特開 2024-7598 ブラケット固定システム及びブラケット固定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024007598

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】ブラケット固定システム及びブラケット固定方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/00 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B23P19/00 301D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022108760

(22)【出願日】2022-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】000232955

【氏名又は名称】株式会社日立ビルシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】保富 アンドレ 裕二

(72)【発明者】

【氏名】松家 大介

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雅人

【テーマコード（参考）】

3C030

【Ｆターム（参考）】

3C030BC04

3C030BC16

3C030BC35

(57)【要約】

【課題】ブラケットを適切な位置に固定することができるブラケット固定システム及びブラケット固定方法を提供する。
【解決手段】ブラケット固定システム１００は、ブラケット把持装置１３と、ブラケット穴検出部１１と、作業装置１と、制御部１８と、を備えている。ブラケット穴検出部１１は、ブラケット把持装置１３に把持されたブラケット７のブラケット穴の位置を検出する。制御部１８は、作業装置１を制御し、ブラケット穴検出部１１が検出したブラケット穴に作業装置１に設けた工具２又は作業装置１が把持する固定治具５を挿入する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラケットを固定する固定対象物に対して所定の位置で把持するブラケット把持装置と、
前記ブラケット把持装置に把持された前記ブラケットのブラケット穴の位置を検出するブラケット穴検出部と、
前記固定対象物や前記ブラケットに対して作業を行う工具を有する作業装置と、
前記作業装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記作業装置を制御し、前記ブラケット穴検出部が検出した前記ブラケット穴に前記作業装置に設けた工具又は前記作業装置が把持する固定治具を挿入する
ブラケット固定システム。

【請求項2】

前記作業装置の先端部には、前記ブラケットを固定するための下穴を前記固定対象物に穿孔する穴あけ工具が着脱可能に装着され、
前記制御部は、前記作業装置を制御し、前記ブラケット穴検出部が検出した前記ブラケット穴に前記穴あけ工具を挿入する
請求項１に記載のブラケット固定システム。

【請求項3】

前記作業装置の先端部には、前記固定対象物に穿孔された下穴にアンカーボルトを打設及び締め付ける締付工具が着脱可能に装着され、
前記制御部は、前記作業装置を制御し、前記締付工具が把持する前記アンカーボルトを、前記ブラケット穴検出部が検出した前記ブラケット穴に挿入する
請求項１に記載のブラケット固定システム。

【請求項4】

前記工具又は固定治具と前記ブラケットとの接触を検出する接触判定部と、
を備えた請求項１に記載のブラケット固定システム。

【請求項5】

前記作業装置の先端部には、距離測定部が設けられ、
前記制御部は、前記距離測定部が測定した距離情報に基づいて、前記ブラケットを固定する前記固定対象物の状態を判断する
請求項４に記載のブラケット固定システム。

【請求項6】

前記接触判定部は、前記距離測定部が測定した距離情報に基づいて、前記工具又は固定治具と前記ブラケットとの接触を判定する
請求項５に記載のブラケット固定システム。

【請求項7】

前記ブラケット穴検出部は、前記作業装置の先端部に設けられたカメラである
請求項１に記載のブラケット固定システム。

【請求項8】

前記工具又は固定治具が他の部材に接触したか否かを検出する接触検出部を備えた
請求項１に記載のブラケット固定システム。

【請求項9】

前記ブラケット穴検出部は、前記接触検出部である
請求項８に記載のブラケット固定システム。

【請求項10】

ブラケットを固定する固定対象物に対して所定の位置で、ブラケット把持装置で把持する処理と、
前記ブラケット把持装置に把持された前記ブラケットのブラケット穴の位置をブラケット穴検出部で検出する処理と、
制御部により作業装置を制御し、前記ブラケット穴検出部が検出した前記ブラケット穴に前記作業装置に設けた工具又は前記作業装置が把持する固定治具を挿入する処理と、
を含むブラケット固定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラケット固定システム及びブラケット固定方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、エレベーターの昇降路内には、乗りかごや釣合おもりの移動をガイドするガイドレールが設置されている。また、ガイドレールを昇降路に固定するために、まず昇降路の壁面に下穴を穿孔し、その下穴にアンカーボルトを挿入する。そして、アンカーボルトを用いてレールブラケットを壁面に固定し、このレールブラケットにガイドレールを固定している。

【0003】

また、アンカーボルトを挿入するための下穴の穿孔作業やアンカーボルトの挿入作業は、作業者が昇降路内に設けられた作業床上で行われていた。この作業は労力と工期を要するだけでなく、高所作業となるので、危険も伴う。

【0004】

また、特許文献１には、装置を用いてブラケットを固定する技術が記載されている。特許文献１には、ベースに移動自在に搭載されたドリル及びねじ締機と、ベースを壁面方向に駆動するベース駆動部と、ベースに設けられドリル及びねじ締機を個別に駆動する駆動機構と、この駆動機構とベース駆動部を制御する制御装置を備えることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７－１５１１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、ガイドレールの下端を基準にアンカーボルトを取り付ける位置を決定していた。また、ガイドレールは、自重や製造時の寸法誤差により変形する場合がある。その結果、特許文献１に記載された技術では、アンカーボルトを適切な位置に打設することができず、ブラケットを適切な位置に固定することができない、という問題を有していた。

【0007】

本目的は、上記の問題点を考慮し、ブラケットを適切な位置に固定することができるブラケット固定システム及びブラケット固定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決し、目的を達成するため、ブラケット固定システムは、ブラケットを固定する固定対象物に対して所定の位置で把持するブラケット把持装置と、ブラケット穴検出部と、作業装置と、制御部と、を備えている。ブラケット穴検出部は、ブラケット把持装置に把持されたブラケットのブラケット穴の位置を検出する。作業装置は、固定対象物やブラケットに対して作業を行う工具を有する。制御部は、作業装置を制御する。そして、制御部は、作業装置を制御し、ブラケット穴検出部が検出したブラケット穴に作業装置に設けた工具又は作業装置が把持する固定治具を挿入する。

【0009】

また、ブラケット固定方法は、以下（１）から（３）に示す処理を含む。
（１）ブラケットを固定する固定対象物に対して所定の位置で、ブラケット把持装置で把持する処理。
（２）ブラケット把持装置に把持されたブラケットのブラケット穴の位置をブラケット穴検出部で検出する処理。
（３）制御部により作業装置を制御し、ブラケット穴検出部が検出したブラケット穴に作業装置に設けた工具又は作業装置が把持する固定治具を挿入する処理。

【発明の効果】

【0010】

上記構成のブラケット固定システム及びブラケット固定方法によれば、ブラケットを適切な位置に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムの全体構成を示す正面図である。

【図2】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムの全体構成を示す上面図である。

【図3】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける昇降路の壁への下穴の穴あけ作業を示すフローチャートである。

【図4】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける穴あけ作業時における穴あけ工具がブラケットに接触した状態を示す図である。

【図5】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける接触解除動作の一例を示す説明図である。

【図6】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける接触解除動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおけるアンカーボルトの打設及びナットの締め付け作業を示すフローチャートである。

【図8】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける下穴探索動作の一例を示す説明図である。

【図9】第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおける下穴探索動作の一例を示すフローチャートである。

【図10】ブラケット固定システムにおける接触判定部の変形例を示す図である。

【図11】ブラケット固定システムにおける接触判定部の変形例を示す回路図である。

【図12】第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムの全体構成を示す正面図である。

【図13】第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムの全体構成を示す上面図である。

【図14】第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムにおけるブラケット固定作業の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施の形態例にかかるブラケット固定システム及びブラケット固定方法について、図１～図１４を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

【0013】

１．第１の実施の形態例
１－１．ブラケット固定システムの構成例
まず、第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる据付装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
図１及び図２は、本例のブラケット固定システムを示す概略構成図である。

【0014】

図１及び図２に示すブラケット固定システム１００は、エレベーターのガイドレールを固定するためのレールブラケット（以下、単に「ブラケット」という）を昇降路１２０１の固定対象物の一例を示す壁６に固定する装置である。

【0015】

ブラケット固定システム１００は、作業装置の一例を示すロボットアーム１と、穴あけ工具２と、締付工具３と、ツールスタンド４と、接触検出部８と、接触判定部９と、距離測定部１０と、カメラ１１と、を有している。また、ブラケット固定システム１００は、ブラケット把持部１２と、ブラケット把持装置１３と、ブラケットスタンド１４と、アンカーボルトスタンド１５と、作業床１６と、制御部１８と、を有している。また、ロボットアーム１及びツールスタンド４、ブラケット把持装置１３、ブラケットスタンド１４、アンカーボルトスタンド１５は、昇降路１２０１に設置された作業床１６に設置される。

【0016】

ブラケットスタンド１４には、ブラケット７が載置されており、アンカーボルトスタンド１５には、アンカーボルト５が載置されている。そして、ブラケットスタンド１４は、後述するブラケット把持装置１３にブラケット７を供給する。また、アンカーボルトスタンド１５は、後述するロボットアーム１にアンカーボルト５を供給する。

【0017】

ロボットアーム１は、例えば、複数の間接を有するロボットであり、例えば、６軸自由度を有する垂直多関節ロボットである。また、ロボットアーム１は、昇降路１２０１にアンカーボルト５を差し込むための下穴８１（図８参照）を穿孔すると共に、ナットによりアンカーボルト５をブラケット７に締結固定する作業を行う。

【0018】

ロボットアーム１の先端部には、接触検出部８及び接触判定部９、距離測定部１０、カメラ１１が設けられている。また、ロボットアーム１の先端部には、穴あけ工具２と締付工具３が着脱可能に装着される。穴あけ工具２及び締付工具３は、使用していないとき、すなわちロボットアーム１に装着されていないときは、ツールスタンド４に保持される。

【0019】

締付工具３は、固定治具の一例を示すアンカーボルト５の把持や打設、さらにアンカーボルト５の締付をできる工具である。締付工具３は、把持及び打設、締付動作を実現するために、例えば、打設動作と回転動作を切替可能なドリル系の駆動部を有している。また、締付工具３は、電磁石でアンカーボルト５の把持や解放できるソケットを有している。さらに、締付工具３は、締付トルクの測定ができる。これにより、ロボットアーム１が所定の締付トルクでアンカーボルト５のナットを締め付けることができる。

【0020】

接触検出部８は、例えば、ロボットアーム１の先端部に加わる荷重やモーメントを検出する力覚センサである。そして、接触検出部８は、穴あけ工具２やアンカーボルト５が昇降路１２０１の壁６やブラケット７に接触したか否かを検出する。接触判定部９は、穴あけ工具２やアンカーボルト５が接触した物体がブラケット７か否かを判定する。距離測定部１０は、ロボットアーム１の先端部と壁６との距離を測定する。

【0021】

ブラケット穴検出部の一例を示すカメラ１１は、作業を行うロボットアーム１の先端部や、ブラケット７を撮影する。また、カメラ１１は、後述するブラケット把持装置１３で把持されたブラケット７のブラケット穴１７を撮影し、ブラケット穴１７の位置を検出する。

【0022】

接触検出部８及び接触判定部９、距離測定部１０、カメラ１１が取得した情報は、制御部１８に出力される。制御部１８は、ロボットアーム１及びブラケット把持装置１３の動作を制御する。なお、接触判定部９をロボットアーム１の先端部に設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、接触判定部９を制御部１８に搭載してもよい。

【0023】

ブラケット把持装置１３は、ロボットアーム１と同様に、例えば、複数の間接を有するロボットであり、例えば、６軸自由度を有する垂直多関節ロボットである。ブラケット把持装置１３の先端部には、ブラケット把持部１２が取り付けられている。ブラケット把持部１２は、ブラケット７を把持する。ブラケット把持部１２は、例えば、電磁力によりブラケット７を表面に貼り付けるマグネットグリッパである。なお、ブラケット把持部１２としては、空気圧を利用した２本の指や、吸着グリッパなどのその他各種の把持機構を適用してもよい。

【0024】

１－２．ブラケット固定システムの動作例
次に、上述した構成を有するブラケット固定システムの動作例について図３から図８を参照して説明する。
［下穴の穴あけ作業］
まず、図３及び図４を参照してアンカーボルト５を挿入するための下穴の穴あけ作業について説明する。図３は、穴あけ作業を示すフローチャート、図４は、穴あけ工具２がブラケット７に接触した状態を示す図である。

【0025】

まず、制御部１８は、ブラケット把持装置１３を制御し、ブラケット把持部１２によりブラケット７を把持する（ステップＳ３００）。次に、ロボットアーム１の先端部に設けた距離測定部１０によってブラケット７における固定位置の壁６の傾きや状況を確認する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１での確認作業は、ブラケット７を正しく固定できないような段差や穴がないかを確認する。

【0026】

また、ステップＳ３０１の確認作業は、例えば、ロボットアーム１の先端部を壁６の面をなす面内において、壁６の手前において少なくとも３つの非整列点に移動させて、距離測定部１０でロボットアーム１の先端部と壁６の距離を測定する。そして、この３点の距離を比較することで行われる。なお、３点の距離が大きく異なる場合、制御部１８は、壁６に段差や穴があると判断する。

【0027】

次に、制御部１８は、壁６に段差があるか否か、すなわち大きく異なる距離が検出されたか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の処理において、壁６に段差がある、すなわち大きく異なる距離が検出されたと判断した場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ判定）、制御部１８は、ブラケット７の固定位置である壁６に段差や不備が存在すると判断する。そして、制御部１８は、新しいブラケット７の固定位置を取得し（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０１の処理に戻る。

【0028】

これに対して、ステップＳ３０２の処理において、壁６に段差がない、すなわち大きく異なる距離が検出されないと判断した場合（ステップＳ３０２のＮｏ判定）、ブラケット７を対象固定位置に移動させ、ブラケット７を壁６に押し付ける（ステップＳ３０４）。すなわち、制御部１８は、ステップＳ３０１に測定した距離情報に基づいて、壁６の向きを推定する。次に、制御部１８は、ブラケット把持装置１３を制御し、ブラケット７を壁６の向きに合わせながら、壁６の面にブラケット７の面を完全に接触させる。これにより、ブラケット７が、壁６における目標位置まで移動する。

【0029】

次に、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、ロボットアーム１の先端部に設けたカメラ１１をブラケット７の対象固定位置までアプローチ（移動）させる（ステップＳ３０５）。具体的には、カメラ１１をブラケット７の対象固定位置であるブラケット穴１７（図５参照）の近傍まで移動させる。

【0030】

そして、カメラ１１によりブラケット穴１７を撮影し、制御部１８は、カメラ１１が撮影した情報に基づいて、ブラケット穴１７の位置を検出する（ステップＳ３０６）。次に、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、ロボットアーム１の先端部に穴あけ工具２を取り付ける（ステップＳ３０７）。

【0031】

なお、ステップＳ３０６の処理において、ブラケット穴１７をロボットアーム１に設けたカメラ１１で検出する例を説明したが、ブラケット穴検出部は、カメラ１１に限定されるものではない。例えば、接触検出部８が、ブラケット穴検出部として作用し、後述するブラケット穴１７の探索動作を行うことで、ブラケット穴１７を検出してもよい。また、制御部１８がブラケット穴検出部として作用し、ブラケット７を把持するブラケット把持装置１３の姿勢からブラケット穴１７を検出（推定）してもよい。このように、ブラケット穴１７を検出する方法は、その他各種の方法が適用できるものである。

【0032】

次に、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、穴あけ工具２を、ステップＳ３０６で検出したブラケット穴１７にアプローチ（接近）させる（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０７の処理の間、制御部１８は、接触検出部８により穴あけ工具２の接触を確認する（ステップＳ３０９）。そして、制御部１８は、接触検出部８からの情報に基づいて、穴あけ工具２が接触したか否かを判断する（ステップＳ３１０）。

【0033】

ステップＳ３１０の処理において、穴あけ工具２が接触していないと判断した場合（ステップＳ３１０のＮｏ判定）、制御部１８は、ステップＳ３０８及びステップＳ３０９を継続させる。また、ステップＳ３１０の処理において、穴あけ工具２が接触したと判断した場合（ステップＳ３１０のＹｅｓ判定）、接触判定部９は、接触した部材がブラケット７か否かを判断する（ステップＳ３１１）。

【0034】

ステップＳ３１１の処理において、ブラケット７との接触ではないと判断した場合（ステップＳ３１１のＮｏ判定）、制御部１８は、穴あけ工具２がブラケット穴１７を通過したと予測する。そして、制御部１８は、ロボットアーム１及び穴あけ工具２を制御し、穴あけ作業を実行する（ステップＳ３１３）。

【0035】

また、ステップＳ３１１の処理において、ブラケット７との接触であると判断した場合（ステップＳ３１１のＹｅｓ判定）、制御部１８は、ブラケット７との接触解除動作を実行する（ステップＳ３１２）、ステップＳ３１２に示す接触解除動作は、ブラケット穴１７の探索動作が実行され、ブラケット穴１７を発見する。そして、ブラケット穴１７を発見したら、制御部１８は、ロボットアーム１及び穴あけ工具２を制御し、穴あけ作業を実行する（ステップＳ３１３）。なお、ブラケット穴１７の探索動作の詳細については、後述する。

【0036】

ここで、ステップＳ３１１における穴あけ工具２の接触がブラケット７か否かを判断方法について図４を参照して説明する。
まず、図４に示すように、距離測定部１０から壁６及びブラケット７に向けて距離測定用のレーザ光４１を照射し、距離測定部１０により距離を測定する。そして、接触判定部９は、距離測定部１０からの情報に基づいて、距離測定部１０の先端部から壁６までの第１距離（ｄ＿_{ｓｅｎｓｏｒ}）を確認する。また、図４に示すように、接触判定部９は、距離測定部１０の先端から穴あけ工具２の先端までの第２距離（Ｌ＿_{ｓｅｎｓｏｒ－ｄｒｉｌｌ}）を確認する。そして、接触判定部９は、下記式１に示すように、第１距離から第２距離を引くことで、穴あけ工具２の先端から壁６までの第３距離（ｄ＿_{ｄｒｉｌｌ－ｗａｌｌ}）を求める。
［式１］
ｄ＿_{ｄｒｉｌｌ－ｗａｌｌ}＝ｄ＿_{ｓｅｎｓｏｒ}－Ｌ＿_{ｓｅｎｓｏｒ－ｄｒｉｌｌ}

【0037】

第３距離ｄ＿_{ｄｒｉｌｌ－ｗａｌl}がゼロより大きい場合、接触判定部９は、穴あけ工具２の接触はブラケット７との接触だと判定する。また、第３距離ｄ＿_{ｄｒｉｌｌ－ｗａｌｌ}がゼロと近い場合、接触判定部９は、穴あけ工具２の接触は壁６との接触だと判定する。上述した方法は、穴あけ工具２がすでにブラケット穴１７に近いことを考慮しているため、壁６との接触は、穴あけ工具２の先端がブラケット穴１７の中にある場合のみとなる。

【0038】

ステップＳ３１３による穴あけ作業を実行し、制御部１８は、下穴８１の深さが所定の深さに到達したか否かを判断する（ステップＳ３１４）。ステップＳ３１４の処理において、所定の深さに到達したと判断した場合（ステップＳ３１４のＹｅｓ判定）、制御部１８は、ロボットアーム１を初期位置に戻し（ステップＳ３１６）、穴あけ作業を終了する。

【0039】

また、ステップＳ３１４の処理において、所定の深さに到達していないと判断した場合（ステップＳ３１４のＮｏ判定）、制御部１８は、接触検出部８からの情報に基づいて、鉄筋を検出したか否かを判断する（ステップＳ３１５）。すなわち、穴あけ工具２に加わる力が閾値を超えた力を検出した場合、鉄筋が穴あけ工具２に接触したと判断する。

【0040】

ステップＳ３１５の処理において、鉄筋を検出したと判断した場合（ステップＳ３１５のＹｅｓ判定）、ステップＳ３０３の処理に戻り、別のブラケット７の固定位置を取得する。また、ステップＳ３１５の処理において、鉄筋を検出していないと判断した場合（ステップＳ３１５のＮｏ判定）、ステップＳ３１３の処理に戻り、穴あけ作業を継続させる。

【0041】

このように、本例のブラケット固定システム１００によれば、ブラケット７のブラケット穴１７を基準に下穴を穿孔している。これにより、後述するアンカーボルト５を打設作業時に壁６に形成された下穴とブラケット穴１７の位置がずれることを防止することができる。その結果、ブラケット７を固定対象物である壁６の適切な位置に固定することができる。

【0042】

［接触解除動作］
次に、ステップＳ３１２に示す接触解除動作の一例について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、接触解除動作の一例を示す説明図、図６は、接触解除動作を示すフローチャートである。

【0043】

図６に示すように、まず制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、穴あけ工具２をらせん軌道で動かす（ステップＳ６０１）。これにより、図５に示すように、穴あけ工具２は、ブラケット７の表面上を初期接触位置５１かららせん状軌道５２に沿って移動する。

【0044】

次に、穴あけ工具２を移動させている間、接触検出部８からの情報に基づいて、制御部１８は、接触が解除されたか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２の処理において、接触していると判断した場合（ステップＳ６０２のＮｏ判定）、ステップＳ６０１の処理を継続させる。また、ステップＳ６０２の処理において、接触が解除されたと判断した場合（ステップＳ６０２のＹｅｓ判定）、制御部１８は、穴あけ工具２が図５に示すブラケット穴１７を臨む位置５３にあると判断する。そして、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、穴あけ工具２を壁方向にむけて移動させる（ステップＳ６０３）。

【0045】

次に、制御部１８は、接触検出部８により穴あけ工具２の接触を確認する（ステップ６０４）。ステップＳ６０４の処理において、穴あけ工具２が接触していないと判断した場合（ステップＳ６０４のＮｏ判定）、ステップＳ６０３の処理を継続させる。また、ステップＳ６０４の処理において、穴あけ工具２が接触したと判断した場合（ステップＳ６０４のＹＥＳ判定）、制御部１８は、接触した部材がブラケット７か否かを判断する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０５の処理において、接触した部材がブラケット７であると判断した場合（ステップＳ６０５のＹｅｓ判定）、ステップＳ６０１の処理に戻り、接触解除動作を再度行う。

【0046】

また、ステップＳ６０５の処理において、接触した部材がブラケット７ではないと判断した場合（ステップＳ６０５のＮｏ判定）、制御部１８は、穴あけ工具２がブラケット穴１７を通過して、壁６に到達したと判断する。これにより、接触解除動作が完了する。

【0047】

［アンカーボルトの打設及びナットの締め付け作業］
次に、図７を参照して、アンカーボルトの打設及びナットの締め付け作業例について説明する。
図７は、アンカーボルトの打設及びナットの締め付け作業の一例を示すフローチャートである。

【0048】

まず、図７に示すように、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、カメラ１１を以前検出したブラケット穴１７の位置まで移動させ、上述した作業で穿孔した下穴８１を検出する（ステップＳ７００）。この間、ブラケット７は、ブラケット把持装置１３によって対象固定位置に保持されている。

【0049】

次に、ロボットアーム１の先端部から穴あけ工具２を取り外し、先端部に締付工具３を装着する（ステップ７０１）。なお、ステップＳ７０１の処理は、ステップＳ７００の処理、すなわち下穴８１の検出の前に行ってもよい。

【0050】

次に、締付工具３によりアンカーボルト５を把持し（ステップＳ７０２）、ロボットアーム１は、アンカーボルト５を検出した下穴８１の近傍まで移動させる（ステップＳ７０３）。その間、制御部１８は、接触検出部８からの情報に基づいて、アンカーボルト５の接触を確認する（ステップＳ７０４）。そして、制御部１８は、接触検出部８からの情報に基づいて、アンカーボルト５が接触したか否かを判断する（ステップＳ７０５）。

【0051】

ステップＳ７０５の処理において、アンカーボルト５が接触していないと判断した場合（ステップＳ７０５のＮｏ判定）、制御部１８は、所定の移動量に到達したか否かを判断する（ステップＳ７０６）。ステップＳ７０６の処理において、所定の移動量に到達していないと判断した場合（ステップＳ７０６のＮｏ判定）、ステップＳ７０３の処理に戻り、アンカーボルト５の移動を継続させる。また、ステップＳ７０６の処理において、所定の移動量に到達したと判断した場合（ステップＳ７０６のＹｅｓ判定）、後述するステップＳ７１０の処理に移行する。

【0052】

また、ステップＳ７０５の処理において、アンカーボルト５が接触したと判断した場合（ステップＳ７０５のＹｅｓ判定）、接触判定部９は、接触した部材がブラケット７か否かを判断する（ステップＳ７０７）。

【0053】

ステップＳ７０７の処理では、下記式２に示すように、距離測定部１０の先端とアンカーボルト５の先端との第４距離（Ｌ＿_{ｓｅｎｓｏｒ－ａｎｃｈｏｒ}）から、第１距離（ｄ＿_{ｓｅｎｓｏｒ}）を引くことで、アンカーボルト５から壁６までの第５距離（ｄ＿_{ａｎｃｈｏｒ－ｗａｌｌ}）を求める。
［式２］
ｄ＿_{ａｎｃｈｏｒ－ｗａｌｌ}＝ｄ＿_{ｓｅｎｓｏｒ}－Ｌ＿_{ｓｅｎｓｏｒ－ａｎｃｈｏｒ}

【0054】

そして、接触判定部９は、第５距離ｄ＿_{ａｎｃｈｏｒ－ｗａｌｌ}がゼロ以下であるか否かを確認する。そして、第５距離ｄ＿_{ａｎｃｈｏｒ－ｗａｌｌ}がゼロ以下である場合には、アンカーボルト５が下穴８１に到達したと判断する。

【0055】

ステップＳ７０７の処理において、接触した部材がブラケット７ではないと判断した場合（ステップＳ７０７のＮｏ判定）、アンカーボルト５は、ブラケット穴１７を通過したと判断する。そして、後述するステップＳ７１０の処理に移行する。

【0056】

また、ステップＳ７０７の処理において、接触した部材がブラケット７であると判断した場合、制御部１８は、ブラケット接触解除動作を実行する（ステップＳ７０８）。なお、ステップＳ７０８のブラケット接触解除動作は、上述した図５及び図６に示す動作と同様であるため、その説明は省略する。

【0057】

ステップ７０８の解除動作が完了すると、制御部１８は、アンカーボルト５が下穴８１に挿入されたか否かを判断する（ステップＳ７０９）。ステップＳ７０９の処理において、アンカーボルト５が下穴８１に挿入されていないと判断した場合（ステップＳ７０９のＮｏ判定）、制御部１８は、下穴探索動作を実行する（ステップＳ７１０）。なお、下穴探索動作の詳細については、後述する。そして、ステップＳ７１０の処理により、下穴８１の探索が完了すると、ステップＳ７１１の処理に移行する。

【0058】

また、ステップＳ７０９の処理において、アンカーボルト５が下穴８１に挿入されたと判断した場合（ステップＳ７０９のＹｅｓ判定）、制御部１８は、締付工具３を制御し、アンカーボルト５の打設作業を実行する（ステップＳ７１１）。

【0059】

次に、制御部１８は、アンカーボルト５の打設が所定の深さまで到達したか否かを判断する（ステップＳ７１２）。ステップＳ７１２の処理において、アンカーボルト５が所定の深さまで到達していないと判断した場合（ステップＳ７１２のＮｏ判定）、ステップＳ７１１の処理、すなわちアンカーボルト５の打設作業を継続させる。

【0060】

また、アンカーボルト５が所定の深さまで到達したと判断した場合（ステップＳ７１２のＹｅｓ判定）、アンカーボルト５のナットを締め付けるために、締付工具３のソケットを回転させる（ステップＳ７１３）。そして、制御部１８は、締付工具３の締付トルクが所定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ７１４）。ステップＳ７１４の処理において、所定値に未到達の場合（ステップＳ７１４のＮｏ判定）、ステップＳ７１３の締付け作業を継続させる。

【0061】

また、ステップＳ７１４の処理において所定値に到達したと判断した場合（ステップＳ７１４のＹｅｓ判定）、締付け作業を終了し、制御部１８は、ロボットアーム１を初期位置に戻し（ステップＳ７１５）、アンカーボルト５の打設及びナットの締め付け作業を終了する。これにより、ブラケット７を固定対象物である壁６の適切な位置に固定することができる。

【0062】

また、本例のブラケット固定システム１００によれば、ブラケット７のブラケット穴１７を基準に下穴８１を穿孔し、アンカーボルト５を打設している。そのため、ガイドレールが変形した場合や、下穴８１を穿孔する位置に鉄筋や段差が見つかった場合でも、ブラケット７を固定する位置を適切に変更することができる。そして、ブラケット７を固定する位置が変更しても、適切な位置に下穴８１を穿孔し、アンカーボルト５を打設することができる。このように、本例のブラケット固定システム１００によれば、ブラケット７の固定位置の変更の自由度を高めることができる。

【0063】

［下穴探索動作］
次に、ステップＳ７１０に示す下穴探索動作の一例について図８及び図９を参照して説明する。
図８は、下穴探索動作の一例を示す説明図、図９は、下穴探索動作を示すフローチャートである。

【0064】

ここで、昇降路１２０１の壁６は、一般的にコンクリートで形成されている。そして、コンクリートの摩擦係数は、ブラケット７の摩擦係数よりも大きいため、アンカーボルト５を壁６の面上で滑らすことが困難である。そのため、下穴８１を探索する際は、図５及び図６に示すようにアンカーボルト５をらせん状に移動させる方法を適用することが困難である。そのため、下穴８１の探索には図８及び図９に示す方法が用いられる。

【0065】

まず、図９に示すように、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、アンカーボルト５を壁６に向けて移動させる（ステップＳ９０１）。次に、接触検出部８からの情報にもとづいて、制御部１８は、アンカーボルト５が接触したか否かを判断する（ステップＳ９０２）。

【0066】

ステップＳ９０２の処理において、接触を検出しない場合（ステップＳ９０２のＮｏ判定）、制御部１８は、所定の移動量に到達したか否かを判断する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３の処理において、所定の移動量に到達していないと判断した場合（ステップＳ９０３のＮｏ判定）、ステップＳ９０１の処理に戻り、アンカーボルト５の移動を継続させる。また、ステップＳ９０３の処理において、所定の移動量に到達したと判断した場合（ステップＳ９０３のＹｅｓ判定）、制御部１８は、アンカーボルト５が下穴８１に挿入されたと判断し、下穴の探索処理を終了する。

【0067】

また、ステップＳ９０２の処理において、アンカーボルト５が接触したと判断した場合（ステップＳ９０２のＹｅｓ判定）、アンカーボルト５が下穴８１に挿入されていないことを意味する。その場合、制御部１８は、接触検出部８が検出したアンカーボルト５にかかるモーメント８２により穴探索方向８３を推定する（ステップＳ９０４）。次に、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、アンカーボルト５が壁６と接触しなくなる位置まで後退させる（ステップＳ９０５）。

【0068】

次に、制御部１８は、ロボットアーム１を制御し、アンカーボルト５をステップＳ９０４で推定した穴探索方向８３に向けて所定のステップ値で移動させる（ステップＳ９０６）。これにより、図８に示すように、アンカーボルト５は、初期先端位置８４から新しい穴探索位置８５に移動する。次に、ステップＳ９０１の処理に戻り、アンカーボルト５を再度壁６に向かって移動させる。そして、ステップＳ９０１からステップＳ９０６の処理を繰り返すことで、下穴８１にアンカーボルト５を挿入することができる。これにより、下穴探索動作が終了する。

【0069】

１－３．接触判定部の変形例
次に、図１０及び図１１を参照して接触判定部の変形例について説明する。
図１０は、接触判定部の変形例を示す図、図１１は、接触判定部の変形例を示す回路図である。

【0070】

図１０に示すように、ロボットアーム１の先端部には、接触判定部９Ａが設けられている。また、ロボットアーム１の先端部には、穴あけ工具２が装着される。穴あけ工具２は、金属製のドリルビット１０２を有している、ドリルビット１０２と接触判定部９Ａは、２つの電極１０１により接続されている。そして、接触判定部９Ａは、２つの電極１０１によりドリルビット１０２のインピーダンスを測定する。

【0071】

ここで、ブラケット７も金属製であるため、ドリルビット１０２がブラケット７に接触すると、ドリルビット１０２のインピーダンスには、ブラケット７のインピーダンスが加算される。そのため、接触判定部９Ａは、このインピーダンスの変化によりドリルビット１０２がブラケット７に接触したことを推定（判定）することができる。

【0072】

図１１に示すように、接触判定部９Ａは、電源１１１と、抵抗１１２と、電圧測定部１１３（例えば、マイクロコントローラ）により構成されている。そして、接触判定部９Ａは、電圧測定部１１３で抵抗１１２を通してかかる電圧の差を測定する。これにより、接触判定部９Ａは、ドリルビット１０２のブラケット７への接触状態を推定することができる。

【0073】

なお、図１０及び図１１に示す例では、穴あけ工具２のドリルビット１０２がブラケット７に接触したか否かを検出する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、締付工具３に把持されたアンカーボルト５がブラケット７に接触したか否かを、上述した接触判定部９Ａで判定してもよい。なお、この場合、電極１０１は、アンカーボルト５に接続される。

【0074】

上述したような接触判定部９Ａを用いることで、穴あけ工具２やアンカーボルト５におけるブラケット７との接触判定をより正確に行うことができる。

【0075】

２．第２の実施の形態例
次に、図１２から図１４を参照して第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムについて説明する。
図１２及び図１３は、第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムを示す概略構成図、図１４は、第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システムの動作例を示すフローチャートである。

【0076】

この第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００Ｂが、第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００と異なる点は、作業床の構成である。そのため、ここでは作業床について説明し、第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0077】

図１２及び図１３に示すように、ブラケット固定システム１００Ｂは、ロボットアーム１と、穴あけ工具２と、締付工具３と、ツールスタンド４と、接触検出部８と、接触判定部９と、距離測定部１０と、カメラ１１と、を有している。また、ブラケット固定システム１００Ｂは、ブラケット把持部１２と、ブラケット把持装置１３と、ブラケットスタンド１４と、アンカーボルトスタンド１５と、作業床１２１と、制御部１８と、を有している。さらに、ブラケット固定システム１００Ｂは、揚重機１２３と、複数の伸縮機構１２４とを有している。

【0078】

作業床１２１は、昇降路１２０１内に設置されている。また、揚重機１２３は、昇降路１２０１の頂部に設置されている。そして、作業床１２１は、ロープ１２２を介して揚重機１２３に昇降路１２０１内に吊り下げられている。揚重機１２３を駆動することで、作業床１２１は、昇降路１２０１内を昇降移動する。

【0079】

図１３に示すように、作業床１２１の四隅には、伸縮機構１２４が設置されている。伸縮機構１２４は、例えば、リニアアクチュエータにより構成され、伸縮可能に形成されている。そして、伸縮機構１２４が伸びることで、昇降路１２０１の壁６に接触する。すなわち、伸縮機構１２４が壁６に突っ張ることで、作業床１２１は、昇降路１２０１内の所定の位置で固定される。その結果、ロボットアーム１やブラケット把持装置１３が作業する際に、作業床１２１が振動したり、変位したりすることを防止できる。

【0080】

次に、図１４を参照して上述した構成を有するブラケット固定システム１００Ｂの動作例について説明する。
図１４に示すように、まず制御部１８は、揚重機１２３を駆動し、作業床１２１を所定の高さまで上昇させる（ステップＳ１４０１）。次に、伸縮機構１２４を伸ばし、壁６に接触させて、作業床１２１を所定の高さで固定する（ステップＳ１４０２）。

【0081】

そして、ロボットアーム１やブラケット把持装置１３を駆動し、壁６に対して所定の位置にブラケット７を固定する作業を実施する（ステップＳ１４０３）。なお、ステップＳ１４０３におけるブラケット７の固定作業は、第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００による固定作業と同様であるため、その説明は省略する。

【0082】

所定の高さでのブラケット７の固定作業が終了すると、制御部１８は、伸縮機構１２４を縮ませ、壁６と作業床１２１との固定を解除する（ステップＳ１４０４）。次に、制御部１８は、全ての階でのブラケット７の固定作業が完了したか否かを判断する（ステップＳ１４０５）。ステップＳ１４０５の処理において、ブラケット７の固定作業が完了していない階があると判断した場合（ステップＳ１４０５のＮｏ判定）、ステップＳ１４０１の処理に戻り、作業床１２１の次の高さまで移動させる。

【0083】

また、ステップＳ１４０５の処理において、全ての階でのブラケット７の固定作業が完了したと判断した場合（ステップＳ１４０５のＹｅｓ判定）、ブラケット固定システム１００Ｂの動作が完了する。

【0084】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００と同様であるため、それらの説明は省略する、このような構成を有する第２の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００Ｂにおいても、上述した第１の実施の形態例にかかるブラケット固定システム１００と同様の作用効果を得ることができる。

【0085】

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0086】

また、上述した実施の形態例では、作業装置及びブラケット把持装置１３として、多関節ロボットを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、リニアアクチュエータ等その他各種の装置を適用してもよい。

【0087】

また、上述した実施の形態例では、エレベーターのガイドレールを固定するレールブラケットを固定する例を説明したが、これに限定されるものではない。本例のブラケット固定システム及びブラケット固定方法は、例えば、ドアハンガーや、ドアハンガーを固定するハンガーブラケット等その他各種のブラケットの固定に適用できるものである。

【0088】

さらに、ブラケット固定システム及びブラケット固定方法としては、エレベーターに限定されるものではなく、例えば、原子炉内等の人が入り込めない場所でブラケットを固定する作業等その他各種の作業に適用できるものである。

【符号の説明】

【0089】

１…ロボットアーム（作業装置）、 ２…穴あけ工具、 ３…締付工具、 ４…ツールスタンド、 ５…アンカーボルト（固定治具）、 ６…壁（固定対象物）、 ７…ブラケット、 ８…接触検出部、 ９、９Ａ…接触判定部、 １０…距離測定部、 １１…カメラ（ブラケット穴検出部）、 １２…ブラケット把持部、 １３…ブラケット把持装置、 １４…ブラケットスタンド、 １５…アンカーボルトスタンド、 １６、１２１…作業床、 １７…ブラケット穴、 ８１…下穴、 １００、１００Ｂ…ブラケット固定システム、 １２３…揚重機、 １２４…伸縮機構、 １２０１ 昇降路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】