JPH11285994A - ボルト位置自動計測装置 - Google Patents

ボルト位置自動計測装置

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JPH11285994A
JPH11285994A JP10105356A JP10535698A JPH11285994A JP H11285994 A JPH11285994 A JP H11285994A JP 10105356 A JP10105356 A JP 10105356A JP 10535698 A JP10535698 A JP 10535698A JP H11285994 A JPH11285994 A JP H11285994A
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JP
Japan
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bolt
displacement sensor
laser displacement
formwork
detected
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Withdrawn
Application number
JP10105356A
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English (en)
Inventor
Mitsutoshi Ida
光俊 井田
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Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分割可能な長尺状型枠締結フランジに多数配
列されたボルト又はナットボルトの締め/緩めをロボッ
トのアーム先端手首に支持された工具を使用して行うこ
とができるように、あらかじめ型枠のボルト又はナット
ボルトの位置計測を自動的に行うボルト位置自動計測装
置を提供。 【構成】 型枠11軸線にほぼ平行に走行可能かつ走行
方向と直角平面内で動作可能にされた検出ロボット2
と、検出ロボットのアーム先端に支持されアーム先端か
らボルト16までの距離を測定可能にされたレーザー変
位センサ4と、長手方向位置読み取りセンサと、を有
し、検出ロボットの計測制御装置9にあらかじめ記憶さ
れた基準型枠仕様データを基に算出された基準ボルト配
列直線データに沿ってレーザー変位センサ4によってボ
ルト位置を走査しレーザー変位センサの距離変化で型枠
長手方向のボルトの両角の位置を捉えてボルト中心座標
を検出。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は分割可能な型枠、特
にコンクリートパイル、コンクリートポールなどのコン
クリート製柱状成形体の製造に用いる長尺状型枠締結フ
ランジに多数配列された組立締結具であるボルト又はナ
ットボルトの締め/緩めをロボットのアーム先端手首に
支持された工具を使用して行うことができるように、あ
らかじめ型枠のボルト又はナットボルトの位置計測を自
動的に行うボルト位置自動計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンクリートパイル、コンクリートポー
ルなどのコンクリート製柱状成形体の製造に用いる長尺
状型枠は、長さ、直径、テーパ角等数十と多種類ある
が、通常断面の内側形状が半円形の長尺状の上型と下型
からなり、上型と下型を合わせることにより、内面形状
が円筒形状となるようになっている。このようなボルト
又はナットの締緩作業は、製品が大きいので、ボルトの
サイズが大きく、締緩装置の重量が重くなり、締緩数も
多く、人手で行うには多くの肉体的苦痛と疲労がともな
う非常に過酷な作業である。このため、これらのボルト
に対し、自動で締め/緩めを行う為の試みがいくつかな
されたが、上型フランジ上に不定ピッチで配列された多
数の締結用ボルト位置を計測する為の有効な手段が無か
ったので、機械化が出来なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前述
したような多種多様の長尺状型枠に対応できるボルト位
置自動計測装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、型枠
長手方向軸線にほぼ平行に走行可能かつ走行方向と直角
平面内で動作可能にされた検出ロボットと、前記検出ロ
ボットのアーム先端に支持され前記アーム先端から型枠
外周に取り付けられたボルトまでの距離を測定可能にさ
れたレーザー変位センサと、長手方向位置読み取りセン
サと、前記検出ロボットの計測制御装置にあらかじめ記
憶された基準型枠仕様データ、前記基準型枠仕様データ
を基に基準ボルト配列直線を算出する計算プログラム及
び算出された基準ボルト配列直線データを記憶するメモ
リとを有し、前記メモリに記憶された基準ボルト配列直
線データに沿って前記レーザー変位センサによってボル
ト位置を走査し、レーザー変位センサの距離変化で型枠
長手方向のボルトの両角の位置を捉えてボルト中心座標
を検出することを特徴とするボルト位置自動計測装置を
提供することによって上述した従来技術の課題を解決し
た。好ましくは、前記レーザー変位センサは前記型枠外
周に取り付けられたボルト位置及び前記ボルトの座金位
置の両方を走査し、レーザー変位センサの距離変化で型
枠長手方向のボルトの両角の位置及び前記ボルトの座金
の両角の位置を捉えてボルト中心座標を検出するように
したボルト位置自動計測装置であってもよい。
【0005】
【発明の実施の形態】以下添付した図1乃至図5に基づ
きこの発明を詳細に説明する。図1は本発明のボルト位
置自動計測装置の一実施の形態の構成を示す上から見た
平面ブロック図、図2はレーザー変位センサがボルト位
置を走査するときの検出ロボットの姿勢を示す側面拡大
図、図3はレーザー変位センサが最初に検出したボルト
に対し、水平に前記レーザー変位センサのレーザー光を
照射させる姿勢を示す側面拡大図、図4は長尺状型枠1
1を上から見た平面図、図5は図4のA−A線のボルト
付近の部分拡大断面図である。長尺状型枠11は、図4
に示すように、先細のテーパ状になっており、図2、図
5でも示すように、所定間隔で径方向に張り出した複数
のタイヤ12、長手方向に補強部13が線状に設けられ
ている。上型11aと下型11bの上下型枠同士の合わ
せ面には、上型フランジ14及び下型フランジ15が設
けられ、上型フランジ14に設けられた多数の締結用ボ
ルト16及び下型フランジ15に設けられたナット17
の締め、緩めを行う事により、上型11aと下型11b
の締結、分離を行うようにされている。
【0006】図1及び図2において型枠置き台6は床8
に固定され、その上には、型枠11に一定の間隔で配置
されたタイヤ12と同じ間隔でタイヤ受け7が固定され
ている。長尺状型枠11は先細のテーパ状になっている
が、タイヤ12は外径が同じにされ、型枠置き台6上の
タイヤ受け7に型枠のタイヤ12が載置されるときは、
型枠11軸線は水平に位置され、ボルト16が上面を向
く様に置かれる。ボルト位置自動計測装置1は、型枠1
1軸線とほぼ平行に床8に固定して設置されかつ図示し
ない長手方向読み取りセンサを設けた走行装置3(検出
ロボット2に設けてもよい)に移動可能に支持された検
出ロボット2及び検出ロボット先端に取り付けられたレ
ーザー変位センサ4とで構成される。図2及び図3で、
符号5、5′で示す線はレーザー光の走査状態の概念仮
想線を示す。さらに、検出ロボット2の制御装置である
計測制御装置9(図1)には図示しない型枠の長さ、直
径、テーパ角等の基準型枠仕様データが入力されてお
り、その基準型枠仕様データのを基に、基準ボルト位置
を直線補間して基準ボルト配列直線を算出する計算プロ
グラムが格納されており、さらに算出された基準ボルト
配列直線データを記憶する図示しないメモリとを有す
る。
【0007】作動においては、図2に示すように、レー
ザー変位センサ4をボルト16の上方向から走査するよ
う、前記メモリに記憶された基準ボルト配列直線データ
に沿って走行装置3及び検出ロボット2をプログラム制
御し、検出ロボット2先端に取り付けられたレーザー変
位センサ4のレーザー光5をボルト16の上方向からボ
ルト16上を型枠11軸線方向に走査し、レーザー変位
センサ4から出力される電圧データを取り込み、レーザ
ー変位センサの距離変化で型枠長手方向のボルトの両角
の位置を捉えて走査したボルト中心座標を検出し、検出
ロボット2の制御装置である計測制御装置9に順次ボル
ト位置を算出・記憶出来る様にされている。即ち、ま
ず、予め計測制御装置9に入力された基準型枠仕様デー
タに基づき型枠上のボルト配列直線を算出し、タイヤ1
2間の範囲でレーザ光5がボルト上を通る様に一定速度
で走査させる。この時、レーザー変位センサ4から出力
される電圧データを常時監視し、レーザー変位センサ4
から被検出物迄の距離の変化に応じて変化する電圧デー
タが、予め設定した範囲内に入った時と範囲内から外れ
た時、つまりレーザー光5がボルト上面にさしかかった
時と、ボルト16上面から外れた時の、即ちボルト16
両角を走査した時の、レーザ変位センサ4の位置と電圧
データから、ボルト上面中心位置の3次元データを算出
し、順次計測制御装置9に記憶する。この時、電圧デー
タが予め設定した範囲内に入った時と範囲内から外れた
時のX方向の距離つまり検出物の幅を監視する事によ
り、ボルト16以外の物体を検出した場合には、そのデ
ータを破棄する事が可能となる。
【0008】又、図3に示すように、新たにセットされ
る型枠11に対し最初のボルトを検出した時点で検出ロ
ボットの姿勢を変え、走行方向と直角平面内で水平にレ
ーザー変位センサ4のレーザー光5′をボルト16側面
に照射させ、X、Y、Z軸上のボルト中心座標位置を検
出する事で、予め記憶された型枠仕様により算出したボ
ルト配列直線の最初のX、Y、Z軸上基準ボルト中心座
標位置と、現在検出している型枠の現実の最初のボルト
中心座標位置とのずれ量が検出でき、レーザー変位セン
サ4の位置をずれ量だけ移動させて、レーザー変位セン
サ4のスタート位置をずれ量だけ補正し、レーザー変位
センサから照射されるレーザー光5′が前記基準ボルト
中心座標位置に合致するX、Y、Z軸上の最初のボルト
中心座標位置からスタートする事が可能となる。
【0009】好ましくは、各上型フランジ14には円筒
形のボス18が設けられ、ボルト16及びボス18上の
座金19並びにナット17で結合されており、ボルト1
6及び座金19は上方から見て階段状に2段の高さをも
ち、上方から見て、まず座金19の縁部、次にボルト1
6の縁部、が現れる。レーザー変位センサ4は、型枠外
周に取り付けられた座金19位置及びボルト16位置の
両方を走査し、レーザー変位センサ4の距離変化で型枠
11長手方向の座金19の両角の位置及びボルト16の
両角の位置をそれぞれ捉えてボルト中心座標を両者から
検出するようにしてもよい。これにより、より精密な計
測が可能となる。
【0010】即ちこの時、レーザー変位センサ4から出
力される電圧データを常時監視し、レーザー変位センサ
4から被検出物迄の距離の変化に応じて変化する電圧デ
ータが、予め基準座金の高さに合わせて設定した範囲内
に入り、レーザー変位センサ4から出力される電圧デー
タの変動幅が予め設定した範囲内で、その区間が予め設
定した距離続いた場合、レーザー変位センサ4が座金1
9上にあると判断し、その後電圧データが予めボルト1
6の高さに合わせて設定した範囲内に入り、電圧データ
の変動幅が予め設定した範囲内で、その区間が予め設定
した距離続いた場合、レーザー変位センサ4がボルト1
6上にあると判断する。その後、電圧データが予め座金
19の高さに合わせて設定した範囲内に入り、レーザー
変位センサ4から出力される電圧データの変動幅が予め
設定した範囲内でその区間が予め設定した距離続いた場
合、レーザー変位センサ4が座金19上にあると判断す
る。そして、レーザー変位センサ4が座金19上からボ
ルト16上を通過し、さらに座金19上を通過した場合
について、電圧データが、ボルト16の高さに合わせて
設定した範囲内に入った時のレーザー変位センサ4の位
置と、電圧データがボルト16の高さに合わせて設定し
た範囲内から外れた時のレーザー変位センサ4の位置か
ら、その中間位置を算出し、そのデータに電圧データを
加味する事でボルト上面中心位置の3次元データを算出
し、順次計測制御装置9に記憶する。この時、電圧デー
タがボルト16の高さに合わせて設定した範囲内に入っ
た時のレーザー変位センサ4の位置と、電圧データがボ
ルト16の高さに合わせて設定した範囲内から外れた時
のレーザー変位センサ4の位置から検出したボルト16
の幅を算出し、算出した幅寸法が予め設定した範囲外で
ある時にはそのデータを破棄する事で信頼性を向上させ
る事が出来る。
【0011】なお、型枠のボルト位置は型枠軸線に対し
て対称であるので1台の型枠に対して1台のボルト位置
計測装置で充分である。又、実施の形態においては、検
出ロボットとして多関節型ロボットを例示したが、少な
くとも走行方向と直角平面内で動作可能であれば直交座
標型のロボット等でも良い事は言うまでもない。さら
に、実施の形態においては、固定された型枠に対し、型
枠の長さ以上のストロークの走行装置を有する検出ロボ
ットが移動しながらタイヤ間毎のボルト位置を検出する
動作を例示したが、検出ロボットが型枠に対して相対移
動するよう、型枠をタイヤ間ピッチで長手方向に搬送
し、タイヤ間ピッチ分のストロークの走行装置を有する
検出ロボットが、タイヤ間のボルト位置検出を行ない、
搬送及びボルト位置検出を繰り返しながら順次型枠を搬
出して行く方法としても良い。なお、あらかじめ記憶さ
れた基準型枠仕様データ、電圧データの範囲設定を更に
増やす事でボルト以外の検出物についても検出物の種類
及びその位置の検出が可能となる。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、分割可能な型枠、特に
コンクリートパイル、コンクリートポールなどのコンク
リート製柱状成形体の製造に用いる長尺状型枠締結フラ
ンジに多数配列された組立締結具であるボルト又はナッ
トボルトの締め/緩めをロボットのアーム先端手首に支
持された工具を使用して行うことができるように、あら
かじめ型枠のボルト又はナットボルトの位置計測を自動
的に行うボルト位置自動計測装置として、検出ロボット
とを用いかつセンサとしてレーザー変位センサを使用し
て、変位センサとボルト間の距離を自動的に検出できる
ようにしてたので、多種多様の長尺状型枠の上下型枠締
結用ボルトの位置検出を自動的に行う事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のボルト位置自動計測装置の一実
施の形態の構成を示す上から見た平面ブロック図。
【図2】レーザー変位センサがボルト位置を走査すると
きの検出ロボットの姿勢を示す側面拡大図。
【図3】レーザー変位センサが最初に検出したボルトに
対し、水平に前記レーザー変位センサのレーザー光を照
射させる姿勢を示す側面拡大図。
【図4】長尺状型枠11を上から見た平面図。
【図5】図4のA−A線のボルト付近の部分拡大断面
図。
【符号の説明】
1..ボルト位置自動計測装置 2..検出ロボット 3..走行装置 4..レーザー変位センサ 5、5′..レーザー光の走査状態の概念仮想線 6..型枠置き台 7..タイヤ受け 8..床 9..計測制御装置 10.. 11..長尺状型枠11 11a..上型 11b..下型 12..タイヤ 14..上型フランジ 15..下型フランジ 16..ボルト 17..ナット 19..座金

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】型枠長手方向軸線にほぼ平行に走行可能か
    つ走行方向と直角平面内で動作可能にされた検出ロボッ
    トと、前記検出ロボットのアーム先端に支持され前記ア
    ーム先端から型枠外周に取り付けられたボルトまでの距
    離を測定可能にされたレーザー変位センサと、長手方向
    位置読み取りセンサと、前記検出ロボットの計測制御装
    置にあらかじめ記憶された基準型枠仕様データ、前記基
    準型枠仕様データを基に基準ボルト配列直線を算出する
    計算プログラム及び算出された基準ボルト配列直線デー
    タを記憶するメモリとを有し、前記メモリに記憶された
    基準ボルト配列直線データに沿って前記レーザー変位セ
    ンサによってボルト位置を走査し、レーザー変位センサ
    の距離変化で型枠長手方向のボルトの両角の位置を捉え
    てボルト中心座標を検出することを特徴とするボルト位
    置自動計測装置。
  2. 【請求項2】前記レーザー変位センサは前記型枠外周に
    取り付けられたボルト位置及び前記ボルトの座金位置の
    両方を走査し、レーザー変位センサの距離変化で型枠長
    手方向のボルトの両角の位置及び前記ボルトの座金の両
    角の位置を捉えてボルト中心座標を検出することを特徴
    とするボルト位置自動計測装置。
  3. 【請求項3】請求項2又は請求項3において、前記レー
    ザー変位センサは前記ボルトの上方向から走査すること
    を特徴とするボルト位置自動計測装置。
  4. 【請求項4】請求項2又は請求項3において、最初に検
    出したボルトに対し、前記検出ロボットの姿勢を変え走
    行方向と直角平面内で水平に前記レーザー変位センサの
    レーザー光を照射させ、予め記憶された型枠データと現
    在検出している型枠の基準ボルト配列直線データとの型
    枠長手方向(X方向)及び直角方向(Y方向)の前記最
    初に検出したボルト位置のずれ量を検出し、前記レーザ
    ー変位センサのスタート位置を前記基準ボルト中心座標
    位置に合致する測定位置まで移動させるようにしたこと
    を特徴とするボルト位置自動計測装置。
JP10105356A 1998-04-02 1998-04-02 ボルト位置自動計測装置 Withdrawn JPH11285994A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007260799A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Matsumoto Kikai Kk 多関節ロボットによる検査装置
WO2018103694A1 (zh) * 2016-12-07 2018-06-14 苏州笛卡测试技术有限公司 一种机器人三维扫描装置及方法
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Effective date: 20050607