。

【０００６】このように構成され、ホッパ７に投入され
た鉄筋結合治具１５は、フィーダ８に供給されて整列さ
れ、フィーダ８の治具受け渡し部８ａまで送給される。
この結合治具１５をロボット９がプレーサ１３で受け取
り、センサ１２で縦筋Ａ及び横筋Ｂの交叉部Ｃと、両筋
Ａ、Ｂとの位置を検知し、交叉部Ｃに結合治具１５を載
置する。そして、溶接トーチ１４により結合治具１５と
両筋Ａ、Ｂとをそれぞれ溶接部１６、１７で溶接し、両
筋Ａ、Ｂを結合治具１５を介して結合するようになって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記提案自体は有効な
ものであるが、しかし、結合溶接ロボット９は、充分な
ものではなくて作業性が良くなかった。

【０００８】本発明は、自動鉄筋組立装置の作業性が良
い鉄筋結合ロボット溶接装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】本発明によれば、ターンテーブルを備えレ
ール上を自走するパレット搬送台車と該ターンテーブル
上に載置された配筋パレットと、前記レールをまたいで
配設された縦筋配筋架台、横筋配筋架台及び、複数組の
鉄筋結合ロボット溶接装置と鉄筋結合治具のフィーダと
を備えた鉄筋結合溶接架台とを設けた自動鉄筋組立装置
において、前記鉄筋結合ロボット溶接装置に、前記鉄筋
結合溶接架台に立設されたスタンドと、該スタンドに支
持された旋回台と、該旋回台に平行リンク機構を介して
連結されたマニュプレータ本体と、該マニュプレータ本
体の先端に設けられた旋回レバーと、該旋回レバーの一
端に設けられたハンドリングチャックと、該旋回レバー
の他端に設けられた溶接トーチと、該溶接トーチの一部
に回動自在に設けられたタッチプローブとを設けてい
る。

【００１０】上記ハンドリングチャック及び溶接トーチ
は、旋回レバーの旋回により交互に垂直姿勢になるよう
に、旋回レバーに取付けるのが好ましい。

【００１１】また、タッチプローブは、該タッチプロー
ブからの信号に基づき、縦筋、横筋及び両筋の交叉部の
位置を求めるタッチプローブ制御装置に接続するのが好
ましい。

【００１２】

【作用】上記のように構成された鉄筋結合ロボット溶接
装置においては、鉄筋の結合に際し、旋回アームと平行
リンク機構とを作動し、タッチプローブによりラフに位
置決めされている両筋の交叉部の位置を、縦筋と横筋の
位置とから求める。次いで、この交叉部の位置から一番
近い上側筋の節部の位置を求め、鉄筋結合治具の寸法か
ら下側筋の節部位置を求める。次いで、旋回レバーを回
動してハンドリングチャックを垂直にして、パーツフィ
ーダから鉄筋結合治具を把持し、交叉部Ｃに乗せる。次
いで、旋回レバーを旋回して溶接トーチを垂直にし、結
合治具と上側筋及び下側筋の節部を溶着して両筋を結合
治具を介して結合する。そして、マニュプレータ本体の
旋回作業範囲の鉄筋結合が終ったら、パレット搬送台車
を所定ピッチ移動し、前述の作業を繰り返して１台の搬
送パレット分の両筋を結合する。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】なお、図１及び図２に対応する部分につい
ては、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【００１５】図１ないし図３において、鉄筋結合溶接架
台５の本体６には、全体を符号２０で示すパーツフィー
ダ、全体を符合３０で示す鉄筋結合ロボット及びロボッ
ト制御装置４６のセットが、複数組（図示の例では６
組）設けられている。

【００１６】図４及び図５において、パーツフィーダ２
０の鉄筋結合治具１５を収めるホッパ２１には、直進フ
ィーダ２２を介してボウルフィーダ２３が接続されてい
る。そのボウルフィーダ２３の直線フィーダ部２４の先
端前方の結合治具供給点２５には、結合治具１５を切り
出すエスケープメント２６が設けられている。なお、図
中の符合２７は、ボウルフィーダ２３内の結合治具１５
の残量を検出するレベルスイッチ、２８は直進フィーダ
部２４に結合治具１５が満杯になったことを検出し、直
進フィーダ２４の送出量を制御するフルワーク検出用光
電管である。

【００１７】図６ないし図８には、スタンド３１が鉄筋
結合架台５の本体６の上面に設けられた鉄筋結合ロボッ
ト３０の例が示されている。このロボット３０のスタン
ド３１は、前記本体６上に立設されている。そのスタン
ド３１には、旋回台３２が旋回自在に設けられ、この旋
回台３２の頂部には、ヨーク部３３が一体に形成されて
いる。そのヨーク部３３には、アーム３４の一端がシャ
フト３４ａにより枢着され、このアーム３４の他端に
は、マニュプレータ本体３７の上部が枢着されている。
また、アーム３４のヨーク部３３側には、リンクアーム
３５の一端が枢着され、そのリンクアーム３５の他端に
は、リンクロッド３６の一端が枢着されている。このリ
ンクロッド３６の他端は、マニュプレータ本体３７の頂
部に枢着されている。この本体３７の軸線ａは図８に示
すように、垂線ｂに対し若干傾斜されており、アーム３
４及びリンクロッド３６の枢点は、その垂線ｂ上に設け
られている。そして、部材３４〜３７により平行リンク
機構Ｌが構成されている。したがって、マニュプレータ
本体３７の軸線ａは、配筋パレット３に対し常に一定の
傾斜角に保持されている。

【００１８】そのマニュプレータ本体３７の先端部に
は、回動ベース３８が軸線ａに対し傾斜する軸線ｃ回り
に回動自在に設けられ、この回動ベース３８には、旋回
レバー３９が固設されている。その旋回レバー３９の一
端には、ハンドリングチャック４０が設けられ、他端に
は、溶接トーチ４１が設けられている。これらハンドリ
ングチャック４０及び溶接トーチ４１は、軸線ｃに対し
先端が相互に接近する方向に傾けられ、回動ベース３８
の回動により常に配筋パレット３に対し垂直に保持され
るようになっている。また、溶接トーチ４１の上部に
は、タッチプローブ４５が１８０度旋回自在に設けられ
（図１０）、溶接トーチ４１と共に共通なコード４２に
よりコード送給装置４３を経て、それぞれタッチプロー
ブ制御装置４７と溶接電源インターフェース４９に接続
されている。なお、図７の符号４６はロボット制御装
置、４８は溶接電源である。このように構成され、鉄筋
結合ロボット３０は、旋回台３２の旋回及び平行リンク
機構Ｌの起伏により作業範囲Ｓ内で作業できるようにな
っている。図９及び図１０には、旋回レバー３９ａとハ
ンドリングチャック４０及び溶接トーチ４１との別の実
施例が示されている。その回動ベース３８ａは、マニュ
プレータ本体の軸線ａに直交する軸線ｄの回りに回動自
在に設けられている。また、ハンドリングチャック４０
は旋回レバー３９ａと平行に設けられ、溶接トーチ４１
は、その軸線が軸線ｃと交わるように設けられている。
この実施例では、本体３７の軸線ａ１に対し回動ベース
３８ａが反時計方向に角度θ回動すると、溶接トーチ４
１が垂直姿勢に回動されるようになっている。

【００１９】次に、鉄筋結合の態様を説明する。あらか
じめ１日の使用量に相当する鉄筋結合治具１５を、パー
ツフィーダ２０のホッパ２１に投入する。投入された治
具１５は、直進フィーダ２２によりボウルフィーダ２３
に搬送される。そのボウルフィーダ２３内で、治具１５
は１個ずつ整列され、直進フィーダ部２４に搬送され
る。この直進フィーダ部２４の先端部で、治具１５は１
個ずつエスケープメント２６により結合治具供給点２５
に送給される。

【００２０】他方、鉄筋結合ロボット３０は、先ず、旋
回台３２及び平行リンク機構Ｌを作動し、ラフに位置決
めされている縦筋Ａ及び横筋Ｂの交叉部Ｃ（図１１）の
位置をタッチプローブ４５により正確に検出する。この
タッチプローブ４５は、溶接時に溶接スパッタを避ける
ため図９に示す位置にあるが、検出時は矢印で示すよう
に１８０度回動される。交叉部Ｃの検出は、先ず結合し
たい所の横筋Ｂの軸方向にタッチプローブ４５を動かし
ながら縦筋Ａにタッチする。このタッチプローブ４５か
らの信号に基づき、タッチプローブ制御装置４７は縦筋
Ａの位置を記憶する。次いで、同様にして横筋Ｂの位置
を記憶し、これらの記憶から交叉部Ｃの位置を演算によ
り求める。その求めた交叉部Ｃの位置よりＣの位置を真
上からタッチプローブ４５でタッチし上側の鉄筋すなわ
ち縦筋Ａの高さを求め記憶する。次いで、求めた交叉部
Ｃより一番近い縦筋Ａの側部のリブ部１９、１９を連結
する節部１８（図１１）の位置を、縦筋Ａの軸方向にタ
ッチプローブ４５を走査して求め、記憶する。次いで、
交叉部Ｃの位置より横筋Ｂの水平高さを求め、横筋Ｂの
軸方向にタッチプローブ４５を走査し、結合治具１５の
寸法から横筋Ｂの節部１８の位置を求めて記憶する。次
いで、タッチプローブ４５を上方に１８０度回動し、旋
回レバー３９を１８０度旋回してハンドリングチャック
４０を垂直にし、本体３７を結合治具供給点２５に移動
して結合治具１５を把持する。そこで、本体３７を移動
し、記憶してある交叉部Ｃに治具１５を乗せる。次い
で、旋回レバー３９を１８０度旋回して溶接トーチ４１
を垂直にし、溶接トーチ４１により前述のように記憶し
た縦筋Ａ及び横筋Ｂの節部１８、１８を溶接部１６、１
７で溶接し、結合治具１５を介して両筋Ａ、Ｂを一体に
結合する（図１１及び図１２）。この動作を繰り返し図
６に示すように、範囲Ｓ内の両筋Ａ、Ｂの交叉部Ｃをす
べて結合する。

【００２１】以上は１台のロボット３０についての作業
であるが、図１に示すように６台のロボット３０、３０
・・・について前記作業範囲Ｓ内の作業を行ったのち、
パレット搬送台車１を矢印Ｘ方向に、図６に示す交叉部
Ｃの６個分のピッチＰだけ移動し、前記と同様の作業を
行う。この作業を繰り返し、１台の搬送パレット３分の
両筋Ａ、Ｂの結合を終了する。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、縦筋及び横筋の結合を自動的に作業性良く
実施することができる。

【００２３】したがって、熟練工を不要にして安全性を
向上すると共に、製品コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した鉄筋結合ロボットを備えた鉄
筋結合溶接架台を示す上面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】図１の正面図。

【図４】パーツフィーダを示す側面図。

【図５】図４の上面図。

【図６】本発明の一実施例を示す側面図。

【図７】図６の上面図。

【図８】図６の正面図。

【図９】回動レバー回りの別の実施例を示す側面図。

【図１０】図９の正面図。

【図１１】鉄筋結合治具により縦筋と横筋とを溶接結合
した状態を示す上面図。

【図１２】図１１の側面図。

【図１３】溶接部の拡大側面図。

【図１４】本出願人が先に提案した自動鉄筋組立装置を
示す斜視図。

【図１５】図１４の鉄筋結合溶接架台を示す斜視図。

【符号の説明】

Ａ・・・縦筋Ｂ・・・横筋Ｃ・・・交叉部Ｌ・・・平行リンク機構Ｒ・・・レールＳ・・・作業範囲１・・・パレット搬送台車２・・・ターンテーブル３・・・配筋パレット４・・・縦筋配筋架台４ａ・・・横筋配筋架台５、５Ａ・・・鉄筋結合溶接架台６、６Ａ・・・本体７・・・結合治具ホッパ８・・・結合治具フィーダ９・・・結合溶接ロボット１０・・・アーム１１・・・ロボットアーム１２・・・鉄筋検知センサ１３・・・結合治具プレーサ１４・・・結合治具溶接トーチ１５・・・鉄筋結合治具１６、１７・・・溶接部１８・・・節部１９・・・リブ部２０・・・パーツフィーダ２１・・・ホッパ２２・・・直進フィーダ２３・・・ボールフィーダ２４・・・直線フィーダ部２５・・・結合治具供給点２６・・・エスケープメント２７・・・レベルスイッチ２８・・・フルワーク検出用光電管３０・・・鉄筋結合ロボット３１・・・スタンド３２・・・旋回台３３・・・ヨーク部３４・・・アーム３４ａ・・・シャフト３５・・・リンクアーム３６・・・リンクロッド３７・・・マニュプレータ本体３８、３８ａ・・・回動ベース３９、３９ａ・・・旋回レバー４０・・・ハンドリングチャック４１・・・溶接トーチ４２・・・コード４３・・・コード送給装置４４・・・コードリール４５・・・タッチプローブ４６・・・ロボット制御装置４７・・・タッチプローブ制御装置４８・・・溶接電源４９・・・溶接電源インタフェース

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ターンテーブルを備えレール上を自走す
るパレット搬送台車と該ターンテーブル上に載置された
配筋パレットと、前記レールをまたいで配設された縦筋
配筋架台、横筋配筋架台及び、複数組の鉄筋結合ロボッ
ト溶接装置と鉄筋結合治具のフィーダとを備えた鉄筋結
合溶接架台とを設けた自動鉄筋組立装置において、前記
鉄筋結合ロボット溶接装置に、前記鉄筋結合溶接架台に
立設されたスタンドと、該スタンドに支持された旋回台
と、該旋回台に平行リンク機構を介して連結されたマニ
ュプレータ本体と、該マニュプレータ本体の先端に設け
られた旋回レバーと、該旋回レバーの一端に設けられた
ハンドリングチャックと、該旋回レバーの他端に設けら
れた溶接トーチと、該溶接トーチの一部に回動自在に設
けられたタッチプローブとを設けたことを特徴とする鉄
筋結合ロボット溶接装置。