JP7747510B2 - Reinforcement bar assembly system and assembly method - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 （１）掲載日：令和３年９月３日、掲載アドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｍｃｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｏｐｉｃｓ／２０２１／０９０３１３００／ （２）集会名：２０２１年度新居浜一水会 若手技術者との交流会、開催日：２０２１年１１月１６日 （３）展示会名：ハイウェイテクノフェア２０２１、開催日：２０２１年１０月６日及び７日 （４）展示会名：建設技術展２０２１近畿、開催日：２０２１年１０月２７日及び２８日 （５）展示会名：建設技術展２０２１関東、開催日：２０２１年１１月２５日及び２６日 （６）展示会名：建設技術フェア２０２１ｉｎ中部、開催日：２０２１年１２月１４日及び１５日 （７）実施日：２０２１年８月４日、同年９月１４日、同年１０月２０日、同年１２月６日、実施場所：三井住友建設（株） 能登川工場 （８）発行者名：株式会社オフィス・スペース、刊行物名：総合土木技術誌土木施工，Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．１、発行日：２０２１年１２月２２日Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies. (1) Publication date: September 3, 2021, Publication address: https://www.smcon.co.jp jp/topics/2021/09031300/ (2) Name of the meeting: 2021 Niihama Issui-kai Networking Event with Young Engineers, Date: November 16, 2021 (3) Name of the exhibition: Highway Techno Fair 2021, Date: October 6th and 7th, 2021 (4) Name of the exhibition: Construction Technology Exhibition 2021 Kinki, Date: October 27th and 28th, 2021 (5) Name of the exhibition: Construction Technology Exhibition 2021 Kanto, Date: November 25th and 26th, 2021 (6) Name of the exhibition: Construction Technology Fair 2021 in Chubu, Date: December 14th and 15th, 2021 (7) Implementation dates: August 4, September 14, October 20, and December 6, 2021. Implementation location: Sumitomo Mitsui Construction Co., Ltd. Notogawa Plant. (8) Publisher: Office Space Co., Ltd., Publication name: General Civil Engineering Technology Journal, Civil Engineering Construction, Vol. 63, No. 1, Publication date: December 22, 2021.
本発明は、上下２段に配置される鉄筋を含む鉄筋構造を組み立てるための鉄筋組立システム及び組立方法に関する。 The present invention relates to a rebar assembly system and assembly method for assembling a rebar structure including rebars arranged in two layers, one above the other.
従来、鉄筋を所定の位置に配置して結束する鉄筋の組立作業は、作業員による手作業で行われてきた。このような鉄筋の組立作業の効率を改善するための様々な手段が提案されている。 Traditionally, the rebar assembly process, which involves placing rebars in designated positions and tying them together, has been performed manually by workers. Various means have been proposed to improve the efficiency of this rebar assembly process.
例えば、特許文献１には、ロボットアーム等によって、鉄筋の供給、配筋及び結束を自動で行う鉄筋組立システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a rebar assembly system that uses a robotic arm or similar device to automatically supply, arrange, and bind rebar.
特許文献１に記載の鉄筋組立システムでは、自動で組み立てられるのは１段（１層）の鉄筋のみである。このため、上下２段に配置される鉄筋を組み立てるには、１層の鉄筋を自動で組み立てた後、補助作業エリアに運搬し、作業員が手動で補助鉄筋等を入れて、再度、自動組立エリアに移動させ、２層目を自動で組み立てる必要があった。 The rebar assembly system described in Patent Document 1 can only automatically assemble one layer of rebar. Therefore, to assemble rebars arranged in two layers, one above the other, the first layer of rebars had to be automatically assembled, then transported to an auxiliary work area, where a worker would manually insert auxiliary rebars, then move the system back to the automatic assembly area to automatically assemble the second layer.
従来の上下２段に配置される鉄筋を含むプレキャストコンクリート部材は、他のプレキャストコンクリート部材の鉄筋と継手を形成するために、コンクリート部分から露出するループ筋を含むことがある。ループ筋は、Ｊ字形状の２つの鉄筋を組み合わせて環状にすることにより形成される。このようなループ筋を含む鉄筋の組立は、下方に配置されるＪ字形状の鉄筋を配置後、これに直交する鉄筋を配置し、上方に配置されるＪ字形状の鉄筋をその延在方向から挿入することによって行われる。しかし、自動的に鉄筋を組み立てるシステムにおいて、鉄筋を側方から挿入することは困難であった。 Conventional precast concrete components containing rebar arranged in two layers, one above the other, may include loop rebar exposed from the concrete to form joints with the rebar in other precast concrete components. Loop rebar is formed by combining two J-shaped rebars to form a ring. Rebar including such loop rebar is assembled by placing the J-shaped rebar located below, then placing a rebar perpendicular to it, and then inserting the J-shaped rebar located above from the direction of its extension. However, inserting rebar from the side has been difficult in systems that automatically assemble rebar.
本発明は、以上の背景に鑑み、上下２段に配置される鉄筋を組み立てることのできる鉄筋組立システム及び組立方法を提供することを課題とする。 In light of the above background, the present invention aims to provide a rebar assembly system and assembly method that can assemble rebars arranged in two layers, one above the other.
上記課題を解決するために本発明のある態様は、上下２段に配置される鉄筋（３）を組み立てるための鉄筋組立システム（１）であって、前記鉄筋（３）を支持するべき鉄筋架台（１１）と、上段に配置された前記鉄筋（３）を結束する上筋結束装置（１３）と、下段に配置された前記鉄筋（３）を結束する下筋結束装置（１５）とを備え、前記鉄筋架台（１１）は、下段に配置されるべき部分を含む前記鉄筋（３）を支持するように構成された基部（２８）と、上段に配置されるべき前記鉄筋（３）を支持するように前記基部（２８）よりも上方の載置位置に配置可能であり、かつ前記載置位置から上方に変位可能に構成されたガイド部（２９）とを含む。 In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a reinforcing bar assembly system (1) for assembling reinforcing bars (3) arranged in two tiers, one above the other, comprising a reinforcing bar stand (11) for supporting the reinforcing bars (3), an upper reinforcing bar binding device (13) for binding the reinforcing bars (3) arranged in the upper tier, and a lower reinforcing bar binding device (15) for binding the reinforcing bars (3) arranged in the lower tier, wherein the reinforcing bar stand (11) includes a base (28) configured to support the reinforcing bars (3) including the portion to be arranged in the lower tier, and a guide part (29) that can be placed in a placement position above the base (28) to support the reinforcing bars (3) to be arranged in the upper tier and that can be displaced upward from the placement position.
この態様によれば、ガイド部に鉄筋を載置した後、ガイド部を上方に変位させることにより、その上方に配置された鉄筋とガイド部に載置された鉄筋とを結束できるように互いに当接させることができる。このため、２段に配置される鉄筋を組み立てることができる。 According to this aspect, after placing the rebar on the guide section, the guide section can be displaced upward, causing the rebar placed above it and the rebar placed on the guide section to come into contact with each other so that they can be bound together. This makes it possible to assemble rebars arranged in two tiers.
上記の態様において、前記上筋結束装置（１３）を取り付け可能なロボットアーム本体（１４）を更に備え、前記上筋結束装置（１３）は、結束する前記鉄筋（３）の交点を撮影可能に構成された３次元カメラ（３５）を含み、前記ロボットアーム本体（１４）は、設計上の前記鉄筋（３）を結束するべき位置に前記上筋結束装置（１３）を移動させるとともに、前記３次元カメラ（３５）に撮影された前記鉄筋（３）の画像に基づき、前記鉄筋（３）を結束するために前記上筋結束装置（１３）を配置するべき位置を修正するように構成されても良い。 In the above aspect, the robot may further include a robot arm main body (14) to which the upper reinforcing bar tying device (13) can be attached, the upper reinforcing bar tying device (13) including a three-dimensional camera (35) configured to be able to photograph the intersection of the reinforcing bar (3) to be tied, and the robot arm main body (14) may be configured to move the upper reinforcing bar tying device (13) to the position where the reinforcing bar (3) should be tied in accordance with the design, and to correct the position where the upper reinforcing bar tying device (13) should be placed to tie the reinforcing bar (3) based on the image of the reinforcing bar (3) photographed by the three-dimensional camera (35).
この態様によれば、３次元カメラによる撮影画像に基づいて、実際の鉄筋の位置の設計上の鉄筋の位置に対するずれを把握でき、このずれに対応するように上筋結束装置を移動させて、鉄筋を結束することができる。 According to this aspect, the deviation of the actual rebar position from the designed rebar position can be determined based on images captured by a 3D camera, and the upper reinforcing bar binding device can be moved to accommodate this deviation, allowing the reinforcing bar to be bound.
本発明のある態様は、上下２段に配置される鉄筋（３）の組立方法であって、ロボットアーム本体（１４）によって鉄筋架台（１１）の上方を移動可能な把持装置（１２）によって、前記鉄筋架台（１１）上に前記鉄筋（３）を配置する配筋ステップと、前記鉄筋架台（１１）上に配置された前記鉄筋（３）の下方を移動可能な下筋結束装置（１５）によって、下段に位置する前記鉄筋（３）を結束する下段結束ステップと、前記ロボットアーム本体（１４）によって前記鉄筋架台（１１）の上方を移動可能な上筋結束装置（１３）によって上段に位置する前記鉄筋（３）を結束する上段結束ステップとを備え、前記鉄筋（３）は、下段部（２３）、前記下段部（２３）の両端部からその延在方向の外方に膨らむように上方に向かって半円状に延出する湾曲部（２４）、及び先端部が互いに近づくように前記湾曲部（２４）の上端部から延出し、かつ前記先端部間に開口（２６）を画定する１対の上段部（２５）を有するループ筋（１９）と、前記ループ筋（１９）の前記開口を塞ぐように１対の前記上段部（２５）に重ねて配置される第１鉄筋（２０）と、前記ループ筋（１９）の前記下段部（２３）に交差して結束される第２鉄筋（２１）と、前記ループ筋（１９）の前記上段部（２５）及び／又は前記第１鉄筋（２０）に交差して結束される第３鉄筋（２２）とを含み、前記鉄筋架台（１１）は、前記ループ筋（１９）の前記下段部（２３）を支持するように構成された基部（２８）と、前記第３鉄筋（２２）を支持するように構成されたガイド部（２９）とを含み、前記配筋ステップは、前記鉄筋架台（１１）の前記基部（２８）に前記ループ筋（１９）を載置するステップと、前記ループ筋（１９）の前記下段部（２３）に前記第２鉄筋（２１）を載置するステップと、前記ループ筋（１９）の前記下段部（２３）よりも上方かつ前記上段部（２５）よりも下方に前記ガイド部（２９）を配置するステップと、前記ガイド部（２９）に前記第３鉄筋（２２）を載置するステップと、前記第３鉄筋（２２）を前記ループ筋（１９）の前記上段部（２５）に押し付けるように、前記ガイド部（２９）を上方に移動させるステップと、前記第１鉄筋（２０）の両端部が前記ループ筋（１９）の１対の前記上段部（２５）に重なるように、前記第３鉄筋（２２）に前記第１鉄筋（２０）を載置するステップとを含む。 One aspect of the present invention is a method for assembling reinforcing bars (3) arranged in two tiers, one above the other, comprising a reinforcing bar arrangement step in which the reinforcing bars (3) are arranged on the reinforcing bar stand (11) using a gripping device (12) that can be moved above the reinforcing bar stand (11) by a robot arm main body (14), a lower tier binding step in which the reinforcing bars (3) located in the lower tier are bound by a lower reinforcing bar binding device (15) that can be moved below the reinforcing bars (3) arranged on the reinforcing bar stand (11), and a lower tier binding step in which the reinforcing bars (3) located in the upper tier are bound by an upper reinforcing bar binding device (13) that can be moved above the reinforcing bar stand (11) by the robot arm main body (14). and an upper bundling step for bundling the reinforcing bar (3) that is to be connected to the loop reinforcing bar (19), the reinforcing bar (3) comprising a lower portion (23), curved portions (24) extending upward in a semicircular shape from both ends of the lower portion (23) so as to bulge outward in the direction of extension, and a pair of upper portion (25) extending from the upper end of the curved portion (24) so that their tip portions approach each other and defining an opening (26) between the tip portions; a first reinforcing bar (20) arranged on top of the pair of upper portion (25) so as to close the opening of the loop reinforcing bar (19); The reinforcing bar (11) includes a second reinforcing bar (21) that is tied across the upper portion (25) of the loop reinforcing bar (19) and/or a third reinforcing bar (22) that is tied across the upper portion (25) of the loop reinforcing bar (19) and/or the first reinforcing bar (20), and the reinforcing bar stand (11) includes a base (28) configured to support the lower portion (23) of the loop reinforcing bar (19) and a guide portion (29) configured to support the third reinforcing bar (22), and the reinforcing bar arrangement step includes a step of placing the loop reinforcing bar (19) on the base (28) of the reinforcing bar stand (11) and a step of placing the second reinforcing bar (21) on the lower portion (23) of the loop reinforcing bar (19). the step of placing the guide portion (29) above the lower portion (23) and below the upper portion (25) of the loop reinforcement (19); the step of placing the third reinforcing bar (22) on the guide portion (29); the step of moving the guide portion (29) upward so as to press the third reinforcing bar (22) against the upper portion (25) of the loop reinforcement (19); and the step of placing the first reinforcing bar (20) on the third reinforcing bar (22) so that both ends of the first reinforcing bar (20) overlap the pair of upper portions (25) of the loop reinforcement (19).
この態様によれば、ループ筋を設置した後に、第２鉄筋及び第３鉄筋を上方から下方に向けて移動させることにより、所定の位置に配置することができ、上下２段の鉄筋を組み立てることができる。 According to this configuration, after the loop reinforcement is installed, the second and third rebars can be moved downward from above to be placed in the desired position, allowing two tiers of rebar to be assembled.
上記の態様において、前記上段結束ステップは、前記上筋結束装置（１３）を、設計上の結束位置の近傍に移動させるステップと、３次元カメラ（３５）で結束するべき前記鉄筋（３）を撮影するステップと、撮影された画像に基づいて、結束されるべき前記鉄筋（３）の実際の位置の設計上の位置に対するずれを算出し、前記ずれが許容範囲を超えている場合には、前記上筋結束装置（３５）を結束されるべき前記鉄筋（３）を結束できる位置に移動させるステップとを含んでも良い。 In the above aspect, the upper binding step may include the steps of moving the upper reinforcing bar binding device (13) to the vicinity of the designed binding position, photographing the reinforcing bar (3) to be bound with a three-dimensional camera (35), calculating the deviation of the actual position of the reinforcing bar (3) to be bound from the designed position based on the photographed image, and, if the deviation exceeds an allowable range, moving the upper reinforcing bar binding device (35) to a position where the reinforcing bar (3) to be bound can be bound.
湾曲部を有するループ筋は、その形状にバラつきが生じやすいため、下段部に対する上段部の位置が設計とはずれている可能性がある。この態様によれば、３次元カメラで設計上の鉄筋の位置に対する実際の鉄筋の位置のずれを把握することができ、そのずれに応じて上筋結束装置を移動させることにより、上段に配置された鉄筋を確実に結束することができる。 Since loop reinforcement bars with curved sections are prone to variations in shape, the position of the upper section relative to the lower section may deviate from the design. With this configuration, the 3D camera can be used to determine the deviation in the actual position of the rebar relative to the designed position of the rebar, and by moving the upper rebar binding device in accordance with this deviation, the rebar placed in the upper section can be securely bound.
以上の態様によれば、上下２段に配置される鉄筋を組み立てることのできる鉄筋組立システム及び組立方法を提供することができる。 The above aspects provide a rebar assembly system and assembly method that can assemble rebars arranged in two layers, one above the other.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、鉄筋組立システム１が配置された工場２を示す模式的な斜視図である。工場２には、鉄筋３等の資材を仮置きする資材仮置きエリア４と、鉄筋３を組み立てる鉄筋組立エリア５と、組立済みの鉄筋３を仮置きする組立鉄筋仮置きエリア６とが設けられている。資材仮置きエリア４から鉄筋組立エリア５、及び鉄筋組立エリア５から組立鉄筋仮置きエリア６への資材等の運搬は、門型クレーン７によってなされる。 Figure 1 is a schematic perspective view showing a factory 2 in which a rebar assembly system 1 is installed. The factory 2 is equipped with a material temporary storage area 4 for temporarily storing materials such as rebars 3, a rebar assembly area 5 for assembling rebars 3, and an assembled rebar temporary storage area 6 for temporarily storing assembled rebars 3. Materials and the like are transported from the material temporary storage area 4 to the rebar assembly area 5, and from the rebar assembly area 5 to the assembled rebar temporary storage area 6, using a gantry crane 7.
図２は、鉄筋組立エリア５に配置された鉄筋組立システム１を示す斜視図である。鉄筋組立システム１は、組立て前の鉄筋３を貯蔵して供給する複数の鉄筋供給機８と、鉄筋供給機８から供給された鉄筋３を運搬する個別鉄筋用コンベア９と、組立鉄筋用コンベア１０と、組立鉄筋用コンベア１０に支持された鉄筋架台１１と、鉄筋３を把持可能な把持装置１２と、上段に配置された鉄筋３を結束する上筋結束装置１３（図６参照）と、基端側が不動であり、遊端側に把持装置１２及び上筋結束装置１３を選択的に取り付け可能なロボットアーム本体１４と、下段に配置された鉄筋３を結束する下筋結束装置１５とを備える（図２の左方の鉄筋供給機８及び個別鉄筋用コンベア９は図示を省略している）。ロボットアーム本体１４に、把持装置１２又は上筋結束装置１３を取り付けることによってロボットアーム１６が構成される。ロボットアーム１６は、把持装置１２が取り付けられた状態において、個別鉄筋用コンベア９によって運搬されてきた鉄筋３を把持して、組立鉄筋用コンベア１０上の鉄筋架台１１に載置し、上筋結束装置１３が取り付けられた状態において、上段に配置された鉄筋３の互いに交差する部分や、重ね継手を構成する部分を結束する。 Figure 2 is a perspective view showing a rebar assembly system 1 located in the rebar assembly area 5. The rebar assembly system 1 includes multiple rebar feeders 8 that store and supply rebars 3 before assembly, an individual rebar conveyor 9 that transports the rebars 3 supplied from the rebar feeders 8, an assembled rebar conveyor 10, a rebar stand 11 supported by the assembled rebar conveyor 10, a gripping device 12 capable of gripping the rebars 3, an upper rebar tying device 13 (see Figure 6) that ties the rebars 3 placed in the upper tier, a robot arm main body 14 whose base end is fixed and whose free end can selectively attach the gripping device 12 or the upper rebar tying device 13, and a lower rebar tying device 15 that ties the rebars 3 placed in the lower tier (the rebar feeders 8 and individual rebar conveyor 9 on the left side of Figure 2 are not shown). A robot arm 16 is formed by attaching the gripping device 12 or the upper rebar tying device 13 to the robot arm main body 14. When the gripping device 12 is attached, the robot arm 16 grasps the rebars 3 transported by the individual rebar conveyor 9 and places them on the rebar stand 11 on the assembled rebar conveyor 10. When the upper rebar binding device 13 is attached, it binds the intersecting parts of the rebars 3 placed on the upper level and the parts that form lap joints.
図３は、鉄筋組立システム１（図２参照）によって組み立てられた鉄筋３を含むプレキャストコンクリート部材１７を示し、図４は、その配筋図を示す。プレキャストコンクリート部材１７は、同一構造のものが多数製造される部材であって、例えば、コンクリート床版等を構成する部材である。プレキャストコンクリート部材１７のコンクリート部分１８は、平面視で概ね矩形の外輪郭を有する。鉄筋３は上下２段に配置され、上段に配置される鉄筋３と下段に配置される鉄筋３とは、継手の配置を除いて、上下方向から見て略重なるように配置される。プレキャストコンクリート部材１７の短手方向に延在するループ筋１９の両側部は、コンクリート部分１８から露出している。プレキャストコンクリート部材１７は、プレストレストコンクリート構造であっても良い。 Figure 3 shows a precast concrete member 17 including reinforcing bars 3 assembled using the reinforcing bar assembly system 1 (see Figure 2), and Figure 4 shows a reinforcing bar arrangement diagram. Precast concrete members 17 are members manufactured in large numbers with the same structure, such as members that make up concrete floor slabs. The concrete portion 18 of the precast concrete member 17 has a roughly rectangular outer contour in plan view. The reinforcing bars 3 are arranged in two tiers, one above the other, and the reinforcing bars 3 in the upper tier and the reinforcing bars 3 in the lower tier are arranged so that they roughly overlap when viewed from the top and bottom, excluding the placement of joints. Both sides of the loop reinforcement 19 extending in the short direction of the precast concrete member 17 are exposed from the concrete portion 18. The precast concrete member 17 may be a prestressed concrete structure.
図４及び図７に示すように、鉄筋３は、短手方向に延在するように配置された複数のループ筋１９と、短手方向に延在して上段に配置される複数の第１鉄筋２０と、プレキャストコンクリート部材１７の長手方向に延在するように下段に配置される複数の第２鉄筋２１と、長手方向に延在するように上段に配置される複数の第３鉄筋２２とを含む。 As shown in Figures 4 and 7, the reinforcing bars 3 include a plurality of loop reinforcing bars 19 arranged to extend in the short direction, a plurality of first reinforcing bars 20 arranged in the upper tier and extending in the short direction, a plurality of second reinforcing bars 21 arranged in the lower tier and extending in the longitudinal direction of the precast concrete member 17, and a plurality of third reinforcing bars 22 arranged in the upper tier and extending in the longitudinal direction.
ループ筋１９は、短手方向に延在する下段部２３と、下段部２３の両端部から短手方向の外方に膨らむように上方に向かって半円状に延出する湾曲部２４と、先端部が互いに近づくように湾曲部２４の上端部から短手方向に延出する１対の上段部２５とを有する。１対の上段部２５の先端部間に開口２６が画定される。換言すると、ループ筋１９は、陸上競技のトラック型の環形状から上部の直線状部分の一部を切り欠いて開口２６を設けた形状をなす。第１鉄筋２０は、ループ筋１９の開口２６を塞ぎ、その両端部が１対の上段部２５と重ね継手を形成するように配置される。第２鉄筋２１及び第３鉄筋２２は、ループ筋１９及び第１鉄筋２０によって形成される環形状の内側に配置される。ループ筋１９及び第１鉄筋２０の各々は、１本の鋼棒部材によって構成されることが好ましい。第２鉄筋２１及び第３鉄筋２２の各々は、１本の鋼棒部材によって構成されても良く、複数の鋼棒部材が重ね継手によって連結されて構成されても良い。第２鉄筋２１及び第３鉄筋２２の一方は、両端部において、第２鉄筋２１及び第３鉄筋２２の他方に向かって９０°曲がったフック形状になっていることが好ましい。 The loop reinforcement 19 has a lower section 23 extending in the short direction, curved sections 24 extending upward in a semicircular shape from both ends of the lower section 23, bulging outward in the short direction, and a pair of upper sections 25 extending in the short direction from the upper end of the curved section 24 so that their tips approach each other. An opening 26 is defined between the tips of the pair of upper sections 25. In other words, the loop reinforcement 19 has a ring-like shape resembling an athletics track, with the opening 26 formed by cutting out a portion of the upper straight section. The first reinforcing bar 20 is positioned so that it covers the opening 26 of the loop reinforcement 19 and its both ends form a lap joint with the pair of upper sections 25. The second reinforcing bar 21 and the third reinforcing bar 22 are positioned inside the ring-like shape formed by the loop reinforcement 19 and the first reinforcing bar 20. Preferably, the loop reinforcement 19 and the first reinforcing bar 20 are each composed of a single steel rod member. Each of the second reinforcing bar 21 and the third reinforcing bar 22 may be composed of a single steel rod member, or may be composed of multiple steel rod members connected by lap joints. It is preferable that one of the second reinforcing bar 21 and the third reinforcing bar 22 has a hook shape at both ends, bent 90 degrees toward the other of the second reinforcing bar 21 and the third reinforcing bar 22.
図２を参照する。鉄筋供給機８は、複数設けられており、鉄筋３は、その形状（長さ）毎に互いに異なる鉄筋供給機８に貯蔵されている。鉄筋供給機８は、鉄筋３を貯蔵する貯蔵部２７と、貯蔵部２７から鉄筋３を取り出して個別鉄筋用コンベア９に移動させる供給用鉄筋把持装置（図示せず）とを備える。図示しない供給用鉄筋把持装置は、把持装置１２と同様の構造を有し、貯蔵部２７の上方と個別鉄筋用コンベア９の上方との間を移動可能である。 See Figure 2. Multiple rebar feeders 8 are provided, and rebars 3 are stored in different rebar feeders 8 according to their shape (length). Each rebar feeder 8 includes a storage section 27 that stores the rebars 3, and a supply rebar gripping device (not shown) that removes the rebars 3 from the storage section 27 and moves them to the individual rebar conveyor 9. The supply rebar gripping device (not shown) has a structure similar to the gripping device 12, and is capable of moving between above the storage section 27 and above the individual rebar conveyor 9.
個別鉄筋用コンベア９及び組立鉄筋用コンベア１０は、例えば、ローラーコンベアであり、載置物をその延在方向に移動させる。個別鉄筋用コンベア９及び組立鉄筋用コンベア１０の延在方向及び幅方向は、組み立てられる鉄筋３の長手方向及び短手方向に一致する。以下、個別鉄筋用コンベア９及び組立鉄筋用コンベア１０の延在方向及び幅方向を長手方向及び短手方向と記す。個別鉄筋用コンベア９は、鉄筋供給機８から供給された鉄筋３を、把持装置１２を取り付けた状態のロボットアーム１６が把持できる位置まで運搬する。組立鉄筋用コンベア１０は、鉄筋３の組み立て中にロボットアーム１６に連動する。個別鉄筋用コンベア９上に、個々の鉄筋３が載置される個別鉄筋用架台４７が載置される。 The conveyor for individual rebars 9 and the conveyor for assembled rebars 10 are, for example, roller conveyors that move the objects placed on them in the direction of their extension. The extension and width directions of the conveyor for individual rebars 9 and the conveyor for assembled rebars 10 correspond to the longitudinal and transverse directions of the rebars 3 being assembled. Hereinafter, the extension and width directions of the conveyor for individual rebars 9 and the conveyor for assembled rebars 10 will be referred to as the longitudinal and transverse directions. The conveyor for individual rebars 9 transports the rebars 3 supplied from the rebar supply machine 8 to a position where they can be grasped by the robot arm 16 with the gripping device 12 attached. The conveyor for assembled rebars 10 is linked to the robot arm 16 during the assembly of the rebars 3. An individual rebar stand 47 on which the individual rebars 3 are placed is placed on the conveyor for individual rebars 9.
図２及び図７に示すように、鉄筋架台１１は、組立鉄筋用コンベア１０に支持された基部２８と、ガイド部２９と、ガイド部２９を上下に変位させるアクチュエーター３０とを含む。基部２８は、平面視で矩形の枠形状をなし、その上縁でループ筋１９と第２鉄筋２１とを支持する。長手方向に配置された第２鉄筋２１の各々が複数の鋼棒部材を重ね継手することにより構成されている場合は、各々の鋼棒部材が２か所以上で支持されるように、基部２８は、枠形状の長手方向に延在する２つの側縁部２８ａの中間部分に連結して短手方向に延在する部分（図示せず）を有する。ガイド部２９は、互いに長手方向に離間して配置された、短手方向に延在する複数の棒状又は板状の部材からなり、第３鉄筋２２を支持する。基部２８及びガイド部２９の上縁には、支持する鉄筋３を受容する溝３１が設けられている。アクチュエーター３０は、連結部材４８によって基部２８に連結され、例えば電動シリンダー等を含む。連結部材４８の上縁には、第１鉄筋２０の長手方向への移動を規制するため、溝３１よりも短手方向の外方にて上方に突出する突起４９が設けられている。なお、第２鉄筋２１は、ループ筋１９の下段部２３を介して基部２８に支持されても良く、この場合、第２鉄筋２１は、溝３１の底部には当接せず、溝３１の側縁によって短手方向への移動を規制される。 As shown in Figures 2 and 7, the rebar stand 11 includes a base 28 supported by the assembled rebar conveyor 10, a guide 29, and an actuator 30 for vertically displacing the guide 29. The base 28 has a rectangular frame shape in plan view, and its upper edge supports the loop rebars 19 and the second rebars 21. When each of the longitudinally arranged second rebars 21 is formed by lap joints of multiple steel rod members, the base 28 has a portion (not shown) extending in the transverse direction connected to the intermediate portions of the two longitudinally extending side edges 28a of the frame shape so that each steel rod member is supported at two or more locations. The guide 29 is made of multiple rod- or plate-shaped members extending in the transverse direction and spaced apart from each other in the longitudinal direction, and supports the third rebar 22. The upper edges of the base 28 and the guide 29 are provided with grooves 31 for receiving the rebars 3 to be supported. The actuator 30 is connected to the base 28 by a connecting member 48 and includes, for example, an electric cylinder. A protrusion 49 is provided on the upper edge of the connecting member 48, protruding upward and outward in the transverse direction from the groove 31, in order to restrict longitudinal movement of the first reinforcing bar 20. The second reinforcing bar 21 may also be supported on the base 28 via the lower portion 23 of the loop bar 19. In this case, the second reinforcing bar 21 does not abut against the bottom of the groove 31, and its transverse movement is restricted by the side edge of the groove 31.
図５は、把持装置１２を示す正面図である。把持装置１２は、ロボットアーム本体１４に取り付けられる取付部３２と、鉄筋３を把持するクランプ３３と、取付部３２及びクランプ３３を互いに接続する連結部３４とを備える。 Figure 5 is a front view showing the gripping device 12. The gripping device 12 includes a mounting portion 32 attached to the robot arm body 14, a clamp 33 that grips the rebar 3, and a connecting portion 34 that connects the mounting portion 32 and the clamp 33 to each other.
図２を参照する。ロボットアーム１６は、互いに長手方向にずれた位置に２台設置される。把持装置１２及び上筋結束装置１３（図６参照）は、それぞれ、２台ずつ用意される。工場２の床には、フレーム３６（図１参照）が立設されており、フレーム３６の天井は、組立鉄筋用コンベア１０の上方を部分的に覆っている。フレーム３６の天井に、ロボットアーム本体１４の基端部が固定されている。また、ロボットアーム本体１４は、把持装置１２が把持した鉄筋３を移動できるように複数の関節を備えるとともに、遊端部分において所定の軸回りに回転可能である。 See Figure 2. Two robot arms 16 are installed at positions offset from each other in the longitudinal direction. Two gripping devices 12 and two upper reinforcing bar binding devices 13 (see Figure 6) are provided. A frame 36 (see Figure 1) is erected on the floor of the factory 2, and the ceiling of the frame 36 partially covers the upper part of the assembled reinforcing bar conveyor 10. The base end of the robot arm main body 14 is fixed to the ceiling of the frame 36. The robot arm main body 14 is equipped with multiple joints so that the gripping device 12 can move the reinforcing bar 3, and is rotatable around a predetermined axis at its free end.
図２に示すように、把持装置１２が取り付けられた状態のロボットアーム１６は、個別鉄筋用コンベア９によって運搬されてきた鉄筋３を、自動で把持して組立鉄筋用コンベア１０上に支持された鉄筋架台１１に載置するように制御される。この時、ロボットアーム１６の移動範囲を小さくするため、組立鉄筋用コンベア１０がロボットアーム１６に連動する。 As shown in Figure 2, the robot arm 16 with the gripping device 12 attached is controlled to automatically grip the rebar 3 transported by the individual rebar conveyor 9 and place it on a rebar stand 11 supported on the assembled rebar conveyor 10. At this time, the assembled rebar conveyor 10 is linked to the robot arm 16 to reduce the range of movement of the robot arm 16.
図６は、上筋結束装置１３を示す正面図である。図６に示すように、上筋結束装置１３は、ロボットアーム本体１４に取り付けられる取付部３７と、結束機本体３８と、取付部３７に結束機本体３８を固定する固定部３９と、３次元カメラ３５とを備える。結束機本体３８として、作業員が携帯して使用する市販の鉄筋結束機を使用できる。結束機本体３８は、固定部３９に固定されるグリップ４０と、トリガー４１と、トリガー４１を引くようにレバー４２を動かす、またはトリガー信号を電気的に結束機本体３８に入力することでワイヤーを鉄筋３に巻き付けてねじる先端結束部４３とを備える。 Figure 6 is a front view showing the upper reinforcing bar binding device 13. As shown in Figure 6, the upper reinforcing bar binding device 13 comprises an attachment portion 37 attached to the robot arm body 14, a binding machine body 38, a fixing portion 39 that fixes the binding machine body 38 to the attachment portion 37, and a 3D camera 35. The binding machine body 38 can be a commercially available reinforcing bar binding machine that is carried by an operator. The binding machine body 38 comprises a grip 40 fixed to the fixing portion 39, a trigger 41, and a tip binding portion 43 that wraps and twists the wire around the reinforcing bar 3 by moving a lever 42 to pull the trigger 41 or by electrically inputting a trigger signal to the binding machine body 38.
上筋結束装置１３が取り付けられた状態のロボットアーム１６は、組立鉄筋用コンベア１０上で上段に配置された鉄筋３における結束させるべき部分を自動で結束するように制御される。すなわち、鉄筋３の結束させるべき部分に結束機本体３８の先端結束部４３を上方から挿し入れた後、トリガー４１を引く、またはトリガーＯＮ信号を入力する制御が繰り返し行われる。ロボットアーム１６による配筋及び上段に配置された鉄筋３の結束中は、ロボットアーム１６の移動範囲を小さくするため、鉄筋架台１１を載せた組立鉄筋用コンベア１０がロボットアーム１６に連動する。 The robot arm 16, with the upper rebar binding device 13 attached, is controlled to automatically bind the portion of the rebar 3 placed in the upper tier on the assembled rebar conveyor 10 that needs to be bound. That is, after inserting the tip binding portion 43 of the binding machine main body 38 from above into the portion of the rebar 3 that needs to be bound, the trigger 41 is pulled or a trigger ON signal is input repeatedly. While the robot arm 16 is placing the rebars and binding the rebars 3 placed in the upper tier, the assembled rebar conveyor 10, carrying the rebar stand 11, is linked to the robot arm 16 to reduce the range of movement of the robot arm 16.
図２を参照する。鉄筋組立システム１は、工場２の床に固定されて短手方向に延在する第１レール４４と、短手方向に移動可能に第１レール４４に支持されて長手方向に延在する第２レール４５とを備える。第１レール４４及び第２レール４５は、鉄筋架台１１よりも下方に位置する。下筋結束装置１５は、長手方向に移動可能に第２レール４５に支持された下部４６と、上下方向軸線回りに回転可能かつ上下方向に移動可能に下部４６に支持された結束機本体３８（図６参照）とを含む。結束機本体３８は、下段に配置された鉄筋３における結束させるべき部分に先端結束部４３（図６参照）を下方から差し入れ、その部分を結束させるように制御される。長手方向に延在する第２レール４５の長さは、組立鉄筋用コンベア１０によって鉄筋３が長手方向に移動可能であるため、鉄筋３の長手方向の長さに比べて短くとも良い。第１レール４４及び／又は第２レール４５に代えて、下部４６を関節部を有するアーム構造とし、下部４６によって結束機本体３８を短手方向に動かしても良い。 Refer to Figure 2. The rebar assembly system 1 includes a first rail 44 fixed to the floor of the factory 2 and extending in the transverse direction, and a second rail 45 supported by the first rail 44 and extending in the longitudinal direction, movable in the transverse direction. The first rail 44 and the second rail 45 are located below the rebar stand 11. The lower rebar binding device 15 includes a lower portion 46 supported by the second rail 45 and movable in the longitudinal direction, and a binding machine main body 38 (see Figure 6) supported by the lower portion 46 and rotatable about a vertical axis and movable in the vertical direction. The binding machine main body 38 is controlled to insert the tip binding portion 43 (see Figure 6) from below into the portion of the rebar 3 to be bound, located in the lower tier, and bind that portion. The length of the second rail 45 extending in the longitudinal direction may be shorter than the longitudinal length of the rebar 3, since the rebar 3 can be moved longitudinally by the assembling rebar conveyor 10. Instead of the first rail 44 and/or the second rail 45, the lower portion 46 may have an arm structure with a joint, and the binding machine main body 38 may be moved in the short direction by the lower portion 46.
鉄筋組立システム１の外周には、安全柵（図示せず）を設置し、安全柵に設けられたドアに人の出入りを感知するセンサーを配置することが好ましい。鉄筋供給機８、個別鉄筋用コンベア９，組立鉄筋用コンベア１０、下筋結束装置１５、ロボットアーム１６、並びに、鉄筋架台１１のガイド部２９及びアクチュエーター３０の動きは、制御装置（図示せず）によって制御される。 A safety fence (not shown) is preferably installed around the perimeter of the rebar assembly system 1, and a sensor is preferably placed at a door in the safety fence to detect people entering or exiting. The movement of the rebar supply machine 8, individual rebar conveyor 9, assembled rebar conveyor 10, lower rebar binding device 15, robot arm 16, and the guide section 29 and actuator 30 of the rebar stand 11 are controlled by a control device (not shown).
図２及び図７を参照して鉄筋３の組み立て手順について説明する。まず、門型クレーン７によって鉄筋組立エリア５に運搬された鉄筋３は、作業員によって、その形状ごとに互いに異なる鉄筋供給機８に配置される。その後、作業員は、鉄筋組立システム１を作動させる。鉄筋供給機８は、個別鉄筋用コンベア９上の個別鉄筋用架台４７に組立の対象となる鉄筋３を載置し、個別鉄筋用コンベア９は、把持装置１２が取り付けられたロボットアーム１６が把持できる位置に、その鉄筋３を運搬する。 The procedure for assembling rebars 3 will be explained with reference to Figures 2 and 7. First, rebars 3 transported to the rebar assembly area 5 by a gantry crane 7 are placed by a worker into rebar supply machines 8, which differ depending on their shape. The worker then operates the rebar assembly system 1. The rebar supply machine 8 places the rebar 3 to be assembled on an individual rebar stand 47 on the individual rebar conveyor 9, and the individual rebar conveyor 9 transports the rebar 3 to a position where it can be grasped by a robot arm 16 equipped with a gripping device 12.
２台のロボットアーム本体１４には、それぞれ把持装置１２が取り付けられている。２台のロボットアーム１６が配筋作業を行う。把持装置１２が取り付けられたロボットアーム１６は、まず、ループ筋１９を組立鉄筋用コンベア１０上に支持された鉄筋架台１１の基部２８に配置する。ループ筋１９は、短手方向に延在し、上段部２５が下段部２３の上方に位置するように配置される（図７（Ａ））。全てのループ筋１９の配置を終えた後、ロボットアーム１６は、第２鉄筋２１を、鉄筋架台１１の基部２８又はループ筋１９の下段部２３上に配置する（図７（Ｂ））。この時、ロボットアーム１６は、長手方向に延在する第２鉄筋２１を、上方からループ筋１９の開口２６を通るようにループ筋１９の内部に差し入れ、必要に応じて短手方向に移動させ、所定の位置に配置する。 The two robot arm bodies 14 are each equipped with a gripping device 12. The two robot arms 16 perform rebar placement work. The robot arm 16, equipped with the gripping device 12, first places a loop rebar 19 on the base 28 of a rebar stand 11 supported on the assembled rebar conveyor 10. The loop rebar 19 extends in the short direction and is positioned so that the upper section 25 is located above the lower section 23 (Figure 7(A)). After placing all of the loop rebars 19, the robot arm 16 places a second rebar 21 on the base 28 of the rebar stand 11 or the lower section 23 of the loop rebar 19 (Figure 7(B)). At this time, the robot arm 16 inserts the second rebar 21, which extends in the long direction, from above into the loop rebar 19 so that it passes through the opening 26 in the loop rebar 19, and moves it in the short direction as necessary to place it in the desired position.
すべての第２鉄筋２１の配置を終えた後、下筋結束装置１５は、下段に配置されたループ筋１９の下段部２３と第２鉄筋２１との交差部や、第２鉄筋２１における重ね継手を構成している部分の結束を開始する。下筋結束装置１５による下段に配置された鉄筋３の結束作業と並行して、以下の作業が行われる。 After all the second reinforcing bars 21 have been placed, the lower reinforcing bar binding device 15 begins binding the intersections between the lower sections 23 of the loop reinforcing bars 19 placed in the lower tier and the second reinforcing bars 21, as well as the sections that form the lap joints in the second reinforcing bars 21. In parallel with the lower reinforcing bar binding device 15 binding the reinforcing bars 3 placed in the lower tier, the following work is performed.
鉄筋組立システム１は、鉄筋架台１１のガイド部２９を、ループ筋１９の下段部２３及び第２鉄筋２１の上方かつループ筋１９の上段部２５の下方の載置位置に上方向から差し入れ、アクチュエーター３０に支持させる。載置位置は、ガイド部２９の上縁が、ループ筋１９の上段部２５の下縁から、第３鉄筋２２の直径よりも長い距離で離間した位置である。ロボットアーム１６は、第３鉄筋２２を、鉄筋架台１１のガイド部２９に配置する（図７（Ｃ））。この時、ロボットアーム１６は、第２鉄筋２１と同様に、長手方向に延在する第３鉄筋２２を、上方からループ筋１９の開口２６を通るようにループ筋１９の内部に差し入れ、必要に応じて短手方向に移動させ、所定の位置に配置する。 The reinforcing bar assembly system 1 inserts the guide portion 29 of the reinforcing bar frame 11 from above into a placement position above the lower portion 23 of the loop reinforcing bar 19 and the second reinforcing bar 21 and below the upper portion 25 of the loop reinforcing bar 19, and supports it with the actuator 30. The placement position is a position where the upper edge of the guide portion 29 is separated from the lower edge of the upper portion 25 of the loop reinforcing bar 19 by a distance longer than the diameter of the third reinforcing bar 22. The robot arm 16 places the third reinforcing bar 22 into the guide portion 29 of the reinforcing bar frame 11 (Figure 7(C)). At this time, the robot arm 16 inserts the third reinforcing bar 22, which extends longitudinally, from above into the interior of the loop reinforcing bar 19 so that it passes through the opening 26 of the loop reinforcing bar 19, similar to the second reinforcing bar 21, and moves it in the transverse direction as necessary to place it in the desired position.
すべての第３鉄筋２２の配置を終えた後、アクチュエーター３０は、ガイド部２９を、載置位置から上方に向けて移動させ、第３鉄筋２２がループ筋１９の上段部２５に当接する当接位置に配置する。ロボットアーム１６は、第１鉄筋２０で、開口２６を塞ぎ、その両端部がループ筋１９の上段部２５と重ね継手を形成するように、第３鉄筋２２上に配置する（図７（Ｄ））。 After all the third rebars 22 have been placed, the actuator 30 moves the guide portion 29 upward from the placement position and places the third rebars 22 in abutment position where they abut against the upper portion 25 of the loop rebar 19. The robot arm 16 places the first rebar 20 on the third rebar 22 so that it closes the opening 26 and its both ends form a lap joint with the upper portion 25 of the loop rebar 19 (Figure 7(D)).
次に、ロボットアーム本体１４は、把持装置１２を取り外し、上筋結束装置１３をその遊端部に取り付ける。上筋結束装置１３を有するロボットアーム１６は、上段に配置されたループ筋１９の上段部２５及び／又は第１鉄筋２０と第３鉄筋２２との交差部や、第３鉄筋２２における重ね継手を構成している部分を結束する。この時、鉄筋組立システム１は、上筋結束装置１３を結束作業を行う設計上の位置に移動させた後、３次元カメラ３５で結束すべき鉄筋３を撮影する。撮影された画像に基づいて算出した実際の鉄筋３の位置の設計上の鉄筋３の位置に対するずれが許容範囲を超えている場合、上筋結束装置１３は、実際の鉄筋３の位置に合わせて、鉄筋３を結束できる位置に移動してから鉄筋３の結束を行う。 Next, the robot arm main body 14 removes the gripping device 12 and attaches the upper reinforcing bar tying device 13 to its free end. The robot arm 16 carrying the upper reinforcing bar tying device 13 ties the upper section 25 of the loop reinforcing bar 19 arranged in the upper section and/or the intersection between the first reinforcing bar 20 and the third reinforcing bar 22, or the portion of the third reinforcing bar 22 that forms the lap joint. At this time, the reinforcing bar assembly system 1 moves the upper reinforcing bar tying device 13 to the designed position where the tying work will be performed, and then uses the 3D camera 35 to photograph the reinforcing bar 3 to be tied. If the deviation between the actual position of the reinforcing bar 3 calculated based on the photographed image and the designed position of the reinforcing bar 3 exceeds the allowable range, the upper reinforcing bar tying device 13 aligns with the actual position of the reinforcing bar 3, moves to a position where the reinforcing bar 3 can be tied, and then tyes the reinforcing bar 3.
上段及び下段の双方の鉄筋３の結束が終わると、組み立てられた鉄筋３は、組立鉄筋用コンベア１０及び門型クレーン７によって組立鉄筋仮置きエリア６に運搬される。必要に応じて、作業員による追加の配筋及び結束作業が行われても良い。 Once the upper and lower rebars 3 have been tied together, the assembled rebars 3 are transported to the assembled rebar temporary storage area 6 by the assembled rebar conveyor 10 and gantry crane 7. If necessary, workers may perform additional rebar arrangement and bundling work.
上記実施形態の作用効果について説明する。 The effects of the above embodiment are explained below.
組立中の鉄筋３に対して、上方に上筋結束装置１３を取り付け可能なロボットアーム本体１４を配置し、下方に下筋結束装置１５を配置したため、上段及び下段に配置された鉄筋３の結束作業を並行して行うことができる。このため、作業効率が向上するとともに、鉄筋３の組立の自動化率が向上する（特許文献１に記載の鉄筋組立システム１による自動化率が約７５％、作業員数が６人であるのに対して、本実施形態に係る鉄筋組立システム１による自動化率は約８５％、作業員数は２人である）。 The robot arm main body 14, to which the upper reinforcing bar binding device 13 can be attached, is positioned above the reinforcing bar 3 being assembled, and the lower reinforcing bar binding device 15 is positioned below, allowing the reinforcing bars 3 placed in the upper and lower tiers to be bound simultaneously. This improves work efficiency and increases the automation rate of reinforcing bar 3 assembly (the reinforcing bar assembly system 1 described in Patent Document 1 has an automation rate of approximately 75% and requires six workers, while the reinforcing bar assembly system 1 of this embodiment has an automation rate of approximately 85% and requires two workers).
下筋結束装置１５による下段に配置された鉄筋３の結束作業は、第３鉄筋２２及び第１鉄筋２０の配筋前に作業を開始できるが、上筋結束装置１３による上段に配置された鉄筋３の結束作業は、第３鉄筋２２及び第１鉄筋２０の配筋後に行う必要がある。先に開始できる作業を行う下筋結束装置１５を１台とし、後から開始される作業を行う上筋結束装置１３と上筋結束装置１３を動かすためのロボットアーム本体１４を２台とすることにより、設備コストの増加を抑制しつつ、上筋結束装置１３及びロボットアーム本体１４、並びに下筋結束装置１５の待機時間を低減でき、効率的に鉄筋３を組み立てることができる。なお、上筋結束装置１３及びロボットアーム本体１４の台数をそれぞれ３台以上とし、下筋結束装置１５の台数を２台以上かつ上筋結束装置１３及びロボットアーム本体１４の台数より少なくしても良い。この場合も、上記と同様の効果を得られる。 While the lower reinforcing bar tying device 15 can begin tying the reinforcing bars 3 placed in the lower tier before the third reinforcing bar 22 and the first reinforcing bar 20 are placed, the upper reinforcing bar tying device 13 must begin tying the reinforcing bars 3 placed in the upper tier after the third reinforcing bar 22 and the first reinforcing bar 20 are placed. By using one lower reinforcing bar tying device 15 for work that can be started first and two upper reinforcing bar tying devices 13 and two robot arm bodies 14 for operating the upper reinforcing bar tying devices 13, it is possible to suppress increases in equipment costs while reducing standby time for the upper reinforcing bar tying devices 13, the robot arm body 14, and the lower reinforcing bar tying devices 15, thereby efficiently assembling the reinforcing bars 3. It is also possible to have three or more upper reinforcing bar tying devices 13 and robot arm bodies 14, and two or more lower reinforcing bar tying devices 15, which are fewer than the number of upper reinforcing bar tying devices 13 and robot arm bodies 14. In this case, the same effect as described above can be achieved.
下筋結束装置１５が、レール４５に支持されるため、下筋結束装置１５を車輪等で工場２の床を移動させる場合に比べて、下筋結束装置１５の座標を明確に把握することができる。 Because the lower bar binding device 15 is supported on rails 45, the coordinates of the lower bar binding device 15 can be more clearly grasped than when the lower bar binding device 15 is moved across the floor of the factory 2 using wheels or the like.
湾曲部２４を有するループ筋１９は、直線状に延在する鋼棒を湾曲させることによって形成されるが、この時、湾曲部２４の形状に誤差が生じやすく、上段部２５の下段部２３に対する位置にバラつきが生じる。ガイド部２９を用いることにより、上段部２５の位置にバラつきがあっても、第３鉄筋２２をループ筋１９の上段部２５に当接させて、両者の交差部を結束させることができる。 The loop reinforcing bar 19 with the curved portion 24 is formed by bending a straight steel rod, but this can easily result in errors in the shape of the curved portion 24, causing variations in the position of the upper portion 25 relative to the lower portion 23. By using the guide portion 29, even if the position of the upper portion 25 varies, the third reinforcing bar 22 can be brought into contact with the upper portion 25 of the loop reinforcing bar 19, and the intersection of the two can be bound together.
３次元カメラ３５が結束させるべき鉄筋３を撮影することにより、鉄筋組立システム１は、実際の鉄筋３の位置の設計上の鉄筋３の位置に対するずれを把握でき、そのずれに応じて上筋結束装置１３を移動させることができる。 By using the 3D camera 35 to photograph the rebar 3 to be tied, the rebar assembly system 1 can determine the deviation of the actual position of the rebar 3 from the designed position of the rebar 3, and can move the upper rebar binding device 13 accordingly.
このように構成された鉄筋組立システム１は、ロボットアーム１６の基端側が固定されて工場２に対して不動であるため、ロボットアーム本体１４に取り付けられた把持装置１２及び上筋結束装置１３の座標を明確に把握することができる。このため、鉄筋組立システム１は、組み立てるべき鉄筋３の配置及び結束を正確に行うことができる。また、鉄筋架台１１の溝３１に鉄筋３を配置することによって、配置される鉄筋３の位置の正確性が向上する。 In the rebar assembly system 1 configured in this manner, the base end of the robot arm 16 is fixed and immovable relative to the factory 2, so the coordinates of the gripping device 12 and upper rebar binding device 13 attached to the robot arm main body 14 can be clearly determined. This allows the rebar assembly system 1 to accurately position and bind the rebars 3 to be assembled. Furthermore, by placing the rebars 3 in the grooves 31 of the rebar stand 11, the positioning accuracy of the rebars 3 to be placed is improved.
組立鉄筋用コンベア１０がロボットアーム１６に連動するため、ロボットアーム１６の動作範囲外となる鉄筋３についても、配置又は結束することができる。 Because the assembled rebar conveyor 10 is linked to the robot arm 16, rebars 3 that are outside the operating range of the robot arm 16 can also be placed or tied together.
鉄筋供給機８によって、鉄筋３が自動で供給されるため、作業効率が上がる。また、鉄筋３の形状や長さ毎に互いに異なる鉄筋供給機８を使用しても、個別鉄筋用コンベア９によって、鉄筋供給機８によって供給された鉄筋３が運搬され、ロボットアーム１６の可動範囲を大きくしなくても把持装置１２が鉄筋３を把持できる。 The rebar feeder 8 automatically supplies the rebars 3, improving work efficiency. Even if different rebar feeders 8 are used for different shapes and lengths of the rebars 3, the individual rebar conveyor 9 transports the rebars 3 supplied by the rebar feeder 8, allowing the gripping device 12 to grip the rebars 3 without increasing the range of motion of the robot arm 16.
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。本発明は、現場打ちコンクリートの鉄筋の組立にも適用できる。なお、第２鉄筋及び第３鉄筋が、平面視でループ筋及び第１鉄筋と交差する角度は９０°以外の角度であっても良い。また、第２鉄筋及び第３鉄筋が短手方向に延在し、ループ筋及び第１鉄筋が長手方向に延在しても良い。ガイド部の使用中に組立鉄筋用コンベア１０を動かさない場合は、ガイド部を変位させるアクチュエーターは、鉄筋架台の基部に代えて工場の床等に支持されても良い。レールの延在方向は、直交以外の角度で長手方向に交差していても良い。 This concludes the description of specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be widely modified and implemented. The present invention can also be applied to assembling rebars for cast-in-place concrete. The angle at which the second and third rebars intersect with the loop rebars and first rebars in a plan view may be an angle other than 90°. The second and third rebars may extend in the short direction, and the loop rebars and first rebars may extend in the longitudinal direction. If the assembling rebar conveyor 10 is not moved while the guide unit is in use, the actuator that displaces the guide unit may be supported on the factory floor or the like instead of the base of the rebar stand. The extension direction of the rail may intersect with the longitudinal direction at an angle other than perpendicular.
１：鉄筋組立システム
３：鉄筋
１０：組立鉄筋用コンベア
１１：鉄筋架台
１２：把持装置
１３：上筋結束装置
１４：ロボットアーム本体
１５：下筋結束装置
１９：ループ筋
２０：第１鉄筋
２１：第２鉄筋
２２：第３鉄筋
２３：下段部
２４：湾曲部
２５：上段部
２６：開口
２８：基部
２９：ガイド部
３５：３次元カメラ
４４：第１レール
1: Rebar assembly system 3: Rebar 10: Conveyor for assembling rebar 11: Rebar stand 12: Gripper 13: Upper rebar binding device 14: Robot arm body 15: Lower rebar binding device 19: Loop rebar 20: First rebar 21: Second rebar 22: Third rebar 23: Lower section 24: Curved section 25: Upper section 26: Opening 28: Base 29: Guide section 35: 3D camera 44: First rail
Claims (5)
前記鉄筋を支持するべき鉄筋架台であって、下段に配置されるべき部分を含む前記鉄筋を支持するように構成された基部と、上段に配置されるべき前記鉄筋を支持するように前記基部よりも上方の載置位置に配置可能であり、かつ前記載置位置から上方に変位可能に構成されたガイド部とを含む、該鉄筋架台と、
上段に配置された前記鉄筋を結束する上筋結束装置と、
下段に配置された前記鉄筋を結束する下筋結束装置と、
ロボットアーム本体と、
前記ロボットアーム本体に取り付けられて、前記鉄筋を把持して前記鉄筋架台の上方を移動可能な把持装置と、
前記鉄筋を組み立てるように、前記ガイド部、前記ロボットアーム本体、前記把持装置、前記上筋結束装置及び前記下筋結束装置を制御する制御装置と
を備え、
前記鉄筋は、下段部、前記下段部の両端部からその延在方向の外方に膨らむように上方に向かって半円状に延出する湾曲部、及び先端部が互いに近づくように前記湾曲部の上端部から延出し、かつ前記先端部間に開口を画定する１対の上段部を有するループ筋と、前記ループ筋の前記開口を塞ぐように１対の前記上段部に重ねて配置される第１鉄筋と、前記ループ筋の前記下段部に交差して結束される第２鉄筋と、前記ループ筋の前記上段部及び／又は前記第１鉄筋に交差して結束される第３鉄筋とを含み、
前記制御装置は、前記ガイド部に支持された前記第３鉄筋を、前記基部に支持されて動かない前記ループ筋の前記上段部に押し付けるように、前記ガイド部を上方に移動させるように構成された、鉄筋組立システム。 A rebar assembly system for assembling rebars arranged in two levels, one above the other,
A reinforcing bar stand for supporting the reinforcing bar , the reinforcing bar stand including a base configured to support the reinforcing bar including a portion to be placed in a lower tier, and a guide portion that can be placed in a placement position above the base to support the reinforcing bar to be placed in an upper tier and is configured to be displaceable upward from the placement position;
An upper reinforcing bar binding device that binds the reinforcing bars arranged in the upper stage;
A lower reinforcing bar binding device that binds the reinforcing bars arranged in the lower stage ;
A robot arm body,
a gripping device attached to the robot arm body, capable of gripping the reinforcing bar and moving above the reinforcing bar stand;
a control device that controls the guide unit, the robot arm body, the gripping device, the upper reinforcing bar binding device, and the lower reinforcing bar binding device so as to assemble the reinforcing bars;
Equipped with
The reinforcing bar includes a loop reinforcing bar having a lower portion, curved portions extending upward in a semicircular shape from both ends of the lower portion so as to bulge outward in the direction of extension, and a pair of upper reinforcing bars extending from the upper end of the curved portion so that their tips approach each other and defining an opening between the tips; a first reinforcing bar arranged on top of the pair of upper reinforcing bars so as to close the opening of the loop reinforcing bar; a second reinforcing bar tied across the lower reinforcing bar of the loop reinforcing bar; and a third reinforcing bar tied across the upper reinforcing bar of the loop reinforcing bar and/or the first reinforcing bar.
The control device is a reinforcing bar assembly system configured to move the guide portion upward so as to press the third reinforcing bar supported by the guide portion against the upper portion of the loop reinforcing bar, which is supported by the base and does not move .
前記上筋結束装置は、結束する前記鉄筋の交点を撮影可能に構成された３次元カメラを含み、
前記ロボットアーム本体は、設計上の前記鉄筋を結束するべき位置に前記上筋結束装置を移動させるとともに、前記３次元カメラに撮影された前記鉄筋の画像に基づき、前記鉄筋を結束するために前記上筋結束装置を配置するべき位置を修正するように構成された、請求項１に記載の鉄筋組立システム。 The robot arm body is capable of mounting the upper muscle binding device ,
The upper reinforcing bar binding device includes a three-dimensional camera configured to be able to photograph the intersections of the reinforcing bars to be bound,
The rebar assembly system described in claim 1, wherein the robot arm body is configured to move the upper rebar binding device to a position where the rebar should be tied according to the design, and to correct the position where the upper rebar binding device should be placed to tie the rebar based on an image of the rebar taken by the 3D camera.
前記鉄筋架台の前記基部に前記ループ筋を載置し、The loop reinforcement is placed on the base of the reinforcing bar frame,
前記ループ筋の前記下段部に前記第２鉄筋を載置し、The second reinforcing bar is placed on the lower portion of the loop reinforcing bar,
前記ループ筋の前記下段部よりも上方かつ前記上段部よりも下方に前記ガイド部を配置し、The guide portion is disposed above the lower portion of the loop muscle and below the upper portion of the loop muscle,
前記ガイド部に前記第３鉄筋を載置し、The third reinforcing bar is placed on the guide portion,
前記第１鉄筋の両端部が前記ループ筋の１対の前記上段部に重なるように、前記第３鉄筋に前記第１鉄筋を載置する、ように構成された、請求項１に記載の鉄筋組立システム。The reinforcing bar assembly system of claim 1, configured to place the first reinforcing bar on the third reinforcing bar so that both ends of the first reinforcing bar overlap the pair of upper portions of the loop reinforcing bar.
ロボットアーム本体によって鉄筋架台の上方を移動可能な把持装置によって、前記鉄筋架台上に前記鉄筋を配置する配筋ステップと、
前記鉄筋架台上に配置された前記鉄筋の下方を前記鉄筋架台に対して移動可能な下筋結束装置によって、下段に位置する前記鉄筋を結束する下段結束ステップと、
前記ロボットアーム本体によって前記鉄筋架台の上方を移動可能な上筋結束装置によって上段に位置する前記鉄筋を結束する上段結束ステップと
を備え、
前記鉄筋は、下段部、前記下段部の両端部からその延在方向の外方に膨らむように上方に向かって半円状に延出する湾曲部、及び先端部が互いに近づくように前記湾曲部の上端部から延出し、かつ前記先端部間に開口を画定する１対の上段部を有するループ筋と、前記ループ筋の前記開口を塞ぐように１対の前記上段部に重ねて配置される第１鉄筋と、前記ループ筋の前記下段部に交差して結束される第２鉄筋と、前記ループ筋の前記上段部及び／又は前記第１鉄筋に交差して結束される第３鉄筋とを含み、
前記鉄筋架台は、前記ループ筋の前記下段部を支持するように構成された基部と、前記第３鉄筋を支持するように構成されたガイド部とを含み、
前記配筋ステップは、
前記鉄筋架台の前記基部に前記ループ筋を載置するステップと、
前記ループ筋の前記下段部に前記第２鉄筋を載置するステップと、
前記ループ筋の前記下段部よりも上方かつ前記上段部よりも下方に前記ガイド部を配置するステップと、
前記ガイド部に前記第３鉄筋を載置するステップと、
前記第３鉄筋を前記ループ筋の前記上段部に押し付けるように、前記ガイド部を上方に移動させるステップと、
前記第１鉄筋の両端部が前記ループ筋の１対の前記上段部に重なるように、前記第３鉄筋に前記第１鉄筋を載置するステップと
を含む、組立方法。 A method for assembling reinforcing bars arranged in two layers, one above the other,
a reinforcing bar arrangement step in which the reinforcing bar is arranged on the reinforcing bar stand by a gripping device that can be moved above the reinforcing bar stand by a robot arm body;
a lower tier binding step in which the reinforcing bars located in the lower tier are bound by a lower reinforcing bar binding device that is movable relative to the reinforcing bar frame below the reinforcing bars arranged on the reinforcing bar frame;
an upper tier binding step in which the reinforcing bars located in the upper tier are bound by an upper reinforcing bar binding device that can be moved above the reinforcing bar stand by the robot arm body,
The reinforcing bar includes a loop reinforcing bar having a lower portion, curved portions extending upward in a semicircular shape from both ends of the lower portion so as to bulge outward in the direction of extension, and a pair of upper reinforcing bars extending from the upper end of the curved portion so that their tips approach each other and defining an opening between the tips; a first reinforcing bar arranged on top of the pair of upper reinforcing bars so as to close the opening of the loop reinforcing bar; a second reinforcing bar tied across the lower reinforcing bar of the loop reinforcing bar; and a third reinforcing bar tied across the upper reinforcing bar of the loop reinforcing bar and/or the first reinforcing bar.
The reinforcing bar stand includes a base portion configured to support the lower portion of the loop reinforcing bar and a guide portion configured to support the third reinforcing bar,
The reinforcement step includes:
placing the loop reinforcement on the base of the reinforcing bar frame;
placing the second reinforcing bar on the lower portion of the loop reinforcing bar;
a step of disposing the guide portion above the lower portion of the loop reinforcement and below the upper portion of the loop reinforcement;
placing the third reinforcing bar on the guide portion;
Moving the guide portion upward so as to press the third reinforcing bar against the upper portion of the loop reinforcing bar;
An assembly method including a step of placing the first reinforcing bar on the third reinforcing bar so that both ends of the first reinforcing bar overlap the pair of upper portions of the loop reinforcing bars.
前記上筋結束装置を、設計上の結束位置の近傍に移動させるステップと、
３次元カメラで結束するべき前記鉄筋を撮影するステップと、
撮影された画像に基づいて、結束されるべき前記鉄筋の実際の位置の設計上の位置に対するずれを算出し、前記ずれが許容範囲を超えている場合には、前記上筋結束装置を結束されるべき前記鉄筋を結束できる位置に移動させるステップと
を含む、請求項４に記載の組立方法。 The upper bundling step includes:
Moving the upper reinforcement binding device to a position near the designed binding position;
Taking an image of the rebar to be bundled with a three-dimensional camera;
5. The assembly method according to claim 4, further comprising a step of calculating a deviation of the actual position of the reinforcing bar to be tied relative to the design position based on the captured image, and if the deviation exceeds an allowable range, moving the upper reinforcing bar binding device to a position where the reinforcing bar to be tied can be tied.
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