钢筋装配装置的制作方法

本发明涉及用于将建筑物或该构筑物的柱或梁所使用的钢筋堆进行装配的装置，特别涉及根据预先制作的与建筑物或构筑物相关的设计信息，在规定的位置配置钢筋，并且通过捆扎等将钢筋的交叉部进行结合而装配的装置。

背景技术：

1、一般而言，由钢筋混凝土构筑的建筑物或构筑物由以混凝土将预先配筋的钢筋固定而成的柱、梁或墙壁而构成，在浇筑混凝土前会将钢筋进行配筋。因此，钢筋的配筋作业专门在施工现场进行，将规定的主筋及抗剪钢筋搬入施工现场，以起重机等移动至规定的位置后，通过捆扎各钢筋的交叉部等而装配(所谓的现场组装方式)。但是，在现场作业中，作业的省力化和高效化存在极限，因此成为使用在加工厂等中预先装配的方法(预组装方式)，将在加工厂等中预组装后的钢筋堆(预组装单元)进行装配，将装配后的钢筋堆搬入施工现场。因此，为了高效化加工厂等中的作业，开发有用于将主筋和抗剪钢筋配置到规定位置的装置(钢筋装配装置)(参照专利文献1及专利文献2)。

2、然而，如上所述的钢筋装配装置是使抗剪钢筋在主筋的长度方向上移动的装置，是将抗剪钢筋设为以预先设定的间隔设置的状态(单元化)，并通过链式输送机或环形带搬送此已经单元化的抗剪钢筋。因此，在装配作业中，针对以规定的间隔设置抗剪钢筋的工序没有自动化，作业效率没有飞跃性地提高。又，针对捆扎等作业没有自动化。

3、因此，有人提出了设置与主筋的轴线方向平行地移动的机械手机器人，并通过此机械手机器人使捆扎等作业依次执行的构成的钢筋装配装置(参照专利文献3)。根据此技术，除了捆扎等作业之外，还可使机械手机器人执行抗剪钢筋的配置作业。

4、另一方面，开发有电子化建筑物等的设计信息中的钢筋的配置信息(配筋数据)的技术(参照专利文献4)。在此技术中，为了电子信息化此前未详细被图面化的配筋数据，根据涉及钢筋混凝土构造物的三维构造中的钢筋的装配位置的信息以及识别钢筋的种类(径长、长度等特征性要素)的信息等，制作钢筋的三维构造信息。

5、又，还开发有如上述使用钢筋的三维构造信息而检查钢筋的干扰，重构配筋数据的技术(参照专利文献5)、以及在施工现场进一步辅助重构的配筋数据的技术(参照专利文献6)。

6、[现有技术文献]

7、[专利文献]

8、[专利文献1]日本实开平4-130659号公报

9、[专利文献2]日本特开平6-218475号公报

10、[专利文献3]日本特开2013-204257号公报

11、[专利文献4]日本特开2006-318257号公报

12、[专利文献5]日本特开2009-30403号公报

13、[专利文献6]日本特开2011-253484号公报

技术实现思路

1、[发明所欲解决的课题]

2、在钢筋装配装置所涉及的上述专利文献1以及2所公开的技术中，基本上是将主筋设置在作业台上，在使抗剪钢筋(单元)移动之后进行捆扎等结合作业的构成，即使假设将捆扎等结合作业自动化，也必须在抗剪钢筋的内侧的多个部位配置主筋，能够自动化的范围是有限的。又，在专利文献3所公开的技术中，抗剪钢筋的配置及结合的各作业终究是由机械手机器人执行的，在迅速的钢筋装配中，依赖于机械手机器人的速度。

3、另一方面，上述专利文献4～5所公开的技术是将建筑物等的设计信息中的配筋数据作为电子数据进行存储，并且为了避免钢筋的干扰而重构修正数据的处理技术。但是，第一，仅对配筋数据进行电子化，虽然即能够促使作业员掌握、理解，但要将该电子数据作为图面进行显示，作业员根据所述图面进行作业。又，针对钢筋的干扰，主要在柱与梁或板坯的接合部分、梁与板坯的接合部分产生，因此，只要与柱单体或梁单体的配筋数据有关，就不需要修正。再者，这些配筋数据要被图面化而辅助施工现场的作业，未被利用于钢筋装配装置。

4、本发明是鉴于上述各点而完成的，其目的在于提供一种能够根据建筑物等的设计信息所包含的钢筋的配筋信息，将柱、梁中的钢筋的装配自动化的装置。

5、[解决课题的技术方案]

6、因此，本发明是一种用于根据预先制作的与建筑物或构筑物相关的设计信息将该建筑物或该构筑物的柱或梁所使用的钢筋堆进行装配的装置，本发明的特征为，其具备：保管区域，其可按照每个种类保管所使用的钢筋堆；装配区域，其用于将钢筋堆配置在规定的位置并且使交叉部的规定位置结合而进行装配；搬送单元，其将期望的钢筋按照每个种类从所述保管区域搬送到所述装配区域；结合单元，其在所述装配区域中结合多个钢筋交叉的交叉部；以及控制单元，其分别控制所述搬送单元的搬送以及所述结合单元的结合动作，所述控制单元具备：钢筋信息取得部，其从建筑物或者构筑物所涉及的设计信息中，取得与柱或者梁的构筑所使用的钢筋堆的至少各钢筋的每个种类的配置相关的信息；运算部，其从由所述钢筋信息取得部所取得的信息而运算控制信息，所述控制信息至少包含应从保管区域搬送到装配区域的钢筋的每个种类的数量及搬送距离、以及搬送到所述装配区域的钢筋堆彼此的交叉部的坐标；第一输出部，其输出根据由该运算部所运算出的控制信息的对于搬送单元的控制信号；以及第二输出部，其输出根据由所述运算部所运算出的控制信息的对于结合单元的控制信号。

7、根据上述构成的发明，控制单元可以从应施工的建筑物等的设计信息，取得涉及柱和梁的构筑的信息(配筋数据)，运算涉及钢筋堆的移动的信息与涉及钢筋堆彼此交叉的坐标的位置信息，输出根据该信息的控制信号。控制信号个别被输出至搬送单元与结合单元，在搬送单元中，以对保管在保管区域中的钢筋堆按规定的顺序按规定的数量将规定种类的钢筋搬送至装配区域的方式进行控制，在结合单元中，根据被运算出的交叉位置的坐标而控制结合的位置及状态。此外，作为结合，除了捆扎之外还有由焊接所进行的结合，作为由捆扎进行结合的情形下的结合单元，可使用捆扎机，在由焊接所进行的结合的情形下则使用焊炬。在这样的构成的情形下，结合动作是指捆扎机的配置、朝向、动作等状态或焊炬的配置、朝向等状态等。

8、作为本发明中使用的建筑物等的设计信息，除了使用上述专利文献4等所公开的配筋数据以外，还可以使用被称为bim(building information modeling·management，建筑信息模型化管理)或cim(construction information modeling·management，构成信息模型化管理)的三维信息。bim、cim除了建筑物等的形状的三维模型(以三维表现形状的信息)之外，还组合有作为属性信息赋予三维模型的构件等的信息，其中还包含与钢筋有关的信息(配筋数据)。迄今为止，bim、cim的数据用于通过将施工中途或成功后的图像与上述三维模型进行比较来确认施工的正确性，但本发明可以根据bim、cim的三维模型所包含的配筋数据来装配钢筋。

9、在上述构成的发明中，所述钢筋堆是包含主筋和抗剪钢筋，所述搬送单元可以具备搬送主筋的主筋搬送部以及搬送抗剪钢筋的加强筋搬送部，在该情形下，被搬送至所述装配区域的该钢筋堆是将主筋的轴线设为水平方向，并以构成抗剪钢筋的构成部的各轴线对于主筋的轴线正交的方式，将该抗剪钢筋整体设为竖立设置状态，所述运算部运算钢筋堆的搬送的顺序，该运算条件可以构成为是将搬送规定数量的抗剪钢筋作为第一顺位，之后将搬送主筋作为第二顺位。

10、根据这样的构成，基本上可以将主筋和抗剪钢筋依次搬送到装配区域。此时，主筋以将轴线设为水平方向为前提，同时将抗剪钢筋作为第一顺位进行搬送，并在其后搬送主筋。作为抗剪钢筋，代表性的是在柱中如带筋(hoop)，在梁中如箍筋(stirrup)那样，配置在主筋的周围的形成为矩形环状的钢筋。抗剪钢筋以形成此矩形的各要素钢筋(四边部分)与主筋的轴线正交的状态进行配筋，在将主筋的轴线设为水平方向的情形下，抗剪钢筋成为矩形部分竖立设置的状态。抗剪钢筋的竖立设置状态下的姿势没有特别限定，通常在设置矩形的抗剪钢筋的情形下，以矩形的一边为底边。主筋与抗剪钢筋的彼此关系是沿着主筋的长度方向，多个抗剪钢筋具有规定的间隔而配置。因此，预先以规定间隔配置抗剪钢筋，最后将主筋插入抗剪钢筋的内侧，由此可以将彼此关系设为规定的状态进行配筋。此外，抗剪钢筋的设置位置及主筋的插入位置分别根据由运算部所运算出的结果进行控制，成为插入主筋后的交叉部的坐标最终会与运算部的控制信息一致。

11、再者，在上述构成的发明中，所述装配区域可以具备保持单元，所述保持单元根据由所述钢筋信息取得部所取得的与钢筋的配置相关的信息，在将作为第一顺位被搬送的抗剪钢筋维持规定的间隔的同时以竖立设置状态进行保持，所述主筋搬送部可以具备能够在由所述保持单元所保持的抗剪钢筋的间隙中升降的主筋支承部以及主筋送出部，可以构成为通过该主筋支承部支承主筋，同时通过主筋送出部的送出进行搬送。

12、根据这样的构成，在装配区域中，保持单元可以规定的位置以及状态保持抗剪钢筋。作为保持抗剪钢筋的状态，在由两组相向两边(钢筋构成部)形成矩形的抗剪钢筋中，有将该矩形构造中的一组相向两边作为水平方向，将另一组相向两边作为铅垂方向的构成。可称这样的状态为竖立设置状态。又，作为利用保持单元的抗剪钢筋的保持方法，例如在以上述的状态进行保持的情形下，可以使用在两处保持位于底边的两端的顶角部周边的保持件。此情形下的保持件可使用敞开顶角部并且与该顶角部两侧的钢筋部分(仅水平部分以及铅垂部分的各一部分)可卡入的卡入槽一体化的保持件。通过将此保持件配置在两侧的顶角部附近，而使抗剪钢筋的底边两侧部分地同时卡入到该两侧的各保持件的各卡入槽，由此能够将该抗剪钢筋保持为竖立设置状态。因此，只要依据应保持的抗剪钢筋的数量，在应配设的位置的两侧配置保持件即可。作为其他的保持方法，可以有通过配置于规定间隔的磁铁进行磁化的方法。磁铁可以是永久磁铁，也可以是电磁铁，但在永久磁铁的情形下，必须配合应配置的抗剪钢筋的间隔(间距)而调整电磁铁的位置，因此优选预先配置多个电磁铁，通过选择性地通电而设定磁化位置。此外，作为带筋、箍筋以外的抗剪钢筋，例如在使用型芯筋的情形下，通过预先将型芯筋与带筋等结合(捆扎或焊接)，可与带筋等同时保持。

13、另一方面，主筋可利用被设置的抗剪钢筋彼此形成的间隙(间距空间)而构成搬送部。亦即，能够从抗剪钢筋的间隙使主筋支承部升降，在主筋的搬送(往抗剪钢筋的内侧插入)时，通过分散配置在数处的主筋支承部，在部分地支承主筋的同时通过主筋搬送部使主筋前进，从而能够进行搬送。抗剪钢筋的设置间隔(间距)依据应装配的钢筋的配筋数据而变化，因此必然以主筋支承部配置于抗剪钢筋的间隙的方式可移动地设置。又，为了能够根据主筋的长度及重量而选择支承的场所及数量，预先准备多个主筋支承部，使用从其中选择的一部分或全部而用于主筋的支承。

14、此外，在抗剪钢筋的搬送以及主筋的送出中，设置可在从保管区域到装配区域的范围内往复移动的滑动件，通过在此滑动件上设置具有钢筋的把持功能的把持部，能够把持抗剪钢筋以及主筋并且进行规定距离的移动，通过控制所述移动距离，能够实现到应供给的位置为止的搬送。具有这些把持部的滑动件可以分别设置用于抗剪钢筋的滑动件和用于主筋的滑动件，但由于搬送两者的时刻不同，因此也可以兼用相同的滑动件。

15、在上述构成的发明中，进一步可以构成为，在所述保管区域与所述装配区域之间形成有姿势调整区域，所述姿势调整区域用于依据搬送中途的该钢筋的种类使该钢筋的姿势变更为期望状态，至少所述加强筋搬送部经由所述姿势调整区域而搬送抗剪钢筋，并能够根据所述控制单元的控制信号，在该姿势调整区域中变更该抗剪钢筋的姿势。

16、根据这样的构成，抗剪钢筋经由姿势调整区域被搬送至装配区域，因此可在搬送中途适当变更从保管区域取出的抗剪钢筋的姿势。例如，在将带筋、箍筋进行配筋的情形下，可为了调整钩的位置而使钢筋反转。又，也能够在使型芯筋抵接于带筋等的规定位置的状况下，进行结合(捆扎或焊接)的工序。

17、在上述各构成的发明中，所述控制单元可以由便携终端构成，所述搬送单元及所述结合单元被设为分别能够在与所述便携终端之间进行收发，所述便携终端可以构成为，保存所述设计信息，运算所述控制信息，将根据该控制信息的控制信号对于所述搬送单元以及结合单元输出，输入从所述搬送单元以及所述结合单元所发送的发送信息，并且将该发送信息作为作业进展信息进行保存。

18、根据上述构成，钢筋装配装置中的主要部分的搬送单元及结合单元能够在与便携终端之间进行收发，因此会成为根据从便携终端输出的控制信号进行动作。收发既可以是有线也可以是无线，根据数据的收发，就算在工厂外(建筑物等施工现场等)也可使用。特别是，会成为可依据施工现场的施工进展而区别应装配的钢筋堆(是柱还是梁的区别，或者是哪个部分的柱、梁等)，适当地进行选择。又，通过依次发送搬送单元及结合单元动作时的该动作的状态，便携终端输入发送信息，将其作为作业进展信息进行保存，由此也能够作为所谓的日志而进行管理。

19、又，在各构成的发明中，也可以构成为，所述控制单元由云服务器与便携终端构成，所述搬送单元及所述结合单元被设为分别能够在与所述便携终端之间进行收发，所述云服务器保存所述设计信息，运算所述控制信息，并保存该控制信息，所述便携终端接收保存在所述云服务器中的所述控制信息，并且将根据该控制信息的控制信号对于所述搬送单元以及所述结合单元输出，输入从所述搬送单元以及所述结合单元所发送的发送信息，并且将该发送信息作为作业进展信息进行保存。

20、在这样的构成的情形下，也可在工厂外使用。又，通过在云服务器中预先保存基本的设计信息，并且预先运算控制信息，便携终端可仅接收需要的控制信息，可减轻便携终端的负荷。

21、在利用这样的便携终端的构成或者利用便携终端和云服务器的构成中，所述设计信息是按照每个作业工序被细分化的信息，所述控制信息可按照每个作业工序而进行运算。在云服务器中运算控制信息的情形下，也可以构成为在便携终端中按照每个作业工序分别取得保存于云服务器的每个作业工序的控制信息。

22、在上述构成的情形下，从设计信息所包含的信息中涉及位置、种类以及施工顺序等的信息，按照由这些信息决定的每个作业工序进行细分化，按照细分化的每个设计信息预先运算控制信息，由此可立即开始用于需要的作业工序的钢筋装配。针对这些被细分化的设计信息或者控制信息，可分别赋予索引，并将所述索引作为标记而从保存信息中取得期望的信息。在索引与条形码相关联的情形下，也能够通过条形码的读取而容易地取得索引。

23、[发明功效]

24、根据本发明，除了运算根据建筑物等的设计信息所包含的钢筋的配筋信息的控制信息以外，根据所述运算结果而控制搬送单元及结合单元，因此可在忠实于该建筑物等的设计信息的状态下装配钢筋。而且，可使上述自动化。特别是，本发明通过采用先行配置抗剪钢筋然后插入主筋的方式，而可以有效地利用抗剪钢筋的间隙(间距空间)，并可迅速地形成两者的交叉状态。又，由于两者的搬送状态被控制并且交叉部的坐标已被运算，因此在主筋被插入到抗剪钢筋的内侧的状态下，可立即开始由结合单元所进行的结合。

25、又，在通过便携终端使控制单元发挥功能、或者通过云服务器与便携终端发挥功能的情形下，钢筋装配装置只要设为能够在与便携终端之间进行收发即可，通过在工厂外(例如施工现场)设置钢筋装配装置且仅输入从便携终端输出的信号，也能够使主要部分的搬送单元与结合单元进行动作。

26、再者，本发明具有将根据建筑物等的设计信息所包含的钢筋的配筋信息的控制信息进行运算的构成，因此通过利用所得到的各种信息，也能够在虚拟空间中验证装配状态。在发展地利用此技术的情形下，通过采用ar(augmented reality，增强现实)的技术，而也能够通过目视ar护目镜、使用了移动装置用ar应用程序的增强现实(同时目视已设部分与预定装配的钢筋堆)而进行验证。又，在使用3d扫描仪的情形下，也能够将3d化工程中途的现实物体的数据与装配后的数据进行组合并验证，或者通过目视进行确认。