JPH03213279A - 壁面走行ロボットの走行制御装置および方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はガスタンク等の溶接面を検査するロボットの制
御方法に関する。

［従来技術］ 従来のガスタンク等の溶接面検査用ロボットは第１２図
にその断面を示すように、同心状の外周部と内周部に配
置された複数の真空パッド３によりガスタンク面上に吸
着し、上記外周部と内周部の複数の真空パッドを交互に
動かしてガスタンク面上を移動するようになっていた。

上記外周部と内周部の各真空パッドはそれぞれ外フレー
ム１と内フレーム２に連結され、走行駆動装置１０によ
り開動されていた。

上記走行駆動装置１０の下面には探傷テーブル關動機構
４により駆動され、複数の探傷器を備えた探傷テーブル
９が設けられ、上記ガスタンクの溶接線上に沿って探傷
テーブル９を移動させ、同時に上記溶接線上をジグザグ
に走査して探傷作業を行い、次いでロボット本体を移動
させて同様の探傷を行うようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術では、探傷ロボットが移動する際に真空パ
ッド３の吸着に滑りが生じる場合があるので、指定され
た移動量に対し実際の移動量が短くなるという問題があ
った。探傷テーブル９は上記指定された移動量分を移動
して探傷測定するので、上記ロボットの移動量が短くな
ると、各探傷区間の端部は２重に測定され、各移動区間
の測定データを繋げる際のデータ処理を複雑化していた
。

本発明の目的は、上記滑りによる探傷ロボットの行程誤
差を解消し、あわせて、作業効率を高める壁面走行ロボ
ットの走行制御装置および方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、探傷テーブル上に
、少なくとも上記壁面上にマークを記すための刻印装置
と刻印端部を監視するための撮像装置とを備えるように
する。

さらに、上記壁面上のマークに位置合わせするための指
針装置と、上記指針部を監視するための撮像装置とを備
えるようにする。

さらに、上記刻印端と上記指針を上記探傷テーブル上の
探傷中心点にに対して対称の位置に配置するようにする
。

さらに、上記探傷テーブルを探傷方向に移動して上記マ
ークを刻印する第１行程と、上記探傷テーブルを探傷方
向とは逆向きに移動する第２行程と、上記探傷テーブル
を探傷方向に移動して上記探傷測定を行なう第３行程と
、上記探傷テーブルを探傷方向とは逆向きに移動する第
４行程と、上記吸着装置の移動により上記壁面走行ロボ
ットを上記探傷方向に移動せしめて上記マークに位置合
わせを行なう第５行程とにより上記探傷測定を行なうよ
うにする。

また、上記探傷テーブルを探傷方向に移動して上記マー
クを刻印する第１行程と、上記探傷テーブルを探傷方向
とは逆向きに移動して上記探傷測定を行なう第２行程と
、上記吸着装置の移動により上記壁面走行ロボットを上
記探傷方向に移動せしめて上記マークに位置合わせを行
なう第３行程とにより上記探傷測定を行なうようにする
。

さらに、上記探傷テーブルを探傷中心点に設定してマー
クを刻印する第１行程と、上記吸着装置の移動により上
記壁面走行ロボットを上記探傷方向に移動せしめて指針
により上記マークに位置合わせを行なう第２行程と、上
記探傷テーブルを、上記マーク刻印部と上記指針間距離
の２分の１だけ上記探傷方向とは逆方向に移動する第３
行程とにより、上記壁面走行ロボット・を上記探傷測定
の開始位置に設定するようにする。

また、上記探傷テーブルを探傷中心点に設定して指針を
探傷測定開始点に位置合わせする第１行程と、上記探傷
テーブルを、マーク刻印部と上記指針間距離の２分の１
だけ上記探傷方向に移動する第２行程とにより、上記壁
面走行ロボットを上記探４ｓ測定の開始位置に設定する
ようにする。

さらに、上記壁面走行ロボットの単位移動距離値を設定
し、これに上記壁面走行ロボットの位置に応じた上記単
位移動距離値の補正計算を施し、上記補正された上記単
位移動距離値により上記壁面走行ロボットの走行量を指
令するようにする。

また、上記単位移動距離値を被検査面の勾配や表面状態
に応じて修正して上記位置合わせを省略するようにする
。

［作用］ 以上のように構成した本発明の壁面走行装置は、壁面上
に刻印した上記マークにロボット本体を位置合わせして
から探傷測定を行なう。

同時に、次の移動に備えて新しいマークを刻印する。

上記探傷測定は、上記ロボット本体上の探傷テーブルを
上記ロボット本体の進行方向あるいはその逆向きの方向
に移動して行なう。

また、探傷測定開始点に対する位置合わせは、上記マー
クと指針間を上記探傷テーブル上の探傷中心点に対し対
称等距離に配置し、探傷測定開始点に上記マークまたは
上記指針を位置合わせした後、探傷テーブルを上記距離
の１／２だけ移動させることにより行なう。

さらに、上記ロボットの基準移動量を設定し、これを壁
面の勾配、表面状態等に応じて修正した値により上記ロ
ボットを走行させ、上記移動毎の位置合わせを省略する
。

［実施例コ 第１図は本発明により、第１２図に示した従来ロボット
の探傷テーブル９上に、マーカ６、指針７および前側Ｔ
Ｖカメラ５、後側ＴＶカメラ８等を新たに設けた状態を
しめすものである。これらにより、上記ロボットの滑り
による移動距離誤差を修正し、同時に、ロボットを探傷
測定開始点に手順良く設置し、さらに、任意の進路を効
率良く測定して移動することができる。

上記探傷方法には第２に示すように、ロボット本体の走
行方向１１と、探傷テーブル９の探傷測定方向１２がと
もに前進方向に一致している（ＦＦ）法と、第３図のよ
うに本体の走行方向１１が前向きで探傷方向１２が後向
きの（ＦＢ）法と。

第４図に示す本体の走行方向１１が後向きで探傷方向１
２が前向きの（ＢＦ）法と、第５図に示す本体の走行方
向１１と探傷方向１２がともに後向きの（ＢＢ）法の４
通りが考えられる。

第６図は、上記ＦＦ法を、マーカ６と前側ＴＶカメラ５
のみを用いて実行する本発明の探傷作業手順を説明する
図である。同図の（ａ）欄はロボットの最初の状態であ
り、同図（ｂ）　４１１はマーカ６を前進させてマーク
を記した状態を示している。

上記マークはマーカ能動装置２５により刻印され、その
状況は前側ＴＶカメラ５により監視することができる。

次いで、前向きの探傷を行なうために同図（Ｃ）欄に示
すように探傷テーブル９を後退させ、そこから同図（ｄ
）欄に示すように探傷テーブル９を前進させ探傷測定を
行なう。この際、探傷テーブル９はその進行線上をジグ
ザグ状に掃引しながら進行する。次いでロボットを同図
（ｅ）欄に示すように一旦後退させ、さらに同図（ｆ）
に示すようにロボットをそのまま前進させて前記のマー
クに位置合わせする。同図（ｆ）は同図（ａ）の状態が
一歩前進した状態であるから、同図（ｂ）から同図（ｆ
）までの５行程が探傷作業の一歩分に相当する。なお、
第５図に示した（ＢＢ）法は上記（ＦＦ）法と同様にし
て実行することができる。

第７図は上記（ＦＢ）法、および（ＢＦ）法に対する本
発明の詳細な説明する図である。同図の（ｇ）ａと（ｈ
）欄は第６図の（ａ）４１１と（ｂ）欄と同一である。

しかしながら、第７図では、同図（ｈ）欄から同図（ｉ
）欄に示す探傷テーブル９を後退させる際に探傷測定を
同時に行なうので、第７図の行程数が５から３に低減さ
れる。

第７図の方法では探傷の向きが後向きになるため、全体
の探傷データを繋ぎあわせるためには上記各データを反
転して出力させる必要がある。このためにはメモリ装置
が必要となるが、第６図の場合も各前向きの探傷データ
を最終的に繋ぎ合わせて表示する必要上、メモリ装置が
必要となり、両者のメモリ装置の規模は同程度である。

ただし、両者はそれぞれのメモリ装置の書き込み、ある
いは読出し制御法が異なることになる。

第８図ないし第１１図は、上記探傷作業の開始点に対す
るロボットの位置合わせに関する本発明の他の実施例を
説明する図である。

第８図は上記開始点に対する位置合わせを効率的に行な
うための本発明によるマーカ６、指針７と探傷中心点２
７との位置関係を示す図である。

通常、探傷テーブル９上には複数の探傷器が設けられて
いるが、探傷中心点２７は上記複数の探傷器の中心位置
に対応する。

第８図においては、マーカ６および指針７が探傷中心点
２７に対して対称に等間隔で設けられる。

すなわち、マーカ６と指針７間の距離をＬとすると、マ
ーカ６と探傷中心点２７間、及び指針７と探傷中心点２
７間の距離はともに丁、／２である。

第９図は上記第８図の探傷テーブル９を用いて第６図に
示した（ＦＦ）型の作業開始点に位置合わせを行なう本
発明の方法を示す図である。同図において、２３はこれ
から探傷を行なう溶接線、２４は上記２３と７字状に交
わる溶接線である。

まず、同図（ｋ）欄に示すように、溶接線２３と２４の
交点３５にマーカ６を位置合わせする。この位置合わせ
は第１図に示す前側ＴＶ力カメラ５によりマーカ訃動装
置２５が行なうマーカ６の下降を監視しながら行なう。

次いで、同図（１）欄に示すように、ロボット本体を前
進させて指針７を交点３５に位置合わせする。この位置
合わせは第１図に示す後側ＴＶ力カメラ８により指針駆
動装置２６により駆動される指針７の下降を監視しなが
ら行なう。次いで、同図（ｍ）欄に示すように、探傷テ
ーブル９を上記Ｌ／２だけ後退させる。

この状態が第６図の（ａ）欄に相当し、探傷作業中心点
２７が交点３５に一致し、探傷作業を開始できる状態に
なる。

上記第９図の各欄の移動方向を反転させれば、第５図に
示した（ＢＢ）型に対する位置合わせを行なうことがで
きる。

第１０図は、同様に第１図に示した（ＦＢ）型の作業開
始点に位置合わせを行なう本発明の方法を示す図である
。まず、同図（ｎ）欄に示すように、溶接線２３と２４
の交点３５に指針７を位置合わせする。次いで、同図（
ｏ）４ＩＩに示すように。

探傷テーブル９を上記Ｌ／２だけ前進させる。この状態
が第１７の（ｈ）欄に相当し、これより探傷作業を開始
できる状態になる。

第１１図は第４図に示した（ＢＦ）型の探傷作業、に対
して、同様の位置位置合わせを行なう本発明の方法を示
す図である。まず、同図（ｐ）欄に示すように、交点３
５にマーカ６を位置合わせする１次いで、同図（ｑ）欄
に示すように、探傷テーブル９を上記Ｌ／２だけ後退さ
せると、探傷作業を開始できる状態になる。

上記第９．１０．１１図にて説明した位置合わせ方法と
、進行方向等の指定事項を制御盤等により切り換えるこ
とにより、第２〜５図に示した探傷法を自在に組合せて
、広範な範囲の探傷作業の効率を大きく向上することが
できる。

また、第８図に示した配置を用いると上記りの値が予め
制御装置内に記憶されているので、第９図（ｋ）欄から
同（１）欄への移動、あるいは第６図（ｅ）欄から（ｆ
）欄への移動、第７図（ｉ）欄から（ｊ）欄への移動等
は、制御装置による距離りの前進指令によって行なうこ
とができ、指針７による位置合わせを省略することがで
きる。

上記のように距離りの前進指令によってロボット本体を
移動させると、真空パッド３の滑りによって距離誤差が
発生する。しかし、この距離誤差が過大に累積しないか
ぎり、各測定点における多少の位置誤差は実際上許容す
ることができる。即ち、実際に巨大なガスタンク等の溶
接線を探傷する場合、まず、広い部分を−通り探傷して
、障害の存在を検知し１次いでその障害部分をさらに詳
細に再検査するので、最初の検査では障害位置を厳密に
確定する必要はなく、再検査の位置を実用上支障のない
程度に同定できればよいからである。

球形のガスタンク等を探傷する場合、その赤道付近（最
も垂直な部分）では上記滑り量は最も大きく、頂部や底
部では最も少なくなる。しかし、上記滑りの平均値は被
検査体の形状の勾配やその表面状態に応じて統計的に把
握することができる。

したがって、上記統計的に把握された滑り量分だけ、各
探傷部位に対応して、ロボット本体の基準移動量である
上記しに加算するようにすれば。

上記距離誤差の累積を防止することができる。このよう
な補正計算は、ロボットの作業制御盤内で容易に行なう
ことができる。なお、上記基準移動量は必ずしも上記し
である必要はなく、適宜設定された単位移動量であって
もよく、同様に上記距離誤差の累積を防止することがで
きる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ロボットの移動中の滑りによって生じ
る移動距離の誤差を除去することが出来る。

さらに、ロボットの移動方向に対して、探傷の方向を逆
向きにすることにより、ロボット移動方向と探傷方向が
一致している場合に比べて探傷行程数を半減することが
できる。

さらに、上記マーカと指針の位置を探傷中心点に対して
対称、等間隔に設定することにより、ロボットを探傷開
始位置に設定することが容易になり、同時にその後の探
傷行程の制御を効率化する。

なお、実験によれば、上記本発明の諸効果により、従来
の探傷試験の効率を略４０％向上することが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による壁面走行ロボットの説明図、第２
図ないし第５図はロボット本体の移動方向と探傷方向を
説明する図、第６図、第７図は本発明による探傷行程と
ロボット本体の参勤行程の説明図、第９図ないし第１１
図は本発明による探傷開始点への位置合わせ法を説明す
る図、第１２図は従来の壁面走行ロボットの説明図であ
る。 １・・・　外フレーム、２・・・内フレーム、３・・・
真空パッド、４・・・探傷テーブル卵動機構、５・・・
前側ＴＶカメラ、６・・・マーカ、７・・・指針、８・
・・後側ＴＶカメラ、９・・・探傷テーブル、１１・・
・ロボット本体の走行方向、１２・・・探傷方向、２７
・・・探傷中心点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸着装置により壁面に吸着し、探傷テーブルを移動
   して壁面を検査する壁面走行ロボットにおいて、上記探
   傷テーブル上に、少なくとも上記壁面上にマークを記す
   ための刻印装置を備えたことをことを特徴とする壁面走
   行ロボットの走行制御装置。 ２、請求項１において、上記刻印装置の刻印端部を監視
   するための撮像装置を備えたことをことを特徴とする壁
   面走行ロボットの走行制御装置。 ３、請求項１および２において、上記壁面上のマークに
   位置合わせするための指針を有する指針装置と、上記指
   針部を監視するための撮像装置を備えたことをことを特
   徴とする壁面走行ロボットの走行制御装置。 ４、請求項３において、上記マーカ装置の刻印端と上記
   指針装置の指針を、上記探傷テーブル上の探傷中心点に
   に対して対称の位置に配置するようにしたことをことを
   特徴とする壁面走行ロボットの走行制御装置。 ５、壁面走行ロボットの吸着装置により壁面に吸着し、
   探傷テーブルを移動して壁面を検査する方法において、
   上記探傷テーブルを探傷方向に移動して上記マークを刻
   印する第１行程と、上記探傷テーブルを探傷方向とは逆
   向きに移動する第２行程と、上記探傷テーブルを探傷方
   向に移動して上記探傷測定を行なう第３行程と、上記探
   傷テーブルを探傷方向とは逆向きに移動する第４行程と
   、上記吸着装置の移動により上記壁面走行ロボットを上
   記探傷方向に移動せしめて上記マークに位置合わせを行
   なう第５行程とにより上記探傷測定を行なうようにした
   ことを特徴とする壁面走行ロボットの走行制御方法。 ６、壁面走行ロボットの吸着装置により壁面に吸着し、
   探傷テーブルを移動して壁面を検査する方法において、
   上記探傷テーブルを探傷方向に移動して上記マークを刻
   印する第１行程と、上記探傷テーブルを探傷方向とは逆
   向きに移動して上記探傷測定を行なう第２行程と、上記
   吸着装置の移動により上記壁面走行ロボットを上記探傷
   方向に移動せしめて上記マークに位置合わせを行なう第
   ３行程とにより上記探傷測定を行なうようにしたことを
   特徴とする壁面走行ロボットの走行制御方法。 ７、壁面走行ロボットの吸着装置により壁面に吸着し、
   探傷テーブルを移動して壁面を検査する方法において、
   上記探傷テーブルを探傷中心点に設定してマークを刻印
   する第１行程と、上記吸着装置の移動により上記壁面走
   行ロボットを上記探傷方向に移動せしめて指針により上
   記マークに位置合わせを行なう第２行程と、上記探傷テ
   ーブルを、上記マーク刻印部と上記指針間距離の２分の
   １だけ上記探傷方向とは逆方向に移動する第３行程とに
   より、上記壁面走行ロボットを上記探傷測定の開始位置
   に設定するようにしたことを特徴とする壁面走行ロボッ
   トの走行制御方法。 ８、壁面走行ロボットの吸着装置により壁面に吸着し、
   探傷テーブルを移動して壁面を検査する方法において、
   上記探傷テーブルを探傷中心点に設定して指針を探傷測
   定開始点に位置合わせする第１行程と、上記探傷テーブ
   ルを、マーク刻印部と上記指針間距離の２分の１だけ上
   記探傷方向に移動する第２行程とにより、上記壁面走行
   ロボットを上記探傷測定の開始位置に設定するようにし
   たことを特徴とする壁面走行ロボットの走行制御方法。 ９、壁面走行ロボットの吸着装置により壁面に吸着し、
   探傷テーブルを移動して壁面を検査する方法において、
   上記壁面走行ロボットの単位移動距離値を設定し、さら
   に、上記壁面走行ロボットの位置に応じた上記単位移動
   距離値の補正計算を行ない、上記補正された上記単位移
   動距離値により上記壁面走行ロボットの走行量を指令す
   るようにしたことを特徴とする壁面走行ロボットの制御
   方法。