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公開番号2024118326
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-30
出願番号2023024687
出願日2023-02-20
発明の名称ロボットシステム、および、ロボットの制御方法
出願人日立チャネルソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01C 15/02 20060101AFI20240823BHJP(測定;試験)
要約【課題】より正確にロボットの移動先の墨出しの位置を計測する。
【解決手段】墨出しロボットシステム1は、作業現場の基準芯または/および既知点、ならびに、墨出しロボット2の位置を計測する追尾型三次元計測器4と、基準芯または/および既知点を用いて、CAD図面の座標における追尾型三次元計測器4の位置を確定する位置確定部と、基準芯または/および既知点のうち2つの組み合わせを用いて、CAD図面の座標系を追尾型三次元計測器4の座標系に変換する変換部と、CAD図面の座標系にて、墨出しロボット2の移動先として指定された目標位置に応じて、基準芯および既知点のうち2つ以上を特定し、変換部を用いて、CAD図面の座標系における目標位置を、追尾型三次元計測器4の座標系に変換する座標計算部とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作業現場の基準芯または／および既知点、ならびに、ロボットの位置を計測する測量機と、
前記基準芯または／および前記既知点を用いて、作業現場図面の座標における前記測量機の位置を確定する位置確定部と、
前記基準芯または／および前記既知点のうち２つ以上の組み合わせを用いて、前記作業現場図面の座標系を前記測量機の座標系に変換する変換部と、
前記作業現場図面の座標系にて、前記ロボットの移動先として指定された目標位置に応じて、前記基準芯および前記既知点のうち２つ以上を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換する座標計算部と、
前記ロボットを移動させる走行駆動部と、
前記走行駆動部を制御して、前記目標位置に、前記ロボットを移動させる制御部と、
を有することを特徴とするロボットシステム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記座標計算部は、前記基準芯および前記既知点のうち前記目標位置から最も距離が近い２つ以上を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記座標計算部は、前記基準芯のうち前記目標位置から最も距離が近い縦横２本を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換する、
ことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記作業現場における目標位置と、各基準芯または／および各既知点との距離を計算する距離計算部、
を有することを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記距離計算部は、前記作業現場における目標位置から基準芯への垂線により、基準芯までの距離を計算する、
ことを特徴とする請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記座標計算部は、墨出しデータに含まれている任意の墨点に対して前記ロボットが墨出しする際に、前記作業現場図面の座標における墨点の位置を前記目標位置として、前記測量機の座標における墨点の位置を計算して、墨出し位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記墨出しデータに含まれる墨点に対して前記ロボットの走行順路を設定する順路設定部、
を有することを特徴とする請求項５に記載のロボットシステム。
【請求項８】
測量機により、作業現場の基準芯または／および既知点、ならびに、ロボットの位置を計測するステップと、
位置確定部により、前記基準芯または／および前記既知点を用いて、作業現場図面の座標における前記測量機の位置を確定するステップと、
変換部により、前前記基準芯または／および前記既知点のうち２つ以上の組み合わせを用いて、前記作業現場図面の座標系を前記測量機の座標系に変換するステップと、
座標計算部により、前記作業現場図面の座標系にて、前記ロボットの移動先として指定された目標位置に応じて、前記基準芯および前記既知点のうち２つ以上を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換するステップと、
制御部が、前記ロボットを移動させる走行駆動部を制御して、前記目標位置に、前記ロボットを移動させるステップと、
を有することを特徴とするロボットの制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステム、および、ロボットの制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
設備工事では、墨出し作業が行われる。「墨出し」とは、設置する機器のアンカ位置や、天吊り機器のアンカ位置、付帯機器の架台位置等の、工事の基準となる基準芯や墨出し点を建築物の床面や壁面等に印すことをいう。設備工事では、作業者が基準芯や墨出し点に沿って様々な機器を設置するため、基準芯や墨出し点を正確に印すことは重要である。
【０００３】
従来の墨出し作業は、作業者が墨つぼから墨を含んだ糸を引き出し、墨出しを行うべき位置（墨出し位置）の近傍に糸を張り、糸を弾いて床面や壁面等に基準芯を付けることで行われていた。その際に、作業者は、基準となる複数個所同士を結ぶように糸を張ることで、墨出し位置を決定していた。このような従来の墨出し作業では、作業者は正確な墨出し位置に墨出しするための熟練を要し、更に手作業に伴う人為的なミスが発生する可能性があった。
【０００４】
そこで、墨出しするに際して、作業者は、光学式の計測器を用いて正確な墨出し位置を計測し、その墨出し位置に墨出しするようになっている。これにより、作業者が墨出しに熟練していなくても、所定の精度が担保されるようになった。しかしながら、このような墨出し作業であっても作業者が手作業で墨出しすることには変わりないため、所定の工数が発生し、かつ、依然として人為的なミスが発生する可能性があった。
【０００５】
そこで、近年では、自律的に走行して墨出し作業を行う墨出しロボットの使用が試みられつつある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された墨出しロボットによれば、設備工事の墨出し作業を省力化することができ、墨出しに伴う人為的なミスの発生を抑止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－０４２６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている発明では、測量機の位置設定に用いた２本の基準芯（縦１本と横１本）を基に、墨出しする点の位置（ＸＹ座標）を計算する。しかし、この方法では、基準芯と墨点との距離が遠くなるほど、誤差が大きくなるという欠点がある。基準芯が斜めになっていても、それを基準にするためである。
【０００８】
また、現場の職人は、たとえ図面と現場の基準芯とのずれがあっても、最寄りの基準芯からの距離が正しくなるように墨打ちする。つまり、ロボットの動作と職人の運用とにギャップがある。
そこで、本発明は、より正確にロボットの移動先の墨出しの位置を計測することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するため、本発明のロボットシステムは、作業現場の基準芯または／および既知点、ならびに、ロボットの位置を計測する測量機と、前記基準芯または／および前記既知点を用いて、作業現場図面の座標における前記測量機の位置を確定する位置確定部と、前記基準芯または／および前記既知点のうち２つの組み合わせを用いて、前記作業現場図面の座標系を前記測量機の座標系に変換する変換部と、前記作業現場図面の座標系にて、前記ロボットの移動先として指定された目標位置に応じて、前記基準芯および前記既知点のうち２つ以上を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換する座標計算部と、前記ロボットを移動させる走行駆動部と、前記走行駆動部を制御して、前記目標位置に、前記ロボットを移動させる制御部と、を有する。
【００１０】
本発明のロボットの制御方法は、測量機により、作業現場の基準芯または／および既知点、ならびに、ロボットの位置を計測するステップと、位置確定部により、前記基準芯または／および前記既知点を用いて、作業現場図面の座標における前記測量機の位置を確定するステップと、変換部により、前前記基準芯または／および前記既知点のうち２つの組み合わせを用いて、前記作業現場図面の座標系を前記測量機の座標系に変換するステップと、座標計算部により、前記作業現場図面の座標系にて、前記ロボットの移動先として指定された目標位置に応じて、前記基準芯および前記既知点のうち２つ以上を特定し、前記変換部を用いて、前記作業現場図面の座標系における前記目標位置を、前記測量機の座標系に変換するステップと、制御部が、前記ロボットを移動させる走行駆動部を制御して、前記目標位置に、前記ロボットを移動させるステップと、を有する。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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