JP6735316B2 - 表面処理装置 - Google Patents
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Description
また、人手によって研掃作業を行うと、作業員が研掃により生じた粉塵や有害物質を浴びてしまう。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、研掃等の表面処理と表面処理後の検査とを自動的に行えるようにして、作業効率、安全性及び検査精度を向上させることを目的とする。
好ましくは、前記噴射材が投射材、水、塗料、モルタル、コンクリート又は化学薬品である。
図1は本実施形態の表面処理方法を説明するための側面図である。
本実施形態の表面処理方法では、表面処理装置20を用いて構造物1の表面処理を実施する。表面処理とは、構造物1の表面1aに噴射材9を吹き付けることによって構造物1の表面1aを変化させることをいい、例えばショットブラスト、ウォータージェット、スプレーのことをいう。構造物1の表面1aの変化とは、例えば構造物1の表面1aを研掃すること、構造物1の表面1aに噴射材9を付着させること、構造物1の表面1aに塗膜を形成すること、構造物1の表面1aを噴射材9で化学反応させること等をいう。本実施形態では、構造物1が高架橋であるが、他の構造物、例えばトンネル、地下構造物、橋梁、建物、格納庫、シェルターであってもよい。本実施形態では、噴射材9に研磨材(サンド)を用いるため、サンドブラスト法により構造物1の表面1aを研掃することになる。なお、サンド以外の投射材や、水、塗料、モルタル、コンクリート又は化学薬品を噴射材9として用いてもよい。
表面処理装置20は発電機21、遠隔操作装置22、供給装置23、制御装置31、ガイドレール32及び表面処理ロボット40を備える。
なお、位置計測器45が走行体41の周囲に設置されていてもよく、この場合には3Dスキャナー又は三角測量器を位置計測器45として利用可能である。
表面処理ロボット40には、具体的には走行体41又はマニピュレーター42には、塵埃を検出する塵埃センサが設けられている。塵埃センサは例えば透過型又は反射型の光学センサである。塵埃センサは、検出結果を表す信号を制御装置31に出力する。
(1)残量確認
まず、作業員が貯留タンク23d内の噴射材9の残量を確認する。噴射材の残量が少ない場合には、作業員が噴射材9を貯留タンク23dに補充する。
次に、作業員がコンプレッサー23aの状態を確認する。コンプレッサー23aが正常に動作しない場合には、作業員がコンプレッサー23aの点検及び調整を行う。
次に、作業員が走行体41の状態を確認する。走行体41が正常に走行しない場合には、作業員が走行体41の点検及び調整を行う。
次に、作業員が遠隔操作装置22の入力デバイスによって走行体41及びマニピュレーター42の動作手順の入力、つまりティーチングを行う。そうすると、遠隔操作装置22のコンピューターが入力内容に従って動作プログラムを生成して、その動作プログラムを制御装置31に転送する。制御装置31はその動作プログラムを記憶する。
次に、作業員が遠隔操作装置22の入力デバイスによって始動の旨の入力を行う。そうすると、表面処理装置20の自動運転が開始する。
まず、ブラスト機23c内の噴射材9の残量が残量検出器によって検出される。その検出値が所定しきい値未満であると、貯留タンク23d内の噴射材9はブラスト機23cに供給される。以後、このような処理が自動運転の終了時まで継続して行い、噴射材9の噴出を継続させる。
次に、コンプレッサー23aの圧力が圧力検出器によって検出されつつ、圧力検出器の検出値に基づいてコンプレッサー23aが制御装置31によってフィードバック制御される。これにより、コンプレッサー23aの圧力が所定値に自動制御される。以後、このような処理が自動運転の終了時まで継続して行われる。
次に、制御装置31が動作プログラムに従って表面処理ロボット40を制御することによって、表面処理ロボット40が表面処理の動作をする。具体的には、以下の通りである。
室14内の構造物1の表面1aの全体の研掃の完了後、暫くの時間は、噴射材9や塵埃が室14内で宙に浮遊している。浮遊した噴射材9や塵埃は塵埃センサによって検出され、その旨の信号が塵埃センサから制御装置31に出力される。噴射材9及び塵埃の浮遊が収まったら、塵埃センサによって噴射材9や塵埃が検出されず、その旨の信号が塵埃センサから制御装置31に出力される。或いは、噴射材9や塵埃の浮遊が収まったことを作業員が確認したら、作業員が遠隔操作装置22の入力デバイスによって始動の旨の入力を行うと、遠隔操作装置22のコンピューターが始動の旨の信号を制御装置31に出力する。制御装置31が塵埃センサ又は遠隔操作装置22のコンピューターから信号を入力したら、制御装置31が動作プログラムに従って表面処理ロボット40を制御することによって、表面処理ロボット40が検査処理の動作をする。なお、噴射材9や塵埃が室14内で宙に浮遊する間中、表面処理ロボット40が室15に移動して室15内にて表面処理動作を行い、室14内の噴射材9及び塵埃の浮遊が収まったら、表面処理ロボット40が表面処理を一時中断して、表面処理ロボット40が室13に移動して室13内にて検査動作を行ってもよい。
まず、制御装置31がキャップ44aを制御すると、キャップ44aが検査プローブ44を開放した状態に動作する。
次に、制御装置31が走行体41を駆動することによって、走行体41が走行する。そして、走行体41が室14内の所定の位置まで移動すると、その位置が位置計測器45によって検出されるので、制御装置31が走行体41を停止させる。
検査動作の終了後、遠隔操作装置22のコンピューターは、不良と評価した位置を表す信号、つまり、記憶した検査結果信号の不良な値に対応付けられた走行体位置信号及び位置姿勢信号の値を表す信号(以下、不良位置信号という。)を制御装置31に転送する。そして、制御装置31が不良位置信号に基づいて走行体41及びマニピュレーター42を制御すると、走行体41及びマニピュレーター42によってノズル43が不良箇所まで移動する。そして、制御装置31がブラスト機23cを稼働させると、噴射材9がノズル43の先端から不良箇所に向けて噴射されて、不良箇所が再度表面処理される。
以上の実施形態によれば、以下のような有利な効果が生じる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する各変更点を組み合わせて適用してもよい。
11〜15…室(閉鎖された空間)
20…表面処理装置
31…制御装置
40…表面処理ロボット
42…マニピュレーター(移動機構)
43…ノズル
44…検査プローブ
41…走行体
Claims (6)
- 構造物の表面処理を実施する表面処理装置において、
ベースと、前記ベースから直列に関節を介して連結された複数のアームと、前記関節のそれぞれの角度を検出する角度検出部とを有するマニピュレーターと、
前記複数のアームのうち先端のアームに取り付けられ、前記構造物の表面に向けて噴射材を噴射するノズルと、
前記複数のアームのうち先端のアームに取り付けられ、前記構造物の表面の状態を計測する検査プローブと、
前記角度検出部によって検出された角度に基づいて前記マニピュレーターをフィードバック制御する制御装置と、
コンピューターと、を備え、
前記制御装置が前記角度検出部によって検出された角度に基づいて前記マニピュレーターをフィードバック制御することにより前記マニピュレーターが前記ノズルを前記構造物の表面に沿って移動させながら、前記ノズルが前記噴射材を噴射することによって前記構造物の表面処理を実施した後、
前記制御装置が前記角度検出部によって検出された角度に基づいて前記マニピュレーターをフィードバック制御することにより前記マニピュレーターが前記検査プローブを前記構造物の表面に沿って移動させながら、且つ、前記制御装置が前記角度検出部によって検出された角度に基づいて前記検査プローブの位置を計算して、その位置の計算値を前記コンピューターに転送しながら、前記検査プローブが前記構造物の表面の状態を計測してその計測結果を前記コンピューターに転送し、
前記コンピューターが、前記検査プローブによる計測結果を前記制御装置による前記検査プローブの位置の計算値ごとに対応付けて、前記検査プローブによる計測結果に基づいて前記構造物の表面の状態の良否を位置ごとに評価し、その評価の結果不良となる位置を表す不良位置信号を前記制御装置に送信し、
前記制御装置が前記コンピューターから受信した前記不良位置信号に基づいて前記マニピュレーターを制御することにより前記マニピュレーターが前記ノズルを不良となる位置に移動させて、前記ノズルが前記噴射材を噴射することによって前記構造物の表面処理を再度実施する表面処理装置。 - 前記マニピュレーターの前記ベースが搭載された走行体と、
前記走行体の位置を計測する位置計測器と、を更に備え、
前記構造物の表面処理の実施の際に前記制御装置が前記マニピュレーターに加えて前記走行体も制御することによって前記ノズルが前記構造物の表面に沿って移動しながら前記噴射材を噴射した後、前記制御装置が前記マニピュレーターに加えて前記走行体も制御することによって前記検査プローブが前記構造物の表面に沿って移動しながら前記構造物の表面の状態を計測し、
その計測の際に前記位置計測器が前記走行体の位置の計測結果を前記コンピューターに転送し、前記コンピューターが、前記検査プローブによる計測結果を、前記制御装置による前記検査プローブの位置の計算値に加えて前記走行体の位置の計測結果にも対応付けて、前記検査プローブによる計測結果に基づいて前記構造物の表面の状態の良否を位置ごとに評価し、その評価の結果不良となる位置を表す不良位置信号を前記制御装置に送信し、
前記制御装置が前記コンピューターから受信した前記不良位置信号に基づいて前記マニピュレーターに加えて前記走行体も制御することにより前記マニピュレーターが前記ノズルを不良となる位置に移動させて、前記ノズルが前記噴射材を噴射することによって前記構造物の表面処理を再度実施する請求項1に記載の表面処理装置。 - 閉鎖された空間内で前記構造物の表面が露出し、前記空間内において前記マニピュレーターが前記ノズル及び前記検査プローブを移動させる請求項1又は2に記載の表面処理装置。
- 前記マニピュレーターに設けられた塵埃センサを更に備え、
前記構造物の表面処理の実施後に前記塵埃センサにより塵埃が検出されなくなったら、前記制御装置が前記マニピュレーターをフィードバック制御するとともに、前記検査プローブが前記構造物の表面の状態を計測する請求項1から3の何れか一項に記載の表面処理装置。 - 前記走行体に設けられた塵埃センサを更に備え、
前記構造物の表面処理の実施後に前記塵埃センサにより塵埃が検出されなくなったら、前記制御装置が前記マニピュレーターをフィードバック制御するとともに、前記検査プローブが前記構造物の表面の状態を計測する請求項2に記載の表面処理装置。 - 前記噴射材が投射材、水、塗料、モルタル、コンクリート又は化学薬品である請求項1から5の何れか一項に記載の表面処理装置。
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