JP7217448B2 - 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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Description
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。搬送ロボット11は、本発明の施工ロボット及び第2施工ロボットの一例である。走行装置32は、本発明の第1走行装置の一例である。
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。
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。スライド装置70は、本発明の第2移動装置の一例である。支持台79は、本発明の被支持部材の一例である。
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、昇降装置133及びスライド装置170を駆動してビス打ち装置135を移動させた後、ビス打ち装置135を駆動して、天井ボード14にビスを打ち込む。
ビス打ちロボット12は、図2(B)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、スライド装置170と、カメラ136とを備える。ビス打ちロボット12は、本発明の施工ロボット及び第1施工ロボットの一例である。走行装置132は、本発明の第1移動装置の一例である。カメラ136は、検出装置の一例である。
図5(A)に示される自己位置及び自己向き決定処理は、座標データに対する自己の位置及び自己の向きを搬送ロボット11及びビス打ちロボット12に認識させる処理である。すなわち、自己位置決定処理は、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が、ビス打ちロボット12のプログラム143も、同様の処理を実行する。
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)。施工の開始の指示には、天井ボード14の施工位置を示す割付図が含まれる。なお、割付図は、施工開始の指示の前に、端末装置13から受信して、メモリ42に予め記憶されていてもよい。施工位置情報である割付図を取得するステップS21の処理は、本発明の第2取得処理の一例である。
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の位置合わせなどを補助するために、天井ボード14をカメラ136で撮像可能な補助位置まで、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、7のフローチャート、及び図8の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や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、壁面17A、17Bや位置決めされた天井ボード14が適正な位置にあるものとして、壁面17A、17Bや位置決めされた天井ボード14を基準として、搬送ロボット11及びビス打ちロボット12の自己位置が再決定される。すなわち、図5(B)、(C)に示される施工位置移動処理によって座標データにおける自己位置と、実際の自己位置との間に生じた誤差が、天井ボード14を施工する度にリセットされる。したがって、天井ボード14の施工を繰り返すことよって誤差が積算されることを防止することができる。その結果、搬送ロボット11が壁や障害物に接触することを防止することができる。また、搬送ロボット11が持ち上げた天井ボード14が壁や施工済みの天井ボード14に当接することを防止することができる。
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
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
70・・・スライド装置
79・・・支持台
135・・・ビス打ち装置
136・・・カメラ
140・・・コントローラ
143・・・プログラム
146・・・通信モジュール
170・・・スライド装置
Claims (10)
- 本体と、
上記本体を移動させる第1移動装置と、
上記第1移動装置を駆動する第1駆動源と、
被支持部材を移動させる第2移動装置と、
上記第2移動装置を駆動する第2駆動源と、
コントローラと、を備えており、
上記コントローラは、
少なくとも天井に対する水平方向の座標を示す天井位置情報を取得する第1取得処理と、
上記第1取得処理で取得した上記天井位置情報が示す座標に対する自己位置を示す自己位置情報を決定する第1決定処理と、
上記天井位置情報が示す座標に対する天井ボードの施工位置を示す施工位置情報を取得する第2取得処理と、
上記第1駆動源を駆動して、上記自己位置から上記施工位置まで上記本体を上記第1移動装置によって移動させる本体移動処理と、
天井に固定または配置された他の天井ボードである配置済天井ボードと、自己との相対位置を示す相対位置情報を取得する第3取得処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報に基づいて決定した駆動量で上記第2駆動源を駆動し、上記第2移動装置によって上記被支持部材を移動させて上記天井ボードを上記施工位置に配置する配置処理と、天井に配置された上記天井ボードにビスを打ち込むビス打ち処理との少なくとも一方の処理であるワーク処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報と、上記第2取得処理で取得した上記施工位置情報とに基づいて、上記自己位置情報を再決定する第2決定処理と、を実行し、
上記本体移動処理、上記第3取得処理、上記ワーク処理、及び上記第2決定処理の一連の処理を繰り返し実行して複数の上記天井ボードを施工する際に、上記第3取得処理において検出する上記配置済天井ボードは、一の当該一連の処理と、他の当該一連の処理とで相違する施工ロボット。 - 上記被支持部材は、上記天井ボードにビスを打ち込むビス打ち装置であり、
上記第2移動装置は、上記被支持部材を水平方向に移動させる装置であり、
上記相対位置情報は、天井に位置決めされた上記配置済天井ボードと自己との相対位置を示す情報であり、
上記ワーク処理は、上記ビス打ち処理である請求項1に記載の施工ロボット。 - 検出装置をさらに備えており、
上記コントローラは、上記第3取得処理において、天井に配置された上記配置済天井ボードに表記されたマーカを上記検出装置に検出させ、当該検出装置が出力する検出データに基づいて、上記相対位置情報を取得する請求項2に記載の施工ロボット。 - 上記コントローラは、
上記第1決定処理において、上記天井位置情報が示す座標において上記本体が向く向きである自己向きをさらに決定し、
上記第3取得処理において、少なくとも2つの上記マーカを上記検出装置に検出させ、
上記第3取得処理で検出した2つの上記マーカに対する上記相対位置情報と、上記第2取得処理で取得した上記施工位置情報とに基づいて上記自己向きを再決定する第3決定処理をさらに実行する請求項3に記載の施工ロボット。 - 上記被支持部材は、上記天井ボードを支持する部材であり、
上記第2移動装置は、上記被支持部材を水平方向に移動させる装置であり、
上記コントローラは、
上記第3取得処理において、天井に固定された上記配置済天井ボードと自己との相対位置を示す上記相対位置情報を取得し、
上記ワーク処理は、上記配置処理であって、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報に応じた駆動量で上記第2駆動源を駆動して上記被支持部材に支持された上記天井ボードを天井に固定された上記配置済天井ボードに当接させて配置する請求項1に記載の施工ロボット。 - 上記コントローラは、
上記第1決定処理において、上記天井位置情報が示す座標において上記本体が向く向きである自己向きをさらに決定し、
上記第3取得処理において、天井に固定された上記配置済天井ボードに対する、保持する天井ボードの向きを取得し、
上記第3取得処理で取得した向きと、上記第2取得処理で取得した上記施工位置情報とを用いて、上記自己向きを再決定する第4決定処理をさらに実行する請求項5に記載の施工ロボット。 - 請求項2から4のいずれかに記載の施工ロボットである第1施工ロボットと、
請求項5または6に記載の施工ロボットである第2施工ロボットと、を備える施工システム。 - 上記第1施工ロボットは、検出装置及び第1通信インタフェースをさらに備えており、
上記第2施工ロボットは、第2通信インタフェースをさらに備えており、
上記第1施工ロボットの上記コントローラは、
上記第3取得処理において、上記天井に表記されたマーカを上記検出装置に検出させ、上記検出装置が出力した上記マーカの位置と自己との相対位置を示す上記相対位置情報を取得するとともに、上記検出装置が出力した検出データを上記第1通信インタフェースを通じて上記第2施工ロボットに送信し、
上記第2施工ロボットの上記コントローラは、
上記第3取得処理において、上記第2通信インタフェースを通じて上記検出データを受信し、受信した当該検出データに基づいて上記相対位置情報を決定して取得する請求項7に記載の施工システム。 - 本体と、当該本体を移動させる第1移動装置と、当該第1移動装置を駆動する第1駆動源と、被支持部材を移動させる第2移動装置と、当該第2移動装置を駆動する第2駆動源と、コンピュータと、を備える施工ロボットによって実行されるプログラムであって、
上記プログラムは、
少なくとも天井に対する水平方向の座標を示す天井位置情報を取得する第1取得処理と、
上記第1取得処理で取得した上記天井位置情報が示す座標に対する自己位置を示す自己位置情報を決定する第1決定処理と、
上記天井位置情報が示す座標に対する天井ボードの施工位置を示す施工位置情報を取得する第2取得処理と、
上記第1駆動源を駆動して、上記自己位置から上記施工位置まで上記本体を上記第1移動装置によって移動させる本体移動処理と、
天井に固定または配置された他の天井ボードである配置済天井ボードと、自己との相対位置を示す相対位置情報を取得する第3取得処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報に基づいて決定した駆動量で上記第2駆動源を駆動し、上記第2移動装置によって上記被支持部材を移動させて上記天井ボードを上記施工位置に配置する配置処理と、天井に配置された上記天井ボードにビスを打ち込むビス打ち処理との少なくとも一方の処理であるワーク処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報と、上記第2取得処理で取得した上記施工位置情報とに基づいて、上記自己位置情報を再決定する第2決定処理と、を実行し、
上記本体移動処理、上記第3取得処理、上記ワーク処理、及び上記第2決定処理の一連の処理を繰り返し実行して複数の上記天井ボードを施工する際に、上記第3取得処理において検出する上記配置済天井ボードは、一の当該一連の処理と、他の当該一連の処理とで相違するプログラム。 - 本体と、当該本体を移動させる第1移動装置と、当該第1移動装置を駆動する第1駆動源と、被支持部材を移動させる第2移動装置と、当該第2移動装置を駆動する第2駆動源と、通信インタフェースと、を有する施工ロボットと、
通信インタフェース及びコントローラを有する操作装置と、を備える施工システムであって、
上記コントローラは、
少なくとも天井に対する水平方向の座標を示す天井位置情報を取得する第1取得処理と、
上記第1取得処理で取得した上記天井位置情報が示す座標に対する自己位置を示す自己位置情報を決定する第1決定処理と、
上記天井位置情報が示す座標に対する天井ボードの施工位置を示す施工位置情報を取得する第2取得処理と、
上記第1駆動源を駆動して、上記自己位置から上記施工位置まで上記本体を上記第1移動装置によって移動させる本体移動処理と、
天井に固定または配置された他の天井ボードである配置済天井ボードと、自己との相対位置を示す相対位置情報を取得する第3取得処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報に基づいて決定した駆動量で上記第2駆動源を駆動し、上記第2移動装置によって上記被支持部材を移動させて上記天井ボードを上記施工位置に配置する配置処理と、天井に配置された上記天井ボードにビスを打ち込むビス打ち処理との少なくとも一方の処理であるワーク処理と、
上記第3取得処理で取得した上記相対位置情報と、上記第2取得処理で取得した上記施工位置情報とに基づいて、上記自己位置情報を再決定する第2決定処理と、を実行し、
上記本体移動処理、上記第3取得処理、上記ワーク処理、及び上記第2決定処理の一連の処理を繰り返し実行して複数の上記天井ボードを施工する際に、上記第3取得処理において検出する上記配置済天井ボードは、一の当該一連の処理と、他の当該一連の処理とで相違する施工システム。
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