JPS63233163A - コンクリ−ト均し機の制御方法 - 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 この発明は、打設された床コンクリート等の表面均し作
業とレベル出しとを行なうコンクリート均し機の制御方
法、特に均し要素の水平出しと高さ出しを自動的に迅速
に高精度に行なう制御方法に関する。

従来の技術 最近、床コンクリート等の表面均し作業の省力化と省人
化及び省技能化を図る目的でコンクリート均し機か開発
され、一部実用化段階に入っている。

本発明か解決しようとする問題点 コンクリ−１〜均し機は、打設された生コンクリ−１−
表面の水平出しと高さ出しをきっちり行ない、後は仕上
げを行なえば良いたけに均す機械である。従って、均し
要素の水平出しと高さ出し機能は、生命というべき機能
、性能である。

そこて、コンクリート均し機の開発研究は、ハードなメ
カズムの開発と同時に、現場において、均し要素の水平
出しと高さ出しとを、実用性を満足できる程度に迅速に
高精度に実現するソフトの制御方法を解決してはじめて
完成である。

問題点を解決するための手段 」二記の問題点を解決するだめの手段として、この発明
に係るコンクリート均し機の制御方法は、図面の第１図
〜第７図に好適な実施例を示したとおり、 Ｘ軸及びｙ軸用の水平度調ｔｆＩ機ａ４．５及び６と高
さ調節機構８を介して横行用レール１１を設置し、該横
行用レール１１に沿って横行する横行台１２に均し要素
１３を設置して成るコンクリート均し機が、打設された
生コンクリートの均し箇所に到達した場合に、 傾斜角検出器１６（第１図）の検出信号により、まずＸ
軸用の水平度調節Ｊａ構４．５を自動制御してＸ軸の水
平度出しを行ない、次にｙ軸用の水平度調節機構６を自
動制御してｙ軸の水平出しを行ない、ｘ−ｙ平面の水平
度出しを完成する。

次に、基準レベルに発振されたレーザー光線３８をレー
ザ受光器３９で受光した検出信号により、高さ調節機構
８を自動制御して均し要素１３の高さ出しを行なう。

しかる後に横行台１２の横移動を行なわしめ、均し要素
１３によるコンクリート均し作業を行なう段階とより成
る構成とした。

なお、具体的な実施態様として、均し要素１３の横移動
によるコンクリート均し作業は、横行台１２の往移動で
のみ行ない、往移動の完了後は高さ調節機構８て均し要
素１３を一定高さまで上昇させて復移動を行なわしめ、
元位置に到達後に、再び基準レベルにレーザー光線３８
に基く高さ調節機構８の自動制御により均し要素１３の
高さ出しを行ない、さらに横移動（往移動）を行なう手
ｊ頃のくり返して均し要素１３によるコンクリート均し
作業を必要回数くり返す。

また、均し要素１３によるコンクリ−１〜均し作業の終
了後は、走行モータ２２を始動してコンクリート均し機
を設定距離だけ前進走行せしめ、次なる生コンクリート
均し箇所へ到達させるのである。

作　　　　　用 手順として、まずＸ軸用の水平度調節機構４．５により
Ｘ軸の水平度を出し、このＸ軸を基準にしてにｙ軸用の
水平度調節機構６がｙ軸の水平度を出すのて、ｘ−ｙ平
面の水平度か２工程で極めて単純に、かつ迅速に高精度
に得られ、ひいては横行用レール１１及び均し要素１３
の水平度か速やかに確保される。

次に、高さ調節機構８は、前記ｘ−ｙ平面の水事変な前
提とした上で、ス（準レベルに発振されたレーザー光線
３８に基いて高さ出しを行なうのて、作業現場において
、コンクリート均し機がどの位置にあるか、及びその足
元の具合がどうかにかかわらず、均し要素１３の高さを
迅速に、かつ高精度に常に基準レベルに設定できる。

したかって、コンクリート均し機か現場のどの位置に移
動しても、その位置毎に自動的に速やかにコンクリート
を高い水平度と高さレベルに均し作業てき、高い施工精
度を確保できるのである。

実施例 次に、図示した実施例を説明する。

まず第１図〜第３図に示したコンクリート均し機の構成
を説明すると、これは２個の前輪２．２及び２個の後輪
３．３による４輪式で車台ｌを支持せしめている。前輪
２がモータ２２で駆動される駆動輪として構成されてい
る。

車台ｌにおける」三方前輪２と後輪３の中央部に、第１
図のように平面的に見た配置か略正三角形の各頂点位置
に１基ずつ、水平度調節機構４．５．６を合計３基（但
し、基数は限りでない）設置し、これらにより車台１の
下側に水平出し部材７か略水平に支持されている。図中
の４と５がＸ軸用の水平度調節機構であり、６がｙ軸用
の水平度調節機構とされている。

水平変調ｆｆｉ機構４の構造詳細は、第４図に示したと
おり、主枠４０の上側に減速機及びサーボモータ４１を
組付け、その出力軸にボールネジ式の送りねじ軸４２が
下向きに連結されている。他方、主枠４０の下側にガイ
ドシリンダ４３が組付けられている。このガイドシリン
ダ４３内に、その内周面を軸方向に滑動自在な滑子４４
をもつ直動軸４５を同心配置に設け、この直動軸４５と
一体に構成した親ナツト４６に、ボールを介して、前記
送りねじ軸４２がねじ込まれている。直動軸４５の下端
部に設けた取付ボルト４７か、水平出し部材７に結合さ
れている。他の水平度調節機構５．６も同様な構成であ
る。

各水平度調節機構４．５．６は、第３図に示したように
、車台１上に設けたフラヶッ１〜３３に、主枠４０の部
分が、ピン３４によりトラニオン形式に支持されている
。

したがって、サーボモーター４１が、サーボドライバー
を通じて止転又は逆転方向に所定の回転数又は回転角た
け回転されると、送りねし４２と親ナツト４６とのねし
連動により、直動軸４５は所定の距離だけ下方へ伸長さ
れ、又は上方へ収縮され、この上下動により水平出し部
材７の水平出しが行なわれるのである。

水平出し部材７ば、第１図の平面方向に見ると、車台１
の前後方向と直角な方向に長い略長方形の枠組体として
構成され、この水平出し部材７の下側に高さ出し部材９
か平行に設置されている。

高さ出し部材９も枠組体として構成し、その円外縁部に
垂直上向きに設けたガイドどン１０を、水平出し部材７
のガイド部材３５に通し、もって高さ出し部材９は水平
出し部材７に対し平往移動し１イ目Ｖ欠−Ｊ−１法、／
Ｔ１し七引イ１八スしたかって、水平度調節機構４．５
．６により水平出し部材７の水平度レベルか調節される
と、それは直ちに、高さ出し部材９の水平度レベルを調
節したことになるのである。

高さ調ｍ機構８は、水平出し部材７に固定して垂直下向
きに設置し、その出力軸か高さ出し部材９に結合されて
いる。高さ調節機構８の構成も、第４図に示した水平度
調節機Ｍ４とほとんど同じ構成であり、サーボドライバ
ーを通じて駆動されるサーボモータで出力軸か伸縮され
、高さ出し部材９の高さ位置が」−下に調節される。

要するに、水平度調節機構４．５．６により水平出し部
材７及び高さ出し部材９の水平度レベルなきちんと調節
し」二で、高さ出し部材９の高さ位置を決める構成なの
で、手順に無理、無駄かなく、しかも水平度及び高さの
調節精度は極めて高く保証されるのである。

高さ出し部材９の高さ位置の調節は、同高さ出し部材９
上に立てたレーザー受講器３９（第２図）により、基準
レベル（絶対レベル）に発振されているレーザー光線３
８を受光して自動計測し、その検出信号をサーボドライ
バーに入力し、サーボモータの自動制御を行なうのであ
る。

高さ出し部材９の下面、特に両側枠９ａ、９ａの下面（
第３図）に、車台ｌの前後方向と直角な向きに、２木の
横行用レール１１．１１か平行に設けられている。

横行用レール１１．１１の下に、同横行用レール１１の
横断面形状と略同形の食い付き溝をもつ滑子１２ａ、１
２ａを介して、横行台１２か横行自在に吊設されている
。

横行台１２には、その雨下端部の軸受５０．５０に、均
し要素たる均しスクリュー１３か、水平に、かつ回転自
在に設置されている。

均しスクリュー１３は、横行台１２上に設置した駆動モ
ーター１４とチェノ５１で連結し、回転駆動するものと
されている。

また、横行台１２には、これを横行用レール１１に沿っ
て移動させるための駆動モータ５２が搭載されている。

均しスクリュー１３は、横行台１２と共に」二連した横
行用レール１１の長さの限度に横移動し、この均しスク
リュー１３か移動する範囲の打設コンクリート表面か均
し作業を受けるのである。

このコンクリート均し機は、第２図に点線図示した自動
制御盤５４を通じてモード切換えを行なうことにより、
自動運転と手動運転のいずれかて操作される。

ｆＪｆＪＳ図には、上述した構成のコンクリ−１〜均し
機に関し、水平出し及び高さ出し機能のみならず、均し
スクリュー１３の横移動及びコンクリ−１〜均し機のピ
ッチ刻み前進走行まで含めて全自動運転される場合の制
御用フローチャートを示している。

即ち、コンクリート均し機か打設コンクリ−１〜の均し
個所に到達した場合に、まず自動制′ａ盤５４の自動運
転ボタン４６を押すと、まずモータ１４を起動して均し
スクリュー１３が正転される。

次に、傾斜角検出器１６（第１図）のＸ軸の検出信号が
、サーボ１くライバーを通してｘ軸用の水平度調節機構
４．５へ入力され、Ｘ軸の水平出しか行なわれる。つま
り、第１図において、水平度調節機構４．５の中心を結
ぶ線（Ｘ軸）の水平出しか行なわれるのてあり、この水
平出しはフィードバック制御によりＸ軸零度が完全に出
るまてくり返し行なわれる。

こうしてＸ軸零度が出ると、次には傾斜角検出器１６の
ｙ軸検出信号が、サーボドライバーを通じてｙ軸用の水
平度調節機構６へ入力され、ｙ軸の水平出しが行なわれ
る。つまり、第１図において、水平度調節機構６の中心
を通り、上記Ｘ軸と直角なＭＣｙ軸）の水平出しが行な
われるのてあり、この水平出しもフィードバック制御に
よりｙ軸零度が出るまでくり返し行なわれる。

かくして、ｙ軸零度が出ると、ｘ　−ｙ平面の水平出し
が完成したことになり、水平出し部材７及び高さ出し部
材９を介して横行用レール１１．１１の水平度が出たこ
とを意味する。したがって、この状ｊルで横行台１２か
横移動すると、均しスクリュー１３はｘ　−ｙ平面と平
行に横移動し、コンクリートを水平に均すことになる。

そこで次には、高さ調節機構８のサーボモータが始動さ
れる。但し、ブロクラムの構成として、高さレベルの初
期値は十分に高く設定しであるので、高さ調節機構８は
まず高速下降動作を行なう。

そうして、予め基準レベルに発振されているレーザー光
線３８を、レーザー受光器３９か第６図に示した上部信
号域３９ａで受光する段階になると、この検出信号をサ
ーボドライバーを通じて受けた高さ調節機構８のサーボ
モータは、低速下降に切換えられる。

レーザー受光器３９が、レーザー光線３８をセンター信
号域３９ｃで受光する段階に至ると、この検出信号によ
りサーボモータは停止され、高さ出しか完成したことに
なる。

但し、運動慣性その他の要因てオーバーラン等し、下部
信号域３．９ｂでレーザー光線３８を受光したときは、
この検出信号に基いてサーボモータは逆転起動され、セ
ンター信号域３９ｃてレーザー光線３８を受光するまで
低速上昇を行なう。以下同様なフィードバック制御によ
り、高さ出し・か完成されるのである。

高さ出しを完成すると同時に、高さ調節機構８のサーボ
モータは停止し、次には横行台１２の横行用モータ５２
か始動され、横行台１２の横移動（往移動）にしたがい
、均しスクリュー１３によるコンクリ−１〜均し作業か
行なわれる。

つまり、水平出しか行なわれた横行用レール１１を前提
として、さらに均しスクリュー１３の高さ出しが基準レ
ベルのレーザー光線３８に基いて行なわれているので、
コンクリート均し機が作業現場のどのような位置に、ど
のような足元条件で停止していようとも、均しスクリュ
ー１３は打設コンクリートを一定の高さレベル（絶対レ
ベル）に水平に均すのである。

ちなみに、一定の速度で正転する均しスクリュー１３は
、一定の高さレベル以上に余盛りされたコンクリートは
前方へ押しやり、凹んでレベルに達してないところへは
補充する働きをする。そして、横行台１２か横移動（往
移動）するのに伴ない、コンクリート表面を平坦な面に
、つまり後の仕上げをほとんど要しない程度の平面に均
すのである。

横行台１２が往移動して、横行用レール１１の限界位置
に予め設置しであるリミットスイッチを叩くと、横行用
モータ５２が停止し、つづいて高さ調節機構８のサーボ
モータか始動して、均しスクリュー１３（高さ出し部材
９）をエンコーダ設定値まで高速上昇させる。これは横
行台１２の復移動に備えるためである。つまり、均しス
クリュー１３の高さを変えないてそのまま横行台１２を
復移動させると、先の往移動によってせっかく平坦に均
したコンクリート表面を再び均しスクリュー１３で荒す
ことになるからである。

上記のように高速上昇に働いた高さ調ｍ機構８のサーボ
モータか、設定高さ位置に達しエンコーダの検出信号で
停止すると、制御プログラムはくり返し回路５５へ移り
、横行用モータ５２が逆転起動され、横行台１２は横行
用レール１１の原位置に設置しであるリミットスイッチ
を叩くまで復移動され、その後モータ５２は停止される
。そして、制御プログラムは、高さ調ｍ機構８の高速下
降の段階に戻って、」二連した均しスクリュー１３の往
移動までの工程をくり返すのである。

こうして、均しスクリュー１３による同一個所でのコン
クリート均し作業か、予め設定しであるくり返し回数（
通常３回位）に達し、それが信号カウントで計数される
と、制御プログラムは次の段階へ進む。

まずモータ１４を停止した」二て、一方では横行台１２
を横行用レール１１の原位置まで復移動させることを行
なう。と同時に、他方では前輪２の走行モータ２２（第
１．３図）を始動し、コンクリート均し機を予めは設定
された走行距離、たとえば均しスクリュー１３の有効長
さ程度前進走行させることを行なう。

その後横行用モータ５２、走行用モータ２２が眞市七引
　本山１ｊｔｌｌブ°ロηラムをλ行したことになる。

その後、制御プログラムは、現場のコンクリート均し作
業か残っているかぎり、くり返し回路４７に移り、均し
スクリュー１３の正転起動から水平出し、高さ出し以下
の手順と工程がくり返されるのである。

なお、コンクリート均し機が前進走行する際の操舵は、
独立の制御プログラム（８５図）により、操舵モータ（
これは通常前輪の操舵軸に設置されているか、図示する
ことは省略した）を制御して行なう。

第５図のフローシートに図示することは省略したが、走
行時の偏向を検出し、その検出値を積分して変位量（偏
向量）を求め、戻しく修正）を加える方法を採用するこ
とも実施可能である。

第２の実施例 Ｅｔ＋５図に示したフローチャートは、水平出しと高さ
出しを上記第１実施例と同様に自動ブロクラムて行なう
か、均しスクリュー１３の回転と横行台１２の往復移動
、及びコンクリート均し機の前進走行とその際の操舵は
手動て行なう制御方法を示したものである。自動と手動
の切り替えは、やはりモード選択によって行なわれる。

その他の実施態様 以上の説明は、第１図〜第３図に示した構成のコンクリ
ート均し機を前提として、その制御方法を述べたもので
ある。

しかし、たとえば第８図と第９図に示したように、車台
１の前方ヘキャンチレバ一式に突出された支持アーム４
８の下面に横行用レール１１を設け、これに沿って横移
動する横行台１２に均しスクリュー１３を取付けた構成
のコンクリート均し機であっても、ｘ軸用の水平度調節
機構４．５及びｙ動用の水平度調節機構６で支持アーム
４８の水平出しを行ない、その上て高さ調節機構８が横
行用レール１１の、ひいては均しスクリューエ３の高さ
出しを行なう構成であるかぎり、上述の制御方法は全く
同様に実施でき、同様の作用効果を致＋Ｉ／ｍ３干１１
か辺隔Ｍし７じ品ＥＡイ太ブ得ることができるのである
。

本発明か奏する効果 以−にに実施例と併せて詳述したとおりであって、この
発明に係るコンクリート均し機の制御方法によれば、水
平出し機能及び高さ出し機能を備えたコンクリート均し
機を、最も簡単なプログラムと工程て最大限有効に稼動
させ、用途上の生命である水平度レベルと高さレベルの
精度か極めて高いコンクリート均し作業を自動的に高能
率に行なわしめるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の制御方法を実施する均し機
を示した平面図と正面図及び側面図である。第４図は水
平度調節機構の構造詳細を示した断面図、第５図はこの
発明の制御方法のフローチャー１〜、第６図はレーザー
受光器の正面図、第７図は第２実施例の制御方法を示し
たフローチャート、第８図と第９図は異なる構成のコン
クリート−ｊ　　＋　′ｙ＋１４　〆ハ　Ｖ　ｉｗ　　
１　　田Ｉ　ＬＪ　ｕ　Ｉｃ田」１Δ（の０゜笛　７ Ｐ月 ン１Ｊ　　　　＋ 凶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】ｘ軸及びｙ軸用の水平度調節機構（４）（５）及
   び（６）と高さ調節機構（８）を介して横行用レール（
   １１）を設置し、該横行用レール（１１）に沿って横行
   する横行台（１２）に均し要素（１３）を設置して成る
   コンクリート均し機が、打設された生コンクリートの均
   し箇所に到達した場合に、 傾斜角検出器（１６）の検出信号により、まずｘ軸用の
   水平度調節機構（４）（５）を自動制御してｘ軸の水平
   度出しを行ない、次にｙ軸用の水平度調節機構（６）を
   自動制御してｙ軸の水平出しを行ない、ｘ−ｙ平面の水
   平度出しを完成する段階と、 次に、基準レベルに発振されたレーザー光線（３８）を
   レーザ受光器（３９）で受光した検出信号により、高さ
   調節機構（８）を自動制御して均し要素（１３）の高さ
   出しを行なう段階と、しかる後に横行台（１２）の横移
   動を行なわしめ、均し要素（１３）によるコンクリート
   均し作業を行なうことを特徴とするコンクリート均し機
   の制御方法。 【２】特許請求の範囲第１項に記載した均し要素（１３
   ）の横移動によるコンクリート均し作業は、横行台（１
   ２）の往移動でのみ行ない、往移動の完了後は高さ調節
   機構（８）で均し要素（１３）を一定高さまで上昇させ
   て復移動を行なわしめ、元位置に到達後に、再び基準レ
   ベルのレーザー光線（３８）に基く高さ調節機構（８）
   の自動制御により均し要素（１３）の高さ出しを行ない
   、さらに横移動（往移動）を行なわしめる手順のくり返
   して均し要素（１３）による均し作業を必要回数くり返
   すことを特徴とするコンクリート均し機の制御方法。 【３】特許請求の範囲第１項又は第２項に記載した均し
   要素（１３）によるコンクリート均し作業の終了後は、
   走行モータ（２２）を始動してコンクリート均し機を設
   定距離だけ前進走行せしめ、次なる生コンクリート均し
   箇所へ到達させることを特徴とするコンクリート均し機
   の制御方法。