JP2808021B2 - ボード自動留付装置における留付状態制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、建物の天井ボードや壁面ボードの
留め付け作業を自動的に行う、ボード自動留付装置にお
ける留付状態制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えば、第12図に示す天井ボードＢの留め付け
作業や、第13図に示す壁面ボードＢの留め付け作業は、
作業員がスクリュードライバーを直接手に持ってネジ留
めしたり、また、化粧ボードも作業員がステープラーを
手に持ってステープルにより留め付け固定していた。第
14図に天井ボードの標準的留め付け構成を示す。該図に
おいて、Ｄは軽量鉄骨、Ｂは石膏ボード、Ｓはスクリュ
ー、Ｆは化粧ボード、Ｔはステープルである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記天井ボードや壁面ボードの留め付
け作業は、高い位置での上向き作業となるため作業姿勢
が悪くて重労働であり、足場からの転落の危険があり、
ネジ留めの数が多くて疲労が激しい等の作業環境が悪い
という問題点があった。

上記問題点を解決するため、本発明者等は、天井ボー
ドや壁面ボードのネジ留めやステープル打込みを自動的
に行ない、施工精度並びに作業能率の向上と、省力化お
よびコストダウンを図ることのできるボード自動留付装
置を開発した。

ところが、ネジやステープルを留付機により行うため
に、ネジ等がボードに食い込んだり、逆に突出した状態
で留付けられる恐れがあり、ボード表面の滑らかさや美
観を損なう等の問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ボードの表面とネジ等の頭を精度
よく揃えて留付け表面が滑らかで美観上優れたボード自
動留付装置における留付状態制御装置を提供するもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のボード自動留付装置における留付状態制御装
置は、走行自在の台車上にハンドリングテーブルを旋
回、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動およびＺ方向移動が可能に
装設し、該ハンドリングテーブル上にセットしたボード
を軽量鉄骨等の留付け枠体に留付けする装置において、
上記ハンドリングテーブルに設けたボード留付け用のネ
ジ締め機やステープル打込み機等の留付機本体にポテン
ショメータを一体的に取り付け、ネジ締め作業時の留付
機本体の前進に伴って、ボード面に当接している上記ポ
テンショメータの先端部が相対的に後退して上記留付機
本体の先端部と同一レベル位置まで引き下がった時、該
留付機本体によるネジ締め作業の前進を停止するように
構成したことを特徴とするものである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図において、１は台車であって、駆動モータ２よ
り回転駆動される４個の独立した駆動輪３により走行す
る。該駆動輪３はステアリング装置４により走行方向を
自由に変えられる。５はレベリングジャッキであって、
上記台車１のレベルを調節する。６は補助車輪である。

７はリフティングアームであって、２段のテレスコピ
ックスライド構造となっており、内蔵された油圧シリン
ダ等により上下方向（Ｚ方向）に伸縮する。

上記リフティングアーム７の頂部にはＸ方向スライド
テーブル８が取り付けられている。

該Ｘ方向スライドテーブル８にはロータリーアーム９
が設置されている。該ロータリーアーム９は垂直軸（Ｚ
方向軸）のまわりに回転する。

該ロータリーアーム９の頂部にはＹ方向スライドテー
ブル10が取り付けられている。

該Ｙ方向スライドテーブル10には、ハンドリングテー
ブル11が設置されている。該ハンドリングテーブル11の
上面には吸着パッド12が配設されている。該吸着パッド
12は、この上に乗せた天井ボードＢの下面に吸着して、
これを確実に把持固定する。13は押付けローラ、14は位
置検出センサである。

15はネジ締めユニットであって、第２図に拡大して示
すように、ベースフレーム15aと、該ベースフレーム15a
に対して空気シリンダ15bにより上下方向にスライドす
るネジ締め機本体15cと、該ネジ締め機本体15cの先端打
込部にネジを供給するエアーホース15dから構成されて
いる。上記ベースフレーム15aは上記ハンドリングテー
ブル11に設けられたレール11aに沿って移動する。該ベ
ースフレーム15aの移動は、例えばボールスクリューや
ラック・ピニオン等の駆動手段11bにより行う。上記ネ
ジ締め機本体15cは電動モーターによる回転でネジを締
め付ける。該ネジ締め機本体15cの先端打込部の側部に
はポテンションメータ15eが一体的に取り付けられてい
て、ネジ締め機本体15cの前進に伴って天井ボードＢに
当接した後、ネジ締め機本体15cの先端と同一のレベル
位置まで引っ込んだ時、ネジ締め機本体15c前進を停止
させる。

16は高周波発振型の近接センサから成るネジ締め位置
検出センサであって、天井ボードＢの背面の軽量鉄骨Ｄ
の位置や幅等を下から検出する。

再び第１図において、17はスクリューフィーダであっ
て、多数のネジを収容すると共に、上記エアーホース15
dにネジを１本ずつ供給する。

上記台車１にはコンプレッサ18および油圧ユニット19
が装備されていて、上述した各機器の駆動装置の動力源
となっている。20は制御装置、21はレシーバータンクで
ある。

Ａはボードトラックであって、多数枚の天井ボードを
積載して、上記内装工事用ロボットＲに１枚ずつ送り込
むための装置である。該ボードトラックＡは、主として
台車部22と、リフト部23と、ボード収容部24から構成さ
れている。該台車部22は連結杆22aにより前記台車１に
連結されていて、上記ロボットＲに追随して移動する。

次に、上記実施例の装置による天井ボードの留め付け
作業について説明する。

まず、第３図に示すように、まず、天井下地に埋設し
たインサートに吊りボルトＣを介して軽量鉄骨Ｄを取り
付けて天井骨組を完了すると共に、床面Ｅ上の障害物を
除去し、所要の天井ボードＢ、内装工事用ロボットＲお
よびボードトラックＡを搬入・組み立てて、該ボードト
ラックＡに天井ボードＢを積み込む。この場合、上記ボ
ードトラックＡのボード収容部24を横倒し状態にセット
して積み込むので、積み込み作業を楽に行なうことがで
きる。

次に、上記ボードトラックＡをロボットＲに連結し
て、天井ボードＢの張り付け位置まで移動させ、第４図
に示すように、リフティングアーム７を縮めてハンドリ
ングテーブル11を下げ、ボードトラックのＡのボード収
容部24に積載されている最上部の天井ボードＢをスライ
ドシリンダおよび駆動モータ付き送りローラ24a等によ
り横送りして、上記ハンドリングテーブル11上の所定位
置に誘導してセットする。

天井ボードＢがハンドリングテーブル11上にセットさ
れると、吸着パット12が作動して天井ボードＢの下面に
吸着して固定する。

次に、第５図に示すように、リフティングアーム７を
伸ばしてリフティングアーム11を上昇せしめる。この
際、上記吸着パッド12には、その軸方向にスプリングが
装着されているので、天井ボードＢが天井面の軽量鉄骨
Ｄに接触すると、吸着パット12は縮んで上記スプリング
に装着されたリミットスイッチが作動し、リフティング
アーム７の作動を停止せしめる。

続いて、上記ハンドリングテーブル11上の位置検出セ
ンサ14がＹ方向にスライドして、天井ボードＢの位置、
軽量鉄骨Ｄの位置、並びに既に張り付けを終了した隣接
の天井ボードＢの位置等を検出する。尚、センサとして
は光電センサなどを用いるとよい。該位置検出センサ14
により検出された既設の天井ボードＢと吸着されている
天井ボードＢとの位置関係を演算し、その結果から、ま
ず、吸着されている天井ボードＢをロータリーアーム９
を、第７図に示すように、回転させて仮想線で示すよう
に既設の天井ボードＢと平行にする。

次に、Ｘ方向スライドテーブル８により天井ボードＢ
を、第７図に示すように、Ｘ方向に移動させて、仮想線
で示すように両天井ボードＢの長辺同士を接触させる。
続いて、Ｙ方向スライドテーブル10を作動させて、第８
図に示すように、天井ボードＢの短辺方向の位置合わせ
を行なう。尚、位置合わせは、上記演算結果による方
法、押し当てによるスライドテーブル10のボールスクリ
ュー駆動モータのトルク検出による方法、或いはロータ
リーアーム９に組み込んだ軸センサによる方法、等によ
り行なう。

天井ボードＢが所定位置にセットされると、ネジ締め
ユニット15により既設の天井ボードＢ側の長辺に沿った
１列目のネジ締めを行なう。（第９図参照） 第10図（Ａ）に示すように、ネジ締めユニット15と共
にネジ締め位置検出センサ16を移動させると、天井ボー
ドＢの背面の軽量鉄骨Ｄの位置や幅に対応して、該セン
サ16の検出波形が第10図（Ｂ）に示すように出力され
る。

従って、この出力波形が検出される毎に、ネジ締めユ
ニット15の横送り機構を停止させて、ネジ締めを行う。

ネジ締め作業としては、ネジを締めながらネジ締め機
本体15cを天井ボードＢに向けて前進せしめると、これ
に伴ってポテンションメータ15eが引っ込み、第11図に
示すように、ネジ締め機本体15cの先端と同一レベル位
置になった時、即ちネジＳの頭部と天井ボードＢの下面
が揃った時、ネジ締めユニット15の前進が停止する。従
って、天井ボードＢが石膏ボード等の軟質の材料であっ
ても、ネジ頭部がボード面に食い込んだり、突出したり
することなく、確実に揃う。

１列のネジ締めが終了すると、吸着パット12の吸引を
解放し、該吸着パット12が引き込む。尚、該吸着パット
12にはＺ方向のスライドシリンダが装着されている。こ
の時、天井ボードＢは、ハンドリングテーブル11上の押
付けローラ13により軽量鉄骨Ｄ面に密着するように押圧
されている。尚、該押付けローラ13にもスプリングが内
蔵されている。

次に、Ｘ方向スライドテーブル８により、ハンドリン
グテーブル11をＸ方向に所定量（ネジ留めピッチ分）移
動せしめ、再びネジ締めユニット15により、２列目のネ
ジ締めを行なう。上記ハンドリングテーブル11の移動と
ネジ締めユニット15によりネジ締め作業を繰り返し、天
井ボードＢの全面のネジ留めを行なう。

ネジ留め作業が完了すると、位置検出センサ14を作動
させて、軽量鉄骨Ｄの位置検出を行なう。この際、ハン
ドリングテーブル11は最も前に出た状態で軽量鉄骨Ｄの
位置を検出する。この検出値は、次の天井ボードＢを張
るための本体の方向制御情報として記憶される。

次に、リフティングアーム７を下降せしめ、Ｘ方向ス
ライドテーブル８とＹ方向スライドテーブル10を作動さ
せてハンドリングテーブル11を元の位置に復帰せしめて
おく。

上記位置検出センサ14により得た情報に従い、台車１
のステアリング装置４を制御させながら、天井ボードＢ
の短辺長さと同じ距離（例えば910mm）だけ前進させ
る。

以上の動作を繰り返し、ボードトラックＡに積まれた
天井ボードＢが無くなるまで、張り付け作業を行なう。

以上は、天井ボードの張り付けに関するものを例とし
て挙げたものであるが、ネジ締めユニット15をステプラ
ーと交換することによって、化粧ボードの留め付け作業
に用いることができる。

［発明の効果］ 走行自在の台車上にハンドリングテーブルを旋回、Ｘ
方向移動、Ｙ方向移動およびＺ方向移動が可能に装設
し、該ハンドリングテーブル上にセットしたボードを軽
量鉄骨等の留付け枠体に留付けする装置において、ボー
ド留付用のネジ締め機やステープル打込み機等の留付機
本体にポテンショメータを一体的に取付け、該留付機本
体の前進に伴って該ポテンションメータの先端部がボー
ドに突き当たり、留付機本体の先端部と同一レベル位置
まで引き下がった時、上記留付機本体の前進を停止せし
めるようにしたので、ボードの表面とネジ等の頭を精度
よく揃えて留付け表面が滑らかで美観上優れたボード留
付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボード留め付け装置を有する内装工事
用ロボット及びボードトラックの一実施例を示す斜視
図、第２図は要部の拡大図、第３図ないし第11図は上記
実施例のロボットおよびボード留め付け装置による天井
ボードの留め付け作業を順次説明する作業説明図、第12
図ないし第14図は従来技術の説明図である。 １……台車、２……駆動モータ、３……駆動輪、４……
ステアリング装置、５……レベリングジャッキ、６……
補助車輪、７……リフティングアーム、８……Ｘ方向ス
ライドテーブル、９……ロータリーアーム、10……Ｙ方
向スライドテーブル、11……ハンドリングテーブル、12
……吸着パット、13……押付けローラ、14……位置検出
センサ、15……ネジ締めユニット、15a……ベースフレ
ーム、15b……空気シリンダ、15c……ネジ締め機本体、
15d……エアーホース、15e……ポテンショメータ、16…
…ネジ締め位置検出センサ、17……スクリューフィー
ダ、18……コンプレッサ、19……油圧ユニット、20……
制御装置、21……レシーバータンク、22……台車部、23
……リフト部、24……ボード収容部、Ａ……ボードトラ
ック、Ｂ……天井ボード、Ｃ……吊りボルト、Ｄ……軽
量鉄骨、Ｅ……床面、Ｒ……内装工事用ロボット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行自在の台車上にハンドリングテーブル
   を旋回、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動およびＺ方向移動が可
   能に装設し、該ハンドリングテーブル上にセットしたボ
   ードを軽量鉄骨等の留付け枠体に留付けする装置におい
   て、上記ハンドリングテーブルに設けたボード留付け用
   のネジ締め機やステープル打込み機等の留付機本体にポ
   テンショメータを一体的に取り付け、ネジ締め作業時の
   留付機本体の前進に伴って、ボード面に当接している上
   記ポテンショメータの先端部が相対的に後退して上記留
   付機本体の先端部と同一レベル位置まで引き下がった
   時、該留付機本体によるネジ締め作業の前進を停止する
   ように構成したことを特徴とするボードの自動留め付け
   装置。