JPH02140610A - ボルトナット自動締結のためのボルト穴中心位置計測方法 - 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、シールド工法において、セグメントの自動
組立てをする場合に、ボルトナツトを自動的に締結する
ことに関するものである。

［従来の技術］ シールド工法において、セグメントの組立て作業は、従
来人手により行われており、ボルトナツトの締結も人手
によってなされていた。

［解決しようとする課題］ しかし、ボルトナツトの締結作業は高所で且つ狭い場所
での作業であり、不安全な作業である。

その上、人手による締結トルクのばらつき、組立て時間
のばらつき、コスト高等の問題がある。

そこで、セグメントの自動組立て、ボルトナツトの自動
締結について種々検討されている。自動化した場合には
、セグメントの位置決め、ボルト穴へのボルトナツトの
位置決め等を数値制御により行うことになる。しかし、
セグメント形状のばらつき、セグメントの土圧によるた
わみ等によりボルト穴位置のばらつきが生ずる。そこで
、予め設定されているボルト穴位置をセグメント毎に修
正しなければならない。このためには、ボルト穴の位置
の計測が不可欠になる。

この発明は、ボルトナツト自動締結のためのボルト穴中
心位置計測方法及びボルトナツトの自動締結方法を提供
することを課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明のボルトナツト自動締結のためのボルト穴中心
位置計Ａ？１方法は、シールド機後端に取付けられたセ
グメント組立て装置のグリップ装置によって把持され、
既設セグメントに対して位置決めされたセグメントのボ
ルトボックス内のボルト穴にボルトナツトを締結するに
際し、ボルトナツト締結装置に半径方向に移動されるよ
うに設けられた締結用ハンド先端に位置検出器を取付け
、ボルト穴上を通過させて、上記位置検出器からの信号
を演算処理してボルト穴中心位置を検出することを特徴
とするものである。

また、ボルトナツトの自動締結方法は、上記の計測方法
により得られた結果を用い、ボルトナツト締結装置に予
め設定されているボルト穴位置を修正して、ボルトナツ
トを締結することを特徴とするものである。

［作用］ 締結用ハンドの先端に配設された位置検出器を、ボルト
穴上を半径方向に通過させ、上記検出器からの信号を演
算処理することによりボルト穴の中心位置を計Ｍ１する
ことができる。

また、上記計Ｊ１１方法により得られた結果を用い、予
め設定されているボルト穴位置を修正することにより、
ボルトナツト締結装置によってボルトナツトを自動締結
することができる。

［実施例コ まず、本発明方法が適用されるボルトナツト締結装置の
Ｒ要について第１〜４図により説明する。

ボルトナツト締結装置５が、オートエレクタの円弧状ハ
ンド部１に沿って移動するように設けられている。即ち
、ハンド部１に案内走行レール２．３とラック４とが設
けられている。一方、ポルドナ１ノド締結装置５の本体
部５ａに、上記レール２．３に係合するガイド９．１０
が設けられ、またラック４に噛合うピニオンを回転駆動
するモータ８が設けられている。

ボルトナツト締結装置５は、上記本体部５ａとボルトナ
ツト締結部５ｂとから構成され、締結部５ｂは本体部５
ａに対して半径方向に移動駆動されるようになっている
。即ち、締結部５ｂの頂部にテーブルヘッド１２が設け
られ、このヘッド１２にリング間ピース間の割出しモー
タ１１が固定され、このモータ１１が締結部５ｂと一体
になって、本体部５ａの昇降テーブル７上を昇降用モタ
６により半径方向に移動駆動されるようになっている。

ボルトナツト締結部５ｂのテーブルヘッド１２に、締結
ハンド部１６が組込まれたテーブルヘッド１３がモータ
１４により水平方向に移動駆動されるように設けられて
いる。この締結ハンド部１６の端部にナツトＢの把持部
１６ａが設けられ、このナツト把持部１６ａは、モータ
２１により歯車列を介して回転駆動されるようになって
いる。

また、上記テーブルヘッド１３には、ボルト側ハンド部
２０がシリンダにより、上記締結ハンド部１６に対向し
て、水平方向に移動駆動されるように設けられている。

こうして、本体部５ａはエレクタハンド部１に沿って移
動駆動され、また締結部５ｂは本体部５ａに対して旋回
駆動されると共に昇降駆動されるようになっている。そ
して、締結ハンド部１６とボルト側ハンド部２０は、そ
れぞれ独立して水平方向に対向して移動駆動されるよう
になっている。

そして、第１図には、ボルト締結すべきセグメント１８
がエレクタ−のグリップ装置１５により所定の位置に配
設された状態か示されている。

次に、上記セグメント１８のボルトボックス１８ａ内の
ボルト穴１７の位置を計測する方法について第５〜９図
を参照して説明する。

ボルトナツト締結装置の締結ハンド部１６の先端に１対
の位置検出器１９が設けられている。この位置検出器と
しては、例えば非接触距離計、ポテンシオメータ、充電
スイッチ、カメラ等が利用できる。そして、１対の検出
器１９の設置間隔りは、ボルト穴１７の径りより狭くな
っている。

締結ハンド部１６の位置は、予めブログラミングムされ
ていて、はぼボルト穴１７の位置に大まかな位置決めが
なされている。この状態で、締結ハンド部１６を下降さ
せ、第６図に示すように、位置検出器１つをボルト穴１
７上を通過させる。

検出器１９は、第７図に示すように、ボルト穴上ではオ
フ、それ以外ではオンの信号を出すようになっている。

こうして、第８図に示すように、２つの検出器がそれぞ
れオフになっている距離（弦の長さ）ＡＡ’　　　ＢＢ
’を求めることができる。

おおまかに位置決めされている締結ハンド部１６の、ボ
ルト穴１７中心とのずれΔＸは、となる。

実用的には、ＡＡ’　　ＢＢ’それぞれからΔＸを求め
、平均する。

そして、上記測定結果にもとずいて、締結ハンド部１６
の位置を修正する。一方、締結ハンド部１６及びボルト
側ハンド部２０には、図示しないボルトナツト供給装置
から供給されたナツトＢ及びボルトＡがそれぞれ把持さ
れている。そこで、ボルト側ハンド部２０を前進させて
ボルトＡをボルト穴１７に差込み、このボルトに締結ハ
ンド部１６に把持されているナツトＢを締付けることに
より、ボルトナツトが締結される。

なお、上記実施例では、位置検出器１９を１対使用した
場合について説明したが、上記（１）式に示すように、
１つの検出器を用い１つの弦の長さを測定することによ
っても、中心位置のずれ量ΔＸを求めることができる。

［発明の効果］ この発明のボルトナツト自動締結のためのボルト穴中心
位置計測方法は、上記のようなもので、簡単な手順によ
りボルト穴の中心位置を求めることができる。そして、
これにより、ボルトナツトの自動締結が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用されるエレクタに取付けられ
たボルトナツト締結装置の１例を示す正面図、第２図は
第１図の側面図、第３図及び第４図はボルトナツト締結
部の正面図と側面図、第５図は締結ハンド部とボルト穴
との関係位置を示す説明図、第６図は検出器の軌跡を示
す説明図、第７図は検出器のオン、オフ位置を示す説明
図、第８図はボルト穴中心位置演算のための説明図、第
９図は発明方法のフローチャートである。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 ］９ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シールド機後端に取付けられたセグメント組立て装
   置のグリップ装置によって把持され、既設セグメントに
   対して位置決めされたセグメントのボルトボックス内の
   ボルト穴にボルトナットを締結するに際し、ボルトナッ
   ト締結装置に半径方向に移動されるように設けられた締
   結用ハンド先端に位置検出器を取付け、ボルト穴上を通
   過させて、上記位置検出器からの信号を演算処理してボ
   ルト穴中心位置を検出することを特徴とするボルトナッ
   ト自動締結のためのボルト穴中心位置計測方法。 ２、請求項１記載の計測方法により得られた結果を用い
   、ボルトナット締結装置に予め設定されているボルト穴
   位置を修正して、ボルトナットを締結することを特徴と
   するボトナットの自動締結方法。