JPH035574A - 回転ロボット及び鉄骨姿勢調整方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クレーンロボットにより搬送されてきた鉄骨
部材を仮受けして姿勢を取り付け方向に調整する回転ロ
ボット及び鉄骨姿勢調整方式に関する。

〔従来の技術〕

中高層建築の施工は、大きく区分すると鉄骨組立、鉄筋
組立、型枠組立、コンクリート打設、型枠解体の各作業
からなっている。そのうち柱や梁の鉄骨組立作業では、
部材搬送、仮接合、建て人れ直し、本接合の作業がある
。これらの作業では、まず、クレーンを使って鉄骨を所
定の位置まで揚重、搬送して例えば仮締めボルトにより
各部材間を仮接合し、しかる後３軸方向の位置決め、歪
み直しを行って溶接やボルトにより鉄骨を最終的に固定
（本接合）している。従来の鉄骨組立におけるこれらの
作業は、鉄骨の運搬時にクレーンを使う以外、接合時に
若干の治具を使う程度で、はとんど鳶職等の人手による
作業となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来の鉄骨工事は、クレーンを使って鉄骨
を所定の位置に揚重、搬送した後は、はとんど鳶職人に
よる高所作業になるため、危険な上、作業時間もかかり
、精度の面で高度な熟練技術を必要とするという問題が
あった。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、人手に
よることなく自動的に鉄骨の姿勢を調整することができ
る回転ロボット及び鉄骨姿勢調整方式を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、クレーンロボットにより搬送され
てきた鉄骨部材を受けて姿勢を取り付け方向に調整する
回転ロボットであって、鉄骨部材を受ける回転テーブル
、回転テーブルの後方位置において鉄骨部材との距離を
測定する２個の距離センサ、および回転テーブルの回転
を制御する回転機構を備え、２個の距離センサにより鉄
骨部材の姿勢を測定して回転機構を制御し鉄骨部材の姿
勢を取り付け方向に調整するようにしたことを特徴とす
るものである。また、重量物である柱鉄骨の場合には、
下側の柱鉄骨上に回転テーブルを乗せてその上に姿勢調
整する上部の柱鉄骨を受は鉄骨部材の姿勢を取り付け方
向に調整する。

〔作用〕

本発明の回転ロボットでは、２個の距離センサを用いる
ので、それぞれにより測定される鉄骨部材との距離から
鉄骨部材の姿勢を測定することができ、２個の距離セン
サの出力から回転機構の制御信号を生成し鉄骨部材の姿
勢を取り付け方向と一致するように回転テーブルを回転
させることができる。この回転テーブルには、硬質ゴム
クッション材を用いることにより部材を回転テーブルに
受ける際の部材の振れを防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る回転ロボットの１実施例を示す図
、第２図は鉄骨の姿勢検出、調整を説明するための図で
ある。図中、１は回転テーブル、２と４はクツション材
、３は距離センサ、５はタイミングベルト、６と１４は
円筒コロ軸受、７．９と１５はサーボモータ、８．１０
と１６は減速機、１１はリニアガイド、１２はリニア軸
受、１３は角ねじ、１７はギヤ、１８は梁を示す。

第１図において、回転テーブル１は、部材を載せた場合
の振れを防止するために例えば硬質ゴム等のクツション
材２を用いたものであり、下部が円筒コロ軸受６で回転
自在に軸支され、サーボモータ７、減速機８によりタイ
ミングベルト５を介して回転が制御される。距離センサ
３は、例えばベアの超音波センサが用いられ、回転テー
ブルｌの後方に取り付けられて回転テーブル１で仮受け
した柱や梁等の鉄骨部材までの距離を計測する。

そして、基礎部との間は、リニアガイド１１、リニア軸
受１２により上下に摺動可能に支持され、サーボモータ
９、減速機１０により角ねじ１３を介して上下移動でき
るような構造となっている。

円筒コロ軸受１４、サーボモータ１５、減速機１６、ギ
ヤ１７は、さらにこの鉄骨工事用回転ロボット全体を回
転可能に支持するものである。このように垂直の旋回軸
から水平に腕を出し、回転テーブルｌが部材取り付け位
置上方にくるような寸法、構造となっている。したがっ
て、基′ｆＭ８１ＩＳで位置決めロボットとも連結する
と、昇降および旋回機構により大梁や柱を位置決めロボ
ットで把持した後は、回転テーブルが下降し退避するこ
とができる。

上記回転ロボットを使った姿勢の調整は、第２図に示す
ように２個の距離センサ（超音波センサ）３が取り付け
方向Ｘと平行に配置されているとすると、大梁１８を回
転テーブル１に仮受けし、２個の距離センサ３でそれぞ
れ部材までの距離１１、！、を計測する。そして、両セ
ンサの距離差分が０になるまで回転テーブル１を回転さ
せる。

次に、本発明に係る回転ロボットを搭載する移動足場ロ
ボットについて説明する。

第３図は各種作業ロボットを搭載した移動足場ロボット
の外観図、第４図は移動足場ロボットの側面図、第５図
は移動足場ロボットの平面図である。図中、２１は移動
足場ロボット、２２は小梁取付装置設置位置、２３は溶
接ロボット、２４は位置決めロボット、２５は回転ロボ
ット、２６はセンシング装置、２７は移動台車、２８は
クレーンロボット、３０は上床フレーム、３１はクラン
プ装置、３２はガイドレール、３３と３７は把持装置、
３４はターンテーブル、３５と３６は油圧シリンダ、３
８はビット、３９は下床フレームを示す。

第３図において、移動足場ロボット２１は、上床フレー
ムと下床フレームの側面に昇降のための大梁の把持装置
３３．３７を有すると共に上床フレームと下床フレーム
の間に油圧シリンダにより伸縮する脚伸縮機構を有する
ものであり、さらに、上下床面の縮小機構を有し、運搬
時にはコンパクトなサイズに縮小させることによって、
トラックで容易に運搬できるようにしている。移動足場
ロボット２１の移動は、移動台車２７に積載して行われ
、移動台車２７は、移動足場ロボット２１の長辺と平行
な向きで移動足場ロボット２１の短辺を積載して人手に
よって運転される。

移動足場ロボット２１の上床面には、溶接ロボット２３
や位置決めロボット２４、回転ロボット２５のような各
種の作業ロボット、センシング装置２６が搭載される。

各作業ロボットのうち、クレーンロボット２８は、柱や
梁鉄骨の揚重を行い、回転ロボット２５は、柱および大
梁鉄骨の姿勢調整を行い、位置決めロボット２４は、柱
および大梁鉄骨の把持による支持を行うものである。ま
た、センシング装置２６は、粱両端のピンと仕ロ部ピン
穴の測定、柱鉄骨ビンおよび仕口部の位置と姿勢測定を
行うものである。

このように移動足場ロボット２１は、各種の作業ロボッ
トを搭載し、把持装置３３．３７と油圧シリンダを使っ
てセルフクライミングしながら、大梁および柱鉄骨の組
立作業を行うものであり、組立作業では、移動足場ロボ
ット２１上に設置された溶接ロボット２３や位置決めロ
ボット２４、回転ロボット２５がクレーンロボット２８
と協調しながらそれぞれの作業を行う。

移動足場ロボットは、第４図および第５図に示すように
上床フレーム３０の上面に沿ってガイドレール３２を敷
設すると共に、隅にはターンテーブル３４を配置し、第
３図に示したような溶接ロボット２３や位置決めロボッ
ト２４、回転ロボット２５等が上床フレーム３０上を自
由に移動できるようにする。そして、ロボット作業位置
である各辺中央および隅のターンテーブル３４には、回
転ロボット上に部材荷重がかかったときのためにロボッ
ト基ｆＭ部のクランプ装置３１が設けられる。

脚伸縮機構は、図示のようにそれぞれ２基の油圧シリン
ダ３５．３６で３段のブームを伸縮させるようになって
いる。したがって、把持装置３７により大梁を把持して
下床フレーム３９を固定し、油圧シリンダ３５．３６を
伸長させることによって上床フレーム３０を上の階まで
上昇させることができ、上床フレーム３０の把持装置３
３により大梁を把持して上床フレーム３０を上階の大梁
の位置に固定し、油圧シリンダ３５．３６を縮小させる
ことによって下床フレーム３９を次の階まで上昇させる
ことができる。

次に、鉄骨組立作業を説明する。第６図は鉄骨組立順序
を説明するための図である。

移動足場ロボットを使った鉄骨組立作業では、まず、第
６図（ａ）に示すようにクレーンロボット２８により鉄
骨柱を揚重、搬送して鉄骨柱の建て込みを行う。次に、
同図（ｂ）に示すように移動足場ロボッ）２１を移動台
車２７に積載して移動し移動足場ロボッ）２１の位置決
めを行い、同図（Ｃ）に示すようにクレーンロボット２
８により梁を揚重、搬送して２Ｆ梁の組み立てを行う。

続けて、同図（ｄ）に示すように脚伸ｗ１機構を伸長さ
せて移動足場ロボット２１の上床フレームを上昇させ、
３Ｆ梁の組み立てを行う。このようにして２Ｆ分の梁の
組み立てが終わると、同図（ｅ）に示すように上位の階
（３Ｆ）の梁を移動足場ロボット２１の上床フレームに
取り付けられた把持装置で把持して脚伸縮機構を縮小さ
せることによりセルフクライミングを行い、下床フレー
ムに取り付けられた把持装置で下位の階（２Ｆ）の梁を
把持して下床フレームを固定する。以後、脚伸縮機構を
伸長させて４Ｆ梁の組み立て、脚伸縮機構を縮小させて
下床フレームの３Ｆへのセルフクライミング、５Ｆ粱の
組み立て、４Ｆへのセルフクライミングと同様に上位階
へ繰り返し行ってゆく。

第７図は柱部材の組立作業の例を説明するための図、第
８図は柱部材の姿勢調整方法を説明するための図である
。

柱部材は、大梁と比べても重量が大きいので、下側の柱
部材の上に回転テーブルを乗せ、そして、第２図で説明
した大梁の作業とは異なり回転ロボッ）　（Ａ、　　Ｒ
）の回転テーブルの上に柱部材を立てたまま吊り下ろし
位置決めし、第７図（ａ）に示すようなフローでセット
される。このようにしてセットされた上部の柱部材の姿
勢調整は、同図ら）に示すように回転ロボットの距離セ
ンサとセンシング装置（Ｓ、　　Ｕ）のＩＴＶを利用し
て行う。この場合、第７図に示すように、柱部材４０に
あらかじめ姿勢調整用のマーク４１を取り付けておき、
距離センサ４４による姿勢調整とは別にマーク４１をｒ
ＴＶ４２で確認することにより９０°或いはその整数倍
のずれた位置に位置決めしてしまうことを防ぐ。なお、
第７図において４３はセンシング装置、４５は移動足場
ロボットを示す。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、超音波センサを距離センサとして用いたが、接触アー
ムを出しそのストロークで距離を計測する接触式センサ
ーその他の距離センサを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、２個
の距離センサにより姿勢を計測し、部材を仮受けした回
転テーブルを制御するので、自動的に柱や梁等の鉄骨部
材の姿勢を取り付け方向と一致するように調整すること
ができる。また、移動足場ロボット、および位置決めロ
ボットや溶接ロボット等の作業ロボットと協調動作させ
ることによって鉄骨工事を鳶職人等の人手を使わずに自
動で行うことができる。しかも、工事の安全性を向上す
ることができ、また、位置決め精度を高くし、工事期間
の短縮を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転ロボットの１実施例を示す図
、第２図は鉄骨の姿勢検出、調整を説明するための図、
第３図は各種作業ロボットを搭載した移動足場ロボット
の外観図、第４図は移動足場ロボットの側面図、第５図
は移動足場ロボットの平面図、第６図は鉄骨組立順序を
説明するための図、第７図は柱部材の組立作業の例を説
明するための図、第８図は柱部材の姿勢調整方法を説明
するための図である。 １・・・回転テーブル、２と４・・・クツション材、３
・・・距離センサ、５・・・タイミングベルト、６と１
４・・・円筒コロ軸受、７．９と１５・・・サーボモー
タ、８．１０と１６・・・減速機、１１・・・リニアガ
イド、１２・・・リニア軸受、１３・・・角ねじ、１７
・・・ギヤ、１８・・・梁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）クレーンロボットにより搬送されてきた鉄骨部材
   を仮受けして姿勢を取り付け方向に調整する回転ロボッ
   トであって、鉄骨部材を仮受けする回転テーブル、回転
   テーブルの後方位置において鉄骨部材との距離を測定す
   る２個の距離センサ、および回転テーブルの回転を制御
   する回転機構を備え、２個の距離センサにより鉄骨部材
   の姿勢を測定して回転機構を制御し鉄骨部材の姿勢を取
   り付け方向に調整するようにしたことを特徴とする回転
   ロボット。
2. （２）回転テーブルに硬質ゴムクッション材を用いたこ
   とを特徴とする請求項１記載の回転ロボット。
3. （３）リニアガイドとリニア軸受を有する昇降支持機構
   により支持されたことを特徴とする請求項１記載の回転
   ロボット。
4. （４）鉄骨部材を仮受けする回転テーブル、回転テーブ
   ルの後方位置において鉄骨部材との距離を測定する２個
   の距離センサ、および回転テーブルの回転を制御する回
   転機構を備えた鉄骨工事用回転ロボットを用いた鉄骨姿
   勢調整方式であって、下側の柱鉄骨上に回転テーブルを
   乗せてその上に姿勢調整する上部の柱鉄骨を仮受けし鉄
   骨部材の姿勢を取り付け方向に調整するようにしたこと
   を特徴とする鉄骨姿勢調整方式。