JP2808018B2 - 内装工事用ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建物の内装工事、例えば天井ボードの張り
付け作業、壁面ボードの張り付け作業、システム天井の
組み立て作業、天井面開口部の切断作業、或いは窓枠の
取り付け作業等を行うことのできるロボットに関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、この種の内装工事において、例えば、第13図に
示すような天井ボードの張り付け作業の場合、床面に所
定高さの足場を組み、作業員が２名で１枚のボードＢを
天井面に持ち上げて、位置合わせをした後、ドライバー
でネジをボード裏側の軽量鉄骨Ｄに締付け固定してい
た。。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の工事は、足場の設置や撤去
を必要とし、重いボードを持ち上げるため作業姿勢が悪
くて重労働であり、足場からの転落の危険があり、ネジ
留めの数が多くて上向きの作業となるので疲労が激し
く、ネジ留めの際に石膏の粉が舞い落ちる等の作業環境
が悪いという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、天井ボード等の建
材やネジ留め装置等の機材を持ち上げたり位置決めし
て、内装工事を自動的に行ない、施工精度並びに能率の
向上と、省力化およびコストダウンを図ることのできる
内装工事用ロボットを提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内装工事用ロボットは、走行可能な台車と、
該台車上に設置されたテレスコピックスライド構造で上
下伸縮型のリフティングアームと、該リフティングアー
ムの頂部に取り付けられたＸ方向スライドテーブルと、
該Ｘ方向スライドテーブル上に取り付けられたロータリ
ーアームと、該ロータリーアームの頂部に取り付けられ
たＹ方向スライドテーブルと、該Ｙ方向スライドテーブ
ル上に装着されたハンドリングテーブルから構成されて
いることを特徴とする。

また、上記ハンドリングテーブルには、天井ボード固
定用の吸着パットとネジ締めユニットを装備して、天井
ボード張り付けロボットとしたことも特徴とするもので
ある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図において、１は台車であって、駆動モータ２に
より回転駆動される４個の独立した駆動輪３により走行
する。該駆動輪３はステアリング装置４により走行方向
を自由に変えられる。５はレベリングジャッキであっ
て、上記台車１のレベルを調節する。６は補助車輪であ
る。

７はリフティングアームであって、２段のテレスコピ
ックスライド構造となっており、内蔵された油圧シリン
ダ等により上下方向（Ｚ方向）に伸縮する。

上記リフティングアーム７の頂部にはＸ方向スライド
テーブル８が取り付けられている。該Ｘ方向スライドテ
ーブル８は上下２枚の固定テーブル8aと可動テーブル8b
から構成されていて、駆動モータ8cにより可動テーブル
8bがＸ方向に移動する。

該Ｘ方向スライドテーブル８の可動テーブル8bにはロ
ータリーアーム９が設置されている。該ロータリーアー
ム９は固定アーム9aと回転アーム9bから構成されてい
て、内蔵した駆動モータにより回転アーム9bが垂直軸
（Ｚ方向軸）のまわりに回転する。

上記ロータリーアーム９の回転アーム9b頂部には、Ｙ
方向スライドテーブル10が取り付けられている。該Ｙ方
向スライドテーブル10も上記Ｘ方向スライドテーブル８
と同じように、固定テーブル10aと可動テーブル10bから
構成されていて、駆動モータ10cにより可動テーブル10b
がＹ方向に移動する。

該Ｙ方向スライドテーブル10の可動テーブル10bに
は、ハンドリングテーブル11が設置されている。該ハン
ドリングテーブル11の上面には吸着パット12が配設され
ている。該吸着パット12は、その上に乗せた天井ボード
Ｂ″の下面に吸着して、これを確実に把持固定する。13
は位置決めローラである。14は位置検出センサである。

15はネジ締めユニットであって、第２図に拡大して示
すように、ベースフレーム15aと、該ベースフレーム15a
に対して空気シリンダ15bにより上下方向にスライドす
るネジ締め機本体15cと、該ネジ締め機本体15cの先端打
込部にネジを供給するエアーホース15dから構成されて
いる。上記ベースフレーム15aは上記ハンドリングテー
ブル11に設けられたレール11aに沿ってボールスクリュ
ー11bの回転に伴って移動する。上記ネジ締め機本体15c
の先端打込部の側部にはポテンショメータ15eが一体的
に取り付けられていて、ネジ締め機本体15cの前進に伴
って天井ボードＢ″に当接すると共に、その引っ込み量
を測定してネジの締め込み量を感知する。

16は高周波発振型の近接センサであって、天井ボード
Ｂの裏側の軽量鉄骨Ｄの位置や幅等を検出する。

再び第１図において、17はスクリューフィーダであっ
て、多数のネジを収容すると共に、上記エアーホース15
dによりネジ締め機本体15cにネジを供給する。

上記台車１にはコンプレッサ18および油圧ユニット19
が装備されていて、上述した各機器の駆動装置の動力源
となっている。20は制御装置、21はレシーバータンクで
ある。

Ａはボードトラックであって、多数枚の天井ボードを
積載して、上記内装工事用ロボットＲに１枚ずつ送り込
むための装置である。該ボードトラックＡは、主として
台車部22と、リフト部23と、ボード収容部24から構成さ
れている。該台車部22は連結杆22aにより前記台車１に
連結されていて、上記ロボットＲに追随して移動する。

次に、上記実施例の装置による内装工事の作業につい
て説明する。

まず、第３図に示すように、まず、天井下地に埋設し
たインサートに吊りボルトＣを介して軽量鉄骨Ｄを取り
付け天井骨組を完了すると共に、床面Ｅ上の障害物を除
去し、所望の天井ボードＢを搬入しておく。

次に、第４図に示すように、内装工事用ロボットＲお
よびボードトラックＡを搬入・組み立てて、準備を完了
する。

続いて、第５図に示すように、上記ボードトラックＡ
に天井ボードＢ′を積み込む。この場合、上記ボードト
ラックＡのボード収容部24を横倒し状態にセットして積
み込むので、積み込み作業を楽に行なうことができる。

次に、第６図に示すように、上記ボードトラックＡを
ロボットＲに連結して、天井ボードＢの張り付け位置ま
で移動させる。

まず、張り付け位置では、第７図に示すように、リフ
ティングアーム７を縮めてハンドリングテーブル11を下
げ、ボードトラックＡのボード収容部24に積載されてい
る最上部の天井ボードＢ′をスライドシリンダおよび駆
動モータ付き送りローラ24a等により横送りして、上記
ハンドリングテーブル11上の所定位置に誘導してセット
する。

天井ボードＢ″がハンドリングテーブル11上にセット
されると、吸着パット12が作動して天井ボードＢ″の下
面に吸着して固定する。

次に、第８図に示すように、リフティングアーム７を
伸ばしてリフティングアーム11を上昇せしめる。この
際、上記吸着パット12には、その軸方向にスプリングが
装着されているので、天井ボードＢ″が天井面の軽量鉄
骨Ｄに接触すると、吸着パット12は縮んで上記スプリン
グに装着されたリミットスイッチが作動し、リフティン
グアーム７の作動を停止せしめる。

続いて、上記ハンドリングテーブル11上の位置検出セ
ンサ14がＹ方向にスライドして、天井ボードＢの位置、
軽量鉄骨Ｄの位置、並びに既に張り付けを終了した隣接
の天井ボードＢの位置等を検出する。尚、センサとして
は光電センサなどを用いるとよい。該位置検出センサ14
により検出された既設の天井ボードＢと吸着されてい
る天井ボードＢ″との位置関係を演算し、その結果か
ら、まず、吸着されている天井ボードＢ″をロータリー
アーム９を、第９図に示すように、回転させて既設の天
井ボードと平行にする。

次に、Ｘ方向スライドテーブル８により天井ボード
Ｂ″を、第10図に示すように、Ｘ方向に移動させて、両
天井ボードＢ″、Ｂの長辺同士を接触させる。続い
て、Ｙ方向スライドテーブル10を作動させて、第11図に
示すように、天井ボードＢ″、Ｂの短辺方向の位置合
わせを行なう。尚、位置合わせは、上記演算結果による
方法、押し当てによるスライドテーブル10のボールスク
リュー駆動モータのトルク検出による方法、或いはロー
タリーアーム９に組み込んだセンサによる方法、等によ
り行なう。

天井ボードＢ″が所定位置にセットされると、ネジ締
めユニット15により既設の天井ボードＢ側の長辺に沿
った１列のネジ締めを行なう。（第12図参照）１列のネ
ジ締めが終了すると、吸着パット12の吸引を解放し、該
吸着パット12を引き込む。尚、該吸着パット12にはＺ方
向のスライドシリンダが装着されている。この時、天井
ボードＢ″は、ハンドリングテーブル11上の押さえロー
ラ13により軽量鉄骨Ｄ面に押圧されている。尚、該押さ
えローラ13にもスプリングが内蔵されている。

次に、Ｘ方向スライドテーブル８により、ハンドリン
グテーブル11をＸ方向に所定量（ネジ留めピッチ分）移
動せしめ、再びネジ締めユニット15により、２列目のネ
ジ締めを行なう。上記ハンドリングテーブル11の移動と
ネジ締めユニット15によりネジ締め作業を繰り返し、天
井ボードＢ″の全面のネジ留めを行なう。

ネジ留め作業が完了すると、位置検出センサ14を作動
させて、軽量鉄骨Ｄの位置検出を行なう。この際、ハン
ドリングテーブル11は最も前に出た状態で軽量鉄骨Ｄの
位置を検出する。この検出値は、次の天井ボードＢ′を
張るための本体の方向制御情報として記憶される。

次に、リフティングアーム７を下降せしめ、Ｘ方向ス
ライドテーブル８とＹ方向スライドテーブル10を作動さ
せてハンドリングテーブル11を元の位置に復帰せしめて
おく。

上記位置検出センサ14により得た情報に従い、台車１
のステアリング装置４を制御させながら、天井ボードＢ
の短辺長さと同じ距離（例えば910mm）だけ前進させ
る。

以上の動作を繰り返し、ボードトラックＡに積まれた
天井ボードＢ′が無くなるまで、張り付け作業を行な
う。

以上は、天井ボードの張り付けに関するものを例とし
て挙げたものであるが、ハンドリングテーブルを交換す
ることによって、システム天井の組み立て作業、壁ボー
ド張り、天井墨出し作業、天井開口切断作業等の内装工
事に用いることができる。

［発明の効果］ 走行可能な台車と、該台車上に設置されたリフティン
グアームと、該リフティングアームの頂部に取り付けら
れたＸ方向スライドテーブルと、該Ｘ方向スライドテー
ブル上に取り付けられたロータリーアームと、該ロータ
リーアームの頂部に取り付けられたＹ方向スライドテー
ブルと、該Ｙ方向スライドテーブル上に装着されたハン
ドリングテーブルから構成したので、内装工事を自動的
におこなって省力化およびコストダウンを図ることがで
き、施工能率の向上並びに施工精度の向上を図ることが
可能となった。

また、台車上にテレスコピックスライド構造で上下伸
縮型のリフティングアームしたので、リフティングアー
ムの周囲の台車上に、制御装置やコンプレッサやレシー
バータンク等の各種装置を隣接かつ接近させて設置する
ことが可能となり、その結果、台車をコンパクトに構成
することができ、内装工事用ロボットとして建物内を容
易かつ迅速に走行移動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内装工事用ロボット及びボードトラッ
クの一実施例を示す斜視図、第２図はネジ締めユニット
の一実施例を示す側面図、第３図ないし第12図は上記実
施例のロボットによる天井ボードの張り付け作業を順次
説明する作業説明図、第13図は天井ボードの張付状態を
示す図である。 １……台車、２……駆動モータ、３……駆動輪、４……
ステアリング装置、５……レベリングジャッキ、６……
補助車輪、７……リフティングアーム、８……Ｘ方向ス
ライドテーブル、９……ロータリーアーム、10……Ｙ方
向スライドテーブル、11……ハンドリングテーブル、12
……吸着パット、13……押さえローラ、14……位置検出
センサ、15……ネジ締めユニット、16……近接センサ、
17……スクリューフィーダ、18……コンプレッサ、19…
…油圧ユニット、20……制御装置、21……レシーバータ
ンク、22……台車部、23……リフト部、24……ボード収
容部、Ａ……ボードトラック、B,B′,B″,B……天井
ボード、Ｃ……吊りボルト、Ｄ……軽量鉄骨、Ｅ……床
面、Ｒ……内装工事用ロボット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 博史 神奈川県横浜市緑区桂台２―30―21― 202 (56)参考文献 実開 平１−119733（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04F 21/18 E04G 21/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行可能な台車と、該台車上に設置された
   テレスコピックスライド構造で上下伸縮型のリフティン
   グアームと、該リフティングアームの頂部に取り付けら
   れたＸ方向スライドテーブルと、該Ｘ方向スライドテー
   ブル上に取り付けられたロータリーアームと、該ロータ
   リーアームの頂部に取り付けられたＹ方向スライドテー
   ブルと、該Ｙ方向スライドテーブル上に装着されたハン
   ドリングテーブルから構成されていることを特徴とする
   内装工事用ロボット。
2. 【請求項２】上記ハンドリングテーブルに天井ボード固
   定用の吸着パットとネジ締めユニットを装備して、天井
   ボード張り付けロボットとして構成したことを特徴とす
   る請求項１に記載の内装工事用ロボット。