JP6721916B2 - 車載型建材加工システムおよび建材加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築現場まで移動し、現地で使用する建材を現地で切削加工できる車載型建材加工システムおよび建材加工方法に関する。

工場でないところに、製材装置を自動車で運んで製材作業を行えるようにした自走式各種角材製作機が知られている。例えば、特許文献１に、他の動力を必要としない、自己動力による軽便で、自在に移動可能な、自走式各種角材製作機が開示されている。また、特許文献２に、現地で切り出した原木をその場で加工して角材や板材を作製できる現場製材装置（移動式製材機）等が開示されている。

特許文献１の自走式各種角材製作機は、森林内に放置される小径木、および間伐材等の現地加工が可能で、木材生産に伴う、諸経費を削減することを目的としている。具体的には、軽貨物自動車荷台に積載して森林内まで運搬可能な製材装置を用いて、小径木および間伐材等の現地加工し、加工済の木材を製材装置とともに軽貨物自動車荷台に積載して持ち帰る。しかも、軽貨物自動車のリヤホイルと同軸回転するＶベルトプーリーを介して製材装置の動力を得る、というものである。

特許文献２の現場製材装置（移動式製材機）等は、以下のような特徴を有している。すなわち、原木を載置しパンタグラフ式の昇降機能を有する原木載置台、原木の両端面を押さえる回転機能を備えた原木回転押さえ部を支える原木押さえ移動部、原木載置台および原木押さえ移動部を配置し移動可能にするレール、原木切断用カッターを備える組立て式の移動式製材機である。

この移動式製材機は、原木の両端面を押さえる部分はチャックピンを持つチャックプレートで、芯出し機構を用いて芯出しを行い、原木押さえ移動部をレール上で動かしてチャックプレートに取り付けたチャックピンを原木両端面に押しつけて原木を固定する。さらに、この移動式製材機は、複数個の回転角度調節用孔を持つホイールおよび位置決めピンを持つ回転角度調節機構を用いて、カッターにより原木を長手方向に切断し、角材や板材を作製する、というものである。

特開２００１−２８７２０４ 特開２０１２−１９２６８２

しかしながら、特許文献１の自走式各種角材製作機、および特許文献２の移動式製材機は、森林で得た材木を現地で製材するための車載型可搬式製材装置であって、住宅等の建築現場に持ち込んで、その場で消費する建材を、建付け直前の状態に加工するものではなかった。

つまり、通常ならば加工工場での半自動加工、又は現地で熟練技能者の手作業で行われる建材加工を、建築現場で半自動化できるものではなかった。一方、世相の変化に応じて建築現場で就労する労働者の構成も変化し、高度な熟練技能者が減少し、技能程度が平均的に低下する傾向にある。

したがって、熟練労働者が不在、又は少数であっても、建材加工を建築現場で容易に実行可能な、車載型建材加工システムおよび建材加工方法が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熟練労働者が不在、又は少数であっても、工場でなく建築現場で容易に切削加工することが可能であり、特に、切削手段がクランパに接触して互いに損傷する不具合を避けるための注意力が不要な建材加工システムおよび建材加工方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、建築現場で使用する建材（１）を切削加工する機能を有して移動可能な車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）であって、
車両（９０，９９）に形成された平坦な荷台（６０）と、
該荷台（６０）の所定区画に形成されたワーク受け台（５０）に対する平坦度を確保する剛性部材（６５，６６）と、
制御を受けて前記ワーク受け台（５０）に前記建材（１）を固定するクランパ（１１〜１８，５〜８）と、
前記ワーク受け台（５０）の外周（５１〜５４）より広い範囲にはみ出して首振り自在の切削手段（３０）を先端に配設された多関節ロボット（４０）と、
該多関節ロボット（４０）に前記建材（１）を所望の切削加工させるための操作部（７０）を有して全体を制御する制御部（８０）と、
を備え、
該制御部（８０）は、前記切削手段（３０）と前記クランパ（１１〜１８，５〜８）との少なくとも何れかが両者の接触を回避しながら、前記切削手段（３０）が前記建材（１）を切削加工するように制御するようにしたものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載型建材加工システム（１０３）において、前記クランパ（１１〜１４，５〜８）は前記制御部（８０）の制御により前記ワーク受け台（５０）に対して水平方向に移動可能であるとともに鉛直軸（４８）を中心にして回転動作可能な押さえ腕木（４７）を有し、前記制御部（８０）は、前記クランパ（１１〜１４，５〜８）に前記切削手段（３０）との接触を回避するように動作させながら、前記建材（１）を切削加工するように全体を制御するようにしたものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）において、前記制御部（８０）は、
前記切削手段（３０）と前記クランパ（１１〜１４，５〜８）との相互位置関係を予測する相互位置関係予測手段（８１）と、
該相互位置関係予測手段（８１）の演算結果に基づいて、
前記ワーク受け台（５０）に複数が配設された前記クランパ（１１〜１４，５〜８）のうち、前記切削手段（３０）が接触すると予測されたものだけを回避動作させるとともに、回避目的の終了したものから順に、前記建材（１）を固定可能にするために復帰動作させるクランパ回避手段（８２）と、
を備えたものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）において、前記クランパ（１１〜１８，５〜８）は総数Ｎ＝８個である。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）において、前記クランパ（１１〜１８，５〜８）が開閉又は移動の動作をするために駆動するエアシリンダ（４９）と、
該エアシリンダ（４９）に圧縮空気を付与するエアコンプレッサ（９３）と、
該エアコンプレッサ（９３）により生成された圧縮空気を前記操作部（７０）の操作に基づいて前記エアシリンダ（４９）へ圧入する制御が可能な電磁式空気弁（７１）と、
を備えたものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）において、前記ワーク受け台（５０）に隣接して延在するレール（６２）と、
該レール（６２）に係合して前記多関節ロボット（４０）を移動可能な搬送体（６４）と、
を備え、
前記制御部（８０）は、前記搬送体（６４）も交えて前記多関節ロボット（４０）および前記切削手段（３０）を制御するようにしたものである。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の車載型建材加工システム（１００，１０１，１０３）において、前記車両（９０，９９）には、
当該システムで必要とする電力を供給可能な発電機（９１，９４）と、
切削屑を収集する集塵機（９２）と、
をさらに備え、
前記発電機（９１，９４）および前記エアコンプレッサ（９３）を前記ワーク受け台（５０）の前側で前記荷台（６０）の前方寄りに積載し、
前記ワーク受け台（５０）を前記荷台（６０）の前後方向の中間位置に形成し、
前記荷台（６０）の後方に加工前の材料置き場（１０）を設定したものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車載型建材加工システム（１０１，１０３）において、前記発電機（９１，９４）は前記車両（９９）の移動に用いるエンジン（９６）の動力を兼用して駆動する動力伝達手段（９５）を備えたものである。

また、請求項９に記載の発明は、先端に首振り自在の切削手段（３０）が配設された多関節ロボット（４０）を車載して建築現場で使用する建材（１）を切削加工する建材加工方法であって、
車両（９０，９９）を構成する荷台（６０）の所定区画に配設された剛性部材（６５，６６）で平坦度を確保されたワーク受け台（５０）と、
該ワーク受け台（５０）の外周（５１〜５４）より広い範囲にはみ出して首振り自在の切削手段（３０）を先端に配設された多関節ロボット（４０）と、
該多関節ロボット（４０）に前記建材（１）を所望の切削加工させるための操作部（７０）を有して全体を制御する制御部（８０）と、
を用い、
前記ワーク受け台（５０）にクランパ（１１〜１８，５〜８）で固定された前記建材（１）を、前記制御部（８０）の支援により、前記切削手段（３０）と前記クランパ（１１〜１８，５〜８）との少なくとも何れかが両者の接触を回避するように動作しながら前記切削手段（３０）が切削加工するようにしたものである。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の建材加工方法において、建築現場における使用予定で加工前の前記建材（１）を、前記荷台（６０）の後方に設定された加工前の材料置き場（１０）に積込む材料積込み工程（Ｓ１０）と、
全装備状態の前記車両（９０，９９）を建築現場まで自力走行して移動させる自走移動工程（Ｓ２０）と、
積み込まれた加工前の建材（１）を、組み立て利用の順に前記ワーク受け台（５０）へ移動し、前記クランパ（１１〜１４，５〜８）で固定する建材クランプ工程（Ｓ３０）と、
ユーザが、前記多関節ロボット（４０）に、前記建材（１）を所望の切削加工させるため、操作部（７０）を操作する所望操作工程（Ｓ４０）と、
前記ユーザの操作に応じて前記制御部（８０）が全体を制御することにより、前記クランパ（５〜８）が前記切削手段（３０）との接触を回避するように動作しながら、前記切削手段（３０）が前記建材（１）を切削加工する切削加工工程（Ｓ５０）と、
前記クランパ（１１〜１４，５〜８）を解除して前記所望の切削加工された建材（１）を前記ワーク受け台（５０）から取り外す建材クランプ解除工程（Ｓ６０）と、
を有するものである。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の建材加工方法において、前記切削加工工程（Ｓ５０）では、前記所望の切削加工に応じた前記切削手段（３０）の挙動に基づいて、
相互位置関係予測手段（８１）により前記切削手段（３０）と前記クランパ（１１〜１４，５〜８）との相互位置関係を予測する相互位置関係予測工程（Ｓ５１）と、
該相互位置関係予測工程（Ｓ５１）による予測結果に応じて、複数の前記クランパ（１１〜１４，５〜８）のうち、前記切削手段（３０）との接触が予測されたものを回避動作させる接触回避工程（Ｓ５２）と、
該回避工程（Ｓ５２）によって回避動作したものを、回避目的の終了したものから順に、前記建材（１）を固定可能にするために復帰動作させるクランプ復帰工程（Ｓ５３）と、
を有するものである。

以上説明したように本発明によれば、熟練労働者が不在、又は少数であっても、工場でなく建築現場で容易に切削加工することが可能であり、特に、切削手段がクランパに接触して互いに損傷する不具合を避けるための注意力が不要な建材加工システムおよび建材加工方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車載型建材加工システム（以下、「本システム」ともいう）の要部概略を示した平面図である。 本システムの要部概略を示した側面図である。 本システムの要部概略を示した正面図である。 本システムをより実態的に示した側面図である。 本システムの切削手段をより実態的に示した斜視図である。 図１の類似形態を示した本システムの平面図である。 本システムのクランパが衝突回避の動作を可能にした変形実施例を示す斜視図である。 図７のクランパの動作を説明するための斜視図である。 図７のクランパの動作及び効果を説明するための図であり、図９（Ａ）は回避前の状態、図９（Ｂ）は回避中の状態を、それぞれ示す平面図である。 ワーク受け台（テーブル）におけるクランパの配置及びそれらの可動範囲を示す平面図である。 クランパの動作を説明するための拡大斜視図である。 図１２は、クランパの退避動作を説明するための図であり、図１２（Ａ）は建材クランプ工程（図１４）、図１２（Ｂ）は切削加工工程（図１４）の初期、図１２（Ｃ）は切削加工工程（図１４）の末期を、それぞれ示す模式平面図である。 本システムのアクリルカバーを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る建材加工方法（以下、「本方法」ともいう）の概略を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。まず、図１〜図６を用いて、常時車載型の本システムについて説明し、その後、図７〜図１２を用いて、変形例として加工ユニットを車両の荷台から降ろして使用する地上据え置き型について説明する。

［常時車載型］
図１〜図３は本システムの要部概略図であり、図１は平面図、図２は側面図、図３は正面図をそれぞれ示している。図４は、本システムをより実態的に示した側面図である。本システム１００（以下、１０１も含めることがある）は、建築現場で使用する建材１を切削加工する装置を車両９０（以下、９９も含めることがある）に搭載して移動可能にしたシステムである。なお、車両９０は既存のトラックを改造利用したものであり、車両９９は本システム１０１専用に設計製造された特殊仕様車とする。

本システム１００は、マシンニングセンタ（Machining Center）と似た機能を車載して移動可能にしたものである。マシンニングセンタは、JIS（JIS B0105）により、「工作物（ワーク）の取り替えなしに２面以上について、それぞれ多種類の加工を施す数値（ＮＣ）制御工作機械」と定義されている。

これに対し、本システム１００は、建材専用の加工機であり、金属加工機で加工対象とするワークよりも大きな板材や角材等を加工する。また、木材のほかには石膏ボード等も任意の形状に建築現場で切削加工でき。なお、本システム１００には、工具（回転刃）の自動交換機能又は自動選択機能までは具備されていないが、それが含まれていてもいなくても構わない。

図４に例示した本システム１００（１０１）を構成して移動可能な車両９０（９９）は、既存の単体トラックのように駆動力を備えて自力走行可能な自動車である。しかし、これに限定されるものではなく、不図示の牽引車に牽引される被牽引車両（トレーラ）をベースに本システム１００を構成しても構わない。

本システム１００は、荷台６０と、剛性部材６５（図２、図４）と、剛性部材６６（図３）と、ワーク受け台（テーブル）５０と、クランパ１１〜１８（図１）と、多関節ロボット４０と、制御部８０（図１、図２）と、を備えて構成されている。荷台６０は、車両９０（９９）上に形成された平坦面である。荷台６０の後方には、加工前の材料置き場１０が設定されている。剛性部材６５は、車両９０（９９）の進行方向に一致する縦方向の金属フレームであり、それと直角な剛性部材６６は、幅方向の金属フレームである。

ワーク受け台５０は、平坦な荷台６０の所定区画に、剛性部材６５，６６の堅牢な支持を受けて形成されている。その結果、ワーク受け台５０は、荷台６０の前後方向の中間位置で、精密な平坦度を確保されている。このワーク受け台５０は、荷台６０の全長Ｌに対して、例えば、５０〜９０％の長さＫであるとともに、荷台６０の全幅Ｗに対して、例えば、５０〜９０％の幅Ｄである。クランパ１１〜１８は、ワーク受け台５０に建材１を固定する。

建材１は、各材料別の最大寸法（ｍｍ）を以下に例示するとおりである。本システム１００では、石膏ボード（例えば、９・１２×９１０×２７３０）、フローリング（例えば、３０３×１８１８）、巾木（例えば、７７×４０００）、廻り縁（例えば、５５×４０００）、框・付け框（例えば、１２０×１９５０×７０）、構造用合板（例えば、９・１２×９１０×２４４０）、例えば、２×４材（３８×８９）、２×６材（３８×１４０）、２×１０材（３８×１８４）、２×１２材（３８×２３５）、等を切削加工できる。

なお、２×４工法用製材としては、ＪＡＳ（日本農林規格）に規定されているが、以下の名称で特定される規定寸法の材木が用いられる。すなわち、断面形状の異なる１×４（例えば、乾燥材で１９×８９ｍｍ），１×６，２×２，２×３，２×４（２０４材），２×６（２０６材），２×８，２×１０（２１０材），２×１２，４×４（４０４材）と表示されるものを含む。なお、名称はインチサイズに由来するが、実際の寸法は呼称されるインチサイズよりも小さい。また、定尺長さをそれぞれの需要に応じて、例えば、９１０，１８２０，２３３６，３０４０，３６５０ｍｍの５種類位に統一して販売されることが多い。

図５は、本システムの切削手段をより実態的に示した斜視図である。図５に示すように、多関節ロボット４０は、その先端に首振り自在の切削手段３０を配設している。その切削手段３０は、交換自在の回転刃として、丸ノコ２１や不図示の錐（ルータ）を回転軸２０に装着し、ワーク受け台５０の外周５１〜５４より広い範囲にはみ出して切削加工の動作をすることが可能である。制御部８０は不図示のサーボモータをＮＣ制御し、電磁式空気弁７１を開閉制御するほか、全体を統合制御する。

そのサーボモータは、多関節ロボット４０の各関節を適宜に屈伸させ、切削手段３０の回転軸２０をワーク受け台５０に固定された建材１に対して、適切な角度に支持するとともに、切削方向に合わせて移動させる等して、切削加工に必要な動作をさせる。また、多関節ロボット４０は、サーボモータによりレール６２の上を自走可能であるため、ワーク受け台５０の広範囲にわたって切削手段３０を動作させ易く構成されている。

本システム１００，１０１（図４），１０３（図７〜図１２）において、制御部８０は、切削手段３０とクランパ１１〜１８，５〜８との少なくとも何れかが両者の接触を回避しながら、切削手段３０に建材１を切削加工させるように制御する。制御部８０には、操作部（ロボット制御盤）７０と、不図示のコンピュータと、それにより適宜実行可能なプログラムが格納された記憶手段等を備えている。

すなわち、この制御部８０は、ユーザによる操作部７０からの指示に応じて、多関節ロボット４０に建材１を、プログラムされた加工仕様に基づく所望の切削加工させるための制御機能を備えている。また、操作部７０として、不図示のタブレット端末やノートパソコンからの指示も受け付けるように、制御部８０が構成されている。

また、本システム１００，１０１において、制御部８０は、プログラムに基づいて切削手段３０がクランパ１１〜１８の位置を避けて建材１を切削加工するように多関節ロボット４０を制御する。また、クランパ１１〜１８が、ワーク受け台５０に対して水平方向に移動できないタイプの場合は、適宜に、切削手段３０が衝突回避の動作を行うか、停止するように制御することも可能である。

ただし、クランパ１１〜１８のうち、切削手段３０が接触すると予測されたものを開く動作するだけで両者の接触を回避できる場合もある。さらに後述するように、より実用性を高めた本システム１０３（図７〜図１２）において、制御部８０は、プログラムに基づいて、クランパ１１〜１４，５〜８に切削手段３０との接触を回避するように動作させながら、切削手段３０に建材１を切削加工させるように全体を制御することも可能である。なお、クランパ１１〜１８，５〜８については、より詳細に後述する。

Ｘ軸は荷台６０の長手方向に一致して荷台６０の全長Ｌに対し、例えば、１００％以下の長さＭである。Ｙ軸は荷台６０の幅方向に一致して荷台６０の全幅Ｗに対し、例えば、１２０％以下の長さＶである。Ｚ軸は荷台６０の高さ方向に一致して荷台６０の床６１から天井６９までの高さＨである。

本システム１００は、上述のように、マシンニングセンタと似た機能を有し、多関節ロボット４０が切削加工できる範囲を、ワーク受け台５０の基準点Ｏに基づくＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、の３次元座標により設定されている。これらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、それぞれの座標値を、制御部８０が不図示のサーボモータをＮＣ制御する。したがって、本システム１００は、ワーク受け台５０に固定された建材１を、多関節ロボット４０の切削手段３０によって、Ｘ軸と、Ｙ軸と、Ｚ軸の範囲内で切削加工する。

図６は、図１の類似形態を示した本システムの平面図である。図６は図１に示したものに比べて若干異なる形態であっても、それらの機能および動作は同様であるため、同一効果の部材や箇所には同一符号を付して説明を省略している。本システム１００は、さらに、レール６２と、搬送体６４と、を備えている。

レール６２は、ワーク受け台５０に隣接してＸ軸方向に延在し、搬送体６４のための自走用レーンを形成する。搬送体６４は、制御部８０に制御される不図示のサーボモータを備え、レール６２に係合して多関節ロボット４０をＸ軸方向に移動可能である。制御部８０は、搬送体６４も交えて多関節ロボット４０を制御する。図６にワーク受け台５０を平面視した大きさ（ｍｍ）を、例えば、４１６０×１１００（クッション１９不使用時）と示している。

一方、建材１は、上述のとおり、各材料別の最大寸法（ｍｍ）が、長尺ものでは巾木が（例えば、７７×４０００）、平板材では石膏ボードが（例えば、９・１２×９１０×２７３０）、２×４工法用製材としては、建材を超えて構造材用の例えば、４×４（４０４）材が（８９×８９×３６５０）であり、これらも余裕をもってワーク受け台５０に載置可能であり、切削加工が可能である。なお、本発明を実施する地域によって、各部材の標準的寸法が異なることはいうまでもない。

なお、ワーク受け台５０の角部５５〜５８のうち、角部５７にはクッション１９が配設されて建材１の位置決めに寄与している。また、図１および図６における左下方に基準点Ｏを設定している。さらに、建材１はクランパ１１〜１８でワーク受け台５０に固定されるが、これについては、より詳細に後述する。

また、本システム１００（１０１）の車両９０（９９）には、発電機９４（９１）およびエアコンプレッサ９３をワーク受け台５０の前側で荷台６０の前方寄りに積載し、集塵機９２をワーク受け台５０の後側で荷台６０の後方寄りに積載して備え、切削加工を支援するように構成されている。発電機９４（９１）は、本システム１００（１０１）で必要とする電力を供給可能である。

また、本システム１０１を構成する専用の車両９９は、発電機駆動軸９７と、調速機（ガバナ）７９と、を有する動力伝達手段９５を追加で備えている。車両９９のエンジン９６は、車両駆動軸９８により車両９９を走行させるほか、その動力を動力伝達手段９５によって、発電機駆動軸９７へも伝達し、その発電機駆動軸９７を介して発電機９４までも駆動できる。

調速機７９は発電機９４の回転速度を一定になるように調整する。この調速機７９の指令により、エンジン９６の出力が調整される。つまり、本システム１０１の作業に応じた重負荷のため発電機９４の回転速度が低下しそうな場合、調速機７９はエンジン９６のスロットルを開く等により、燃料供給量を増加して出力を高めて発電機９４の回転速度を維持する。また、逆の場合は燃料供給量を減少して出力を低下させるように調速機７９がエンジン９６を調整する。

専用の車両９９は、エンジン９６の動力を、車両９９の走行移動用のみならず、発電機９４の駆動力としても兼用することが可能である。したがって、この車両９９は、発電機９４を駆動するための専用のエンジンを省略できるので、設備効率が良好となる。なお、専用の車両９９であっても、一般的なエンジン付きの発電機９１を搭載しても構わない。その場合は、発電機駆動軸９７を有する動力伝達手段９５は不要である。

エアコンプレッサ９３は、クランパ用のエアシリンダ４９に電磁式空気弁７１（図１、図２）を介して圧縮空気を付与する。電磁式空気弁７１は、操作部７０の操作や制御部８０から出力される制御信号に基づいて、弁を開閉する弁制御が可能である。電磁式空気弁７１の開閉に応じて、エアコンプレッサ９３で生成された圧縮空気が、クランパ用のエアシリンダ４９へ圧入されたり放出されたりする。なお、クランパ用のエアシリンダ４９に代えて、油圧や電動その他の駆動手段を用いても構わない。なお、図２〜図４のエアシリンダ４９は概念的に示したものであり、実際にはより複雑かつ精密な機構であるが、その点については、図解・説明を省略する。

このように、エアシリンダ４９は、圧縮空気の圧入と、放出と、の区別によって、所定ストロークの直線的動作を行うことにより、クランパ１１〜１８の開閉動作を駆動する。その結果、クランパ１１〜１８は、建材１を、ワーク受け台５０対して、固定と、解放と、選択的に動作させることができる。集塵機９２は、多関節ロボット４０が切削手段３０で建材１を切削加工することによって発生する切削屑を収集する。

［定位置クランパ］
本システム１００のワーク受け台５０には、ワーク受け台５０に対し、水平方向に移動することのない定位置タイプで、総数Ｎ個のクランパ１１〜１８を備えている。それら総数Ｎ個のクランパ１１〜１８のうち（Ｎ／２）＋１個が、ワーク受け台５０の外周５１〜５４で長手（Ｘ軸）方向に平行な２辺５１，５３のうち一方の辺５１を可変間隔Ｇで分割するように配設されている。なお、Ｎは４以上で任意の自然数である。ここで例示するクランパ１１〜１８は、総数Ｎ＝８個である。その場合、一方の辺５１には、（８／２）＋１＝５個のクランパ１１〜１５が配設されている。

また、それら総数Ｎ個のクランパ１１〜１８のうち（Ｎ／２）−１個が、ワーク受け台５０の外周５１〜５４で長手（Ｘ軸）方向に平行な２辺５１，５３のうち他方の辺５３を可変間隔Ｇで分割するように配設されている。総数Ｎ＝８個であるため、ここで例示する他方の辺５３には、（８／２）−１＝３個のクランパ１６〜１８が配設されている。また、他方の辺５３の両端に該当するワーク受け台５０の角部５７，５８にはクランパ１１〜１８を配設していない。

ここで、「２×４材」等による長尺ものの建材１の端末部分を切断する加工仕様に対しても、切断面に係合するクランパ１１〜１８が存在しない。さらに、長尺ものの建材１の端末部分を斜め方向に切断する加工仕様に対しても、切断面の延長線をワーク受け台５０の外周の辺５１〜５４からはみ出して逃がすような位置関係になる。この場合、切削手段３０はワーク受け台５０の外周の辺５１〜５４からはみ出して切削動作しながら所望の加工仕様を実現することが可能である。

また、長尺ものの建材１を、ワーク受け台５０における一方の辺５１に寄せて載置した場合、その角部５５，５６にそれぞれクランパ１１，１５が配設されており、切削手段３０はクランパ１１，１５を避けるような動作をする。したがって、長尺ものの建材１の端部を切削加工できない。逆に、長尺ものの建材１を、ワーク受け台５０において、クランパ１１〜１８の配設されていない片方の辺５３に寄せて載置すれば、その角部５７，５８に該当する箇所でも切削加工することを妨げられない。さらに、荷台６０の所定区画に形成されたワーク受け台５０の全面を占有する程の広い面積の建材１であっても、クランパ１１〜１８に邪魔されることなく、長手方向の切削加工ができる。

このように、ワーク受け台５０の片方の辺５３に対する角部５７，５８にクランパ１１〜１８を配設していないことにより、建材１のうち、その角部５７，５８に該当する箇所でも切削加工することを妨げられない。つまり、長尺ものの建材１であっても、ワーク受け台５０の長手方向の限界まで利用するように固定することができる。その結果、本システム１００によれば、より長い建材１まで切削加工できる。したがって、スペースに対する制約が厳しい車載型の装置であっても、その狭隘なスペースを有効利用できる。

［移動クランパ］
つぎに、図７〜図１２を用いて、より実用性を高めた本システム１０３について説明する。なお、本システム１００，１０１（図１〜図６）で説明済みであって、同一効果の部材や箇所には同一符号を付して説明を省略している。図７は、本システムにおいて、規定された水平方向に移動可能なクランパを採用することによって、そのクランパが切削手段と衝突する不具合を回避するための動作を可能にした変形実施例を示す斜視図である。図８は、図７のクランパが規定された水平方向に移動して衝突を回避する動作を説明するための斜視図である。図９は、図７のクランパの動作及び効果を説明するための図であり、図９（Ａ）は回避前の状態、図９（Ｂ）は回避中の状態を、それぞれ示す平面図である。

図７〜図１２に示すように、本システム１０３は、ワーク受け台５９の外周５１に沿って等間隔に配設された４個のクランパ１１〜１４と、外周５１の対辺の外周５３に沿って等間隔に配設された４個のクランパ５〜８と、を備えている。クランパ１１〜１４は、ワーク受け台５９において、垂直方向に開閉動作をすることにより、建材２をつかんだり解放したりするが、ワーク受け台５９に対して水平方向に移動することはできない。その点でクランパ１１〜１４は、図１及び図２を用いて上述したクランパ１１〜１８と同一機能のものである。

なお、ワーク受け台５９は、テーブルと呼ぶには違和感を伴う程であって、平坦な台面ばかりで構成されているとは限らない。すなわち、ワーク受け台５９は、平行な４本の溝４１〜４４が、幅方向の流通を可能にし、長手方向に対して概ね等間隔で掘削されたような外観形状である。剛性部材６５，６６（図２〜図４）の上に、テーブル５９用の平坦面形成部材が４本の溝４１〜４４で分断されて組み立てられている。なお、建材１そのものが、ある程度の剛性を持った平坦面を有するので、テーブル５９の表面は、全面にわたって連続的な平坦面である必要はなく、平坦面を有する鋼材等の組合せによって、全体的に平坦面が形成されていれば十分である。

クランパ１１〜１４は、ワーク受け台５９に対して水平方向に移動できないので、主に切削手段３０の方で衝突回避の動作を行う必要がある。ただし、複数のクランパ１１〜１４のうち、切削手段３０が接近した１つだけが、垂直方向に開く動作をするだけで両者の接触や衝突を回避できる場合もある。その場合も、複数のクランパ１１〜１４のうち、例えば３つが閉じて建材２をつかんだ状態を維持していれば固定する機能に不具合はない。

本システム１０３には、本システム１００，１０１と異なる３点がある。第１に、ワーク受け台５９の片方の辺５３に対する角部５７，５８にもクランパ５，８を配設している点。第２に、クランパ５〜８は、ワーク受け台５９に対し、水平方向に移動可能である点。第３に、制御部８０は、クランパ１１〜１４，５〜８に切削手段３０との接触を回避するように動作させながら、切削手段３０が建材２を切削加工するように全体を制御する点である。

図７に示すように、本システム１０３において、クランパ６〜８は、建材２の幅に合わせて矢印Ｒ方向に水平移動することが可能である。また、図８、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、本システム１０３において、クランパ５〜８は、切削手段３０が接近して干渉しそうになると、つかんでいた建材２を離すとともに、建材２から離れる矢印Ｑ方向へと後退動作する。

その結果、切削手段３０がクランパ５〜８に接触して互いに損傷する事故を回避することができる。このような接触回避動作は、制御部８０が切削手段３０とクランパ５〜８との相互位置関係を常時把握し、クランパ５〜８の何れか（図８、図９ではクランパ６）を適宜に退避させるように制御することによって実現する。また、接触回避動作が不要になれば、矢印Ｒ方向へと復帰動作する。

より詳しくは、図９（Ａ）に示すように、丸ノコ２１が建材２を切断線３１に沿って矢印Ｊ方向へと切断しようとする場合を一例として説明する。この場合、切断線３１の終点間際でクランパ６に丸ノコ２１が干渉する危険領域３２が存在し、何らかの回避措置を採る必要がある。

そこで、図９（Ｂ）に示すように、制御部８０が切削手段３０とクランパ５〜８との相互位置関係を常時把握し、危険領域３２が生ずる場合、クランパ６を適時に退避させて、安全領域９に変えるように制御する。このとき、エアシリンダ４９は、制御部８０の制御に応じて、圧縮空気の圧入と、放出と、の区別によって、所定ストロークの直線的動作を行うことにより、クランパ１１〜１８，５〜８に、開閉又は水平移動の動作をさせるように駆動する。

このように、本システム１００，１０１（図１〜図６），１０３（図７〜図１２）において、制御部８０は、切削手段３０とクランパ１１〜１８，５〜８との少なくとも何れかが両者の接触を回避しながら、切削手段３０が建材１を切削加工するように制御する。このため、特に、クランパ５〜８（図７〜図１２）は、制御部８０の制御によりワーク受け台５９に対し、建材２を固定と、解放と、選択的に動作させるのみならず、水平方向にも移動可能に構成されている。

図１０は、ワーク受け台（テーブル）におけるクランパの配置及びそれらの可動範囲を示す平面図である。図１０に示すように、合計８個のクランパ１１〜１８，５〜８が、ワーク受け台５９の外周の辺５１，５３に沿って概ね等間隔に配設されている。特に、クランパ５〜８は、４本の溝４１〜４４に沿って水平方向に摺動可能である。これらのクランパ１１〜１８，５〜８には、建材１を上方からワーク受け台５９に押え付ける押さえ腕木４５，４７と、建材１を取り囲んで水平方向に押え付ける横押しパッド４６（図１１）と、それぞれを駆動するエアシリンダと、を備えて構成されている。

建材１は、ワーク受け台５９の概ね外形の全部にわたる大きさの板材から、ワーク受け台５９の長手方向からはみ出す柱材まで、クランパ１１〜１８，５〜８により、ワーク受け台５９の盤面に固定することが可能である。また、大きな板材と細い柱材との何れの場合も、片方の１辺をワーク受け台５９の外周の辺５１に寄せられた位置に固定される。そのため、これら建材１の幅に適応するように、クランパ５〜８は、それぞれを支承する溝４１〜４４に沿って水平方向に移動させる。

また、クランパ１１〜１８，５〜８は、丸ノコ２１等の切削手段３０が、接触すると予測された場合、以下のように回避運動する。まず、ワーク受け台５９の外周の辺５１に沿って配設されクランパ１１〜１８は、主に建材１を上方からワーク受け台５９に押え付ける回転可能な押さえ腕木４７が、鉛直軸４８を中心にして回転することにより回避運動する。

また、ワーク受け台５９の外周の辺５３に沿って配設されクランパ５〜８は、主に建材１を上方からワーク受け台５９に押え付ける押さえ腕木４５が、４本の溝４１〜４４に沿って水平移動することにより回避運動する。これらクランパ１１〜１８，５〜８のそれぞれに、建材１を水平方向に押え付ける横押しパッド４６（図１１）も配設されているが、これらも適宜に退避動作する。

本システム１０３において、制御部８０は、操作部７０からの操作内容を実現する機能に加えて、相互位置関係予測手段８１と、クランパ回避手段８２と、の機能を発揮するプログラムを備えている。相互位置関係予測手段８１は、切削手段３０とクランパ１１〜１４，５〜８との相互位置関係を予測する。相互位置関係は、建材１の大きさと、その固定位置と、それらを固定するクランパ１１〜１８，５〜８の形状及びそれぞれの姿勢と、丸ノコ２１等の切削手段３０による切削経路と、に基づいて、規定の演算を実行することにより予測される。

クランパ回避手段８２は、相互位置関係予測手段８１の演算結果に基づいて、クランパ１１〜１４，５〜８の回避動作及び復帰動作を不図示のエアシリンダに実行させるように電磁式空気弁７１を制御する。制御部８０は、エアコンプレッサ９３とエアシリンダ（不図示）との間に介挿された電磁式空気弁７１の開閉制御することによって、目的を達成する。

回避動作は、ワーク受け台５０に複数が配設されたクランパ１１〜１４，５〜８のうち、切削手段３０が接触すると予測されたものだけを接触回避させる動作である。復帰動作は、回避動作の後、回避目的が終了したものから順に、建材１を固定可能にするために復帰させる動作である。

本システム１０３において、クランパ５〜８は制御部８０の制御によりワーク受け台５９に対して水平方向に移動可能であるとともに鉛直軸４８に対して回転動作可能な押さえ腕木４７を有し、制御部８０は、クランパ５〜８に切削手段３０との接触を回避するように動作させながら、建材１を切削加工するように全体を制御する。

図１１は、クランパの動作を説明するための拡大斜視図である。図１１に示すように、クランパ１１（１２〜１４，５〜８）は、丸ノコ２１等の切削手段３０が接触して相互に傷付け合う不具合を回避することが可能な腕木４５，４７を備えている。この腕木４５，４７は、ワーク受け台５０に対し、少なくとも、鉛直軸４８に対して回転動作可能であるか、又は、水平方向の移動が可能であるか、何れかの回避機能を有する。この回避機能は、制御部８０の制御により実行される。なお、クランパ１１は、特に図７〜図１０の本システム１０３において、好適に用いられるものを例示している。クランパ１１は、上述の不具合を回避することが可能な腕木４７を備えている。

腕木４５，４７は、矢印Ｕ，Ｃに示す昇降動作、及び矢印ＲＴ，ＬＴに示す回転動作が可能である。横押しパッド４６も矢印Ａ，Ｂに示す水平方向の移動が可能である。これら腕木４７及び横押しパッド４６は、建材１を、図１１に示す状態で受け入れた後、ワーク受け台５０に固定する。また、その逆方向の動作で建材１を解放する。なお、図１１の横押しパッド４６は矢印Ａ，Ｂに示すように、わずかな水平移動は可能であるが、図８〜図１０，図１２に示したクランパ６全体がＲ方向に水平移動を可能にするほど大きく移動するものではない。

ここで、腕木４７は、切削手段３０が接触すると予測されたとき、上昇して建材１の拘束を解放してから、回避目的に沿った方向へと回転する。同様に、横押しパッド４６も、切削手段３０が接触すると予測されたとき、建材１を水平方向に押え付けていた方向の逆方向、つまり解放する水平方向へ移動して、回避目的を達成することができる。

図１２は、クランパの退避動作を説明するための図であり、図１２（Ａ）は建材クランプ工程（図１４のＳ３０）、図１２（Ｂ）は切削加工工程の初期（図１４のＳ５１）、図１２（Ｃ）は切削加工工程の末期（図１４のＳ５１〜Ｓ５３）を、それぞれ示す模式平面図である。なお、この図１２は、回避動作について、図９を用いた説明に対し、横押しパッド４６の回避動作まで加えている代わりに、クランパ６，１３のみに限定し、要点のみをクローズアップして模式説明するために簡略化した図である。

図１２（Ａ）に示すように、建材クランプ工程（図１４のＳ３０）において、腕木４７が、建材１の長手方向に直交する角度で、上方から建材１をワーク受け台５９に押え付けるとともに、横押しパッド４６が建材１を取り囲んで水平方向に押え付けている。つぎに、図１２（Ｂ）に示すように、切削加工工程の初期において、クランプ１３の丸ノコ２１が横押しパッド４６に接触するとい予測（図１４の相互位置関係予測工程Ｓ５１）に基づいて、何らかの回避措置を採る必要がある。この回避措置として、横押しパッド４６が建材１を水平方向に押え付けていた方向の逆方向、つまり解放する水平方向へ移動するとともに、腕木４７は、上昇して建材１の拘束を解放してから、回避目的に沿った右方向ＲＴへと回転する。

つぎに、図１２（Ｃ）に示すように、切削加工工程の末期において、丸ノコ２１が腕木４７及び横押しパッド４６に接触するという危険を回避する目的を終了したクランプ１３から順に、建材１を固定可能にするために復帰動作させる（図１４のクランプ復帰工程Ｓ５３）。その一方で、クランプ６に対し、丸ノコ２１がクランプ６の腕木４７及横押しパッド４６に接触するとい予測（図１４の相互位置関係予測工程Ｓ５１）に基づいて、腕木４７及び横押しパッド４６を回避目的に沿った方向へと回避動作させる。最後は、図１２から省略しているが、クランプ１３に続いて危険を回避する目的を終了した順に、クランプ６も建材１を固定可能にするために復帰動作させる（図１４のクランプ復帰工程Ｓ５３）。

図１３は、本システムのアクリルカバーを示す斜視図である。図１３に示すように、本システム１００，１０１，１０３には、切削手段３０の近傍から発生する、おがくず（大鋸屑、sawdust）等の飛散防止のため、アクリルカバー３を備えることが好ましい。このアクリルカバー３は、少なくとも、ワーク受け台５９と、関節ロボット４０と、切削手段３０とに対し、切削加工の動作に支障なく、覆い被さるだけの外形・形状であって、剛性部材６５（図２、図４），６６を有する基台に固設されている。

このアクリルカバー３は、窓３３と、点検口２３とを備えている。窓３３は、作業の進捗に応じて適宜に自動開閉することにより、建材１，２を出し入れ可能である。すなわち、不図示のエアシリンダ等の駆動力により、矢印Ｅ方向に窓を持ち上げて開き、矢印Ｆ方向に窓を下げて閉じる。点検口２３は、適宜にメンテナンスする者が出入りできる開閉可能な扉である。

以下、本方法について説明する。本方法は、建築現場で使用する建材１を、本システム１００により、現地で切削加工する建材加工方法である。本方法で用いる本システム１００とは、上述のように、建築現場で建材１を加工するため、移動可能な車両９０の荷台６０に、建材１を固定するワーク受け台５９と、関節ロボット４０と、切削手段３０と、これらを制御する制御部８０と、を積載して移動可能にしたものをいう。

ワーク受け台５９は、車両９０を構成する荷台６０の所定区画に配設された剛性部材６５，６６で平坦度を確保されている。多関節ロボット４０は、先端に首振り自在の切削手段３０が配設されている。切削手段３０は、ワーク受け台５９の外周からはみ出して首振り自在である。この切削手段３０により、ワーク受け台５９に固定された建材１を自在に切削加工する。

制御部８０は、操作部７０による操作に関連して実行されたプログラムに基づいて、多関節ロボット４０および切削手段３０に建材１を所望の加工仕様どおりに切削加工させる。このとき、制御部８０は、クランパ１１〜１８でワーク受け台５９に固定された建材１を、切削手段３０がクランパ１１〜１８への接触を避けながら切削加工するように、多関節ロボット４０を制御する。以下、図７を用いて詳細な手順を説明する。

図１４は、本方法の概略を説明するためのフローチャートである。図１４に示すように、本方法は、材料積込み工程（Ｓ１０）と、自走移動工程（Ｓ２０）と、建材クランプ工程（Ｓ３０）と、所望操作工程（Ｓ４０）と、切削加工工程（Ｓ５０）と、建材クランプ解除工程（Ｓ６０）と、を有している。

材料積込み工程（Ｓ１０）では、建築現場における使用予定で加工前の建材１を、荷台６０の後方に設定された加工前の材料置き場１０に積込む。つぎに、自走移動工程（Ｓ２０）では、材料積込み工程（Ｓ１０）後における全装備状態の車両９０により建築現場まで自力走行して移動する。つぎに、建材クランプ工程（Ｓ３０）では、積み込まれた加工前の建材１を、組み立て利用の順にワーク受け台５９へ移動し、クランパ１１〜１８で固定する。

所望操作工程（Ｓ４０）では、ユーザが、多関節ロボット４０に、建材１を、加工仕様に基づいて所望の切削加工させるため、操作部７０を操作する。切削加工工程（Ｓ５０）では、ユーザの操作に応じて制御部８０が多関節ロボット４０を制御することにより、ワーク受け台５９に固定された建材１を、切削手段３０がクランパ１１〜１８への接触を避けながら切削加工する。建材クランプ解除工程（Ｓ６０）では、クランパ１１〜１８を解除して所望の切削加工された建材１をワーク受け台５９から取り外す。

また、切削加工工程（Ｓ５０）には、相互位置関係予測工程（Ｓ５１）と、接触回避工程（Ｓ５２）と、クランプ復帰工程（Ｓ５３）と、を有する。相互位置関係予測工程（Ｓ５１）では、所望の切削加工に応じた切削手段３０の挙動に基づいて、相互位置関係予測手段８１により切削手段３０とクランパ１１〜１４，５〜８との相互位置関係を予測する。接触回避工程（Ｓ５２）では、相互位置関係予測工程（Ｓ５１）による予測結果により、複数のクランパ１１〜１４，５〜８のうち、切削手段３０との接触が予測されたものを回避動作させる。クランプ復帰工程（Ｓ５３）では、回避工程（Ｓ５２）によって回避動作したものを、回避目的の終了したものから順に、建材１を固定可能にするために復帰動作させる。

以上、説明したように、建築現場で使用する建材を、現地で容易に切削加工できる車載型建材加工システムおよび建材加工方法を提供できる。すなわち、本システムでは、切削手段がクランパに接触して互いに損傷する不具合が無く、この不具合を避けるための注意力が不要となる。また、本方法では、工場でなく建築現場で切削加工する多段階の工程を定型業務化し易いので、非熟練労働者でさえも、より有効に活用できる。したがって、本発明によれば、熟練労働者が不在、又は少数であっても、工場でなく建築現場で容易に切削加工することが可能となる。

［車載解除による据え置き型］
以下に、変形例として、本システム１００，１０１を車載された状態から解除し、地上の固定設備として据え置き利用する場合について説明する。本システム１００，１０１は、車両９０，９９の荷台６０に、ユニット構成された建材加工ロボットシステムを載置したものである。その目的とするところは、木工設備の完備されていない発展途上地域へ機動的に出張サービスすることにある。

この目的に適合する運用形態として、本システム１００，１０１を車載された状態から解除し、地上の固定設備として据え置きして利用する形態もあり得る。その一方で、ユニット構成された建材加工ロボットシステムを車両９０，９９の荷台６０から降ろせば、その荷台６０が空になって他の物資を運搬する用途に使えるので設備効率が向上する。また、出張サービスの目的を完了した後は、本システム１００，１０１を車載された状態に戻して撤収すれば良い。

本システム１００，１０１は、車両９０，９９の荷台６０に、その平坦度を確保して補強する剛性部材６５，６６を有する基台上でコンパクトにユニット構成された建材加工ロボットシステムを載置したものである。荷台６０に対し、そのユニットを積み下ろしするために、フォークリフトに適応したパレットの機能が、剛性部材６５，６６を有する基台によって形成されることが好ましい。なお、不図示のボルト・ナットで荷台６０と剛性部材６５，６６とを適宜に結合し、あるいは、それらの結合を解除したりすることはいうまでもない。

ここでいうパレットとは、輸送・保管などの物流業務で使用される板状運搬用架台であり、樹脂製、木製又は金属製のものがある。パレットは、構内運搬、トラックへの積み込みを効率的に行うため、不図示のフォークリフト、ハンドリフトのツメを差し込む差込口６７がある。また、多くのパレットは、許容される動荷重が約１ｔである。なお、動荷重はフォークリフトなどで動かしている状態に耐えられる重量で、静荷重は平地においた時に耐えられる重量であり、動荷重の１ｔより大きい。

本システム１００，１０１において、荷台６０上に、ユニット構成された建材加工ロボットシステムの重量（静荷重）も概ね１ｔ程度である。これに対応するようなパレットの機能を剛性部材６５，６６を有する基台によって形成することは容易である。したがって、本システム１００，１０１を車載された状態から解除し、地上の固定設備として据え置き利用する場合については、クレーンが無くても持ち上げ能力１ｔ以上の一般的なフォークリフト１台でユニットを積み下ろしすることができる。なお、クレーンフックを掛けることがあれば、不図示の吊り輪を剛性部材６５，６６の４隅に配設しておくと、なお好ましい。

なお、パレットには、リフトのツメの差込口がついている数の違いによって、２方差し、４方差しという種類がある。２方差しでは差込口のない側面がある。４方差しは樹脂パレットの４つの側面すべてに差込口があるので、どこからでもフォークリフトを差し込んで持ち上げることができる。この点については、実際の業務形態に応じて最適設計すれば良い。

本発明は、「２×４工法」をはじめとする比較的簡便な住宅建築における建材加工の工程に採用される可能性がある。特に、人材や設備の観点から、熟練労働者が不在、又は少数であっても、工場でなく建築現場での切削加工を容易に実現したいという要望の高い地域事情に即して、有益に採用される可能性がある。

本システムは、専用加工機に比べると若干の効率低下があるとしても、１台であらゆる建材加工に対応可能な長所を有する。したがって、加工内容別に高効率の専用加工機を複数台に及んで備える建材加工工場のない未開発の地域で、本システムを用いて小規模に住宅建設事業に着手する用途に好適である。その地域で住宅建設事業が大規模に発展すれば、より効率の高い建材加工工場を建設すれば良い。つまり、本発明は、発展途上の地域において、試験的な目的であっても好適に採用される可能性がある。

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、車載型建材加工システムの構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１，２ 建材、３ 全体カバー、５〜８ （移動可能な）クランパ、９ 安全領域、１０ 加工前の材料置き場、１１〜１８ （定位置の）クランパ、１９ クッション、２０ 回転軸、２１ 丸ノコ、２３ （全体カバーの）点検口、３０ 切削手段、３１ 切断線、３２ 危険領域、３３ （全体カバーの）自動開閉窓、４０ 多関節ロボット、４１〜４４ テーブル分断溝、４６ （クランパ用の）横押しパッド、４５，４７ （クランパ用の）押さえ腕木、４８ （クランパ用の）鉛直軸、４９ （クランパ用の）エアシリンダ、５０，５９ ワーク受け台（テーブル）、５１〜５４ （ワーク受け台５０，５９の）外周の辺、５５〜５８ （ワーク受け台５０，５９の）角部、６０ 荷台、６１ （荷台６０の）床、６２ レール、６４ 搬送体、６５，６６ 剛性部材、６７ （リフトのツメの）差込口、６９ 天井、７０ 操作部（ロボット制御盤）、７１ 電磁式空気弁、７９ 調速機（ガバナ）、８０ 制御部、８１ 相互位置関係予測手段、８２ クランパ回避手段、９０ 車両、９１，９４ 発電機、９２ 集塵機、９３ エアコンプレッサ、９５ 動力伝達手段、９６ エンジン、９７ 発電機駆動軸、９８ 車両駆動軸、９９ 専用車両、１００，１０１，１０３ 車載型建材加工システム（本システム）、Ｄ （ワーク受け台５０，５９の）幅、Ｈ （荷台６０の床６１から天井６９までの）高さ（Ｚ軸）、Ｋ （ワーク受け台５０，５９の）長さ、Ｌ （荷台６０の）全長、Ｍ 長さ（Ｘ軸）、Ｎ （クランパ１１〜１８）の総数、Ｏ 基準点、Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，ＲＴ，ＬＴ 矢印、Ｓ１０ 材料積込み工程、Ｓ２０ 自走移動工程、Ｓ３０ 建材クランプ工程、Ｓ４０ 所望操作工程、Ｓ５０ 切削加工工程、Ｓ６０ 建材クランプ解除工程、Ｖ 長さ（Ｙ軸）、Ｗ （荷台６０の）全幅、Ｘ，Ｙ，Ｚ ３次元の座標軸

Claims (11)

1. 建築現場で使用する建材を切削加工する機能を有して移動可能な車載型建材加工システムであって、
   車両に形成された平坦な荷台と、
   該荷台の所定区画に形成されたワーク受け台に対する平坦度を確保する剛性部材と、
   制御を受けて前記ワーク受け台に前記建材を固定するクランパと、
   前記ワーク受け台の外周より広い範囲にはみ出して首振り自在の切削手段を先端に配設された多関節ロボットと、
   該多関節ロボットに前記建材を所望の切削加工させるための操作部を有して全体を制御する制御部と、
   を備え、
   該制御部は、前記切削手段と前記クランパとの少なくとも何れかが両者の接触を回避しながら、前記切削手段が前記建材を切削加工するように制御する車載型建材加工システム。
2. 前記クランパは、前記両者の接触を回避するため前記制御部の制御により前記ワーク受け台に対し、少なくとも、鉛直軸を中心にして回転動作可能であるか、又は、水平方向の移動が可能であるか、何れかの回避機能を有する押さえ腕木、
   を備えた請求項１に記載の車載型建材加工システム。
3. 前記制御部は、
   前記切削手段と前記クランパとの相互位置関係を予測する相互位置関係予測手段と、
   該相互位置関係予測手段の演算結果に基づいて、
   前記ワーク受け台に複数が配設された前記クランパのうち、前記切削手段が接触すると予測されたものだけを回避動作させるとともに、回避目的の終了したものから順に、前記建材を固定可能にするために復帰動作させるクランパ回避手段と、
   を備えた請求項２に記載の車載型建材加工システム。
4. 前記クランパは総数Ｎ＝８個である請求項１〜３の何れか１項に記載の車載型建材加工システム。
5. 前記クランパが開閉又は移動の動作をするために駆動するエアシリンダと、
   該エアシリンダに圧縮空気を付与するエアコンプレッサと、
   該エアコンプレッサにより生成された圧縮空気を前記操作部の操作に基づいて前記エアシリンダへ圧入する制御が可能な電磁式空気弁と、
   を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の車載型建材加工システム。
6. 前記ワーク受け台に隣接して延在するレールと、
   該レールに係合して前記多関節ロボットを移動可能な搬送体と、
   を備え、
   前記制御部は、前記搬送体も交えて前記多関節ロボットおよび前記切削手段を制御する請求項５に記載の車載型建材加工システム。
7. 前記車両には、
   当該システムで必要とする電力を供給可能な発電機と、
   切削屑を収集する集塵機と、
   をさらに備え、
   前記発電機および前記エアコンプレッサを前記ワーク受け台の前側で前記荷台の前方寄りに積載し、
   前記ワーク受け台を前記荷台の前後方向の中間位置に形成し、
   前記荷台の後方に加工前の材料置き場を設定した請求項５又は６に記載の車載型建材加工システム。
8. 前記発電機は前記車両の移動に用いるエンジンの動力を兼用して駆動する動力伝達手段を備えた請求項７に記載の車載型建材加工システム。
9. 先端に首振り自在の切削手段が配設された多関節ロボットを車載して建築現場で使用する建材を切削加工する建材加工方法であって、
   車両を構成する荷台の所定区画に配設された剛性部材で平坦度を確保されたワーク受け台と、
   該ワーク受け台の外周より広い範囲にはみ出して首振り自在の切削手段を先端に配設された多関節ロボットと、
   該多関節ロボットに前記建材を所望の切削加工させるための操作部を有して全体を制御する制御部と、
   を用い、
   前記ワーク受け台にクランパで固定された前記建材を、前記制御部の支援により、前記切削手段と前記クランパとの少なくとも何れかが両者の接触を回避するように動作しながら前記切削手段が切削加工する建材加工方法。
10. 建築現場における使用予定で加工前の前記建材を、前記荷台の後方に設定された加工前の材料置き場に積込む材料積込み工程と、
    全装備状態の前記車両を建築現場まで自力走行して移動させる自走移動工程と、
    積み込まれた加工前の建材を、組み立て利用の順に前記ワーク受け台へ移動し、前記クランパで固定する建材クランプ工程と、
    ユーザが、前記多関節ロボットに、前記建材を所望の切削加工させるため、操作部を操作する所望操作工程と、
    前記ユーザの操作に応じて前記制御部が全体を制御することにより、前記クランパが前記切削手段との接触を回避するように動作しながら、前記切削手段が前記建材を切削加工する切削加工工程と、
    前記クランパを解除して前記所望の切削加工された建材を前記ワーク受け台から取り外す建材クランプ解除工程と、
    を有する請求項９に記載の建材加工方法。
11. 前記切削加工工程では、前記所望の切削加工に応じた前記切削手段の挙動に基づいて、
    相互位置関係予測手段により前記切削手段と前記クランパとの相互位置関係を予測する相互位置関係予測工程と、
    該相互位置関係予測工程による予測結果に応じて、複数の前記クランパのうち、前記切削手段との接触が予測されたものを回避動作させる接触回避工程と、
    該回避工程によって回避動作したものを、回避目的の終了したものから順に、前記建材を固定可能にするために復帰動作させるクランプ復帰工程と、
    を有する請求項１０に記載の建材加工方法。

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