JP2022180903A - portable laser cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存建築物に備わる石材、タイル、モルタル、金属などの清浄化クリーニングに好適な携行型レーザークリーニング装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a portable laser cleaning device suitable for cleaning stones, tiles, mortar, metals, etc. provided in existing buildings.
従来、携行型レーザークリーニング装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。携行型レーザークリーニング装置は、高圧温水洗浄、ブラスト洗浄と比較して、対象物正面を削ってしまうおそれはないため、特に歴史的建造物など対象物自体の保存が求められるものには適している。照射ガンから出射されるレーザー光は合焦点(照射ガンから対象物までの距離に相当し、任意に設定可能)で最もエネルギーが高くなり、対象物表面の汚れ物質と反応する。 Conventionally, a portable laser cleaning device is known (see Patent Document 1, for example). Compared to high-pressure hot water cleaning and blast cleaning, portable laser cleaning equipment is less likely to scrape the front of the object, so it is particularly suitable for objects such as historical buildings that require preservation of the object itself. . The laser beam emitted from the irradiation gun has the highest energy at the focal point (corresponding to the distance from the irradiation gun to the object, which can be set arbitrarily) and reacts with contaminants on the surface of the object.
レーザークリーニング装置の制御に関連する従来技術として、レーザー光を出射するレーザーヘッドを移動させるシステムが知られている(例えば、特許文献2を参照)。この特許文献2のシステムは、レーザーヘッドを、1面が開口された略直方体形状の搬送ケース内で開口面と略水平方向および略直交方向において移動させる移動機構を備えており、レーザーヘッドが略水平方向および略直交方向へ移動しながらレーザー光を照射し、開口面側に配置された対象物表面上の被膜を剥離除去する。レーザーヘッドは自動焦点機能を有しており、レーザーヘッドと対象物との距離を測定可能である。レーザーヘッドには距離測定センサーが取り付けられており、距離測定センサーを用いて被膜が除去されて対象物表面が露出したときを検出する。また、搬送ケース内に監視カメラが設置されており、監視カメラを用いて対象物表面の被膜剥離状態を画像認識して、レーザーの照射条件を最適化する。
As a conventional technique related to control of a laser cleaning device, a system for moving a laser head that emits laser light is known (see, for example, Patent Document 2). The system of
ところで、上記の従来の携行型レーザークリーニング装置では、図3に示すように、装置本体1から延びるケーブル2に取り付いた照射ガン3を手持ちで使用するため、対象物4までの距離Lが一定しないという問題がある。また、作業者は保護メガネの装着が必須であるため、対象物4までの距離Lを把握しにくいという問題がある。距離Lを把握しにくいため、同じ箇所を何度も照射してしまい、対象物4の表面に斑が発生するおそれがある。このため、照射作業中に照射ガン3と対象物4までの距離L(合焦点長さ)を作業者に明示することができる技術が求められていた。
By the way, in the above-described conventional portable laser cleaning device, as shown in FIG. 3, the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、照射作業中に照射ガンと対象物までの距離を作業者に明示することができる携行型レーザークリーニング装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a portable laser cleaning apparatus that can clearly indicate to the operator the distance between the irradiation gun and the object during irradiation work.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る携行型レーザークリーニング装置は、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、判定結果を視覚または聴覚で確認可能な形態で出力する出力手段とをさらに備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a portable laser cleaning device according to the present invention emits a cleaning laser beam for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned. a laser cleaning apparatus comprising a portable irradiation gun for irradiating an object to be cleaned with an emitted laser beam, wherein the distance measuring means measures the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned; and the measured distance is set in advance. It is characterized by further comprising determination means for determining whether or not the distance matches the distance or is within a predetermined range, and output means for outputting the determination result in a form that can be visually or audibly confirmed.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置は、上述した発明において、出力手段は、眼鏡型、ゴーグル型、イヤホン型、ヘッドホン型もしくは頭部装着型のウェアラブル装置または洗浄対象物の表面に判定結果を投射する投射装置の少なくとも一つを用いて構成されることを特徴とする。 Further, another portable laser cleaning apparatus according to the present invention is the above-described invention, wherein the output means is a wearable device such as spectacles, goggles, earphones, headphones, or a head-mounted type, or a surface of the object to be cleaned. It is characterized by using at least one projection device for projecting the determination result.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置は、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、計測した距離が所定の範囲内にないと判定された場合に、照射ガンからのレーザー光の出射を停止する制御を行う制御手段をさらに備えることを特徴とする。 Further, another portable laser cleaning device according to the present invention emits a cleaning laser beam for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and directs the emitted laser beam to the object to be cleaned. A laser cleaning device equipped with a portable irradiation gun for irradiation, wherein the distance measuring means measures the distance between the irradiation gun and an object to be cleaned, and the measured distance matches a preset distance or is within a predetermined range. and a control means for controlling to stop emission of the laser beam from the irradiation gun when it is determined that the measured distance is not within a predetermined range. do.
本発明に係る携行型レーザークリーニング装置によれば、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、判定結果を視覚または聴覚で確認可能な形態で出力する出力手段とをさらに備えるので、照射作業中に照射ガンと洗浄対象物までの距離が適切であるか否かを作業者に容易に明示することができるという効果を奏する。 According to the portable laser cleaning device of the present invention, a cleaning laser beam is emitted for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and the object to be cleaned is irradiated with the emitted laser beam. A laser cleaning apparatus equipped with a portable irradiation gun, comprising a distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and an object to be cleaned, and whether or not the measured distance matches a preset distance or is within a predetermined range. and an output means for outputting the determination result in a form that can be confirmed visually or audibly. can be easily indicated to the operator.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置によれば、出力手段は、眼鏡型、ゴーグル型、イヤホン型、ヘッドホン型もしくは頭部装着型のウェアラブル装置または洗浄対象物の表面に判定結果を投射する投射装置の少なくとも一つを用いて構成されるので、照射ガンと洗浄対象物までの距離が適切であるか否かを作業者に確実に報知することができるという効果を奏する。 Further, according to another portable laser cleaning device according to the present invention, the output means is a wearable device such as eyeglasses, goggles, earphones, headphones, or a head-mounted type, or outputs the determination result to the surface of the object to be cleaned. Since at least one projection device is used for projection, it is possible to reliably inform the operator whether or not the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned is appropriate.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置によれば、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、計測した距離が所定の範囲内にないと判定された場合に、照射ガンからのレーザー光の出射を停止する制御を行う制御手段をさらに備えるので、洗浄対象物への過剰なレーザー光照射を防ぐことが可能となり、洗浄対象物の表面に生じる斑を軽減することができるという効果を奏する。 Further, according to another portable laser cleaning device according to the present invention, a cleaning laser beam is emitted for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and the emitted laser beam is used to clean the object to be cleaned. A laser cleaning device equipped with a portable irradiation gun for irradiating an object, comprising a distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned, and the measured distance matching a preset distance or within a predetermined range. and a control means for controlling to stop emission of the laser beam from the irradiation gun when it is determined that the measured distance is not within a predetermined range. It is possible to prevent excessive irradiation of the laser light onto the object to be cleaned, and to reduce unevenness on the surface of the object to be cleaned.
以下に、本発明に係る携行型レーザークリーニング装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a portable laser cleaning device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1を説明する。
図1に示すように、本実施の形態1に係る携行型レーザークリーニング装置10は、装置本体12と、照射ガン14と、距離計測手段16と、判定手段18と、出力手段20と、制御手段22とを備える。
(Embodiment 1)
First, Embodiment 1 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the portable
照射ガン14は、洗浄対象物Sの表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光Bを出射して、出射したレーザー光Bを洗浄対象物Sに照射する携行型のものである。照射ガン14は、ケーブル24を介して装置本体12と接続している。照射ガン14から出射されるレーザー光Bの出力、強度、照射エリア等の特性は、あらかじめ所定値に設定されている。
The
距離計測手段16は、照射ガン14と洗浄対象物Sとの距離Lを計測するためのものであり、例えばレーザー距離計などで構成することができる。レーザー距離計で構成する場合は、距離計測手段16は照射ガン14に設置することが望ましい。
The distance measuring means 16 is for measuring the distance L between the
判定手段18は、距離計測手段16により計測した距離Lがあらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定するものである。図の例では、判定手段18は装置本体12に搭載されるが、照射ガン14に設けてもよい。
The determination means 18 determines whether or not the distance L measured by the distance measurement means 16 matches a preset distance or is within a predetermined range. In the illustrated example, the determining
出力手段20は、判定手段18による判定結果を視覚または聴覚で確認可能な形態で出力するものである。出力手段20は、判定結果を洗浄対象物Sの表面に対して視覚で確認可能な形態で投射する投射装置を用いて構成される。この投射装置には、例えば画像を投射するプロジェクタ投射装置などを用いて構成することができる。プロジェクタ投射装置から判定結果を表す画像を洗浄対象物Sの表面に投影表示することで、洗浄対象物Sを見ながら照射作業する作業者に対して、判定結果を迅速かつ確実に報知することができる。判定結果を表す画像としては、例えば、あらかじめ設定した距離と一致したと判定された場合には〇などの画像を、あらかじめ設定した距離から乖離したと判定された場合には×などの画像を用いてもよい。投射装置は、照射ガン14からレーザー光Bが照射される部位に対して画像を投影できるよう、照射ガン14と同じ向きで照射ガン14に固定しておくことが望ましいが、照射ガン14以外の場所に設置してもよい。
The output means 20 outputs the result of determination by the determination means 18 in a visually or audibly recognizable form. The
また、本発明の出力手段は上記の投射装置に限るものではない。出力手段として、例えば保護メガネなどの眼鏡型、ゴーグル型、イヤホン型、ヘッドホン型、頭部装着型、着衣型、携帯端末型などのウェアラブル装置を用いて構成し、このウェアラブル装置から判定結果を画像や音声、振動情報などで出力してもよい。こうすることで、これらを装着しながら照射作業を行う作業者に対して判定結果を迅速かつ確実に報知することができる。 Further, the output means of the present invention is not limited to the above projection device. As an output means, for example, a wearable device such as eyeglasses such as protective glasses, goggles, earphones, headphones, head-mounted, clothes, and mobile terminals is used, and the determination result is displayed as an image from this wearable device. , voice, vibration information, etc. may be output. By doing so, it is possible to quickly and reliably inform the operator who performs the irradiation work while wearing these devices of the determination result.
制御手段22は、照射ガン14、距離計測手段16、判定手段18、出力手段20の各動作を制御するためのものである。図の例では、制御手段22は装置本体12に搭載されるが、照射ガン14に設けてもよい。本実施の形態では、制御手段22は、距離計測手段16により計測された距離Lを判定手段18に送る一方、判定手段18から判定結果を取得する。そして、取得した判定結果に基づいて画像を設定し、設定した画像を出力手段20から出力させる制御を行う。例えば、あらかじめ設定した距離と一致したという判定結果の場合には〇などの画像を、あらかじめ設定した距離から乖離したという判定結果の場合には×などの画像を出力手段20から出力させる制御を行う。
The control means 22 is for controlling each operation of the
上記構成の動作および作用について説明する。
作業者が照射ガン14を手に持って、洗浄対象物Sの表面にレーザー光Bを照射し、洗浄作業を行う。この作業中、照射ガン14から洗浄対象物Sまでの距離Lは距離計測手段16によって所定の時間間隔で計測される。計測結果は制御手段22を介して判定手段18に送られ、判定に使用される。判定の結果、距離Lがあらかじめ設定した距離と一致していると判定された場合には、〇などの画像が出力手段20から出力され、設定した距離から乖離していると判定された場合には、×などの画像が出力手段20から出力される。出力された画像は、照射ガン14の出射方向と略同一方向に投射され、洗浄対象物Sの表面のレーザー光Bの照射部位に投影される。投影して明示された〇や×などの画像は作業者から容易に目視確認できる。目視確認された画像が〇であれば照射ガン14と洗浄対象物Sまでの距離L(合焦点長さ)が適切であり、×であれば照射ガン14と洗浄対象物Sまでの距離L(合焦点長さ)が適切でないことを意味している。したがって、作業者に対し、照射ガン14と洗浄対象物Sまでの距離L(合焦点長さ)が適切であるか否かを確実に報知することができる。
The operation and action of the above configuration will be described.
An operator holds the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2を説明する。
図2に示すように、本実施の形態2に係る携行型レーザークリーニング装置100は、上記の実施の形態1において、出力手段20を用いる代わりに、制御手段22が照射ガン14を停止制御するようにしたものである。
(Embodiment 2)
Next,
As shown in FIG. 2, in the portable
制御手段22は、照射ガン14、距離計測手段16、判定手段18の各動作を制御する。図の例では、制御手段22は装置本体12に搭載されるが、照射ガン14に設けてもよい。本実施の形態では、制御手段22は、距離計測手段16により計測された距離Lを判定手段18に送る一方、判定手段18から判定結果を取得する。そして、取得した判定結果に基づいて、照射ガン14からのレーザー光Bの出射を停止する停止制御を行う。より具体的には、判定手段18によって、計測した距離Lがあらかじめ設定された所定の範囲内にない(乖離する)と判定された場合に、制御手段22は、照射ガン14に対して停止指示信号を送信し、照射ガン14からのレーザー光の出射動作を停止させる制御を行う。
The control means 22 controls each operation of the
上記構成の動作および作用について説明する。
作業者が照射ガン14を手に持って、洗浄対象物Sの表面にレーザー光Bを照射し、洗浄作業を行う。この作業中、照射ガン14から洗浄対象物Sまでの距離Lは距離計測手段16によって所定の時間間隔で計測される。計測結果は制御手段22を介して判定手段18に送られ、判定に使用される。判定の結果、設定した距離から乖離していると判定された場合には、制御手段22は、照射ガン14に停止指示信号を送り、レーザー光Bの出射を停止させる。このように、照射ガン14から洗浄対象物Sまでの距離Lが、あらかじめ設定した距離(合焦点長さ)を外れると、レーザー光Bの照射が停止する。照射の停止を通じて、作業者に対し、照射ガン14と洗浄対象物Sまでの距離Lが適切であるか否かを確実に報知することができる。また、洗浄対象物Sへの過剰なレーザー光照射を防ぐことが可能となる。これにより、洗浄対象物Sの表面に生じる斑を軽減することができる。
The operation and action of the above configuration will be described.
An operator holds the
なお、本発明は上記の実施の形態1または2に限るものではなく、上記の実施の形態1と2を併合した構成であってもよい。つまり、出力手段20と、照射ガン14から出射するレーザー光Bを所定の条件で停止制御する制御手段22とを共に備える構成でもよい。このようにすれば、作業者に対し、照射ガン14と洗浄対象物Sまでの距離L(合焦点長さ)が適切であるか否かを確実に報知することができる。また、洗浄対象物Sへの過剰なレーザー光照射を防ぐことが可能となり、洗浄対象物Sの表面に生じる斑を軽減することもできる。
It should be noted that the present invention is not limited to the first or second embodiment described above, and may have a configuration in which the first and second embodiments are combined. In other words, the configuration may be such that both the output means 20 and the control means 22 for controlling the stop of the laser beam B emitted from the
以上説明したように、本発明に係る携行型レーザークリーニング装置によれば、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、判定結果を視覚または聴覚で確認可能な形態で出力する出力手段とをさらに備えるので、照射作業中に照射ガンと洗浄対象物までの距離が適切であるか否かを作業者に容易に明示することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the portable laser cleaning device of the present invention, a cleaning laser beam is emitted for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and the emitted laser beam is emitted. A laser cleaning apparatus comprising a portable irradiation gun for irradiating an object to be cleaned, comprising distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned, and the measured distance matching a preset distance or a predetermined distance. Since the apparatus further includes determination means for determining whether or not the object is within the range, and output means for outputting the determination result in a form that can be visually or audibly confirmed, the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned during the irradiation operation is increased. Appropriateness or non-appropriateness can be clearly indicated to the operator.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置によれば、出力手段は、眼鏡型、ゴーグル型、イヤホン型、ヘッドホン型もしくは頭部装着型のウェアラブル装置または洗浄対象物の表面に判定結果を投射する投射装置の少なくとも一つを用いて構成されるので、照射ガンと洗浄対象物までの距離が適切であるか否かを作業者に確実に報知することができる。 Further, according to another portable laser cleaning device according to the present invention, the output means is a wearable device such as eyeglasses, goggles, earphones, headphones, or a head-mounted type, or outputs the determination result to the surface of the object to be cleaned. Since it is constructed using at least one projection device for projection, it is possible to reliably inform the operator whether or not the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned is appropriate.
また、本発明に係る他の携行型レーザークリーニング装置によれば、洗浄対象物の表面に付着した付着物を剥離洗浄するためのクリーニング用のレーザー光を出射して、出射したレーザー光を洗浄対象物に照射する携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置であって、照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、計測した距離が所定の範囲内にないと判定された場合に、照射ガンからのレーザー光の出射を停止する制御を行う制御手段をさらに備えるので、洗浄対象物への過剰なレーザー光照射を防ぐことが可能となり、洗浄対象物の表面に生じる斑を軽減することができる。 Further, according to another portable laser cleaning device according to the present invention, a cleaning laser beam is emitted for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and the emitted laser beam is used to clean the object to be cleaned. A laser cleaning device equipped with a portable irradiation gun for irradiating an object, comprising a distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned, and the measured distance matching a preset distance or within a predetermined range. and a control means for controlling to stop emission of the laser beam from the irradiation gun when it is determined that the measured distance is not within a predetermined range. It is possible to prevent excessive irradiation of the laser light onto the object to be cleaned, and to reduce the occurrence of spots on the surface of the object to be cleaned.
以上のように、本発明に係る携行型レーザークリーニング装置は、携行型の照射ガンを備えるレーザークリーニング装置に有用であり、特に、照射作業中に照射ガンと対象物までの距離を作業者に明示するのに適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the portable laser cleaning device according to the present invention is useful as a laser cleaning device equipped with a portable irradiation gun, and in particular, the distance between the irradiation gun and the object is indicated to the operator during irradiation work. suitable for
10,100 携行型レーザークリーニング装置
12 装置本体
14 照射ガン
16 距離計測手段
18 判定手段
20 出力手段
22 制御手段
24 ケーブル
B レーザー光
L 距離
S 洗浄対象物
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、判定結果を視覚または聴覚で確認可能な形態で出力する出力手段とをさらに備えることを特徴とする携行型レーザークリーニング装置。 A laser cleaning apparatus equipped with a portable irradiation gun that emits a cleaning laser beam for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and irradiates the object to be cleaned with the emitted laser beam. ,
distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned; judging means for judging whether or not the measured distance matches a preset distance or is within a predetermined range; and output means for outputting in a form that can be confirmed by the portable laser cleaning device.
照射ガンと洗浄対象物との距離を計測する距離計測手段と、計測した距離があらかじめ設定した距離と一致または所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、計測した距離が所定の範囲内にないと判定された場合に、照射ガンからのレーザー光の出射を停止する制御を行う制御手段をさらに備えることを特徴とする携行型レーザークリーニング装置。 A laser cleaning apparatus equipped with a portable irradiation gun that emits a cleaning laser beam for removing and cleaning deposits adhering to the surface of an object to be cleaned, and irradiates the object to be cleaned with the emitted laser beam. ,
distance measuring means for measuring the distance between the irradiation gun and the object to be cleaned; determining means for determining whether or not the measured distance matches a preset distance or is within a predetermined range; A portable laser cleaning apparatus, further comprising control means for controlling to stop emission of laser light from the irradiation gun when it is determined that the laser light is not within the range.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240308 |