特許 7332410 鉄筋組立システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】鉄筋組立システム

(51)【国際特許分類】

   B21F 15/06 20060101AFI20230816BHJP

   E04C 5/16 20060101ALI20230816BHJP

   B21F 23/00 20060101ALI20230816BHJP

   E04G 21/12 20060101ALN20230816BHJP

【ＦＩ】

B21F15/06

E04C5/16

B21F23/00 D

E04G21/12 105A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019175567

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021049567

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-05-27

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）掲載日：令和１年５月１５日、掲載アドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｍｃｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｏｐｉｃｓ／２０１９／０５１５１３００／ （２）発行者名：株式会社日経ＢＰ、刊行物名：日経コンストラクション、号数：第７１７号、発行日：令和１年８月１２日

(73)【特許権者】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506311068

【氏名又は名称】株式会社アビリカ

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村田 宣幸

(72)【発明者】

【氏名】竹之井 勇

(72)【発明者】

【氏名】水田 武利

(72)【発明者】

【氏名】山下 剛

(72)【発明者】

【氏名】中村 宣芳

【審査官】堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１６９２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４８９３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｆ １５／０６

Ｅ０４Ｃ ５／１６

Ｂ２１Ｆ ２３／００

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物用の鉄筋組立システムであって、
組立鉄筋用コンベアと、
鉄筋を把持可能な把持アタッチメントと、
互いに交差する前記鉄筋を結束する結束アタッチメントと、
基端側が不動であり、遊端側に前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントを選択的に取り付け可能なロボットアーム本体であって、前記把持アタッチメントが取り付けられた状態で前記鉄筋を前記組立鉄筋用コンベア上に配置し、前記結束アタッチメントが取り付けられた状態で前記組立鉄筋用コンベア上で互いに交差する前記鉄筋を結束するように構成された該ロボットアーム本体と、
を備え、
前記組立鉄筋用コンベアは、前記ロボットアーム本体並びに前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントによる前記鉄筋の配置及び結束作業中において、前記ロボットアーム本体の移動範囲を小さくするべく、前記ロボットアーム本体に連動するように構成されることを特徴とするシステム。

【請求項2】

鉄筋組立システムであって、
組立鉄筋用コンベアと、
鉄筋を把持可能な把持アタッチメントと、
互いに交差する前記鉄筋を結束する結束アタッチメントと、
基端側が不動であり、遊端側に前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントを選択的に取り付け可能なロボットアーム本体であって、前記把持アタッチメントが取り付けられた状態で前記鉄筋を前記組立鉄筋用コンベア上に配置し、前記結束アタッチメントが取り付けられた状態で前記組立鉄筋用コンベア上で互いに交差する前記鉄筋を結束するように構成された該ロボットアーム本体と、
組み立て前の前記鉄筋を貯蔵する複数の鉄筋供給機と、
前記鉄筋供給機から供給された前記鉄筋を、前記ロボットアーム本体に取り付けられた前記把持アタッチメントが把持可能な位置まで運搬する加工鉄筋用コンベアと
を備え、
前記鉄筋は、両端部が同一の方向に曲げられたフック付き鉄筋を含み、
前記フック付き鉄筋が貯蔵された前記鉄筋供給機は、前記両端部が下方を向いた状態で前記フック付き鉄筋を運搬する運搬部と、前記運搬部で運搬された前記フック付き鉄筋の前記両端部を上方に向ける供給口とを備え、
前記供給口は、前記鉄筋をスライド移動させるレールと、前記レールをスライド移動中の前記フック付き鉄筋が前記両端部において衝突することによって、前記両端部の向きを変更させる衝突体とを備えることを特徴とするシステム。

【請求項3】

鉄筋組立システムであって、
組立鉄筋用コンベアと、
鉄筋を把持可能な把持アタッチメントと、
互いに交差する前記鉄筋を結束する結束アタッチメントと、
基端側が不動であり、遊端側に前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントを選択的に取り付け可能なロボットアーム本体であって、前記把持アタッチメントが取り付けられた状態で前記鉄筋を前記組立鉄筋用コンベア上に配置し、前記結束アタッチメントが取り付けられた状態で前記組立鉄筋用コンベア上で互いに交差する前記鉄筋を結束するように構成された該ロボットアーム本体と、
組み立て前の前記鉄筋を貯蔵する複数の鉄筋供給機と、
前記鉄筋供給機から供給された前記鉄筋を、前記ロボットアーム本体に取り付けられた前記把持アタッチメントが把持可能な位置まで運搬する加工鉄筋用コンベアと
を備え、
前記鉄筋は、両端部が同一の方向に曲げられたフック付き鉄筋を含み、
前記フック付き鉄筋が貯蔵された前記鉄筋供給機は、前記両端部が下方を向いた状態で前記フック付き鉄筋を運搬する運搬部と、前記運搬部で運搬された前記フック付き鉄筋を支持する供給口とを備え、
前記供給口は、ロータリーアクチュエーターによって前記鉄筋の前記両端部の向きを反転可能な鉄筋反転部を備えることを特徴とするシステム。

【請求項4】

前記組立鉄筋用コンベアは、前記ロボットアーム本体並びに前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントによる前記鉄筋の配置及び結束作業中において、前記ロボットアーム本体に連動するように構成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載のシステム。

【請求項5】

前記組立鉄筋用コンベアに載置されて、前記鉄筋を保持する溝を有する架台を更に備えることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、鉄筋組立システム、特に、鉄筋の配置及び結束を自動で行う鉄筋組立システムに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

例えば、特許文献１には、互いに平行に配置されかつ間隔保持線に結合された複数の鉄筋を芯材に巻き付けておき、芯材から鉄筋を引き出すことにより所定の間隔で鉄筋を配置する方法が記載されている。また、特許文献２には、結束機本体を備える自走式ロボットによって鉄筋を結束する方法が記載されている。また、特許文献３には、レールに走行可能に支持されたロボットによって、主筋に対するせん断補強筋の配置及び結束を行う方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－３７９９４号公報

【文献】特開２０１９－３９１７０号公報

【文献】特開２０１３－２０４２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の方法は、施工現場での作業時間を短縮できるが、事前に鉄筋を芯材に巻き付ける作業が必要であった。特許文献２に記載の方法では、自走式であるため結束機本体の位置が安定せず、鉄筋の結束の精度が不十分となる懸念があった。特許文献３に記載の方法では、主筋の配置を作業員が手作業で行う必要があった。

【0006】

このような問題に鑑み、本発明は、鉄筋の配置及び結束の大部分を自動化でき、鉄筋を正確に配置及び結束できる鉄筋組立システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、鉄筋組立システム（１）であって、組立鉄筋用コンベア（１１）と、鉄筋（２０，２１）を把持可能な把持アタッチメント（１３）と、互いに交差する前記鉄筋を結束する結束アタッチメント（１４）と、基端側が不動であり、遊端側に前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントを選択的に取り付け可能なロボットアーム本体（１５）であって、前記把持アタッチメントが取り付けられた状態で前記鉄筋を前記組立鉄筋用コンベア上に配置し、前記結束アタッチメントが取り付けられた状態で前記組立鉄筋用コンベア上で互いに交差する前記鉄筋を結束するように構成された該ロボットアーム本体と、を備えることを特徴とする。鉄筋組立システムは、コンクリート構造物用であり、前記組立鉄筋用コンベアは、前記ロボットアーム本体並びに前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントによる前記鉄筋の配置及び結束作業中において、前記ロボットアーム本体の移動範囲を小さくするべく、前記ロボットアーム本体に連動するように構成されると良い。

【0008】

この構成によれば、ロボットアーム本体の基端側が不動であるため、ロボットアーム本体に取り付けられた把持アタッチメント及び結束アタッチメントの座標を正確に把握できる。このため、組み立てるべき鉄筋の配置及び結束を正確に行うことができる。

【0009】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記組立鉄筋用コンベアに載置されて、前記鉄筋を保持する溝（４６）を有する架台（１２）を更に備えることを特徴とする。

【0010】

架台の溝に鉄筋が配置されることにより、配置される鉄筋の位置の正確性が向上する。

【0011】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、組み立て前の前記鉄筋を貯蔵する複数の鉄筋供給機（９，６１）と、前記鉄筋供給機から供給された前記鉄筋を、前記ロボットアーム本体に取り付けられた前記把持アタッチメントが把持可能な位置まで運搬する加工鉄筋用コンベア（１１）とを更に備えることを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、鉄筋供給機によって作業効率を上げることができ、加工鉄筋用コンベアによって、ロボットアームの動きの負担を減らすことができる。

【0013】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記鉄筋は、両端部が同一の方向に曲げられたフック付き鉄筋（２０，２１）を含み、前記フック付き鉄筋が貯蔵された前記鉄筋供給機（９）は、前記両端部が下方を向いた状態で前記フック付き鉄筋を運搬する運搬部（２４）と、前記運搬部で運搬された前記フック付き鉄筋の前記両端部を上方に向ける供給口（２５）とを備え、前記供給口は、前記鉄筋をスライド移動させるレール（３３）と、前記レールをスライド移動中の前記フック付き鉄筋が前記両端部において衝突することによって、前記両端部の向きを変更させる衝突体（３４）とを備えることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、鉄筋のフック状の両端部の向きを所定の方向に揃えることができる。

【0015】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成に代えて、前記鉄筋は、両端部が同一の方向に曲げられたフック付き鉄筋（２０，２１）を含み、前記フック付き鉄筋が貯蔵された前記鉄筋供給機（６１）は、前記両端部が下方を向いた状態で前記フック付き鉄筋を運搬する運搬部（６２）と、前記運搬部で運搬された前記フック付き鉄筋を支持する供給口（６３）とを備え、前記供給口は、ロータリーアクチュエーターによって前記鉄筋の前記両端部の向きを反転可能な鉄筋反転部（６９）を備えることを特徴とする。

【0016】

この構成によれば、鉄筋のフック状の両端部の向きを上方又は下方に揃えることができる。

【0017】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記組立鉄筋用コンベアは、前記ロボットアーム本体並びに前記把持アタッチメント及び前記結束アタッチメントによる前記鉄筋の配置及び結束作業中において、前記ロボットアーム本体に連動するように構成されたことを特徴とする。

【0018】

この構成によれば、組立鉄筋用コンベアとロボットアーム本体との連動により、ロボットアーム本体の移動距離が短くなり、ロボットアーム本体への負荷を低減できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、鉄筋の配置及び結束の大部分を自動化でき、鉄筋を正確に配置及び結束できるシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態に係る鉄筋組立システムが設置された工場を示す模式的斜視図

【図2】実施形態に係る鉄筋組立システムを示す斜視図

【図3】実施形態に係る鉄筋組立システムによって組み立てられた鉄筋を含む鉄筋コンクリート部材（Ａ：平面図、Ｂ：正面図）

【図4】実施形態に係る鉄筋組立システムによって組み立てられた鉄筋を含む鉄筋コンクリート部材の配筋図

【図5】実施形態に係る鉄筋組立システムの鉄筋供給機及び加工鉄筋用コンベアを示す正面図

【図6】実施形態に係る鉄筋組立システムの鉄筋供給機及び加工鉄筋用コンベアの変形例を示す正面図

【図7】実施形態に係る鉄筋組立システムの把持アタッチメントを示す正面図

【図8】実施形態に係る鉄筋組立システムの結束アタッチメントを示す正面図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る鉄筋組立システム１について説明する。鉄筋組立システム１は、例えば、コンクリート床版等を構成するプレキャストコンクリート部材の鉄筋の組立に用いられ、特に、鉄道用のコンクリート床版を構成する軌道スラブ８の鉄筋３（図３及び図４参照）のように、同一構造のものが多数製造されるプレキャストコンクリート部材の鉄筋の組立に好適である。軌道スラブ８上には、鉄道車両が走行するためのレールが固定される。

【0022】

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。

【0023】

鉄筋組立エリア５では、図３及び図４に示すプレキャストコンクリート部材である軌道スラブ８の鉄筋３を組み立てる。軌道スラブ８の鉄筋３は、上筋及び下筋の２段に配置される。図１に示すように、鉄筋組立エリア５は、鉄筋組立システム１が配置されて、上筋及び下筋のそれぞれの主要部が組み立てられる第１エリア５ａと、残りの鉄筋３を組み立てるとともに、上筋と下筋のフック状両端部を結束し合体させる第２エリア５ｂとを備える。

【0024】

図２は、第１エリア５ａ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９と、鉄筋供給機９から供給された鉄筋３を運搬する加工鉄筋用コンベア１０と、組立鉄筋用コンベア１１と、組立鉄筋用コンベア１１に載置された架台１２と、鉄筋３を把持可能な把持アタッチメント１３と、互いに交差する鉄筋３を結束する結束アタッチメント１４（図８参照）と、基端側が不動であり、遊端側に把持アタッチメント１３及び結束アタッチメント１４を選択的に取り付け可能なロボットアーム本体１５とを備える（図２の左方の鉄筋供給機９及び加工鉄筋用コンベア１０は図示を省略している）。ロボットアーム本体１５に、把持アタッチメント１３又は結束アタッチメント１４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、把持アタッチメント１３が取り付けられた状態において、加工鉄筋用コンベア１０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１１上の架台１２に載置し、結束アタッチメント１４が取り付けられた状態において、組立鉄筋用コンベア１１上の架台１２に支持された鉄筋３の互いに交差する部分を結束する。

【0025】

図３及び図４に示すように、軌道スラブ８は、平面視において概ね矩形の外輪郭を有し、中央で上下に貫通する開口１７と、長手方向の両端縁の中央に設けられた切欠き１８とを有し、埋め込み栓１９が設けられている。鉄筋３は、長手方向に延在する縦筋２０と、短手方向に延在する横筋２１と、開口１７及び切欠き１８の近傍に配置された補強筋２２とを含む。縦筋２０及び横筋２１は、主要部の延在方向に対して両端部の短い区間が互いに同方向に９０°曲がってフック状になったフック付き鉄筋である。図１に示すように、第１エリア５ａにおいて、上筋及び下筋のそれぞれについて、鉄筋組立システム１によって自動で縦筋２０及び横筋２１を組み立て、第２エリア５ｂにおいて作業員によって手作業で補強筋２２を追加するとともに上筋と下筋のフック状に曲がった部分を結束し合体させる。

【0026】

図５は、鉄筋供給機９及び加工鉄筋用コンベア１０を示す正面図である。鉄筋供給機９は、複数設けられており、縦筋２０及び横筋２１は、その形状（長さ）毎に互いに異なる鉄筋供給機９に貯蔵されている。鉄筋供給機９は、鉄筋３を貯蔵する貯蔵部２３と、貯蔵部２３から鉄筋３を受け取って加工鉄筋用コンベア１０に向けて運搬する運搬部２４と、運搬部２４で運搬された鉄筋３の両端部を上方に向ける供給口２５と、供給口２５で両端部の向きが変更された鉄筋３を加工鉄筋用コンベア１０に移動させる移動部２６とを備える。

【0027】

貯蔵部２３は、運搬部２４に向かって下方に傾斜し、互いに平行な１対の第１レール２７を備える。鉄筋３は、第１レール２７に直交するように第１レール２７上に載置され、自重によって運搬部２４までスライド移動する。

【0028】

運搬部２４は、互いに平行な１対の無限軌道２８を備える。無限軌道２８は、チェーン２９と、チェーン２９の外周縁から外方に突出する複数の突起３０と、チェーン２９に嵌合する１対のスプロケット３１と、スプロケット３１を回転させる動力源３２とを備える。貯蔵部２３から供給された鉄筋３は、無限軌道２８上に直交するように載置され、無限軌道２８の移動方向に沿って互いに隣り合う突起３０間に１本ずつ配置される。チェーン２９及びスプロケット３１代えて、ベルト及びプーリが使用されてもよい。

【0029】

供給口２５は、加工鉄筋用コンベア１０に向かって下方に傾斜し、互いに平行な１対の第２レール３３と、１対の第２レール３３の外側の側方かつ延在方向の下端近傍の下方に配置された衝突体３４と、１対の第２レール３３の下端に連結した保持部３５とを備える。運搬部２４から供給された鉄筋３は、第２レール３３に直交するように載置されて、自重によって加工鉄筋用コンベア１０に向かってスライド移動する。自重によって下方を向いているフック状の両端部は、衝突体３４に衝突することによって、その向きが変わる。保持部３５は、鉄筋３を下方から支持する底部３６と、底部３６の上方に位置し、鉄筋３の両端部を支持する２対の支持体３７とを備える。対をなす支持体３７は、鉄筋３の直径以上の幅で互いに離間しており、底部３６に支持された鉄筋３の両端部が上方に向くように、第２レール３３から底部３６に落とし込まれる鉄筋３のフック状の両端部をガイドする。衝突体３４及び支持体３７は、鉄筋３の延在方向に平行な軸に回りに回転可能なローラーであることが好ましい。

【0030】

移動部２６は、アーム部３８と、アーム部３８の先端に取り付けられたクランプ３９とを備える。底部３６及び支持体３７に支持された鉄筋３をクランプ３９が把持し、アーム部３８が動くことにより、鉄筋３を平行移動させて加工鉄筋用コンベア１０に載置された加工鉄筋用架台４０上に載置する。加工鉄筋用架台４０は、鉄筋３を保持する溝４１を有し、鉄筋３と溝４１を構成する壁面との摩擦力によって、鉄筋３のフック状の両端部が上方を向いた状態が維持される。

【0031】

加工鉄筋用コンベア１０及び組立鉄筋用コンベア１１は、例えば、ローラーコンベアである。加工鉄筋用コンベア１０は、鉄筋供給機９から供給された縦筋２０及び横筋２１を、把持アタッチメント１３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１１は、鉄筋３の組み立て中にロボットアーム１６に連動するとともに、ロボットアーム１６で組み立てた鉄筋３を第２エリア５ｂに運搬する。

【0032】

図６は、変形例に係る鉄筋供給機６１を示す。図５に示すものと共通の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。鉄筋供給機６１は、貯蔵部２３と、貯蔵部２３から鉄筋３を受け取って加工鉄筋用コンベア１０に向けて運搬する運搬部６２と、運搬部６２で運搬された鉄筋３の両端部の向きを変える供給口６３と、鉄筋３を加工鉄筋用コンベア１０に移動させる移動部７０～７３とを備える。

【0033】

運搬部６２は、貯蔵部２３から受け取った鉄筋３を運搬する無限軌道部６４と、無限軌道部６４から鉄筋３を１本ずつ受け取って供給口６３まで運搬する鉄筋切り出し部６５とを備える。無限軌道部６４は、突起３０（図５参照）がない点を除いて上記実施形態の運搬部２４（図５参照）と同様の構成を備える。鉄筋切り出し部６５は、全体として斜め上方に向かう階段状の固定側切り出し部６６と、階段状をなして固定側切り出し部６６に支持された鉄筋３を斜め上方に向かってスライド移動させるようにエアシリンダー等のアクチュエーター６７によって上下動する可動側切り出し部６８とを備える。固定側切り出し部６６と可動側切り出し部６８の階段状の上面は、無限軌道部６４から供給口６３に至るように、斜め上方へ向かう部分と斜め下方に向かう部分とが繰り返されて全体として斜め上方に向かっている。

【0034】

供給口６３は、鉄筋３のフック状両端部を上方に向かせるべく鉄筋３の両端部近傍に配置されたロータリーアクチュエーター等の鉄筋反転部６９を含む。なお、鉄筋３のフック状両端部を下方に向けて鉄筋３を組み立てたい場合は、鉄筋反転部６９は鉄筋３のフック状両端部を反転させずに下方に向けたままにする。

【0035】

移動部７０～７３は、鉄筋反転部６９で反転された鉄筋３を把持して姿勢を維持する鉄筋チャック７０を上端部に含むリフター７１を備え、リフター７１は、下部のリフターシリンダー７２と、リフターシリンダー７２に対して上下動する上部７３とを備える。リフター７１が鉄筋チャック７０を上下動させることにより、鉄筋３が加工鉄筋用コンベア１０に移動する。

【0036】

図７は、把持アタッチメント１３を示す正面図である。図７に示すように、把持すべき鉄筋３の長さに応じて交換できるように、複数の把持アタッチメント１３が用意されている。把持アタッチメント１３は、ロボットアーム本体１５に取り付けられる取付部４２と、鉄筋３を把持する１又は複数のクランプ４３と、取付部４２及びクランプ４３を互いに接続する連結部４４とを備える。図７（Ａ）に示す把持アタッチメント１３は、軌道スラブ８（図３及び図４参照）の長手方向の略全長に渡って延在する縦筋２０を把持するものであり、連結部４４は、把持する鉄筋３と略平行に延在する形鋼等の長尺材を含み、クランプ４３は、互いに略等間隔に４つ配置されている。図７（Ｂ）に示す把持アタッチメント１３は、軌道スラブ８（図３及び図４参照）の短手方向の略全長に渡って延在する横筋２１を把持するものであり、連結部４４は、把持する鉄筋３と略平行に延在する形鋼等の長尺材を含み、２つのクランプ４３が連結部４４の両端部に配置されている。図７（Ｃ）に示す把持アタッチメント１３は、開口１７及び切欠き１８（図３及び図４参照）の間に配置される縦筋２０や、切欠き１８及び軌道スラブ８の側縁（図３及び図４参照）の間に配置される横筋２１等の短い鉄筋３を把持するものであり、１つのクランプ４３を備える。

【0037】

工場２の床には、フレーム４５（図１参照）が立設されており、フレーム４５の天井は、組立鉄筋用コンベア１１の上方を部分的に覆っている。フレーム４５の天井に、ロボットアーム本体１５の基端側が固定されている。また、ロボットアーム本体１５は、把持アタッチメント１３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。ロボットアーム本体１５は、把持された鉄筋３が常に水平になり、遊端部分が鉛直方向を軸に回転するように制御されることが好ましい。なお、ロボットアーム本体１５の遊端部分が回転可能であることに代えて、把持アタッチメント１３の連結部４４が取付部４２に対して回転可能であってもよい。

【0038】

図２に示すように、把持アタッチメント１３が取り付けられた状態のロボットアーム１６は、加工鉄筋用コンベア１０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１１上に載置された架台１２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１１がロボットアーム１６に連動する。また、架台１２には、鉄筋３を所定の位置に保持する溝４６が設けられており、鉄筋３は溝４６に嵌合して、鉄筋３のフック状の両端部が上方または下方を向いた状態が保持される。

【0039】

図８は、結束アタッチメント１４を示す縦断面図である。図８に示すように、結束アタッチメント１４は、ロボットアーム本体１５に取り付けられる取付部４７と、結束機本体４８と、取付部４７に結束機本体４８を固定する固定部４９とを備える。結束機本体４８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４８は、固定部４９に固定されるグリップ５０と、トリガー５１と、トリガー５１を引くようにレバー５３を動かす、またはトリガー信号を電気的に結束機本体４８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５２とを備える。

【0040】

結束アタッチメント１４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１１上で互いに交差する鉄筋３を自動で結束するように制御される。すなわち、結束機本体４８の先端結束部５２を鉄筋３の交差部に挿し入れた後、トリガー５１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。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１１がロボットアーム１６に連動する。

【0041】

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の第１エリア５ａに運搬された縦筋２０及び横筋２１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９に配置される。縦筋２０及び横筋２１は、１本ずつ、鉄筋供給機９から加工鉄筋用コンベア１０上の加工鉄筋用架台４０に載置され、加工鉄筋用コンベア１０によって把持アタッチメント１３が取り付けられたロボットアーム１６が把持できる位置まで運搬され、ロボットアーム１６によって組立鉄筋用コンベア１１上の架台１２に移される。なお、架台１２に配置する縦筋２０及び横筋２１の長さに応じて把持アタッチメント１３は適切な大きさのものに交換される。

【0042】

目的の縦筋２０及び横筋２１の全てが架台１２上に載置された後、ロボットアーム本体１５に取り付けられるアタッチメントは、把持アタッチメント１３から結束アタッチメント１４に交換される。結束アタッチメント１４を取り付けた状態のロボットアーム１６によって、架台１２上の縦筋２０及び横筋２１の互いに交差している部分が結束される。

【0043】

結束が終わると、組み立てられた縦筋２０及び横筋２１は、組立鉄筋用コンベア１１によって第２エリア５ｂに運搬され、作業員によって、補強筋２２が組立済みの縦筋２０及び横筋２１に追加して配置及び結束される。鉄筋３の両端部が上方を向いた下筋の結束完了後、結束アタッチメント１４を把持アタッチメント１３に交換し、鉄筋３の両端部が下方に向いた上筋を下筋と同様に架台１２に載置する。再度把持アタッチメント１３から結束アタッチメント１４に交換し下筋同様上筋の縦筋２０と横筋２１の互いに交差した部分を結束する。上筋の結束が終わると組立鉄筋用コンベア１１によって第２エリア５ｂに搬送され作業員によって、補強筋２２が組み立て済みの縦筋２０および横筋２１に追加して配置及び結束され、軌道スラブ８用の組立済みの鉄筋３となる。組立済みの鉄筋３は、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。

【0044】

このように構成された鉄筋組立システム１では、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１５に取り付けられた把持アタッチメント１３及び結束アタッチメント１４の座標を明確に把握することができる。このため、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。なお、カメラ又はセンサー（図示せず）を併用して、把持アタッチメント１３及び結束アタッチメント１４の架台１２又は鉄筋３に対する位置の調整を行ってもよい。また、架台１２の溝４６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。

【0045】

組立鉄筋用コンベア１１がロボットアーム１６に連動するため、鉄筋３の配置及び結束時にロボットアーム１６が移動する距離が短くなり、ロボットアーム１６への負荷が低減され、作業時間が短縮される。

【0046】

両端部がフック状に曲がった鉄筋３を使用する場合でも、鉄筋供給機９の衝突体３４及び保持部３５によって両端部が上方に向けられ、加工鉄筋用架台４０及び架台１２の溝４１，４６によってその向きを維持することができる。また、変形例においては、鉄筋供給機６１の鉄筋反転部６９によって、鉄筋３の両端部を下に向けたままにするか、上方に向けて反転させるかを選択できる。

【0047】

鉄筋供給機９によって、縦筋２０及び横筋２１が自動で供給されるため、作業効率が上がる。また、縦筋２０及び横筋２１の長さ毎に互いに異なる鉄筋供給機９を使用しても、加工鉄筋用コンベア１０によって、鉄筋供給機９によって供給された縦筋２０及び横筋２１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アタッチメント１３が縦筋２０及び横筋２１を把持できる。

【0048】

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、軌道スラブ以外のプレキャストコンクリートや現場打ちコンクリートの鉄筋の組立にも適用できる。

【符号の説明】

【0049】

１：鉄筋組立システム
３：鉄筋
９，６１：鉄筋供給機
１０：加工鉄筋用コンベア
１１：組立鉄筋用コンベア
１２：架台
１３：把持アタッチメント
１４：結束アタッチメント
１５：ロボットアーム本体
２０：縦筋
２１：横筋
２２：補強筋
２４，６２：運搬部
２５，６３：供給口
２６，７０～７３：移動部
２８：無限軌道
３３：第２レール（レール）
３４：衝突体
６９：鉄筋反転部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】