(57)【要約】【課題】施工機械を用いて人の作業を省力化するとともに、施工誤差を抑制する。【解決手段】建物施工システム１は、建物の躯体２０の周囲に設けられたレール装置１０と、レール装置１０に沿って移動可能な施工機械３１と、躯体２０の形状をスキャンする３Ｄスキャン装置３２と、制御装置６０と、を備える。制御装置６０は、建物の３次元モデルを含む設計データを記憶する設計データ記憶部７０と、対象作業の実施指示を受け付ける指示受付部７１と、対象部位の形状を示すデータを３Ｄスキャン装置３２により取得する形状取得部７２と、対象部位の設計データに基づく座標位置と、３Ｄスキャン装置３２によるスキャンの結果に基づく実際の座標位置との誤差に基づいて、対象作業の実施の可否を判定する判定部７３と、判定部７３による判定結果に基づいて、施工機械３１による対象作業の実施を制御する施工制御部７６と、を有する。【選択図】図１
2019108750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の躯体の周囲に設けられたレールと、
前記レールに沿って移動可能な施工機械と、
前記躯体の形状をスキャンするスキャン装置と、
前記施工機械と前記スキャン装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記建物の３次元モデルを含む設計データを記憶する設計データ記憶部と、
前記建物の建設に係る対象作業の実施指示を受け付ける指示受付部と、
前記対象作業に係る前記躯体における対象部位の形状を示すデータを前記スキャン装置により取得する形状取得部と、
前記対象部位の前記設計データに基づく座標位置と、前記スキャン装置によるスキャンの結果に基づく実際の座標位置との誤差に基づいて、前記対象作業の実施の可否を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に基づいて、前記施工機械による前記対象作業の実施を制御する施工制御部と、を有することを特徴とする建物施工システム。
【請求項２】
前記誤差が第１閾値以下である場合に、前記施工制御部は、前記施工機械に前記対象作業を実施させることを特徴とする請求項１に記載の建物施工システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記誤差が前記第１閾値より大きく第２閾値以下である場合に、前記施工機械による前記対象作業の開始位置を補正する位置補正部を有し、
前記施工制御部は、前記位置補正部により補正された開始位置に基づいて、前記施工機械に前記対象作業を実施させることを特徴とする請求項２に記載の建物施工システム。
【請求項４】
前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、前記施工制御部は、前記対象作業の施工を実施しないことを特徴とする請求項３に記載の建物施工システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、作業員に前記対象作業の施工を停止する旨を報知する報知部を有することを特徴とする請求項４に記載の建物施工システム。
【請求項６】
前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、前記報知部は、前記作業員に前記対象部位の再施工を指示し、
前記指示受付部は、前記対象部位の再施工後に、前記対象作業の実施指示を再度受け付けることを特徴とする請求項５に記載の建物施工システム。
【請求項７】
前記対象作業は、前記躯体に外壁パネルを取り付ける作業であり、
前記外壁パネルの種類に応じて、前記施工機械により実施する作業が定められていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の建物施工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物を施工するための建物施工システムに係り、特に施工機械を用いた建物施工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物を作業員だけではなく施工機械（施工ロボット）を活用して構築するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、３Ｄプリンタを用いて建築物を構築するためのシステムについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
住宅、ビル等の建物は、躯体、外壁パネル、床材、窓、戸等の各種部材からなるため、３Ｄプリンタのみからでは、複雑な建物を構築することは困難である。そのため、建物の全てを施工機械により構築することではなく、人と施工機械が協働することで、人の作業負担を軽減することが望まれている。
【０００５】
このように人と施工機械が協働する際には、人による作業の施工誤差が大きい場合に、施工機械が設計データに従い作業を継続すると、建物の施工誤差が拡大してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、施工機械を用いて人の作業を省力化するとともに、施工誤差を抑制できる建物施工システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、本発明に係る建物施工システムによれば、建物の躯体の周囲に設けられたレールと、前記レールに沿って移動可能な施工機械と、前記躯体の形状をスキャンするスキャン装置と、前記施工機械と前記スキャン装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記建物の３次元モデルを含む設計データを記憶する設計データ記憶部と、前記建物の建設に係る対象作業の実施指示を受け付ける指示受付部と、前記対象作業に係る前記躯体における対象部位の形状を示すデータを前記スキャン装置により取得する形状取得部と、前記対象部位の前記設計データに基づく座標位置と、前記スキャン装置によるスキャンの結果に基づく実際の座標位置との誤差に基づいて、前記対象作業の実施の可否を判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて、前記施工機械による前記対象作業の実施を制御する施工制御部と、を有することにより解決される。
【０００８】
上記の建物施工システムによれば、建物の３次元モデルに基づいて施工機械により建物の施工に係る一部の作業を自動化することができる。このように、施工機械が作業員の作業を代替することで、作業員の労力を低減できる。
また、建物の３次元モデルと、実際に建設中の躯体の施工誤差に応じて、施工機械による施工の可否を判定できる。これにより、施工機械が建物の設計から大きくずれた状態で建物を施工してしまうことを回避できる。
すなわち、建物施工システムによれば、施工機械を用いて人の作業を省力化するとともに、施工誤差を抑制できる。
【０００９】
上記の建物施工システムにおいて、前記誤差が第１閾値以下である場合に、前記施工制御部は、前記施工機械に前記対象作業を実施させるとよい。
こうすることで、建物の施工誤差が第１の許容範囲内にある場合には、施工機械に建物の施工を実施させることができる。
【００１０】
上記の建物施工システムにおいて、前記制御装置は、前記誤差が前記第１閾値より大きく第２閾値以下である場合に、前記施工機械による前記対象作業の開始位置を補正する位置補正部を有し、前記施工制御部は、前記位置補正部により補正された開始位置に基づいて、前記施工機械に前記対象作業を実施させるとよい。
こうすることで、建物の施工誤差が第２の許容範囲内にある場合には、施工機械の施工開始位置を補正した上で、施工機械に施工させることができる。これにより、施工機械により施工可能な範囲を広げることができる。そのため、作業員の労力をより低減できる。
【００１１】
上記の建物施工システムにおいて、前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、前記施工制御部は、前記対象作業の施工を実施しないとよい。
こうすることで、建物の施工誤差が許容範囲外にある状態のまま、施工機械が施工してしまうことを回避できる。これにより、施工機械が作業を行うことにより、建物の施工誤差が拡大することを抑制できる。
【００１２】
上記の建物施工システムにおいて、前記制御装置は、前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、作業員に前記対象作業の施工を停止する旨を報知する報知部を有するとよい。
こうすることで、施工機械が施工を停止した理由を作業員が知ることができる。これにより、対象部位に施工誤差があることを作業員が知ることができる。
【００１３】
上記の建物施工システムにおいて、前記誤差が前記第２閾値より大きい場合に、前記報知部は、前記作業員に前記対象部位の再施工を指示し、前記指示受付部は、前記対象部位の再施工後に、前記対象作業の実施指示を再度受け付けるとよい。
こうすることで、対象部位の再施工が行われた後に、対象部位についての対象作業を施工機械に実施させることができる。
【００１４】
上記の建物施工システムにおいて、前記対象作業は、前記躯体に外壁パネルを取り付ける作業であり、前記外壁パネルの種類に応じて、前記施工機械により実施する作業が定められているとよい。
こうすることで、異なる種類の外壁パネルに対しても施工機械による施工が可能となる。これにより、外壁の構築作業を省力化できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、施工機械を用いて人の作業を省力化するとともに、施工誤差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る建物施工システムの外観を示す図である。
【図２】施工機械による外壁パネルの施工態様の一例を示す図である。
【図３】建物施工システムの上面図を模式的に示したものである。
【図４】建物施工システムの側面図を模式的に示したものである。
【図５】建物施工システムの構成を示す図である。
【図６】制御装置の機能ブロック図である。
【図７】建物施工システムによる建物の施工制御処理を示すフロー図である。
【図８】外壁施工処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１乃至図８を参照しながら、本発明の実施の形態（以下、本実施形態）に係る建物施工システム１について説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれる。
【００１８】
＜建物施工システム１の概要＞
まず、建物施工システム１の概要について説明する。
建物施工システム１は、建物の建設を担当する作業員Ｕ（人）と協働して建物を建設するためのシステムである。換言すれば、建物施工システム１は、作業員Ｕの指示に応じて、ある程度まとまった一連の作業を施工機械３１に実施させることにより、建物を構築する際の一部の作業を機械化するものである。
具体的には、本実施形態に係る建物施工システム１は、建物の躯体２０を構築した後に、躯体２０の周囲にレール装置１０を設けたものである。そして、建物施工システム１は、レール装置１０に沿って移動可能な施工機械３１等により建物の躯体２０に対して外壁パネル２４等の取り付け等の施工をするものである。
この際、建物施工システム１では、施工機械３１による作業の対象となる部位と、当該部位の設計上の位置との誤差を検出し、誤差の大きさに応じて、施工機械３１による施工の実施の可否、施工位置の制御等を行う。
こうすることで、作業員Ｕの施工した箇所に設計値からの誤差がある場合に、施工機械３１がそのまま施工を継続することによる施工誤差の拡大を抑制することが可能となる。
【００１９】
＜建物施工システム１の構成＞
以下、本実施形態に係る建物施工システム１の構成について説明する。
図１乃至図５に示されるように、建物施工システム１は、主に、レール装置１０、施工機械３１、３Ｄスキャン装置３２、及び制御装置６０を備える。
【００２０】
レール装置１０は、建物の躯体２０の周囲に設けられる。なお、躯体２０は、基礎２１の上に柱２２が建てられており、柱２２の間には梁２３が取り付けられている。
具体的には、本実施形態に係るレール装置１０としては、躯体２０を取り囲む位置に４つの柱１１が建てられており、柱１１の上下をそれぞれ繋ぐように上レール１２Ａ及び下レール１２Ｂが設けられている。
ここで、柱１１の上下方向の長さは、躯体２０の柱２２により長く、上レール１２Ａ及び下レール１２Ｂの長さは、対向する基礎２１の辺よりも長い。すなわち、柱１１、上レール１２Ａ及び下レール１２Ｂにより構成される空間内に、躯体２０が収まるようになっている。
【００２１】
図１及び図４に示されるように、上下に対向した上レール１２Ａと下レール１２Ｂには、可動式レール３０が設けられている。ここで、可動式レール３０は、上レール１２Ａ及び下レール１２Ｂに沿って移動可能である。具体的には、レール装置１０における上レール１２Ａと下レール１２ＢがＸ軸（水平方向）に沿って延出している場合には、可動式レール３０は上レール１２Ａと下レール１２Ｂに沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。
なお、図１においては省略しているが、建物施工システム１では、レール装置１０の全ての側面に可動式レール３０が設けられており、それぞれの側面の上レール１２Ａと下レール１２Ｂに沿って可動式レール３０が移動可能となっている。
【００２２】
また、図１及び図３に示されるように、レール装置１０の上部（すなわち上面側）においては、対向する２つの上レール１２Ａに可動式レール３０が架設されており、レール装置１０の上部において、可動式レール３０がＸ軸方向に移動可能となっている。
【００２３】
施工機械３１は、建物の施工を行う施工ロボットであり、可動式レール３０に沿って移動可能である。具体的には、図２に示されるように、可動式レール３０には、可動式レール３０の延出方向に沿って溝３０Ａが形成されており、溝３０Ａに沿って施工機械３１が移動可能となっている。これにより、施工機械３１は、レール装置１０の各面における面内方向を自在に移動可能となっている。
例えば、建物施工システム１は、溝３０Ａに係合し、溝３０Ａに沿ってスライド可能なカゴ体３３を有し、カゴ体３３に施工機械３１を固定することにより、施工機械３１を可動式レール３０に沿って移動可能としてもよい。
なお、カゴ体３３は、作業員Ｕも搭乗できる程度のサイズに構成することとしてよい。こうすることで、作業員Ｕがカゴ体３３に搭乗しながら、躯体２０に対して面内方向に自在に位置を変えながら建物の建設作業を行うことができる。
【００２４】
また、施工機械３１は、ロボットアーム３１Ｂと、ロボットアーム３１Ｂの先端に保持される施工部３１Ａとを有している。ここで、ロボットアーム３１Ｂは３軸以上の自由度を有し、これにより、施工部３１Ａの位置を自在に動かしながら施工が可能となっている。
また、施工部３１Ａは、作業に応じて適宜交換されることとしてよい。例えば、施工部３１Ａは、溶接作業、塗装作業、締結作業、穴あけ、運搬作業等の各種作業に応じてアタッチメントが設けられており、施工機械３１が実施する作業に応じて適切なアタッチメントに交換するようにしてよい。
例えば、施工機械３１が資材の運搬作業を行う場合には、施工機械３１は、ロボットアーム３１Ｂに資材運搬用の把持機能を有する施工部３１Ａを取り付けるとともにレール装置１０の脇に設置された資材置き場５０から、作業の対象となる資材をピックアップして作業箇所まで運搬するようにしてよい。
【００２５】
３Ｄスキャン装置３２は、建物の形状をスキャンする装置であり、可動式レール３０に沿って移動可能である。３Ｄスキャン装置３２も施工機械３１と同様に可動式レール３０の溝３０Ａに沿って移動可能となっている。
具体的には、３Ｄスキャン装置３２についてもカゴ体３３に固定することにより、３Ｄスキャン装置３２を可動式レール３０に沿って移動可能となる。
【００２６】
なお、建物施工システム１では、可動式レール３０のそれぞれについて施工機械３１及び３Ｄスキャン装置３２が設けられることとする。これにより、躯体２０の各面に対して施工機械３１による作業が可能となる。
【００２７】
制御装置６０は、レール装置１０、施工機械３１、３Ｄスキャン装置３２を制御する装置である。
また、制御装置６０は、例えばタブレット端末等のコンピュータであり、作業員Ｕの操作を受け付ける装置である。
具体的には、本実施形態では、制御装置６０は、作業員Ｕから受け付ける操作に応じて、施工機械３１により実施する次の作業を特定する。そして、制御装置６０は、上記特定した作業に係る躯体２０の部位の形状を３Ｄスキャン装置３２によりスキャンさせる。そして、制御装置６０は、３Ｄスキャン装置３２により得た対象部位の形状のデータと、制御装置６０に記憶される建物の３次元モデルのデータ（ＢＩＭデータ）とを照合して、施工誤差を検出する。そして、制御装置６０は検出した施工誤差に応じて施工機械３１を制御する。なお、制御装置６０により実行される制御の詳細については後述する。
【００２８】
図５に示されるように、制御装置６０はハードウェアとして、プロセッサ６１、記憶装置６２、通信インターフェース６３、入力装置６４及び表示装置６５を備える。
【００２９】
プロセッサ６１は、プログラムに記述された命令セットを実行するためのハードウェア（例えばＣＰＵ）である。そして、プロセッサ６１は、記憶装置６２に記憶されるプログラムやデータに基づいて各種の演算処理を実行するとともに、制御装置６０の各部を制御する。
【００３０】
記憶装置６２は、例えばメモリ、磁気ディスク装置を含み構成され、各種のプログラムやデータを記憶するほか、プロセッサ６１のワークメモリとしても機能する。なお、記憶装置６２には、フラッシュメモリ、光学ディスク等の情報記憶媒体が含まれていてもよい。
【００３１】
通信インターフェース６３は、例えばネットワークインターフェースカードを含み構成され、レール装置１０、施工機械３１及び３Ｄスキャン装置３２等と通信する。本実施形態では、通信インターフェース６３は無線通信により施工機械３１及び３Ｄスキャン装置３２と通信することとする。
【００３２】
入力装置６４は、例えばタッチパネル、キーボード、ボタン等を含み構成され、ユーザからの入力を受け付ける。
【００３３】
表示装置６５は、例えば液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等を含み構成され、プロセッサ６１により生成されるグラフィックデータに基づく画面を出力する。
【００３４】
＜制御装置６０に備えられる機能＞
以下、上述した処理を実現するために制御装置６０に備えられる機能について説明する。
図６に示されるように、制御装置６０は、機能として、設計データ記憶部７０、指示受付部７１、形状取得部７２、判定部７３、位置補正部７４、報知部７５、及び施工制御部７６を備える。
【００３５】
制御装置６０に備えられる上記各部の機能は、プロセッサ６１が、記憶装置６２に記憶されるプログラム及びデータに基づいて制御装置６０の各部を制御することにより実現されるものである。なお、制御装置６０は、上記のプログラムを、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体から読み込むこととしてもよいし、インターネットやイントラネット等の通信網を介して受信してもよい。
以下、制御装置６０に備えられる上記の各部の機能の詳細について説明する。
【００３６】
［設計データ記憶部７０の説明］
設計データ記憶部７０は、建物の３次元モデルを含む設計データを記憶する。設計データ記憶部７０は、主に制御装置６０の記憶装置６２により実現される。
【００３７】
「建物」とは、建物施工システム１により構築する対象となる構造物である。例えば、住宅やビル等が上記の「建物」に相当する。
「３次元モデル」とは、建物の３次元形状を示すデータである。「３次元モデル」には、建物を構成する各部材の形状が含まれることとしてよい。
「設計データ」とは、建物を建設するためのデータである。例えば、建物のＢＩＭ（Building Information Modeling）データが上記の「設計データ」に相当する。なお、ＢＩＭデータには、建物の３次元モデルに加えて、建物を構成する各部材のコスト、仕上げ等の属性情報や、各部材の施工順序等の設計工程情報を含むこととしてよい。
【００３８】
［指示受付部７１の説明］
指示受付部７１は、建物の建設に係る対象作業の実施指示を受け付ける。指示受付部７１は、主に制御装置６０のプロセッサ６１、記憶装置６２及び入力装置６４により実現される。
【００３９】
上記の「建物の建設に係る対象作業」とは、建物を建設するための作業のうち、建物施工システム１が次に実施する作業である。例えば、建物の躯体２０に対して外壁パネル２４を取り付ける作業が「対象作業」の一例に相当する。
なお、本実施形態では、外壁パネル２４の種類に応じて、施工機械３１により実施する作業が定められている。
具体的には、外壁パネル２４がＡＬＣ（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）パネル系である場合と、金属パネル系である場合においては作業が異なる。そして、設計データにおいては、外壁パネル２４の種類に応じて、施工機械３１により実施する作業が定められている。
【００４０】
また、上記の「対象作業の実施指示」とは、対象作業を施工機械３１に行わせるための指示である。具体的には、指示受付部７１は、制御装置６０の入力装置６４を介して、対象作業の実施指示を受け付ける。
【００４１】
［形状取得部７２の説明］
形状取得部７２は、対象作業に係る躯体における対象部位の形状を示すデータを３Ｄスキャン装置３２（スキャン装置）により取得する。形状取得部７２は、主に制御装置６０のプロセッサ６１、記憶装置６２及び通信インターフェース６３により実現される。
【００４２】
上記の「対象部位」とは、対象作業の施工対象となる建物の部位である。例えば、対象作業が外壁パネル２４の取り付けである場合には、外壁パネル２４を取り付ける躯体２０の部位が上記の「対象部位」となる。
上記の「対象部位の形状を示すデータ」とは、対象部位の形及び位置に関する情報である。ここで、対象部位の位置とは、建物の躯体２０に設定された基準位置を原点とする座標系における座標位置により表すこととしてよい。
【００４３】
また、制御装置６０は、対象部位の形状を示すデータを、以下のようにして取得する。
まず、制御装置６０のプロセッサ６１は、記憶装置６２に記憶される建物の設計データに基づいて、対象部位の座標位置をスキャンする指示を、通信インターフェース６３を介して３Ｄスキャン装置３２に送信する。そして、プロセッサ６１は、３Ｄスキャン装置３２によるスキャン結果を、通信インターフェース６３を介して受信する。
【００４４】
［判定部７３の説明］
判定部７３は、対象部位の設計データに基づく座標位置と、３Ｄスキャン装置３２によるスキャンの結果に基づく実際の座標位置との誤差に基づいて、対象作業の実施の可否を判定する。
判定部７３は、主に制御装置６０のプロセッサ６１及び記憶装置６２により実現される。
【００４５】
上記の「設計データに基づく座標位置」とは、設計データにおける対象部位の座標位置である。ここで、設計データに含まれる３次元モデルの座標系と、建物が実際に構築される実空間の座標系とは、原点及び軸を合わせることにより互いに整合するようにしておくこととする。
上記の「スキャンの結果に基づく実際の座標位置」とは、３Ｄスキャン装置３２のスキャン結果に基づく、建物を実際に建設している実空間における対象部位の座標位置である。
上記の「誤差」とは、対象部位についての、設計データに基づく座標位置と、スキャンの結果に基づく実際の座標位置との差分である。具体的には、対象部位について予め設定した基準部についての設計データに基づく座標位置を第１の座標位置とし、実空間における座標位置を第２の座標位置とすると、第１の座標位置と第２の座標位置との距離が上記の「誤差」に相当する。
【００４６】
判定部７３は、上記の誤差が第１閾値以下である場合には、対象部位の施工誤差が補正不要の許容範囲内（第１の許容範囲内）にあると判定する。
すなわち、上記の誤差が第１閾値以下である場合には、判定部７３は、設計データに基づく施工開始位置から、施工機械３１による対象部位の施工が可能と判定する。
なお、上記の「第１閾値」とは、対象部位に依らず一定値としてもよいし、対象部位に応じて予め定めておいてもよい。
一例としては、上記の第１閾値は５ｍｍとする。
【００４７】
また、判定部７３は、上記の誤差が第１閾値より大きく、第２閾値以下である場合には、対象部位の施工誤差が補正を必要とする許容範囲内（第２の許容範囲内）にあると判定する。
すなわち、上記の誤差が第１閾値より大きく、第２閾値以下である場合には、判定部７３は、設計データに基づく施工開始位置（すなわち施工範囲）を誤差に応じて補正した上で、補正した施工開始位置から施工機械３１による対象部位の施工が可能と判定する。
なお、上記の「第２閾値」とは、第１閾値より大きい値である。そして、「第２閾値」は、対象部位に依らず一定値としてもよいし、対象部位に応じて予め定めておいてもよい。
一例としては、上記の第２閾値は１０ｍｍとする。
【００４８】
また、判定部７３は、上記の誤差が第２閾値より大きい場合には、対象部位の施工誤差が再施工必要なものと判定する。
すなわち、上記の誤差が第２閾値より大きい場合には、判定部７３は、施工機械３１による対象部位の施工が不能と判定し、施工機械３１による施工を実行させないように制御する。
【００４９】
［位置補正部７４の説明］
位置補正部７４は、誤差が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合に、施工機械３１による対象作業の開始位置を補正する。
位置補正部７４は、主に制御装置６０のプロセッサ６１及び記憶装置６２により実現される。
【００５０】
上記の誤差は、対象部位についての、設計データに基づく座標位置と、スキャンの結果に基づく実際の座標位置との差分（距離）である。
上記の「対象作業の開始位置」とは、対象作業について施工機械３１が施工を開始する施工開始位置である。なお、上記の施工開始位置は設計データに含まれることとする。
【００５１】
そして、位置補正部７４は、上記の誤差が、第１閾値よりも大きく第２閾値以下である場合には、施工開始位置を、上記の誤差に応じて補正して、補正後の施工開始位置を得る。
【００５２】
［報知部７５の説明］
報知部７５は、誤差が第２閾値より大きい場合に、作業員Ｕに対象作業の施工を停止する旨を報知する。
報知部７５は、主に制御装置６０のプロセッサ６１、記憶装置６２及び表示装置６５により実現される。
【００５３】
上記の誤差は、対象部位についての、設計データに基づく座標位置と、スキャンの結果に基づく実際の座標位置との差分（距離）である。
上記の「作業員Ｕに対象作業の施工を停止する旨を報知する」とは、作業員Ｕに対して、施工機械３１による対象作業の施工を実行しないことを知らせることである。例えば、表示装置６５に、「対象部位の施工誤差が大きいため、施工機械３１による対象作業の施工を行わない」旨のメッセージを表示させることが、上記の「作業員Ｕに対象作業の施工を停止する旨を報知する」ことに相当する。
【００５４】
また、報知部７５は、誤差が第２閾値より大きい場合に、作業員Ｕに対象部位の再施工を指示する。
上記の「対象部位の再施工」とは、対象部位の施工をやり直すことである。
上記の誤差が第２閾値より大きい場合には、そのまま対象部位に対して対象作業を実施することができないため、報知部７５は、作業員Ｕに対して対象部位の施工をやり直すように指示する。具体的には、表示装置６５に、「対象部位の施工誤差が大きいため、対象部位の施工をやり直してください」旨のメッセージを表示させることが、上記の「作業員Ｕに対象部位の再施工を指示する」ことに相当する。
【００５５】
また、指示受付部７１は、対象部位の再施工後に、対象作業の実施指示を再度受け付ける。指示受付部７１が、１回目以降に対象作業の実施指示を受け付けた後の処理は、１回目における処理と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
［施工制御部７６の説明］
施工制御部７６は、判定部７３による判定結果に基づいて、施工機械３１による対象作業の実施を制御する。
施工制御部７６は、主に制御装置６０のプロセッサ６１、記憶装置６２及び通信インターフェース６３により実現される。
【００５７】
上記の「施工機械３１による対象作業の実施を制御する」とは、施工機械３１による対象作業の実施を行うか否かを決定することである。また、施工機械３１による対象作業の実施を行う場合に、施工機械３１に施工開始位置を設定することも上記の「施工機械３１による対象作業の実施を制御する」ことに相当する。
【００５８】
具体的には、施工制御部７６は、誤差が第１閾値以下である場合に、施工機械３１に対象作業を実施させる。
上記の誤差は、対象部位についての、設計データに基づく座標位置と、スキャンの結果に基づく実際の座標位置との差分（距離）である。
すなわち、制御装置６０のプロセッサ６１は、上記の誤差が第１閾値以下である場合には、通信インターフェース６３を介して、施工機械３１に対して、設計データに基づく施工開始位置からの作業を指示する。
そして、施工制御部７６は、対象作業の実行が完了すると、完了した対象作業の情報を記憶装置６２に記憶する。
【００５９】
また、施工制御部７６は、位置補正部７４により補正された開始位置に基づいて、施工機械３１に対象作業を実施させる。
すなわち、制御装置６０のプロセッサ６１は、上記の誤差が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合には、通信インターフェース６３を介して、施工機械３１に対して、位置補正部７４により補正された施工開始位置からの作業を指示する。
そして、施工制御部７６は、対象作業の実行が完了すると、完了した対象作業の情報を記憶装置６２に記憶する。
【００６０】
また、施工制御部７６は、誤差が第２閾値より大きい場合に、対象作業の施工を実施しない。
すなわち、制御装置６０のプロセッサ６１は、上記の誤差が第２閾値より大きい場合には、施工機械３１に対して施工の指示をする代わりに、表示装置６５に対象作業の施工を実施しない旨を表示する。
【００６１】
＜建物施工システム１により実行される処理の説明＞
次に、図７及び図８を参照しながら、建物施工システム１により実行される処理の流れについて具体的に説明する。
なお、図７に示される処理は、作業員Ｕから建物施工システム１により実施する作業の指示を受け付けるごとに実行されるものである。
また、以下に説明する例では、建物施工システム１により実施する作業（対象作業）は、外壁パネルの取り付けであることとして説明するが、対象作業は外壁パネルの取り付けに限定されるものではない。
【００６２】
＜＜全体処理＞＞
図７に示されるように、制御装置６０が入力装置６４を介して作業員Ｕからの作業の実施指示を受け付けると（Ｓ１）、制御装置６０は、記憶装置６２に記憶される実施済みの作業の情報に基づいて、次に実施する対象作業を特定する（Ｓ２）。
さらに、制御装置６０は、Ｓ２で特定した対象作業に係る施工箇所である対象部位を、記憶装置６２に記憶されるＢＩＭデータに基づいて特定する（Ｓ３）。
【００６３】
次に、制御装置６０は、Ｓ３で特定した対象部位について、３Ｄスキャン装置３２に３Ｄスキャンを実施させて、対象部位の形状データを取得する（Ｓ４）。
【００６４】
次に、制御装置６０は、Ｓ４で取得した対象部位について、Ｓ４で取得した実際の座標位置に対する、記憶装置６２に記憶されるＢＩＭデータに基づく設計上の座標位置からの誤差を算出する（Ｓ５）。
【００６５】
ここで、Ｓ５で算出した誤差が第１閾値ＴＨ１以下である場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御装置６０は、施工機械３１に対して対象作業に係る施工開始位置を含む施工データを転送する（Ｓ７）。
【００６６】
また、Ｓ６において、Ｓ５で算出した誤差が第１閾値ＴＨ１以下でない場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、Ｓ８に進む。
Ｓ８において、上記誤差が第１閾値ＴＨ１より大きく、第２閾値ＴＨ２以下である場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御装置６０は、上記誤差に基づいて対象作業に係る施工開始位置を補正した上で（Ｓ９）、施工機械３１に補正後の施工開始位置を含む施工データを転送する（Ｓ７）。
【００６７】
また、Ｓ８において、上記誤差が第２閾値ＴＨ２より大きい場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、制御装置６０は表示装置６５を通じて作業員Ｕに対象部位の再施工を指示して（Ｓ１０）、処理を終了する。
【００６８】
そして、Ｓ７で施工機械３１に施工データを送信した後に、施工機械３１は、制御装置６０から受信した施工データに基づいて対象部位に外壁パネルの施工処理を実施する（Ｓ１１）。なお、外壁パネルの施工処理については図８に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００６９】
＜＜外壁施工処理＞＞
図８に示されるように、外壁パネルの種類が「ＡＬＣパネル」である場合には（Ｓ２１：ＡＬＣパネル）、施工機械３１は、外壁パネルにスポット溶接を施して（Ｓ２２）、躯体２０における対象部位に外壁パネルを取り付ける。さらに、施工機械３１は、外壁パネルに塗装を施す（Ｓ２３）。
【００７０】
一方で、外壁パネルの種類が「金属パネル」である場合には（Ｓ２１：金属パネル）、施工機械３１は、外壁パネルにビスを打ち込んで（Ｓ２４）、外壁パネルを躯体２０の対象部位に取り付ける。
【００７１】
Ｓ２３の処理の後、又はＳ２４の処理の後に、施工機械３１は、外壁パネル間の目地のシーリングと、穴あけ処理を実行し（Ｓ２５）、対象部位に関する外壁施工処理を終了する。
【００７２】
以上により、建物施工システム１は対象作業の処理を終える。なお、作業員Ｕは、必要に応じて作業を行った後に、建物施工システム１に次に実施させる作業の指示を入力する。こうすることで、作業員Ｕと建物施工システム１とが協働して建物の建設を行うことができる。これにより、作業員Ｕの労力を低減できる。
また、建物施工システム１では、作業の対象部位の施工誤差の大きさに応じて、施工機械３１による作業の実施や、施工データの補正を行うようにしたことで、建物の施工誤差を抑制することが可能となる。
【００７３】
＜まとめ＞
建物施工システム１は、建物の躯体２０の周囲に設けられたレール（レール装置１０、可動式レール３０）と、レールに沿って移動可能な施工機械３１と、躯体２０の形状をスキャンする３Ｄスキャン装置３２（スキャン装置）と、施工機械３１と３Ｄスキャン装置３２を制御する制御装置６０と、を備える。制御装置６０は、建物の３次元モデルを含む設計データを記憶する設計データ記憶部７０と、建物の建設に係る対象作業の実施指示を受け付ける指示受付部７１と、対象作業に係る躯体２０における対象部位の形状を示すデータを３Ｄスキャン装置３２により取得する形状取得部７２と、対象部位の設計データに基づく座標位置と、３Ｄスキャン装置３２によるスキャンの結果に基づく実際の座標位置との誤差に基づいて、対象作業の実施の可否を判定する判定部７３と、判定部７３による判定結果に基づいて、施工機械３１による対象作業の実施を制御する施工制御部７６と、を有する。
【００７４】
上記の建物施工システム１によれば、建物の３次元モデルに基づいて施工機械３１により建物の施工に係る一部の作業を自動化することができる。このように、施工機械３１が作業員Ｕの作業を代替することで、作業員Ｕの労力を低減できる。
また、建物の３次元モデルと、実際に建設中の躯体２０の施工誤差に応じて、施工機械３１による施工の可否を判定できる。これにより、施工機械３１が建物の設計から大きくずれた状態で建物を施工してしまうことを回避できる。
すなわち、建物施工システム１によれば、施工機械３１を用いて人の作業を省力化するとともに、施工誤差を抑制できる。
【００７５】
上記の建物施工システム１において、誤差が第１閾値以下である場合に、施工制御部７６は、施工機械３１に対象作業を実施させる。
こうすることで、建物の施工誤差が第１の許容範囲内にある場合には、施工機械３１に建物の施工を実施させることができる。
【００７６】
上記の建物施工システム１において、制御装置６０は、誤差が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合に、施工機械３１による対象作業の開始位置を補正する位置補正部７４を有する。施工制御部７６は、位置補正部７４により補正された開始位置に基づいて、施工機械３１に対象作業を実施させる。
こうすることで、建物の施工誤差が第２の許容範囲内にある場合には、施工機械３１の施工開始位置を補正した上で、施工機械３１に施工させることができる。これにより、施工機械３１により施工可能な範囲を広げることができる。そのため、作業員Ｕの労力をより低減できる。
【００７７】
上記の建物施工システム１において、誤差が第２閾値より大きい場合に、施工制御部７６は、対象作業の施工を実施しない。
こうすることで、建物の施工誤差が許容範囲外にある状態のまま、施工機械３１が施工してしまうことを回避できる。これにより、施工機械３１が作業を行うことにより、建物の施工誤差が拡大することを抑制できる。
【００７８】
上記の建物施工システム１において、制御装置６０は、誤差が第２閾値より大きい場合に、作業員Ｕに対象作業の施工を停止する旨を報知する報知部７５を有する。
こうすることで、施工機械３１が施工を停止した理由を作業員Ｕが知ることができる。これにより、対象部位に施工誤差があることを作業員Ｕが知ることができる。
【００７９】
上記の建物施工システム１において、誤差が第２閾値より大きい場合に、報知部７５は、作業員Ｕに対象部位の再施工を指示する。指示受付部７１は、対象部位の再施工後に、対象作業の実施指示を再度受け付ける。
こうすることで、対象部位の再施工が行われた後に、対象部位についての対象作業を施工機械３１に実施させることができる。
【００８０】
上記の建物施工システム１において、対象作業は、躯体２０に外壁パネル２４を取り付ける作業であり、外壁パネル２４の種類に応じて、施工機械３１により実施する作業が定められている。
こうすることで、異なる種類の外壁パネル２４に対しても施工機械３１による施工が可能となる。これにより、外壁の構築作業を省力化できる。
【００８１】
＜その他の実施形態＞
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、建物の施工位置に応じて、作業員Ｕによる作業と、建物施工システム１による作業とを切り分けてもよい。具体的には、所定の高さ以下の箇所については作業員Ｕの作業とし、所定の高さより高い箇所については施工機械３１による作業としてもよい。
【００８２】
また、作業員Ｕはカゴ体３３に搭乗し、建物施工システム１の施工機械３１による施工後に、施工機械３１による施工箇所の仕上げを行うようにしてよい。そして仕上げの完了後に、作業員Ｕが制御装置６０に次の作業の指示を入力することで、施工機械３１に次の作業を実施させるようにしてよい。
【００８３】
また、資材置き場５０には、施工機械３１の施工部３１Ａの交換用アタッチメントを配し、資材置き場５０において、施工部３１Ａを交換できるようにしてもよい。もちろん、施工部３１Ａの交換用アタッチメントの置き場を資材置き場５０とは別途設けるようにしてもよい。
【００８４】
また、設計データ（ＢＩＭデータ）は、制御装置６０の記憶装置６２に記憶されている場合に限らず、インターネットに接続されるサーバに記憶されていてもよい。この場合に、上記のサーバにより対象部位の実際の座標と、設計上の座標との誤差を算出させるようにしてもよい。
【００８５】
レール装置１０の各側面には、可動式レール３０が複数設けられていてもよい。また、可動式レール３０に対して、複数の施工機械３１が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
Ｕ  作業員
１  建物施工システム
１０  レール装置
１１  柱
１２Ａ  上レール
１２Ｂ  下レール
２０  躯体
２１  基礎
２２  柱
２３  梁
２４  外壁パネル
２５  対象部位
３０  可動式レール
３０Ａ  溝
３１  施工機械
３１Ａ  施工部
３１Ｂ  ロボットアーム
３２  ３Ｄスキャン装置
３３  カゴ体
５０  資材置き場
６０  制御装置
６１  プロセッサ
６２  記憶装置
６３  通信インターフェース
６４  入力装置
６５  表示装置
７０  設計データ記憶部
７１  指示受付部
７２  形状取得部
７３  判定部
７４  位置補正部
７５  報知部
７６  施工制御部
【図１】
2019108750.tif 000003
【図２】
2019108750.tif 000004
【図３】
2019108750.tif 000005
【図４】
2019108750.tif 000006
【図５】
2019108750.tif 000007
【図６】
2019108750.tif 000008
【図７】
2019108750.tif 000009
【図８】
2019108750.tif 000010