JPH074779B2 - Working method by wall work robot - Google Patents

Working method by wall work robot

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JPH074779B2
JPH074779B2 JP2160575A JP16057590A JPH074779B2 JP H074779 B2 JPH074779 B2 JP H074779B2 JP 2160575 A JP2160575 A JP 2160575A JP 16057590 A JP16057590 A JP 16057590A JP H074779 B2 JPH074779 B2 JP H074779B2
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JP
Japan
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work
wall surface
wall
robot
obstacle
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JP2160575A
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繁 大槻
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Nihon Bisoh Co Ltd
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Nihon Bisoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、建築物や他の構造物などの壁面を対象とす
る高所作業などに好適な壁面作業用ロボットによる作業
方法に関し、壁面に存在する障害物を回避しながら能率
良く作業したり、予め作業対象溝を検出して作業ができ
るようにしたものである。
Description: [Industrial application] The present invention relates to a work method by a wall work robot suitable for high-place work for a wall surface of a building or other structure. This is to enable efficient work while avoiding existing obstacles, or to detect work target grooves in advance and work.

[従来の技術] ビル、船舶、発電所、タンク、煙突、橋梁などの構造物
にあっては、建造中や建造後これらの外壁面などの清掃
や補修など、壁面に対して作業を行わなければならない
ことも多い。
[Prior Art] For structures such as buildings, ships, power plants, tanks, chimneys, and bridges, work must be performed on the wall surfaces during and after construction, such as cleaning and repairing their outer wall surfaces. There are many things that must be done.

従来、このような壁面作業に当たっては、屋上部分等か
らワイヤロープでゴンドラを吊下げ、ゴンドラ内に乗っ
た作業者によって作業を行うようにしており、窓拭き作
業など一部の作業については、専用ロボットが開発さ
れ、作業者に代わって窓拭きなどを行っているに過ぎ
ず、種々の壁面作業などが出来る壁面作業用ロボットの
開発が望まれている。
Conventionally, in such wall surface work, the gondola is hung from the rooftop part with a wire rope, and the work is done by an operator who rides inside the gondola. A robot has been developed and only window cleaning is performed on behalf of an operator, and it is desired to develop a robot for wall surface work capable of various wall surface work.

[発明が解決しようとする課題] このような構造物の壁面作業をロボットによって行おう
とする場合、作業内容によっては、壁面上の障害物を避
けて作業しなければならない場合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] When a wall work of such a structure is to be performed by a robot, it may be necessary to avoid obstacles on the wall surface depending on the work content.

例えばウォータジェットによる塗膜の剥離や塗装吹付け
作業などでは、窓部分が障害物となり、これを避けて作
業する必要があり、従来は、この窓部分を通過する間だ
けウォータジェットを停止させたり、吹付けを停止し、
通過後再び動作させるようにしている。
For example, when peeling a coating film with a water jet or spraying paint, the window part becomes an obstacle and it is necessary to avoid this work, and conventionally, the water jet is stopped only while passing through this window part. , Stop spraying,
After passing, it works again.

このため障害物上を通過している間の動作が無駄とな
り、障害物が大きくなると、作業能率も悪化してしまう
という問題がある。
For this reason, there is a problem that the operation becomes useless while passing over the obstacle, and if the obstacle becomes large, the work efficiency also deteriorates.

また、建築物などの壁面作業の一つに目地部分のシーリ
ング溝に対するシーリング材の剥離作業や充填作業があ
り、これを壁面作業用ロボットで行わせようとすると、
実際の目地部分が必ずしも水平や垂直でないことも多
く、スムーズに作業ができなくなる恐れがある。
Also, as one of the wall works for buildings, there is a peeling work and a filling work of the sealing material to the sealing groove of the joint part, and when trying to perform this with the wall work robot,
In many cases, the actual joints are not always horizontal or vertical, which may make it difficult to work smoothly.

この発明は、かかる現状に鑑みてなされたもので、作業
壁面に障害物があってもこれを回避して作業ができる壁
面作業用ロボットによる作業方法を提供しようとするも
のである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a work method by a robot for a wall surface work which can avoid the obstacle even if there is an obstacle on the work wall.

また、この発明は、作業壁面上の溝を予め検出し、その
検出結果に基づいて作業ができる壁面作業用ロボットに
よる作業方法を提供しようとするものである。
Further, the present invention is to provide a working method by a wall surface working robot which can detect a groove on a work wall surface in advance and can work based on the detection result.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するためこの発明の壁面作業用ロボット
による作業方法は、壁面上部から索条及び巻取機を介し
て吊り下げられて昇降及び横移動されるとともに、壁面
に対して1つ以上の自由度をもって移動可能な壁面作業
用ロボットで壁面作業を行うに際し、予め壁面作業用ロ
ボットによる作業エリアを障害物のない場合に対するも
のと障害物がある場合に対するものとを定めておき、壁
面作業用ロボットと壁面との間の距離を検出しながら移
動させ、距離の変化により障害物を検出し、障害物が検
出されるまでは障害物がない作業エリアを移動しながら
作業を行う一方、障害物を検出した場合にはその点の座
標に基づき、移動幅を変えて障害物を除いた作業エリア
を移動しながら作業するようにしたことを特徴とするも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, a working method by a robot for wall surface work according to the present invention is such that the wall surface is suspended from the upper part of the wall surface through a cord and a winder to move up and down and move laterally. When performing wall surface work with a wall surface work robot that can move with one or more degrees of freedom with respect to a wall surface, the work area of the wall surface work robot is preliminarily free of obstacles and in the presence of obstacles. And move the robot while detecting the distance between the wall work robot and the wall surface, detect obstacles based on the change in distance, and move the work area where there are no obstacles until the obstacles are detected. On the other hand, when an obstacle is detected, the movement width is changed based on the coordinates of the point, and the work area is moved while the obstacle is removed. It is a feature.

さらに、この発明の壁面作業用ロボットによる作業方法
は、壁面上部から索条及び巻取機を介して吊り下げられ
て昇降及び横移動されるとともに、壁面に対して1つ以
上の自由度をもって移動可能な壁面作業用ロボットで壁
面作業を行うに際し、予め作業対象となる溝の両端部で
この溝を横断するように壁面作業用ロボットを移動さ
せ、壁面間距離の変化から溝の両端部位置を読み取り、
これら溝位置の読取り値に基づき溝の軌跡を演算したの
ち、この演算結果にしたがって壁面作業用ロボットを移
動して作業するようにしたことを特徴とするものであ
る。
Further, according to the work method by the wall surface work robot of the present invention, the work is suspended from the upper part of the wall surface via the rope and the winder to move up and down and move laterally, and at the same time, move with respect to the wall surface with one or more degrees of freedom. When performing wall surface work with a possible wall surface work robot, move the wall surface work robot in advance so as to cross the groove at both ends of the groove to be worked, and change the position of both ends of the groove from the change in the distance between the wall surfaces. reading,
It is characterized in that the trajectory of the groove is calculated based on the read values of these groove positions, and then the wall surface working robot is moved to perform the operation in accordance with the calculation result.

[作用] この壁面作業用ロボットによる作業方法によれば、予め
定めた作業エリアを壁面間距離を検出しながら壁面作業
用ロボットを、作業エリアの横幅全体の移動と、移動端
での昇降方向のシフトとを組合せて移動しながら壁面作
業を行う場合に、壁面間の距離の変化から障害物を検出
し、障害物を検出した点の座標を読取り、この点までの
横移動幅でこれ以降の作業を行うようにしており、横移
動と昇降の組合わせで、障害物部分を通過させる無駄を
無くして能率良く作業することができるようにしてい
る。
[Operation] According to this work method by the wall surface work robot, the wall surface work robot is moved in the entire lateral width of the work area and in the vertical direction at the moving end while detecting the distance between the wall surfaces in the predetermined work area. When performing wall surface work while moving in combination with shift, the obstacle is detected from the change in the distance between the wall surfaces, the coordinates of the point where the obstacle is detected are read, and the lateral movement width up to this point The work is performed, and a combination of horizontal movement and elevation is used to eliminate the waste of passing the obstacle portion and to perform the work efficiently.

さらに、作業対象となる溝の両端部を横断するように移
動しながら壁面間距離を検出し、溝幅の両端部の位置を
読み取って演算で溝の軌跡を求めようにし、この軌跡に
基づいて溝に対する作業を行うようにしており、幅の狭
い溝であっても無駄な動きを排除して能率良く壁面作業
ができるようにしている。
Furthermore, while moving so as to traverse both ends of the groove to be worked, the distance between the wall surfaces is detected, the positions of both ends of the groove width are read, and the trajectory of the groove is calculated, and based on this trajectory. The work is performed on the groove, and even in the case of a narrow groove, useless movement is eliminated and wall surface work can be performed efficiently.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

この発明の作業方法が適用される壁面作業用ロボット10
は、第1図に概略斜視図を示すように、上部移動機構11
を介して吊り下げられており、この上部移動機構11によ
って昇降及び横移動ができるようになっている。
The wall work robot 10 to which the work method of the present invention is applied
As shown in the schematic perspective view of FIG.
It is hung from above, and can be moved up and down and moved laterally by this upper moving mechanism 11.

この壁面作業用ロボット10全体を移動させる上部移動機
構11は、壁面作業用のゴンドラのものと同様に構成され
ている。屋上などパラペット部分に図示しない回転支持
部を固定してレール支持台12を垂直軸回りに回転できる
ように取付け、このレール支持台12に作業壁面の上部に
沿って仮設横行レール13が取付られる。この仮設横行レ
ール13には、2台の横行トロリ14が走行可能に装着され
ており、各横行トロリ14から索条としてのワイヤ15が吊
下げられている。それぞれのワイヤ15には、巻取機(エ
ンドレスワインダ)16を介して壁面作業用ロボット10が
吊り下げられるようになっている。
The upper moving mechanism 11 for moving the entire wall surface working robot 10 is configured similarly to that of a wall surface working gondola. A rail support 12, which is not shown, is fixed to a parapet portion such as a roof so that the rail support 12 can be rotated about a vertical axis, and a temporary traverse rail 13 is attached to the rail support 12 along the upper portion of the work wall surface. Two traverse trolleys 14 are mounted on the temporary traverse rail 13 so that the traverse trolleys 14 can travel, and a wire 15 as a cord is suspended from each traverse trolley 14. The wall work robot 10 is hung on each wire 15 via a winder (endless winder) 16.

したがって、ワイヤ15を介して吊り下げられた壁面作業
用ロボット10は、巻取機16によるワイヤ15の巻取り、巻
戻しによって昇降ができるとともに、横行トロリ14の移
動によって横移動ができる。
Therefore, the wall surface working robot 10 suspended via the wire 15 can be moved up and down by winding and rewinding the wire 15 by the winder 16, and can be moved laterally by moving the traverse trolley 14.

なお、横移動は、横行トロリ14内に駆動用モータおよび
制御装置を設置して自走するようにしたり、無駆動とし
て壁面作業用ロボット10の横移動に追従するようにして
も良い。
The lateral movement may be performed by installing a drive motor and a control device in the traverse trolley 14 so as to be self-propelled, or may be made non-driven to follow the lateral movement of the wall surface working robot 10.

壁面作業ロボット10は、第1図及び第2図に示すよう
に、直交座標系3軸(X,Y,Z)と手首1軸(β)の計4
軸の自由度を有して構成され、Y軸及びZ軸について
は、アームを付加して作業範囲の拡大を図るようにして
いる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wall work robot 10 has a total of 4 axes including three axes (X, Y, Z) in the Cartesian coordinate system and one axis (β) in the wrist.
It is configured to have a degree of freedom of axes, and an arm is added to the Y axis and the Z axis to expand the working range.

X軸系:X軸モジュール 作業壁面と平行な水平軸方向に移動するX軸モジュール
20は、ガイドレール21とこれに沿って走行するX軸スラ
イダ22で構成されており、ガイドレール21の両端部に巻
取機16が連結されてワイヤ15で吊下られた状態となって
いる。
X-axis system: X-axis module X-axis module that moves in the horizontal axis parallel to the work wall
Reference numeral 20 includes a guide rail 21 and an X-axis slider 22 that runs along the guide rail 21, and the winder 16 is connected to both ends of the guide rail 21 and is suspended by a wire 15. .

X軸スライダ22を移動するため、ガイドレール21には、
ラック23が取付けてあり、これと噛み合うピニオン(図
示せず)がX軸スライダ22に固定されたACサーボモータ
24によって駆動され、X軸方向に移動できるようになっ
ている。
In order to move the X-axis slider 22, the guide rail 21
AC servo motor with a rack 23 attached and a pinion (not shown) meshing with the rack 23 fixed to the X-axis slider 22.
It is driven by 24 and can move in the X-axis direction.

Y軸系:Y軸モジュール 作業壁面と平行な垂直軸方向に移動するY軸モジュール
30は、X軸モジュール20のX軸スライダ22の背面にガイ
ド31が取付けられ、その内部にボールねじ32が設置され
てACサーボモータ33で直結駆動されるようになってい
る。
Y-axis system: Y-axis module Y-axis module that moves in the vertical axis direction parallel to the work wall
A guide 31 is attached to the back surface of the X-axis slider 22 of the X-axis module 20, and a ball screw 32 is installed in the guide 31 so that the AC servo motor 33 directly drives the drive.

このボールねじ32には、ボールナットが取付けられたY
軸スライダ34がねじ込まれてY軸方向に移動できるよう
になっている。
This ball screw 32 has a Y attached with a ball nut.
The shaft slider 34 is screwed in so that it can move in the Y-axis direction.

Z軸系:Z軸モジュール 作業壁面と垂直な軸方向に移動するZ軸モジュール40
は、Y軸モジュール30のY軸スライダ34の側面にガイド
41が取付けられ、その内部にボールねじ(図示せず)が
設置されてACサーボモータ42で直結駆動されるようにな
っている。
Z-axis system: Z-axis module Z-axis module 40 that moves in the axial direction perpendicular to the work wall
Is guided to the side surface of the Y-axis slider 34 of the Y-axis module 30.
41 is attached, a ball screw (not shown) is installed in the inside, and is directly connected and driven by the AC servo motor 42.

このボールねじには、ボールナットが取付けられたZ軸
スライダ43がねじ込まれてZ軸方向に移動できるように
なっている。
A Z-axis slider 43 to which a ball nut is attached is screwed into this ball screw so that it can move in the Z-axis direction.

アームモジュール アームモジュール50は、Y軸モジュール30及びZ軸モジ
ュール40の作業範囲を拡大するためのもので、平行リン
ク型のアームで構成されている。
Arm Module The arm module 50 is for expanding the working range of the Y-axis module 30 and the Z-axis module 40, and is composed of parallel link type arms.

Z軸スライダ43に第1アーム51が回動可能に支持されて
原動部とされ、これと平行な第2アーム52がX軸スライ
ダ22に固定されたブラケット53にその上端部が回動可能
に支持されて支点とされる。そして、第2アーム52の中
間部と第1アーム51の上端部とがそれぞれ回動可能に第
3アーム54で連結されている。また、第1アーム51及び
第2アーム52の先端部には、壁面作業用の第4アーム55
が回動可能に連結されている。
A first arm 51 is rotatably supported by the Z-axis slider 43 to serve as a driving part, and a second arm 52 parallel to the first arm 51 is rotatably mounted on a bracket 53 fixed to the X-axis slider 22. It is supported and used as a fulcrum. The intermediate portion of the second arm 52 and the upper end portion of the first arm 51 are rotatably connected by the third arm 54. In addition, at the tips of the first arm 51 and the second arm 52, a fourth arm 55 for wall surface work is provided.
Are rotatably connected.

したがって、第1アーム51の上端部がY軸モジュール30
及びZ軸モジュール40によってY軸方向およびZ軸方向
に移動されると、その移動量がアームの拡大比率、例え
ば5:1に拡大されて第4アーム55の先端部が移動され
る。
Therefore, the upper end portion of the first arm 51 has the Y-axis module 30.
When moved in the Y-axis direction and the Z-axis direction by the Z-axis module 40, the amount of movement is increased to the enlargement ratio of the arm, for example, 5: 1, and the tip portion of the fourth arm 55 is moved.

β軸系:β軸モジュール このβ軸モジュール60はアームモジュール50の先端部に
設けられて作業壁面と平行な水平軸回りの回転軸であ
り、これによってアームモジュール50を作業アームとし
たり、走行脚とするための切り替えを行うものである。
β-axis system: β-axis module This β-axis module 60 is a rotary shaft around a horizontal axis that is provided at the tip of the arm module 50 and is parallel to the work wall surface. It is for switching to

このβ軸モジュール60はアームモジュール50の第4アー
ム55の先端部に両端部が突き出して回転可能な回転軸61
が設けられ、第2アーム52の回動支点が支持されたブラ
ケット53に取付けたACサーボモータ62により第2アーム
52及び第4アーム55内に配置されたチェーン(図示せ
ず)を介して反転駆動されるようになっている。
This β-axis module 60 has a rotary shaft 61 that is rotatable at both ends protruding from the tip of the fourth arm 55 of the arm module 50.
Is provided, and the second arm is driven by the AC servo motor 62 mounted on the bracket 53 that supports the pivot of the second arm 52.
52 and a chain (not shown) arranged in the fourth arm 55 so as to be inverted and driven.

この回転軸61の両端部には、第3図に平面状態を示すよ
うに、コ字状のツールブラケット63がそれぞれ取付けら
れており、各ツールブラケット63の一端部には、真空吸
着パッド64が取付けられるとともに、他端部には、自動
工具交換装置65とセンシング用の超音波センサ66が取付
けられている。
U-shaped tool brackets 63 are attached to both ends of the rotary shaft 61 as shown in a plan view in FIG. 3, and a vacuum suction pad 64 is provided at one end of each tool bracket 63. In addition to being attached, an automatic tool changer 65 and an ultrasonic sensor 66 for sensing are attached to the other end.

この壁面作業用ロボット10には、壁面作業時の固定状態
の確保及び壁面移動の際の一方の脚となる固着装置70が
設けられ、X軸モジュール20のガイドレール21の両端部
に取付けられている。
This wall surface work robot 10 is provided with a fixing device 70 that secures a fixed state during wall surface work and serves as one leg during wall surface movement, and is attached to both ends of the guide rail 21 of the X-axis module 20. There is.

この固着装置70は、第1図及び第2図に示すように、支
持台71が作業壁面と垂直なZ軸方向に取付けられ、左右
両側の2組の平行リンク72で固着アーム73が支持されて
おり、内側の1組の平行リンク72に空気圧シリンダ74の
ロッドが連結され、往復駆動できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this fixing device 70, a support base 71 is attached in the Z-axis direction perpendicular to the work wall surface, and a fixing arm 73 is supported by two sets of parallel links 72 on the left and right sides. The rod of the pneumatic cylinder 74 is connected to a pair of parallel links 72 on the inner side so that it can be reciprocally driven.

そして、固着アーム73の先端部には、その中心軸(Z軸
と平行な軸)を中心に回転する回動軸75を介して2つの
真空吸着パッド76が取付けられており、回動軸75の回動
によって真空吸着パッド76の位置を90度変えることがで
きるようになっている。
Further, two vacuum suction pads 76 are attached to the tip end of the fixed arm 73 via a rotary shaft 75 that rotates around its central axis (axis parallel to the Z axis). The position of the vacuum suction pad 76 can be changed by 90 degrees by rotating the.

次に、この壁面作業用ロボット10の制御を行うための制
御装置について、第4図により説明する。
Next, a control device for controlling the wall work robot 10 will be described with reference to FIG.

この制御装置80では、左右の巻取機16のモータ、X軸モ
ジュール20のACサーボモータ24、Y軸モジュール30のAC
サーボモータ33、Z軸モジュール40のACサーボモータ42
及びβ軸モジュール60のACサーボモータ62をコントロー
ラ81によって数値制御するようにしてある。
In this controller 80, the motors of the left and right winders 16, the AC servomotor 24 of the X-axis module 20, and the AC of the Y-axis module 30 are used.
Servo motor 33, AC servo motor 42 of Z-axis module 40
Also, the AC servo motor 62 of the β-axis module 60 is numerically controlled by the controller 81.

左右の巻取機16のモータはそれぞれインバータ82によっ
て速度制御が行われるとともに、両巻取機16の特性差に
よる左右の傾きが傾斜角センサ(図示せず)により検出
され、自動傾斜補正83が行われる。
The speeds of the motors of the left and right winders 16 are controlled by the inverters 82, and the left and right tilts due to the characteristic difference between the two winders 16 are detected by the tilt angle sensor (not shown), and the automatic tilt correction 83 is performed. Done.

モジュール4軸(X,Y,Z,β)のACサーボモータ24,33,4
2,62は、コントローラ81からの指令により専用のサーボ
ドライバ84で駆動され、位置検出は内蔵のエンコーダ2
5,35,44,67で行われ、例えば、セミクローズド方式のフ
ィードバック制御が行われるとともに、サーボドライバ
84として偏差カウンタを内蔵し、パルス列入力により各
ACサーボモータ24,33,42,62を制御する。
Module 4 axis (X, Y, Z, β) AC servo motor 24,33,4
2, 62 is driven by a dedicated servo driver 84 in response to a command from the controller 81, and position detection is performed by the built-in encoder 2
5,35,44,67, for example, the semi-closed type feedback control is performed and the servo driver
A deviation counter is built in as 84, and each can be
Controls AC servo motors 24, 33, 42, 62.

さらに、ACサーボモータで制御される各軸(X,Y,Z,β)
には、それぞれ原点用のリミットスイッチ85及びオーバ
ラン防止用のリミットスイッチ86が取付けられ、コント
ローラ81に入力されるようになっている。
In addition, each axis (X, Y, Z, β) controlled by AC servo motor
A limit switch 85 for the origin and a limit switch 86 for preventing overrun are attached to each of them and input to the controller 81.

また、壁面作業用ロボッット10の各部には、作業に必要
なセンサ類が取付けられるが、例えば作業壁面までの距
離を一定に保つための距離センサとして超音波センサ66
が取付けられ、A/D変換器87を介してコントローラ81に
入力されるようになっている。
Further, sensors necessary for work are attached to each part of the wall surface work robot 10, for example, an ultrasonic sensor 66 as a distance sensor for keeping a distance to the work wall surface constant.
Are attached and input to the controller 81 via the A / D converter 87.

さらに、必要に応じて作業を地上から監視するためのテ
レビカメラなどが搭載される。
Furthermore, a television camera or the like for monitoring the work from the ground is installed as needed.

また、コントローラ81には、予めパソコン88を用いてオ
フラインで入力された教示内容によって制御される。こ
のパソコン88でのプログラミングは、建物の外形図など
に基づき、外部環境を予めモデル化した状態で、ロボッ
トへの教示動作を行わせ、完成したプログラムをコント
ローラ81に入力するようになっており、教示結果はシミ
ュレーションによって確認する方式などが採用され、教
示の容易化と壁面作業用ロボット10の汎用性を高めてい
る。
Further, the controller 81 is controlled by the teaching contents input offline in advance using the personal computer 88. The programming on the personal computer 88 is such that the teaching operation to the robot is performed in a state where the external environment is modeled in advance based on the external view of the building and the like, and the completed program is input to the controller 81. A method of confirming the teaching result by simulation is adopted, which facilitates teaching and enhances versatility of the wall surface working robot 10.

このように構成した壁面作業用ロボット10による壁面へ
の作業方法について制御装置80の動作とともに説明す
る。
A method of working on the wall surface by the wall surface working robot 10 thus configured will be described together with the operation of the control device 80.

(1) 障害物の回避動作 壁面作業用ロボット10として必要な障害物の回避には、
大きく分けて二つのものがあり、その一つが作業時の障
害物の回避で、もう一つが壁面移動の際の吸着時の障害
物の回避である。
(1) Obstacle avoidance operation To avoid obstacles required for the wall work robot 10,
There are roughly two types, one of which is to avoid obstacles during work, and the other is to avoid obstacles during adsorption when moving on a wall surface.

作業時の障害物回避 壁面作業用ロボット10による作業は種々のものが考えら
れるが、例えば塗膜の剥離・塗装吹付作業などでは、窓
部分を避けて作業する必要が生じ、この場合には、窓部
分が作業の障害物となる。
Obstacle avoidance at the time of work Various work by the wall work robot 10 can be considered, but for example, in peeling of a coating film / paint spraying work, it is necessary to avoid the window part, and in this case, The window is an obstacle to work.

そこで、通常、窓部分などの障害物は、作業壁面に対し
て段差(突き出ているか、窪んでいる)があることか
ら、既に説明した距離センサとしての超音波センサ66を
用いて障害物を検出しながら作業を行うようにする。
Therefore, since an obstacle such as a window portion usually has a step (protruding or denting) with respect to the work wall surface, the ultrasonic sensor 66 as the distance sensor described above is used to detect the obstacle. Try to work while doing.

このための回避動作の一例の概要と制御のフローチャー
トを第5図及び第6図に示した。
An outline of an example of the avoidance operation for this purpose and a control flowchart are shown in FIGS. 5 and 6.

この障害物の回避は、第5図に示すように、予め定めた
作業エリアX1,X2,Y1,Y2内に窓部分などの障害物Aがあ
る場合、障害物Aの上部P-1については作業エリアの幅
全体X1-X2の間で往復移動しながらY1-Y2方向にシフト量
Qを与えて作業を行う。
To avoid this obstacle, as shown in FIG. 5, when there is an obstacle A such as a window portion in a predetermined work area X1, X2, Y1, Y2, regarding the upper part P-1 of the obstacle A, Work is performed by giving a shift amount Q in the Y1-Y2 direction while reciprocating between the entire width of the work area X1-X2.

そして、超音波センサ66で障害物が検出されると、その
X,Y座標が記憶され、今度は作業エリアの幅がX2-Q1まで
の範囲とされて障害物Aの横部分の作業エリアP-2でY1-
Y2方向のシフト量Qを与えながら作業が行われる。
When the ultrasonic sensor 66 detects an obstacle, the
The X and Y coordinates are stored, and the width of the work area is set to the range of X2-Q1 this time.
The work is performed while giving the shift amount Q in the Y2 direction.

作業が進み障害物Aの下のQ2までくると、上部の場合と
同様に、障害物Aの下部P-3については作業エリアの幅
全体X1-X2の間で往復移動しながらY1-Y2方向にシフト量
Qを与えて作業を行ない、作業エリアの隅に当たる(X
1,Y2)まで作業する。
When the work progresses to reach Q2 below the obstacle A, as in the case of the upper part, the lower part P-3 of the obstacle A moves back and forth between the entire width X1-X2 of the work area in the Y1-Y2 direction. Give a shift amount Q to and work, and hit the corner of the work area (X
Work up to 1, Y2).

最後に、障害物Aの横の残った部分P-4についての作業
をP-2の場合と同様にして行い、全ての作業が完了す
る。
Finally, the work on the remaining portion P-4 on the side of the obstacle A is performed in the same manner as in the case of P-2, and all the work is completed.

なお、障害物Aの位置によっては、障害物Aの上部P-1
の後、障害物Aの左横の部分P-5から障害物Aの下の部
分P-6の作業を行い、最後に左横部分P-7の作業を行うよ
うにしても良い。この場合のP-5,P-6,P-7については作
業順序が異なるのみである。
Depending on the position of the obstacle A, P-1 above the obstacle A
After that, the work from the left side portion P-5 of the obstacle A to the portion P-6 below the obstacle A may be performed, and finally, the work of the left side portion P-7 may be performed. In this case, the work order of P-5, P-6, and P-7 is different.

このような作業の制御は、第6図に示すように、 まず、初期設定としてコントローラ81に作業エリアX
1,X2,Y1,Y2及び工具91の大きさによって定まるY1-Y2方
向のシフト量Qを設定しておく。
To control such work, as shown in FIG. 6, first, as an initial setting, the work area X is set in the controller 81.
A shift amount Q in the Y1-Y2 directions determined by 1, X2, Y1, Y2 and the size of the tool 91 is set.

工具91を壁面に近付けるようにZ軸方向に移動し、
作業を開始する。
Move the tool 91 in the Z-axis direction so that it approaches the wall surface,
Start work.

これと同時に、X1方向への移動の指令とともに、a:超
音波センサ66によるセンシング開始の信号を出力し、移
動中常時センシングを行う。
At the same time, along with a command to move in the X1 direction, a: a signal for starting the sensing by the ultrasonic sensor 66 is output, and constant sensing is performed during the move.

そして、超音波センサ66で障害物Aが検出されると、工
具91の移動が停止すると同時にセンシングを停止し作業
エリアの制御プログラムがP-1からP-2に変更される。
When the obstacle A is detected by the ultrasonic sensor 66, the movement of the tool 91 is stopped and at the same time, the sensing is stopped and the control program of the work area is changed from P-1 to P-2.

この制御プログラムP-2の変更の際の初期設定時に障害
物検出位置Q1の座標が読み込まれ、その座標に従いプロ
クラムが実行される。
The coordinates of the obstacle detection position Q1 are read at the time of initial setting when the control program P-2 is changed, and the program is executed according to the coordinates.

一方、障害物Aが検知されない場合には、X1まで移動さ
れた後、Y1-Y2方向へのシフト量Qが出力されたの
ち、X2方向への移動及び作業が行われると同時に、c:
再び、超音波センサ66によるセンシング開始の信号を出
力し、移動中常時センシングを行う。
On the other hand, if the obstacle A is not detected, after moving to X1, the shift amount Q in the Y1-Y2 direction is output, and then movement and work in the X2 direction are performed, and at the same time, c:
Again, the sensing start signal from the ultrasonic sensor 66 is output, and sensing is always performed during movement.

このX2方向への移動中に障害物Aが検出されると、工具
91の移動が停止すると同時にセンシングを停止し作業エ
リアの制御プログラムがP-1からP-5に変更される。
If obstacle A is detected during this movement in the X2 direction, the tool
At the same time as the movement of 91 stops, sensing is stopped and the control program of the work area is changed from P-1 to P-5.

そして、制御プログラムP-5の初期設定時に障害物検出
位置Q1′の座標が読み込まれ、その座標に従いプロクラ
ムが実行される。
Then, when the control program P-5 is initialized, the coordinates of the obstacle detection position Q1 'are read, and the program is executed according to the coordinates.

一方、障害物Aが検知されない場合には、X2まで移動さ
れた後、Y1-Y2方向へのシフト量Qが出力されたの
ち、X2方向への移動及び作業が行われる。
On the other hand, when the obstacle A is not detected, after moving to X2, the shift amount Q in the Y1-Y2 direction is output, and then the movement and work in the X2 direction are performed.

このような動作を繰り返して、窓部分などの障害物Aを
回避しながら作業が行われる。
By repeating such operations, the work is performed while avoiding the obstacle A such as the window portion.

したがって、従来のように移動パターンをP-1のまま障
害物Aの範囲だけ塗装などを停止させる場合に比べ、無
駄な動作がなく、能率良く作業を行うことができる。
Therefore, as compared with the conventional case where painting is stopped only in the range of the obstacle A while the movement pattern is P-1, the work can be performed efficiently without wasteful operation.

また、作業エリア内であれば、どの位置に障害物Aがあ
っても、制御プログラムをP-1〜P-7などに分割すること
で、これを回避して作業することができる。
Further, even if the obstacle A is located at any position in the work area, the work can be avoided by dividing the control program into P-1 to P-7.

作業対象溝の検出と動作軌跡の創成 壁面作業の中には、劣化したシーリング材の除去、清掃
やシーリング材の充填作業などがあり、作業対象となる
シーリング溝を検出し、工具をシーリング溝に沿って移
動させなければならない。
Detection of work target groove and creation of movement trajectory Some of the wall surface work includes removal of deteriorated sealing material, cleaning and filling of sealing material.Detecting the sealing groove to be worked and turning the tool into the sealing groove. Have to move along.

この場合、窓などの障害物Aの場合と異なり、溝幅が小
さいことから、障害物回避と同一の制御では、無駄な動
作が増えてしまう。
In this case, unlike the case of the obstacle A such as a window, the groove width is small, and therefore the same control as the obstacle avoidance increases the number of unnecessary operations.

そこで、まず、シーリング溝の検出のみを行い、求めた
シーリング溝の軌跡に基づいて作業を行うようにする。
Therefore, first, only the sealing groove is detected, and the work is performed based on the obtained trajectory of the sealing groove.

このための検出動作の一例の概要と制御のフローチャー
トを第7図及び第8図に示した。
An outline of an example of the detection operation for this purpose and a flow chart of control are shown in FIGS. 7 and 8.

シーリング溝92の検出は、シーリング溝92の存在が予想
される上部と下部に対応して超音波センサ66を横移動さ
せてシーリング溝92の両端縁を検出し、それぞれの座標
値からシーリング溝92の軌跡を演算によって求める。
The detection of the sealing groove 92 is performed by laterally moving the ultrasonic sensor 66 corresponding to the upper portion and the lower portion where the presence of the sealing groove 92 is expected, detecting both end edges of the sealing groove 92, and detecting the sealing groove 92 from each coordinate value. The locus of is calculated.

すなわち、初期設定で、シーリング溝92の上部の位置
P1′,P1″と下部の位置P2′,P2″を設定しておく。
That is, by default, the position above the sealing groove 92
Set P1 'and P1 "and lower positions P2' and P2".

予め定めたP1′点に超音波センサ66を移動して壁面に
対して所定の距離Sに近付け、P″方向に移動する信
号を出力すると同時に、a:超音波センサ66によるセンシ
ングを開始する信号を出力し、移動中常時センシングを
行う。
At the same time that the ultrasonic sensor 66 is moved to a predetermined point P1 'and brought closer to a predetermined distance S with respect to the wall surface, and a signal for moving in the P "direction is output, and at the same time, Is output and sensing is always performed during movement.

そして、シーリング溝92の一方の縁が検出されたとこ
ろでその座標値P5を読み取る。
Then, when one edge of the sealing groove 92 is detected, the coordinate value P5 is read.

さらに移動しながら、b:センシングして、次の段差
部の検出でシーリング溝92の他方の縁の座標値P6を読み
取る。
While further moving, b: Sensing is performed, and the coordinate value P6 of the other edge of the sealing groove 92 is read at the detection of the next step.

この後、同様にしてシーリング溝92の下部についてもセ
ンシングを行ってシーリング溝92の縁に対応するそれぞ
れの座標値P7及びP8を読み取る。
After that, the lower part of the sealing groove 92 is similarly sensed to read the coordinate values P7 and P8 corresponding to the edges of the sealing groove 92.

こうして読み取った座標値P5〜P8からシーリング溝92の
中心の座標P1,P2を求め、さらに、これら上下の中心の
座標P1,P2からシーリング溝92の軌跡を直線補間して求
める。
The coordinates P1 and P2 of the center of the sealing groove 92 are obtained from the thus read coordinate values P5 to P8, and the locus of the sealing groove 92 is obtained by linear interpolation from the coordinates P1 and P2 of these upper and lower centers.

こうしてシーリング溝92の軌跡が求められた後、ツール
ブラケット63にシーリング材を剥離するための工具91を
取付けて作業を行ったり、シーリング材の充填用の工具
91を取付けるなどして所定の作業を行う。
After the trajectory of the sealing groove 92 is obtained in this way, a tool 91 for peeling the sealing material is attached to the tool bracket 63 to perform work, or a tool for filling the sealing material.
Perform the prescribed work such as mounting 91.

このようにシーリング溝92のような細い溝に対する作業
を、溝の検出とその検出結果に基づいて得られた軌跡に
よる作業に分けて2段階で行うようにすることで、能率
良く作業することができる。
As described above, the work for a narrow groove such as the sealing groove 92 is divided into the work for detecting the groove and the work based on the locus obtained based on the detection result, and the work is performed in two stages, whereby the work can be performed efficiently. it can.

吸着歩行時の障害物回避 外壁面の段差や目地などの影響で真空吸着パッド64,76
を壁面に押し当てたとき、正常な真空圧が得れない場合
が想定される。
Avoiding obstacles during suction walking Vacuum suction pads 64,76 due to the effects of steps and joints on the outer wall
It is assumed that normal vacuum pressure cannot be obtained when is pressed against the wall surface.

このため真空吸着パッド64,76に設けた圧力センサ(図
示せず)によって真空圧異常を検知後、回避動作を行
い、再度吸着できるようにする必要がある。
For this reason, it is necessary to perform an avoiding operation after the abnormal vacuum pressure is detected by a pressure sensor (not shown) provided on the vacuum suction pads 64 and 76 so that the suction can be performed again.

まず、固定脚となる固着装置70では、既に説明したよう
に、真空吸着パッド76が回動軸75を介して取付けられて
おり、真空圧異常が検知されると、コントローラ81から
真空吸着パッド76を90度回転(2つの真空吸着パッド76
が横に並んだ状態から縦に並んだ状態)して再び吸着さ
せるように制御信号を出力する。
First, in the fixing device 70 serving as the fixed leg, as described above, the vacuum suction pad 76 is attached via the rotating shaft 75, and when the abnormal vacuum pressure is detected, the controller 81 vacuum suction pad 76. Rotate 90 degrees (two vacuum suction pads 76
Output from the control signal so that they are adsorbed again.

可動脚となるアームモジュール50先端部の真空吸着パッ
ド64では、β軸モジュール60の回転軸61の回転によって
も吸着位置を変えることは出来ないため、コントローラ
81に予め真空吸着パッド64内の真空圧異常が生じた場合
のアームモジュール50先端の移動量(例えば、上または
下、あるいは左または右への移動量)を入力してあり、
この設定値に基づき真空吸着パッド64の位置を移動して
再吸着する。
With the vacuum suction pad 64 at the tip of the arm module 50 that is the movable leg, the suction position cannot be changed even by rotating the rotation shaft 61 of the β-axis module 60, so the controller
The amount of movement of the tip of the arm module 50 (for example, the amount of movement to the top or the bottom, or to the left or the right) when an abnormal vacuum pressure occurs in the vacuum suction pad 64 is previously input to 81,
Based on this set value, the position of the vacuum suction pad 64 is moved and re-sucked.

このアームモジュール50の先端の位置を移動すると、壁
面移動の際の歩幅が変化するが、この変化分をコントロ
ーラ81内の演算で補正して壁面移動の制御を行うように
し、その影響を取り除くようにしている。
When the position of the tip of the arm module 50 is moved, the step length at the time of moving the wall surface changes, but this change amount is corrected by calculation in the controller 81 to control the wall surface movement, and the influence thereof should be removed. I have to.

このような真空吸着パッド64,76の吸着位置を変えるよ
うにコントローラ81で制御することで、吸着異常を回避
して完全に吸着することができる。
By controlling the controller 81 so as to change the suction positions of the vacuum suction pads 64 and 76, it is possible to avoid the suction abnormality and perform the complete suction.

このような障害物の回避を行いながら壁面作業が行われ
るほか、この壁面作業用ロボット10では、次のような各
種の動作や制御が行われる。
In addition to performing wall work while avoiding such obstacles, the wall work robot 10 also performs the following various operations and controls.

(1) 壁面上での作業位置への移動 壁面上での作業位置への移動は、アームモジュール50の
先端部のβ軸モジュール60の回転軸61を回転して壁面と
対向するように位置させた真空吸着パッド64と、固着装
置70の真空吸着パッド76とを交互に吸着させて、第9図
に上昇移動の場合を示すように、いわゆる「尺取り虫方
式」で行われる。
(1) Moving to the work position on the wall surface To move to the work position on the wall surface, rotate the rotating shaft 61 of the β-axis module 60 at the tip of the arm module 50 so that it is positioned so as to face the wall surface. The vacuum suction pad 64 and the vacuum suction pad 76 of the fixing device 70 are alternately sucked, and as shown in FIG.

この場合、壁面作業用ロボット10は上部移動機構11の2
台の巻取機16を介してワイヤ15で吊り下げられており、
スムーズな上下動を行うためには、脚として機能させる
壁面作業用ロボット10側の動作と上部移動機構11の巻取
機16との同期回転が必要となる。
In this case, the wall work robot 10 has the upper movement mechanism 11
It is suspended by the wire 15 through the winder 16 of the stand,
In order to perform smooth vertical movement, it is necessary to perform an operation on the side of the wall work robot 10 that functions as a leg and a synchronous rotation with the winder 16 of the upper moving mechanism 11.

このため、巻取機16側の上部移動機構11と壁面作業用ロ
ボット10の移動機構のいずれかを主移動機構とし、他方
を従移動機構として追従させるようにする。
Therefore, one of the upper moving mechanism 11 on the winder 16 side and the moving mechanism of the wall surface work robot 10 is used as a main moving mechanism, and the other is made to follow as a sub moving mechanism.

そこで、この壁面移動の1つである昇降動作のみについ
て、その制御ブロックを抽出して示した第10図および制
御のフローチャートを示した第11図により説明する。
Therefore, only the raising / lowering operation, which is one of the wall surface movements, will be described with reference to FIG. 10 in which control blocks are extracted and shown in FIG.

例えば上部移動機構11を主移動機構とし、壁面作業用ロ
ボット10側を追従させるようにする場合、可動脚として
機能させるアームモジュール50の真空吸着パッド64を壁
面に吸着させた後、主たる上昇・下降動作を巻取機16で
行い、Y軸モジュール30のACサーボモータ33に電流制限
によるトルク制御を行い巻取機16による昇降動作に追従
させるようにする。
For example, when the upper moving mechanism 11 is used as the main moving mechanism and the wall surface working robot 10 side is made to follow, after the vacuum suction pad 64 of the arm module 50 that functions as the movable leg is sucked onto the wall surface, the main moving up and down is performed. The operation is performed by the winder 16, and the AC servo motor 33 of the Y-axis module 30 is subjected to torque control by limiting the current so that the vertical movement of the winder 16 is followed.

そして、昇降位置の検出はY軸モジュール30のACサーボ
モータ33に内蔵したエンコーダ35で行い、この検出値に
よって巻取機16の速度制御を行うインバータ82にON−OF
Fサーボ制御の信号を出力する。
The encoder 35 incorporated in the AC servo motor 33 of the Y-axis module 30 detects the ascending / descending position, and ON-OF is applied to the inverter 82 that controls the speed of the winder 16 according to the detected value.
F Servo control signal is output.

すなわち、上昇すべき位置や1回の歩幅などの初期設
定を行った後、アームモジュール50の先端部の真空吸
着パッド64を上昇させ、所定の位置に吸着させる。
That is, after the initial setting such as the position to be raised and the length of one stride is performed, the vacuum suction pad 64 at the tip of the arm module 50 is raised and sucked at a predetermined position.

この後、固着装置70の真空吸着パッド76による吸着を
開放して壁面作業用ロボット10を移動可能とする。
After that, the suction by the vacuum suction pad 76 of the fixing device 70 is released, and the wall surface work robot 10 can be moved.

Y軸モジュール30のACサーボモータ33に電流制限の信
号を出力し、自重とバランスする程度の状態にしてお
く。
A signal for limiting the current is output to the AC servo motor 33 of the Y-axis module 30 so that it is in a state of being balanced with its own weight.

巻取機16のモータに上昇の回転信号を出力すると同時
に、可動脚としてのアームモジュール50の先端位置を
保持した状態のままY軸モジュール30を追従させながら
上昇する。
At the same time as outputting a rising rotation signal to the motor of the winder 16, the Y-axis module 30 is moved up while keeping the tip position of the arm module 50 as a movable leg held.

この場合の上昇量はY軸モジュール30のACサーボモータ
33に内蔵したエンコーダ35で検出し、1回の歩幅とし
て設定した位置となって位置決めが完了したところで、
巻取機16に停止信号を出力する。
The amount of increase in this case is the AC servo motor of the Y-axis module 30.
It is detected by the encoder 35 built into 33, and when the position is set as the position set as one step,
A stop signal is output to the winder 16.

この後、固定脚としての固着装置70の真空吸着パッド
76による真空吸着を行い、可動脚としてのアームモジ
ュール50先端の真空吸着パッド64を開放する。
After this, the vacuum suction pad of the fixing device 70 as the fixed leg.
Vacuum suction is performed by 76, and the vacuum suction pad 64 at the tip of the arm module 50 as a movable leg is opened.

そして、さらに上昇が必要な場合には、可動脚としての
アームモジュール50のアーム先端部を上方に移動し上記
〜の動作を繰り返す。
Then, when it is necessary to further raise the arm, the arm tip of the arm module 50 as a movable leg is moved upward and the above-mentioned operations (1) to (3) are repeated.

こうして所定の位置まで上昇し固定脚としての固着装置
70の真空吸着パッド76で壁面作業用ロボット10の固定状
態が確保されたのち、自動傾斜補正83を行う。
In this way, it rises to a predetermined position and the fixing device as a fixed leg
After the fixed state of the wall work robot 10 is secured by the vacuum suction pad 76 of 70, the automatic inclination correction 83 is performed.

この自動傾斜補正は、図示しない傾斜センサによる検出
値に基づき、作業壁面と平行な水平軸回りの傾斜、すな
わちX軸回りの倒れの修正であり、2台の巻取機16を同
時に操作して2本のワイヤ15の長さを調整することで行
う。
This automatic tilt correction is correction of tilt about a horizontal axis parallel to the work wall surface, that is, tilting about the X axis, based on the value detected by a tilt sensor (not shown). The two winders 16 are operated simultaneously. This is done by adjusting the length of the two wires 15.

なお、壁面に対する横移動の場合には、第12図に右方向
への移動の場合を示すようにアームモジュール50の先端
部の真空吸着パッド64をX軸モジュール20の右端に位置
させて壁面に吸着させた後、X軸モジュール20のACサー
ボモータ24を動かし、通常とは逆にピニオンに対してラ
ック23を右に移動させる。
In the case of lateral movement with respect to the wall surface, the vacuum suction pad 64 at the tip of the arm module 50 is positioned at the right end of the X-axis module 20 as shown in FIG. After the adsorption, the AC servomotor 24 of the X-axis module 20 is moved, and the rack 23 is moved to the right with respect to the pinion, contrary to the normal case.

そして、アームモジュール50がガイドレール21の予め定
めた1回の横移動幅に対する位置となったところでACサ
ーボモータ24を停止する。
Then, the AC servo motor 24 is stopped when the arm module 50 reaches a position corresponding to a predetermined lateral movement width of the guide rail 21.

この後、固着装置70の真空吸着パッド76を吸着させてア
ームモジュール50をX軸モジュール20の所定位置に動か
して1回の横移動幅に対応した横移動が完了する。
After that, the vacuum suction pad 76 of the fixing device 70 is sucked to move the arm module 50 to a predetermined position of the X-axis module 20, and the lateral movement corresponding to one lateral movement width is completed.

このように横移動についても、可動脚としてのアームモ
ジュール50と真空吸着パッド64と、固定脚としての固着
装置70の真空吸着パッド76の交互の吸着を繰り返すこと
で所定の位置まで移動することができる。
As described above, also in the lateral movement, the arm module 50 and the vacuum suction pad 64 as the movable leg and the vacuum suction pad 76 of the fixing device 70 as the fixed leg can be moved to a predetermined position by repeating alternate suction. it can.

なお、横移動について、上部移動機構11の横行トロリー
14に駆動機構を設けない場合には、ワイヤ15を介して横
行トロリー14を追従させるが、横移動を駆動装置によっ
て行う場合には、X軸モジュール20側のACサーボモータ
24を主移動機構とし、横行トロリー14を追従させるよう
にするか、あるいは主従を逆にするようにすれば良い。
Regarding the lateral movement, the traverse trolley of the upper moving mechanism 11
If the drive mechanism is not provided in 14, the traverse trolley 14 is made to follow through the wire 15, but if the drive is used for lateral movement, the AC servomotor of the X-axis module 20 side
24 may be the main moving mechanism and the traverse trolley 14 may be made to follow, or the master-slave may be reversed.

(2) 多工程の壁面作業 予め定めた作業開始位置まで壁面移動した後、アームモ
ジュール50を可動脚から作業アームに切り替えて使用す
るため、β軸モジュール60のACサーボモータ62でツール
ブラケット63を180度反転させて自動工具交換装置65お
よび超音波センサ66を前方にする。
(2) Multi-step wall work To move the arm module 50 from the movable leg to the work arm after moving the wall to the predetermined work start position, use the AC servo motor 62 of the β-axis module 60 to move the tool bracket 63. Invert by 180 degrees to bring the automatic tool changer 65 and the ultrasonic sensor 66 forward.

そして、予めX軸モジュール20のガイドレール21などに
設定してある工具ホルダ(図示せず)に収納された工具
のところにアームモジュール50の先端部を移動して必要
な工具を把持し、作業を開始する。
Then, the tip of the arm module 50 is moved to a tool housed in a tool holder (not shown) that is set in advance on the guide rail 21 of the X-axis module 20 and the necessary tool is gripped to perform the work. To start.

この場合の自動工具交換装置65への工具の把持の確認や
工具ホルダへの工具の受け渡しの確認などは、近接スイ
ッチにより電気的インターロックの処理が成されること
で行われる。
In this case, the confirmation of the grip of the tool on the automatic tool changer 65 and the confirmation of the delivery of the tool to the tool holder are performed by the electrical interlock process performed by the proximity switch.

したがって、工具ホルダに収納された工具を着脱するこ
とで、複数工程の作業を行うことができ、汎用性に優れ
る。
Therefore, by attaching and detaching the tool stored in the tool holder, it is possible to perform work in a plurality of steps, which is excellent in versatility.

なお、これらの工具の自動交換やこれら工具を用いて多
工程の作業を行う場合の制御は、全てコントローラ8に
予めプログラミングされた内容に基づいて行われる。
Note that the automatic replacement of these tools and the control when performing multi-step work using these tools are all performed based on the contents programmed in advance in the controller 8.

(3) センシング動作 この壁面作業用ロボット10では、壁面作業を最適な状態
で行ったり、予め教示した動作だけでなく、壁面作業用
ロボット10自身で障害物を回避しながら作業したり、所
定の作業位置を捜し出し、この作業位置に基づいて作業
することなどができるようにする必要があり、このため
にセンシング動作が行われる。
(3) Sensing operation In the wall surface work robot 10, the wall surface work is performed in an optimum state, not only the pre-taught operation, but also the wall work robot 10 itself works while avoiding obstacles, It is necessary to find a work position and work based on this work position, for which a sensing operation is performed.

壁面と工具間の距離の一定保持 作業対象となる壁面は、外観上は平面のように見えて
も、実際上は若干の傾斜や段差などがあり、最適な作業
を行うためには壁面と工具との距離を一定に保つ必要が
ある。
Maintaining a constant distance between the wall surface and the tool Even if the wall surface to be worked looks like a flat surface in reality, in reality there are slight inclinations and steps. It is necessary to keep a constant distance from.

このため、第3図で説明したように、距離センサとして
の超音波センサ66を用い、例えば第13図に示すように、
距離Sに比例して得られる微弱電流をアンプ90で増幅し
A/Dコンバータ87を介してデジタル量へ変換し8bitパラ
レル信号の形でコントローラ81に入力される。
Therefore, as described with reference to FIG. 3, using the ultrasonic sensor 66 as a distance sensor, for example, as shown in FIG.
The weak current obtained in proportion to the distance S is amplified by the amplifier 90.
It is converted into a digital amount through the A / D converter 87 and input to the controller 81 in the form of an 8-bit parallel signal.

この超音波センサ66からの検出信号は、リアルタイムで
予め定めた設定値Sと比較演算され、Z軸モジュール40
のACサーボモータ42にフィードバック量が出力される。
The detection signal from the ultrasonic sensor 66 is calculated in real time by comparison with a predetermined set value S, and the Z-axis module 40
The feedback amount is output to the AC servo motor 42 of.

この結果、作業壁面の傾斜や段差にかかわらず、アーム
モジュール50の先端部の工具91を壁面から一定の位置S
に保持することができ、常に壁面に対して最適な状態で
作業を行うことができる。
As a result, the tool 91 at the tip of the arm module 50 is moved to a fixed position S from the wall surface regardless of the inclination or step of the work wall surface.
Therefore, the work can be always performed in an optimum state with respect to the wall surface.

以上説明したような全ての制御を行うようにすること
で、種々の壁面作業をロボットにより行うことができ、
作業範囲も多工程のものを含め大巾に拡大することがで
きる。
By performing all the control as described above, various wall surface work can be performed by the robot,
The working range can be expanded greatly, including those with multiple steps.

この実施例の壁面作業用ロボット10によれば、各構成要
素がモジュール化してあり、作業に必要な工具を着脱し
て使用することができ、多目的に使用することができ
る。
According to the wall work robot 10 of this embodiment, each component is modularized, and the tools necessary for work can be detached and used, and can be used for multiple purposes.

また、各軸モジュールによって作業壁面の任意の位置に
移動することができるのみならず、さらにアームモジュ
ールを取付けて作業範囲を拡大するようにしており、汎
用性の高い壁面作業ができる。
Further, not only can each axis module be moved to an arbitrary position on the work wall surface, but also an arm module can be attached to expand the work range, and wall work with high versatility can be performed.

さらに、壁面作業用ロボットに固着装置を取付けて固定
脚とするとともに、アームモジュールを可動脚として使
用できるようにしており、作業中にあっては、固着装置
で姿勢を安定させることができ、移動に際しては、交互
に吸着させることで、「尺取り虫式」に移動することが
できる。
In addition, the wall work robot is equipped with a fixing device to serve as a fixed leg, and the arm module can also be used as a movable leg. In that case, by adsorbing them alternately, it is possible to move in a "measurement insect type".

したがって、従来から使用されている作業者が搭乗して
行うゴンドラにかえ、簡単に高所作業をロボット化する
ことができるとともに、作業の省力化を図ることができ
る。
Therefore, it is possible to easily use a robot for high-altitude work in place of a gondola that is conventionally carried by an operator and to save labor in the work.

また、壁面に凹凸などの障害物があってもこれらを回避
して真空吸着や壁面作業を行うようにロボットを制御す
ることもできるので、汎用性に優れ、壁面作業を能率良
く、しかも安全に行うことができる。
In addition, even if there are obstacles such as irregularities on the wall, the robot can be controlled so as to avoid these and perform vacuum suction or wall work, so it is versatile, and wall work is efficient and safe. It can be carried out.

なお、上記実施例で説明した壁面作業用ロボットでは、
4自由度のものを例に説明したが、これに限らず少なく
とも1つ以上の自由度があれば良く、さらに自由度を増
すなどすることもできる。
In addition, in the wall work robot described in the above embodiment,
Although the example having four degrees of freedom has been described, the present invention is not limited to this and at least one degree of freedom is sufficient, and the degree of freedom can be further increased.

また、壁面作業に対する障害物は窓部分に限るものでな
い。
Further, the obstacle against the wall work is not limited to the window portion.

さらに、この発明の要旨を変更しない範囲で各構成要素
に変更を加えても良い。
Further, each component may be modified within the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の壁面作業用ロボットによる作業方法によれば、次の
ような効果がある。
[Effects of the Invention] As described specifically above with reference to the embodiment, the working method by the wall surface working robot of the present invention has the following effects.

この壁面作業用ロボットによる作業方法によれば、
予め定めた作業エリアを壁面間距離を検出しながら壁面
作業用ロボットを移動するようにし、距離の変化から障
害物を検出し、検出された障害物を除く他の作業エリア
内を移動させて作業することができる。
According to the work method by this wall work robot,
The wall work robot is moved while detecting the distance between the walls in a predetermined work area, obstacles are detected from the change in distance, and work is performed by moving inside other work areas excluding the detected obstacles. can do.

したがって、障害物部分を通過させること無く、作業を
行うことができ、無駄を無くし能率良く作業ができ、作
業エリア内であれば、どの位置に障害物Aがあっても、
これを回避して作業することができる。
Therefore, the work can be performed without passing through the obstacle portion, the work can be efficiently performed without waste, and if the obstacle A is located at any position in the work area,
You can work around this.

また、この発明によれば、作業エリアの横幅全体の
移動と、移動端での昇降方向のシフトとを組合わせて移
動しながら壁面作業を行う場合に、障害物を検出した点
の座標を読取り、この点までの横移動幅でこれ以降の作
業を行うようにしており、横移動と昇降の組合わせで無
駄な動きを無くして作業ができる。
Further, according to the present invention, when the wall surface work is performed while moving the entire lateral width of the work area and the shifting in the vertical direction at the moving end, the coordinates of the point where the obstacle is detected are read. Since the lateral movement width up to this point is used to perform the subsequent work, the work can be performed by eliminating the useless movement by the combination of the lateral movement and the vertical movement.

さらに、作業対象となる溝の両端部を横断するよう
に移動しながら壁面間距離を検出し、溝幅の両端部の位
置を読み取って演算で溝の軌跡を求めようにし、この軌
跡に基づいて溝に対する作業を行うようにしており、幅
の狭い溝であっても無駄な動きを排除して能率良く壁面
作業ができる。
Furthermore, while moving so as to traverse both ends of the groove to be worked, the distance between the wall surfaces is detected, the positions of both ends of the groove width are read, and the trajectory of the groove is calculated, and based on this trajectory. Since the work is performed on the groove, even if the groove is narrow, useless movement can be eliminated and wall surface work can be performed efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第3図はこの発明の壁面作業用ロボットによる
作業方法が適用される壁面作業用ロボットの一実施例に
かかり、第1図は全体の斜視図、第2図は右側面図、第
3図はアームモジュール先端の部分平面図である。 第4図はこの発明の壁面作業用ロボットの制御装置の全
体構成図である。 第5図及び第6図はこの発明の壁面作業用ロボットによ
る作業方法の一実施例にかかる障害物回避動作の説明図
及び制御のフローチャートである。 第7図及び第8図はこの発明の壁面作業用ロボットによ
る作業方法の一実施例にかかる溝検出動作と軌跡創成動
作の説明図及び制御のフローチャートである。 第9図〜第11図はこの発明の壁面作業用ロボットによる
移動方法の一実施例にかかり、第9図は昇降動作の説明
図、第10図は制御のブロック図、第11図は制御のフロー
チャートである。 第12図および第13図はこの発明の壁面作業用ロボットの
種々の制御方法にかかり、第12図は横移動動作の説明
図、第13図は壁面との距離の一定制御の説明図である。 10:壁面作業用ロボット、11:上部移動機構、13:仮設横
行レール、14:横行トロリー、15:ワイヤ、16:巻取機、2
0:X軸モジュール、21:ガイドレール、22:X軸スライダ、
30:Y軸モジュール、31:ガイド、33:ACサーボモータ、4
0:Z軸モジュール、42:ACサーボモータ、50:アームモジ
ュール、60:β軸モジュール、62:ACサーボモータ、63:
ツールブラケット、64:真空吸着パッド、65:自動工具交
換装置、66:超音波センサ、70:固着装置、76:真空吸着
パッド、80:制御装置、81:コントローラ、82:インバー
タ、83:自動傾斜補正、84:サーボドライバ、85,86:リミ
ットスイッチ、87:A/D変換器、88:パソコン、91:工具、
92:シーリング溝。
1 to 3 relate to an embodiment of a wall work robot to which the work method by the wall work robot of the present invention is applied. FIG. 1 is an overall perspective view, FIG. 2 is a right side view, FIG. 3 is a partial plan view of the tip of the arm module. FIG. 4 is an overall configuration diagram of the control device for the wall surface work robot of the present invention. 5 and 6 are an explanatory diagram of an obstacle avoiding operation and a control flowchart according to an embodiment of a working method by the wall surface working robot of the present invention. FIG. 7 and FIG. 8 are explanatory views and control flowcharts of the groove detecting operation and the trajectory creating operation according to the embodiment of the working method by the wall surface working robot of the present invention. 9 to 11 relate to an embodiment of a moving method by the wall work robot of the present invention. FIG. 9 is an explanatory view of the lifting operation, FIG. 10 is a control block diagram, and FIG. 11 is a control block diagram. It is a flowchart. 12 and 13 relate to various control methods of the wall work robot of the present invention, FIG. 12 is an explanatory view of a lateral movement operation, and FIG. 13 is an explanatory view of constant control of a distance to a wall surface. . 10: Robot for wall work, 11: Upper moving mechanism, 13: Temporary traverse rail, 14: Traverse trolley, 15: Wire, 16: Winder, 2
0: X-axis module, 21: Guide rail, 22: X-axis slider,
30: Y-axis module, 31: Guide, 33: AC servo motor, 4
0: Z-axis module, 42: AC servo motor, 50: Arm module, 60: β-axis module, 62: AC servo motor, 63:
Tool bracket, 64: Vacuum suction pad, 65: Automatic tool changer, 66: Ultrasonic sensor, 70: Fixing device, 76: Vacuum suction pad, 80: Controller, 81: Controller, 82: Inverter, 83: Automatic tilt Compensation, 84: Servo driver, 85,86: Limit switch, 87: A / D converter, 88: PC, 91: Tool,
92: Sealing groove.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】壁面上部から索条及び巻取機を介して吊り
下げられて昇降及び横移動されるとともに、壁面に対し
て1つ以上の自由度をもって移動可能な壁面作業用ロボ
ットで壁面作業を行うに際し、予め壁面作業用ロボット
による作業エリアを障害物のない場合に対するものと障
害物がある場合に対するものとを定めておき、壁面作業
用ロボットと壁面との間の距離を検出しながら移動さ
せ、距離の変化により障害物を検出し、障害物が検出さ
れるまでは障害物がない作業エリアを移動しながら作業
を行う一方、障害物を検出した場合にはその点の座標に
基づき、移動幅を変えて障害物を除いた作業エリアを移
動しながら作業するようにしたことを特徴とする壁面作
業用ロボットによる作業方法。
1. A wall surface work is performed by a wall surface work robot which is suspended from the upper part of the wall surface through a cord and a winder to move up and down and move laterally, and which can be moved with one or more degrees of freedom with respect to the wall surface. When performing the work, the work area for the wall work robot is defined in advance for the case where there is no obstacle and for the case where there is an obstacle, and the robot moves while detecting the distance between the wall work robot and the wall surface. Then, the obstacle is detected by the change in the distance, while the work is performed while moving in the work area without the obstacle until the obstacle is detected, when the obstacle is detected, based on the coordinates of the point, A work method using a wall work robot, characterized in that the work width is changed and the work area is moved while removing obstacles.
【請求項2】壁面上部から索条及び巻取機を介して吊り
下げられて昇降及び横移動されるとともに、壁面に対し
て1つ以上の自由度をもって移動可能な壁面作業用ロボ
ットで壁面作業を行うに際し、予め作業対象となる溝の
両端部でこの溝を横断するように壁面作業用ロボットを
移動させ、壁面間距離の変化から溝の両縁部位置を読み
取り、これら両端部の溝位置の読取り値に基づき溝の軌
跡を演算して求めたのち、この演算結果にしたがって壁
面作業用ロボットを溝に沿って移動しながら作業するよ
うにしたことを特徴とする壁面作業用ロボットによる作
業方法。
2. A wall surface work robot that is suspended from the upper part of the wall surface via a rope and a winder to move up and down and move laterally, and is movable with one or more degrees of freedom with respect to the wall surface. When performing the above, move the wall surface work robot in advance so as to cross the groove at both ends of the groove to be worked, read the both edge positions of the groove from the change in the distance between the wall surfaces, and check the groove position of these both ends. The method for working with the wall work robot is characterized in that the locus of the groove is calculated based on the reading value of the wall work robot, and then the wall work robot is moved along the groove according to the result of the calculation. .
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