JP2017067572A - 格点構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】格点から傾斜方向に伸びる複数の柱状体の姿勢や位置決めを正確かつ容易に行う格点構造物の製造方法を提供する。【解決手段】光軸上で直交交差する第１ラインと第２ラインを有するクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の光軸を、管Ｐ１〜Ｐ６の軸心から格点ＲＰに向かって配置するレーザ光配置工程と、各管Ｐ１〜Ｐ６の接続端側および先端側に、第１ラインと第２ラインに対応する接続端ターゲットおよび先端ターゲットを設けるターゲット形成工程と、接続端ターゲットおよび先端ターゲットが形成された管Ｐ１〜Ｐ６を、基準管Ｐ０との接合位置に配置し、クロスラインレーザＣＲ１〜ＣＲ６光が接続端ターゲットおよび先端ターゲットにそれぞれ一致するように管Ｐ１〜Ｐ６の姿勢を調整する位置決め工程と、基準柱状体Ｐ０に、位置決め後の管Ｐ１〜Ｐ６を順次接合する接合工程と、を具備した格点構造物の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、高層建造物や橋梁、高層タワー、大型のパラボラアンテナ、電波望遠鏡、光学望遠鏡など、複数の管(パイプ)や柱体などの柱状体を組み合わせて建設される大型構造体において、格点から複数の柱状体が所定角度隔てて放射状に伸びる格点構造物を製造するための製造方法に関するものである。

構造物などの製造や組立に際し、レーザ光を使用して構成部材の位置決めを行う技術は、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されている。
特許文献１は、放射線治療装置を備える医療システムにおいて、被検体の位置決めを行うために、天井面の投光ユニットから走査ガントリにクロスラインレーザを鉛直方向に照射して床面の受光ユニットで受光し、一方の側壁の投光ユニットからクロスラインレーザを走査ガントリに水平方向に照射して他方の側壁の受光ユニットに受光し、受光ユニットのデータから投光ユニットにフィードバック制御を行って、各投光ユニット、各受光ユニットの位置をそれぞれ調整する技術が開示されている。

特許文献２は、「函体構造物の設置方法」であって、函体構造物を設置する場合の角パイプの姿勢を把握するに際し、レーザ測量装置（レーザ墨書き器）からクロスラインレーザを水平方向に照射して、角パイプの内面に設置された３本の測量線との相対位置から角パイプの水平、垂直方向および回転方向の姿勢を測量するものである。

特許文献１および２では、互いに直交交差する水平ラインと鉛直ラインからなるレーザ光を、水平方向に投光する測量用のレーザ墨書き器（投光ユニットやレーザ測量装置ともいう）を使用するため、構造物に水平や鉛直を基準とする被検体を位置決めしたり、被検体の姿勢を検出する場合には大変便利である。

特開２００８−２９６４７号公報 特開２０１４−１６３０９８号公報

しかし、水平面に対して所定の仰角や俯角を有する複数の被検体を接合して格点構造物を製造する時に、常時水平方向にのみレーザ照射する上記レーザ墨書き器を使用して、傾斜する被検体の変位を読み取る場合、その計測工程の数が大変多く、計算式を使用する必要もあり面倒であるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、水平方向や鉛直方向でなく、格点から所定の角度を隔てて傾斜方向に伸びる複数の柱状体の姿勢や位置決めを容易に行うことができ、格点構造物を効率よく製造することができる格点構造物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、光軸上で直交交差する第１ラインと第２ラインからなるクロスラインレーザ光を使用して、基準柱状体の格点から所定角度隔てて傾斜方向に伸びる複数の柱状体が接合された格点構造物を製造する格点構造物の製造方法であって、
クロスラインレーザ光の光軸を、柱状体の軸心から格点に向かって配置するレーザ光配置工程と、
各柱状体の接続端側に、第１ラインおよび第２ラインにそれぞれ対応する接続端ターゲットを設けるとともに、各柱状体の先端側に、第１ラインおよび第２ラインにそれぞれ対応する先端ターゲットを設けるターゲット形成工程と、
前記接続端ターゲットおよび前記先端ターゲットが形成された柱状体を、基準柱状体との接合位置に配置し、クロスラインレーザ光が前記接続端ターゲットおよび前記先端ターゲットにそれぞれ一致するように、当該柱状体の姿勢を調整して位置決めする位置決め工程と、
基準柱状体に、位置決め後の柱状体を順次接合する接合工程と、を具備したものである。

上記構成によれば、傾斜する柱状体の軸心から格点にクロスラインレーザ光を傾斜状態で配置し、第１ラインおよび第２ラインをそれぞれ接続端ターゲットおよび先端ターゲットに一致させることにより、接合する柱状体を短時間かつ高精度で位置決めすることができる。

また、クロスラインレーザ光の第１ラインを、鉛直面内に配置することで、基準柱状体が設置された基準平面、たとえば定盤上に罫書かれた管の平面視座標に、第１ラインを一致させることで、クロスラインレーザ光の軸心周りの傾き角を容易かつ高精度で設定することができる。

さらに、先端ターゲットを、柱状体の先端面か、または柱状体の先端面に取り付けられた端板に形成することにより、先端ターゲットを容易かつ精度よく形成することができる。

さらにまた、接続端ターゲットを、当該柱状体の基端側外周に取り付けられた接続端検出部材、または当該柱状体の接続端周囲の基準柱状体の表面および接合後の柱状体の表面の少なくとも１つに形成することで、接続端ターゲットを容易かつ精度よく形成することができる。

また、レーザ光配置工程、ターゲット形成工程、位置決め工程および接合工程により基準柱状体にすべての柱状体を接合した後、先端ターゲットとクロスラインレーザ光とのずれ量から柱状体の取付精度を計測する歪み計測工程と、前記歪み計測工程で計測された所定の柱状体を部分的に加熱、冷却することにより当該柱状体の歪み取りを行う歪み取り工程と、前記歪み取り工程後に、先端ターゲットとクロスラインレーザ光とのずれ量から柱状体の取付精度を再計測する歪み再計測工程とを具備したものである。

上記方法において、接合工程後に、傾斜配置したクロスラインレーザ光を利用することで、クロスラインレーザ光の第１ラインおよび第２ラインと、柱状体の先端ターゲットとのずれ量から、柱状体の歪み量を容易かつ精度良く検出することができる。これにより、接合工程に引き続いて歪み計測工程、歪み取り工程、歪み再計測工程と、を連続して行うことができ、高精度で格点構造物を製造することができる。

上記発明によれば、格点から所定角度隔てて放射方向に傾斜して伸びる複数の柱状体の姿勢や位置決めを効率よく高精度で読み取ることができ、格点構造物を効率よく製造することができる。

本発明に係る格点構造物の製造方法の実施例１を示し、格点構造物とレーザ光照射器の配置を説明する概略斜視図である。 格点構造物を説明する拡大斜視図である。 クロスラインレーザ光の受光部の例１を示す斜視図である。 クロスラインレーザ光の受光部の例２を示す斜視図である。 クロスラインレーザ光の受光部の例３を示す斜視図である。 照射器調整装置を示す斜視図である。 照射器調整装置の変形例を示す斜視図である。 格点構造物の製造方法を示すフロー図である。 管の計測座標を示す説明図である。 管の歪み計測結果を示すグラフである。 管の歪み再計測結果を示すグラフである。 レーザ光照射器の他の位置決め方法を説明する斜視図である。 レーザ光照射器の他の位置決め方法を説明する平面図および側面図である。 レーザ光照射器のさらに他の位置決め方法を説明する側面図である。

［実施例１］
以下、本発明の実施例１を、図面を参照して説明する。
複数本の管（柱状体）を、格点を中心として所定角度隔てて放射方向に接合した格点構造物である管集合体の製造方法について説明する。この管集合体は、たとえば高層建築物や橋梁、高層タワーや大型のパラボラアンテナ、電波望遠鏡、光学望遠鏡などの構造体の一部として使用するために、１つの格点から所定角度を隔てて複数、たとえば３本以上で２０本前後までの管を溶接により接合したものである。

（概要）
図１，図２には、たとえば７本の管Ｐ０〜Ｐ６を接合した管集合体１１が表示されている。この管集合体１１は、たとえば基準水平面となる定盤１２上に、垂直（鉛直）方向に立設された１本の基準管Ｐ０と、この基準管Ｐ１の軸心Ｏ０上に設定された格点ＲＰを中心に、所定角度隔ててそれぞれの仰角αで、たとえば６本の管Ｐ１〜Ｐ６が接合されている。

（クロスラインレーザ光）
図１に示すように、レーザ光照射器（レーザポインタ）２１Ａ〜２１Ｆからクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６を、管Ｐ１〜Ｐ６の軸心Ｏ１〜Ｏ６から格点ＲＰに向かってそれぞれ照射し、管Ｐ１〜Ｐ６の位置決めや計測、修正を行う。

図２に示すように、レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆからそれぞれ照射されるクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６は、レーザ光軸（後述するＲＯ）上で互いに直交交差する第１ラインＲｖと第２ラインＲｈを有している。

（管とターゲット）
図３は、管Ｐ１〜Ｐ６において、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６を受光するための受光部の例１を示す。管Ｐ１〜Ｐ６はそれぞれ同一であるため、管Ｐ１のみを説明する。管Ｐ１の軸心Ｏ１に沿って照射されるクロスラインレーザ光ＣＲ１を受光するために、管Ｐ１の先端側受光部２２と接続端受光部２３がそれぞれ設けられている。

先端受光部２２は、管Ｐ１の先端部で軸心Ｏ１に垂直な先端面に、受光用の端板２２ａが取り付けられている。また接続端受光部２３は、管Ｐ１〜Ｐ６の接続端側に外嵌固定された受光用の環状部材２３ａから構成されている。そして、端板２３ａの表面(先端面)に形成される先端ターゲットＦＴは、これら軸心Ｏ１位置を通って照射される第１ラインＲｖに位置合わせされる鉛直方向の第1照射線（罫書き線）ＦＴｖと、第２ラインＲｈに位置合わせされる水平方向の第２照射線（罫書き線）ＦＴｈと、第１照射線ＦＴｖおよび第２照射線ＦＴｈの交差部に表れる先端面中心Ｐ１Ｏと、で構成される。また環状部材２３ａに形成される接続端ターゲットＲＴは、第１ラインＲｖに位置合わせされる上下一対の第1照射線（罫書き線）ＲＴｖと、第２ラインＲｈに位置合わせされる左右一対の第２照射線（罫書き線）ＲＴｈとからなる。これら第1照射線ＲＴｖおよび第２照射線ＲＴｈは、第１ラインＲｖおよび第２ラインＲｈに対応して管Ｐ１の胴部外面に軸心Ｏ１方向に沿って予め形成された胴部罫書き線ＢＬｈ，ＢＬｈに基づいて形成する。

なお、図３では、環状部材２３ａを一体物として表記したが、複数個に分離可能な組立式として、ボルトなどの締結具で連結固定してもよい。また環状部材２３ａの半径方向の突出幅は、管Ｐ１〜Ｐ６の先端面とレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆとの距離と、管Ｐ１〜Ｐ６の先端面と環状部材２３ａとの距離に対応して設定され、第１ラインＲｖおよび第２ラインＲｈをそれぞれ受光する突出幅に形成される。

図４は、管Ｐ１〜Ｐ６において、クロスラインレーザ光ＣＲ１を受光するための受光部の例２を示す。管Ｐ１〜Ｐ６はそれぞれ同一であるため、管Ｐ１のみを説明する。
先端側受光部２４は、受光用の端板２２ａを削除し、軸心Ｏ１に垂直な管Ｐ１の管端面２４ａを先端受光面とし、この管端面２４ａに先端ターゲットＦＴの第1照射線ＦＴｖと第２照射線ＦＴｈがそれぞれ形成されている。また接続端受光部２５は、第１ラインＲｖと第２ラインＲｈの照射位置近傍にのみに受光片２５ａをそれぞれ溶接などにより取り付けたもので、受光片２５ａの先端側の面に接続端ターゲットＲＴの第1照射線ＲＴｖと第２照射線ＲＴｈが形成されている。これら第1照射線ＲＴｖおよび第２照射線ＲＴｈは、第１ラインＲｖおよび第２ラインＲｈに対応して管Ｐ１の胴部外面に軸心Ｏ１方向に沿って予め形成された胴部罫書き線ＢＬｖ，ＢＬｈに基づいて形成する。

なお、図５に示すように、第１ラインＲｖと第２ラインＲｈの受光面が、基準管Ｐ０を含む既設の接合済みの管Ｐ２〜Ｐ６の接続端側の外表面に存在する場合、基準管Ｐ０を含む管Ｐ１〜Ｐ６のいずれかの外表面を接続端受光部２５として、胴部罫書き線ＢＬｖ，ＢＬｈの接続端にそれぞれ連結されて第１ラインＲｖ方向および第２ラインＲｈ方向にそれぞれ延びる第1照射線ＦＴｖと第２照射線ＦＴｈを形成する。

（レーザ光の照射調整装置）
図６は、各レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆをそれぞれ姿勢調整可能に支持する照射器調整装置３１を示す。この照射器調整装置３１は、定盤１２上の所定位置に立設される照射器支持柱３２に、９０°で互いに直交交差するｙ軸、ｚ軸の二軸方向の移動と、ｘ軸（ＲＯ軸）、ｙ軸、ｚ軸の三軸周りの回動が可能に構成されている。

照射器調整装置３１は、照射器支持柱３２に沿ってレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆを所定範囲で鉛直方向のｚ軸に沿って昇降移動するｚ軸方向移動部３３と、管Ｐ１〜Ｐ５に対面する鉛直面内でレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆを水平な幅方向に移動するｙ軸方向移動部３４と、レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆをｙ軸周りに回動するｙ軸周り回転部３５と、鉛直方向のｚ軸周りに回動するｚ軸周り回転部３６と、レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆをレーザ光軸ＲＯ周りに回動して傾斜角βを設定する光軸周り回転部３７とを具備している。

これら各移動部３３，３４および各回転部３５〜３７は、位置データおよび角度データの読み取りと、操作盤(図示せず)からの指示データに基づく操作により、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の照射角や位置などの調整が自動化されている。この場合、定盤１２上で照射器支持柱３２の立設位置データに基づいて、ｚ軸方向移動部３３に対してｚ軸位置データが入出力され、ｙ軸方向移動部３４に対してｙ軸位置データが出力される。またｙ軸周り回転部３５に対してｙ軸回転角データが入出力され、ｚ軸周り回転部３４に対してｚ軸回転角データが入出力され、光軸周り回転部３５に対して光軸回転角データが入出力される。したがって、各レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆの照射器支持柱３２を、管集合体の設計データに基づいて定盤１２の設定位置に立設し、各移動部３３，３４および各回転部３５〜３７にデータを入出力することで、レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆからクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６をそれぞれ管Ｐ１の軸心Ｏ１から格点ＲＰに向かって照射できるように、レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆの位置と姿勢を設定することができる。もちろん、手動で位置および角度をそれぞれ微調整することができる。

なお、図７は照射器調整装置の各回転部の構成を示す変形例で、この照射器調整装置５１は、ｙ軸周り回転部５３により回動させる回転軸心ｙと，ｚ軸周り回転部５４により回動させる回転軸心ｚと、光軸周り回転部５５により回動させるレーザ光軸ＲＯとを、一点で交差するように構成したものである。これにより、図６の照射器調整装置３１ではレーザ光照射器２１Ａの角度修正後に補正動作が必要であったが、これを不要にすることができる。

(製造方法)
次いで、上記構成を有する設備を使用して管集合体１１を製造する方法を、図１，図８を参照して説明する。

［管の位置決めと接合］
（レーザ光配置工程）
定盤１２上の所定位置に、格点ＲＰに対応して基準管Ｐ０を立設配置する。そして、格点ＲＰ直下の定盤１２上の平面視格点ＲＰ′から、平面視の管Ｐ１〜Ｐ６の軸心Ｏ１〜Ｏ６直下の平面視座標線（罫書き線）Ｏ１ｈ〜Ｏ６ｈを引く。そして、平面視座標線Ｏ１ｈ〜Ｏ６ｈの所定位置に照射器支持柱３２を立設し、この照射器支持柱３２に照射器調整装置３１を介してレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆをそれぞれ設置し、位置と傾斜角βを設定する。そして、各レーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆのクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６のレーザ光軸ＲＯを、接合する管Ｐ１〜Ｐ６の軸心Ｏ１〜Ｏ６に沿って基準管Ｐ０の格点ＲＰに向かい配置する。（ＳＴＥＰ．１）
（ターゲット形成工程）
接合する管Ｐ１〜Ｐ６管Ｐ１の胴部外面に、予め第１，第２ラインＲｖ，Ｒｈに対応して軸心Ｏ１方向に沿う胴部罫書き線ＢＬｖ，ＢＬｈを形成しておく。これら胴部罫書き線ＢＬｖ，ＢＬｈに基づいて、接続端側受光部２３，２５に、第１，第２ラインＲｖ，Ｒｈがそれぞれ照射される接続端ターゲットＲＴの第1，第２照射線ＲＴｖ，ＲＴｈ（図３〜図５）を形成するとともに、各管Ｐ１〜Ｐ６の先端側受光部２２，２４に、第１，第２ラインＲｖ，Ｒｈがそれぞれ照射される先端ターゲットＦＴの第1，第２照射線ＦＴｖ，ＦＴｈ（図３〜図５）を設ける。（ＳＴＥＰ．２）
なお、レーザ光配置工程（ＳＴＥＰ．１）とターゲット形成工程（ＳＴＥＰ．２）は、並行して実施してもよいし、どちらか一方を先に実施してもよい。

（位置決め工程）
接続端ターゲットＲＴの第１，第２照射線ＲＴｖ，ＲＴｈおよび先端ターゲットＦＴの第１，第２照射線ＦＴｖ，ＦＴｈが形成された管Ｐ１から順に、基準管Ｐ０との接合位置に配置し、クロスラインレーザ光ＣＲ１の第１，第２ラインＲｖ，Ｒｈが、接続端および先端ターゲットＲＴ，ＦＴの第１，第２照射線ＲＴｖ，ＲＴｈおよび第１，第２照射線ＦＴｖ，ＦＴｈにそれぞれ一致するように、当該管Ｐ１〜Ｐ６の姿勢を調整して位置決めする。（ＳＴＥＰ．３）
（接合工程）
位置決めされた管Ｐ１と、基準管Ｐ０（および既接合の管）と、順次溶接により接合する。（ＳＴＥＰ．４）
位置決め工程と接合工程とを繰り返して、順次残りの管Ｐ２〜Ｐ６を溶接により接合する。（ＳＴＥＰ．５）
［接合した管の計測と調整］
（歪み計測工程）
基準管Ｐ０への管Ｐ１〜Ｐ６の接合を完了した後、先端ターゲットＦＴの第１，第２照射線ＦＴｖ，ＦＴｈとクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６のずれ量から、各管Ｐ１〜Ｐ６の取付精度をそれぞれ計測する。これらずれ量は、図９に示すように、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６と先端ターゲットＦＴの第１，第２照射線ＦＴｖ，ＦＴｈとのＸ軸上およびＹ軸上の取付誤差である。（ＳＴＥＰ．６）
なお、図１０および図１１に開示されたＺ軸上の取付誤差は、レーザ照射器２１Ａ〜２１Ｆとは別の計測器で計測された値である。これら基準管Ｐ０を含む管Ｐ１〜Ｐ６の先端側は、後工程において、伸縮継手などを介して中間梁となる中間接続管に連結される。このため、Ｚ軸上の取付誤差は十分な許容長さを有しており、溶接による接合で生じるような範囲の誤差は、このまま放置しても特に問題はない。ここで問題となる取付誤差は、Ｘ軸上の取付誤差およびＹ軸上の取付誤差である。

（歪み取り工程）
歪み計測工程で計測されたＸ軸上およびＹ軸上の取付誤差に基づき、所定の組立計算方法により求めた対象の管Ｐ１〜Ｐ６ごとにすべて、または選択的に歪み取りを行う。この歪み取り作業では、対象の管Ｐ１〜Ｐ６について、周方向および軸方向の加熱位置や加熱範囲、加熱温度、加熱時間、冷却時間をそれぞれ選択して実施し、歪みを解消する。（ＳＴＥＰ．７）
（歪み再計測工程）
歪み取り工程後にそれぞれ、図９に示すように、たとえば管Ｐ５におけるＸ軸上およびＹ軸上の取付誤差をそれぞれ再計測する。（ＳＴＥＰ．８）
残りの管についても、歪み取り工程と歪み再計測工程とを繰り返して、すべての管Ｐ１〜Ｐ６のＸ軸上およびＹ軸上の取付誤差が最小となる許容範囲、たとえば±数ｍｍ未満に収める。（ＳＴＥＰ．９）
［歪み取りによる取付誤差の修正結果］
ここで、歪み取りによる取付誤差の修正結果を、歪み取り前を示す図１０および歪み取り後の図１１を参照にして説明する。

管Ｐ０〜Ｐ６の接合が終了した管Ｐ５では、歪み取り前のＸ軸上の取付誤差が＋０．１２ｍｍで、Ｙ軸上の取付誤差が＋１．５３ｍｍであった。この管Ｐ５を歪み取り対象として歪み取りを行った後、管Ｐ５を再計測すると、Ｘ軸上の取付誤差が＋０．１３ｍｍで、Ｙ軸上の取付誤差が＋０．５１ｍｍと大きく減少し、管Ｐ５の許容範囲内に入ったのが確認された。
［実施例１の効果］
上記実施例１によれば、基準管Ｐ０に対して所定の角度隔てて傾斜する管Ｐ１〜Ｐ６に対して、それぞれの軸心Ｏ１〜Ｏ６に沿って格点ＲＰを通るクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６を傾斜状態で配置し、第１ラインＲｖおよび第２ラインＲｈをそれぞれ接続端ターゲットＲＴおよび先端ターゲットＦＲに一致させることにより、接合する管Ｐ１〜Ｐ６を短時間かつ高精度で位置決めすることができる。

また、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の第１ラインＲｖを、鉛直面内に配置することで、定盤１２上で基準管Ｐ０が設置された平面視格点ＲＰ′から平面視座標線Ｏ１ｈ〜Ｏ６ｈに沿う近傍位置に照射器支持柱３２を立設配置し、平面視座標線Ｏ１ｈ〜Ｏ６ｈにクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の第１ラインＲｖを一致させることで、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６のレーザ光軸ＲＯ周りの傾きを、容易かつ高精度で設定することができる。

さらに、先端側受光部２２において、管Ｐ１〜Ｐ６の先端面に取り付けられた端板２２ａまたは、軸心Ｏ１〜Ｏ６に垂直な先端面２４ａを設けることにより、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の第１ラインＲｖと第２ラインＲｈに対応する先端ターゲットＦＴの第１照射線ＦＴｖおよび第２照射線ＦＴｈを容易かつ精度良く形成することができる。

さらにまた、接続端側受光部２３において、管Ｐ１〜Ｐ６の基端側外周に取り付けられた環状部材（接続端検出部材）２３ａ、受光片（接続端検出部材）２５ａ、管Ｐ１〜Ｐ６の接続端周囲の基準管Ｐ０の外表面および接合後の管Ｐ１〜Ｐ６の接続端周囲の管Ｐ１〜Ｐ５の外表面の少なくとも１つに、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の第１ラインＲｖと第２ラインＲｈに対応する接続端ターゲットＲＴの第１照射線ＲＴｖおよび第２照射線ＲＴｈを、容易かつ精度よく形成することができ、管Ｐ１〜Ｐ６の位置決めと姿勢調整を容易かつ精度良く行うことができる。

また、管Ｐ１〜Ｐ６の軸心に沿って傾斜して照射されるクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６を利用することで、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６の第１ラインＲｖおよび第２ラインＲｈと、先端ターゲットＦＴの第１照射線ＦＴｖおよび第２照射線ＦＴｈとの位置ずれ量から、管Ｐ１〜Ｐ６の取付精度を容易かつ精度良く検出することができる。これにより、接合工程に引き続いて歪み計測工程、歪み取り工程、歪み再計測工程を連続して行うことができ、クロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６を利用して歪み取り工程、歪み再計測工程を繰り返し、高精度な管集合体１１を製造することができる。

[レーザ光照射器の他の位置決め方法]
実施例１では、管Ｐ１〜Ｐ６を含む管集合体１１の設計データに基づいて照射器支持柱３２の位置データと、受光器調整装置３１への入力データにより、管Ｐ１〜Ｐ６の各仰角αと同一となるレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆの傾斜角β（１８０°−α）を設定し、姿勢調整したが、手動でレーザ光照射器２１Ａ〜２１Ｆの傾斜角βを設定する場合の設置方法を、図１２〜図１３を参照して説明する。なお、先の実施例と同一部材については同一符号を付して説明は省略する。またレーザ光照射器２１Ａおよび管Ｐ１のみを説明し、他のレーザ光照射器２１Ｂ〜２１Ｆおよび管Ｐ２〜Ｐ６は同様であるため、説明を省略する。
（レーザ光照射器２１Ａの設置）
まず定盤１２上に平面視格点ＲＰ′から管Ｐ１の軸心Ｏ１に沿う平面視座標線（罫書き線）Ｏ１ｈを形成する。そして、平面視座標線Ｏ１ｈを含む鉛直面内にレーザ光照射器２１Ａを配置する。まず、格点ＲＰ（平面視格点ＲＰ′）から所定距離（Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３、Ｒ１＝０）離れた位置に照射器支持柱３２を立設する。そして、照射器支持柱３２における、立設位置に対応するクロスラインレーザ光ＣＲ１の高さ（Ｒｖ１＋Ｒｖ２＋Ｒｖ３）にレーザ光照射器２１Ａを取り付ける。ここで、Ｒｖ１は定盤１２から管Ｐ１の先端面中心Ｐ１Ｏ（後述する計測基準柱４１Ｒにおける高さ座標線ＨＲｖ）までの高さ、Ｒｖ２は、先端面中心Ｐ１Ｏから、後述する計測基準柱４１Ｌにおける高さ座標線ＨＬｖまでの仰角αに対応する高さ、Ｒｖ３は、高さ座標線ＨＬｖから照射器支持柱３２までの仰角αに対応する高さである。

さらに、レーザ光照射器２１Ａから照射されるクロスラインレーザ光ＣＲ１の第１ラインＲｖが平面視座標線Ｏ１ｈ上に一致するように、レーザ光照射器２１Ａのレーザ光軸ＲＯ周りの角度を調整し、第１ラインＲｖを鉛直方向に照射する。

（計測基準柱の設置）
管Ｐ１の平面視座標線Ｏ１ｈを挟んで両側に所定間隔をあけ、さらに平面視格点ＲＰ′から平面視座標Ｏ１ｈの長さ方向に所定間隔をあけて、一対の計測基準柱４１Ｌ，４１Ｒを定盤１２上に立設する。
ここで格点ＲＰ（平面視格点ＲＰ′）からレーザ光照射器２１Ａまでの距離（Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）において、Ｒ０は、平面視座標線Ｏ１ｈにおける格点ＲＰから管Ｐ１の軸心Ｏ１までの距離であり、また平面視座標線Ｏ１ｈにおいて管Ｐ１の先端面と一致するように計測基準柱４１Ｒを設置したため、Ｒ１＝０である。さらにＲ２は、平面視座標線Ｏ１ｈにおける計測基準柱４１Ｒから計測基準柱４１Ｌまでの距離であり、さらにまたＲ３は、平面視座標線Ｏ１ｈにおける計測基準柱４１Ｌから照射器支持柱３２までの距離である。

（高さ座標線の形成）
そして設計データに基づいて、管Ｐ１の先端面中心Ｐ１Ｏ（＝計測基準柱４１Ｒ）から計測基準柱４１Ｌまで平面視座標線Ｏ１ｈに沿う距離（Ｒ２）と，計測基準柱４１Ｌからレーザ光照射器２１Ａまで平面視座標線Ｏ１ｈに沿う距離Ｒ３と、管Ｐ１の仰角αから計測基準柱４１Ｌ，４１Ｒにおいて第２ラインＲｈが照射されるレーザ光照射器２１Ａの対向面に、高さ座標線（罫書き線）ＨＬｖ，ＨＲｖを形成する。

(レーザ光照射器の調整)
計測基準柱４１Ｌ，４１Ｒの高さ座標線ＨＬｖ，ＨＲｖに第２ラインＲｈが一致するように、レーザ光照射器２１Ａの仰角αに対応する傾斜角βをそれぞれ調整する。

上記手順により、手動であっても、レーザ光照射器２１Ａの傾斜角βを高精度で設定することができ、クロスラインレーザ光ＣＲ１を設定位置の管Ｐ１の軸心Ｏ１および格点ＲＰに確実に照射することができる。

ところで、図１２に仮想線で示す仰角αがたとえば７０°を超えるレーザ光照射器２１Ｆは、既接合された管Ｐ１〜Ｐ５が障害となり、照射器支持柱３２の設置が困難になるおそれがある。この場合、天井から垂下、または支持された照射器支持柱３２を使用して、レーザ光照射器２１Ｆを設置すればよい。またクロスラインレーザ光ＣＲ１の第２ラインＲｈが計測基準柱４１Ｌ，４１Ｒの鉛直面に鋭角で照射されると、照射光の受光幅が広がり、誤差の原因となりやすい。このため、計測基準柱４１Ｌ，４１Ｒに替えて、図１２に仮想線で示すように、第２ラインＲｈに対応する標準線が平面部（上面）に形成された水平柱４１ＨＬ，４１ＨＲを有するＬ字形や門型などの計測基準柱４１Ｈを設置し、クロスラインレーザ光ＣＲ１の第２ラインＲｈを水平柱４１ＨＬ，４１ＨＲの平面部に照射することで、第２ラインＲｈの位置を高精度で読み取ることができる。

（さらに他のレーザ光照射器の調整）
図１２，図１３に替えて、図１４に示すように、管Ｐ１を設置しないで、格点ＲＰ位置に支持治具４２を介して設置した格点ターゲットＲＰＴと、一方の計測基準柱４１Ｌ(または４１Ｒ)とにより、レーザ光照射器２１Ａの位置決めと、クロスラインレーザ光ＣＲ１の仰角αの調整を行うこともできる。

前記支持治具４２は、格点ＲＰ位置に立設された鉛直軸４２ａに水平方向回転固定機構４２ｂを介してＵ字形支持アーム４２ｃを設け、この支持アーム４２ｃに水平ピンを有する鉛直方向回転固定機構４２ｄを介して平板状のターゲット板４２ｅを設けたもので、ターゲット板４２ｅの表面に格点ターゲットＲＰＴが形成される。これにより、簡単な構造で、全方向からのクロスラインレーザ光ＣＲ１〜ＣＲ６に対面させることができる。

上記製造方法のクロスラインレーザ光に使用することにより、管に限らず、構造物から傾斜状態で取り付けられる柱状構造物を高精度で位置決めしたり、計測したりすることができる。

Ｐ０ 基準管（柱状体）
Ｐ１〜Ｐ６ 管（柱状体）
Ｏ０〜Ｏ６ 軸心
Ｏ１ｈ〜Ｏ６ｈ 平面視座標線
ＲＰ 格点
ＲＰ′ 平面視格点
Ｐ１Ｏ 先端面中心
ＣＲ１〜ＣＲ６ クロスラインレーザ光
ＲＯ レーザ光軸
Ｒｖ 第1ライン
Ｒｈ 第２ライン
ＦＴ 先端ターゲット
ＦＴｖ 第１照射線
ＦＴｈ 第２照射線
ＲＴ 接続端ターゲット
ＲＴｖ 第１照射線
ＲＴｈ 第２照射線
α 仰角
β 傾斜角
１１ 管集合体（格点構造物）
１２ 定盤(基準水平面)
２１Ａ〜２１Ｆ レーザ光照射器
２２，２４ 先端側受光部
２２ａ 端板
２４ａ 管端面
２３，２５ 接続端側受光部
２３ａ 環状部材
２５ａ 受光片
３１ 照射器調整装置
３２ 照射器支持柱

Claims (5)

1. 光軸上で直交交差する第１ラインと第２ラインからなるクロスラインレーザ光を使用して、基準柱状体の格点から所定角度隔てて傾斜方向に伸びる複数の柱状体が接合された格点構造物を製造する格点構造物の製造方法であって、
   クロスラインレーザ光の光軸を、柱状体の軸心から格点に向かって配置するレーザ光配置工程と、
   各柱状体の接続端側に、第１ラインおよび第２ラインにそれぞれ対応する接続端ターゲットを設けるとともに、各柱状体の先端側に、第１ラインおよび第２ラインにそれぞれ対応する先端ターゲットを設けるターゲット形成工程と、
   前記接続端ターゲットおよび前記先端ターゲットが形成された柱状体を、基準柱状体との接合位置に配置し、クロスラインレーザ光が前記接続端ターゲットおよび前記先端ターゲットにそれぞれ一致するように、当該柱状体の姿勢を調整して位置決めする位置決め工程と、
   基準柱状体に、位置決め後の柱状体を順次接合する接合工程と、を具備した
   ことを特徴とする格点構造物の製造方法。
2. クロスラインレーザ光の第１ラインは、鉛直面内に配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の格点構造物の製造方法。
3. 先端ターゲットは、柱状体の先端面または柱状体の先端面に取り付けられた端板に形成される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の格点構造物の製造方法。
4. 接続端ターゲットは、当該柱状体の基端側外周に取り付けられた接続端検出部材、または当該柱状体の接続端周囲の基準柱状体の表面および接合後の柱状体の表面の少なくとも１つに形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の格点構造物の製造方法。
5. 基準柱状体にすべての柱状体を接合した後、先端ターゲットとクロスラインレーザ光とのずれ量から柱状体の取付精度を計測する歪み計測工程と、
   前記歪み計測工程で計測された所定の柱状体を部分的に加熱、冷却することにより当該柱状体の歪み取りを行う歪み取り工程と、
   前記歪み取り工程後に、先端ターゲットとクロスラインレーザ光とのずれ量から柱状体の取付精度を再計測する歪み再計測工程とを具備した
   ことを特徴とする請求項１記載の格点構造物の製造方法。
   
   

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