JP3476613B2 - さく孔装置の基準方向の決定方法 - Google Patents
さく孔装置の基準方向の決定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、さく岩機を搭載し
たガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可
動部分の作動量を検出し、その検出データに基づいて自
動位置決めや位置表示を行うトンネルジャンボ等のさく
孔装置の基準方向の決定方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】トンネル掘削等のさく孔作業において、
省力化、省人化のために、さく岩機を搭載したしたガイ
ドシェルとこれを支持するブームをコンピュータで制御
して自動的に位置決め又は位置表示を行うさく孔装置が
用いられている。このようなさく孔装置では、ガイドシ
ェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作
動量を検出し、その検出データに基づいて目標位置まで
の所要移動量を演算して各可動部分のアクチュエータの
作動を制御する。 【０００３】例えば、図１に示すさく孔装置では、さく
孔装置の台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回軸
１４によって枢着し、このブーム台１３に伸縮ブーム１
５の基端を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブー
ム１５は基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先端
ブーム５が基端ブーム４に対してスライドするよう装着
されている。基台１２とブーム台１３との間には旋回用
油圧シリンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム４とブ
ーム台１３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設けら
れており、これらによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯
仰可能になっている。 【０００４】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機９が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【０００５】このさく孔装置の伸縮ブーム１５の旋回軸
１４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアー
ム軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイ
ドマウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各
可動部分には、その作動量を検出するための検出器（図
示略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チ
ルト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブーム
スライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィ
ード長Ｌ3 が検出される。 【０００６】このさく孔装置において、ブーム台１３の
旋回軸１４上のさく孔装置の作動基準点に対するビット
７の先端の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，
θ4，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、
さく孔装置の基準方向に対するガイドシェル６の方向は
検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として
コンピュータで演算し求められる。 【０００７】トンネルでさく孔作業を行う場合には、さ
く孔パターンは切羽１０上に設定されるので、コンピュ
ータ制御により自動的に位置決めしさく孔を行うために
は、さく孔装置の台車１１を切羽１０付近に設置した
後、さく孔開始前に、切羽１０に対するさく孔装置の作
動基準点の位置を入力しておく必要がある。また、さく
孔装置の台車１１をさく孔の基準線と正しく一致する方
向に設置することは困難であるので、さく孔の基準線に
対するさく孔装置の基準方向のずれを予めコンピュータ
に入力しさく孔制御用のデータを補正する必要がある。 【０００８】上記の如く、ブーム台１３の旋回軸１４上
のさく孔装置の作動基準点に対するビット７の先端の位
置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，
Ｌ1，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、さく孔装置の
基準方向に対するガイドシェル６の方向の傾きは検出値
（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として求める
ことができるので、切羽に対するさく孔装置の基準点の
位置は、各可動部分のアクチュエータを作動させ、さく
孔の基準線を示すレーザビームが当たっている切羽上の
点にビット７の先端をセットし、このときの各可動部分
の作動量を検出することにより、検出値（θ1 ，θ2 ，
θ3 ，θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として求
めることができる。 【０００９】また、さく孔の基準線に対するさく孔装置
の基準方向のずれは、さく孔の基準線を示すレーザビー
ムの方向にガイドシェル６の方向を一致させ、このとき
の各可動部分の作動量を検出し、検出値（θ1 、θ2 、
θ3 、θ4 、θ5 ）の関数として求めることができる。
このように、さく孔の基準線を示すレーザビームの方向
にガイドシェル６の方向を一致させる方法としては、従
来、図６に示すように、ガイドシェル６上の前後２箇所
にターゲット２８、２９を設け、レーザビームＬＢがこ
のターゲット２８、２９のターゲットポイント２８ｔ、
２９ｔに同時に当たるようにガイドシェル６を位置決め
する方法と、図７に示すように、ガイドシェル６の後端
にターゲット３０を設け、レーザビームＬＢが当たって
いる切羽上の点にビット７の先端をセットし、少しさく
孔してビット７の位置がずれないようにした後、レーザ
ビームＬＢがロッド８の延長線上に設けたターゲット３
０のターゲットポイント３０ｔに当たるようにガイドシ
ェル６を位置決めする方法とが用いられている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
方法において、レーザビームＬＢが２箇所のターゲット
ポイント２８ｔ、２９ｔに同時に当たるようにガイドシ
ェル６を位置決めするのは、さく孔装置の多数の可動部
分を調整しなければならず、難しい作業であって、時間
と手間がかかる。また、図７の方法では、ビット７の位
置がずれないようにさく孔するための時間と手間がかか
り、またターゲット３０がガイドシェル６の後端に設け
られているので、さく岩機９の重量でガイドシェル６が
撓むと誤差を生ずることがある。 【００１１】本発明は、さく孔の基準線に対するさく孔
装置の基準方向のずれを求めるための操作を容易にし、
さく孔の準備作業の時間を短縮して、作業能率を向上さ
せることのできるさく孔装置の基準方向の決定方法を提
供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明のさく孔装置の基
準方向の決定方法では、さく岩機を搭載したガイドシェ
ルと、ガイドシェルをガイドマウンチングで支持するブ
ームと、ガイドシェルとブームの可動部分の作動量を検
出するための検出器と、さく孔時に前記検出器からの検
出データに基づいてガイドシェルの自動位置決め又は位
置表示を行う演算制御装置とを備えたさく孔装置におい
て、さく孔の基準線を示すレーザビームが当たっている
切羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合わせ、こ
のときの前記可動部分の作動量を検出し、この検出値か
ら前記切羽上の基準点に対するさく孔装置の作動基準点
の位置データを求め、次に、切羽の手前で前記レーザー
ビームにガイドマウンチング上の測点を合わせ、このと
きの前記可動部分の作動量を検出し、この検出値からレ
ーザービーム上の測点の位置データを求め、前記切羽上
の基準点の位置に対するレーザービーム上の測点の位置
データからさく孔の基準線に対するさく孔装置の基準方
向のずれを求めることにより、上記課題を解決してい
る。 【００１３】さく孔作業を行うときには、切羽上のさく
孔パターンのデータは、得られた切羽上の基準点に対す
るさく孔装置の作動基準点の位置データと、さく孔の基
準線に対するさく孔装置の基準方向のずれに基づいて、
演算制御装置によりさく孔装置を基準とするさく孔パタ
ーンのデータに変換され、さく孔制御される。上記のさ
く孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向のずれを求
めるための操作は容易であり、さく孔の準備作業の時間
を短縮して、作業能率を向上させることができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】図１はさく孔装置のガイドシェル
とブームの側面図、図２は本発明の実施の一形態を示す
ガイドシェルとガイドマウンチングの側面図、図３は切
羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合わせた状態
を示す説明図、図４はレーザービームにガイドマウンチ
ング上の測点を合わせた状態を示す説明図、図５はさく
孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向のずれの状態
を示す説明図である。 【００１５】ここで、さく孔装置の基本的構成は、コン
ピュータを用いた演算制御装置を備えた従来の自動制御
方式のさく孔装置と同様であり、図１に示すように、さ
く孔装置の台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回
軸１４によって枢着し、このブーム台１３に伸縮ブーム
１５の基端を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブ
ーム１５は基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先
端ブーム５が基端ブーム４に対してスライドするよう装
着されている。基台１２とブーム台１３との間には旋回
用油圧シリンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム１と
ブーム台１３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設け
られており、これによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯
仰可能になっている。 【００１６】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機９が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【００１７】このさく孔装置の伸縮ブーム１５の旋回軸
１４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアー
ム軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイ
ドマウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各
可動部分には、その作動量を検出するための検出器（図
示略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チ
ルト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブーム
スライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィ
ード長Ｌ3 が検出される。 【００１８】このさく孔装置において、ブーム台１３の
旋回軸１４上のさく孔装置の作動基準点Ｊに対するビッ
ト７の先端の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，
θ3 ，θ 4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、
また、さく孔装置の基準方向に対するガイドシェル６の
方向は検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数
としてコンピュータで演算し求められる。 【００１９】さらに、このさく孔装置では、図２に示す
ように、ガイドマウンチング２６の後端部に測点３が設
けられている。この測点３は、突起、十字の印の交点
等、レーザビームと合わせるとき視認容易なものであれ
ばよい。この測点３のさく孔装置の基準点Ｊに対する位
置は、検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ）
の関数としてコンピュータで演算し求められる。 【００２０】トンネル等でさく孔作業を行う場合には、
さく孔パターンは切羽１０上に設定される。具体的に
は、図５に示すように、さく孔の基準線を示すレーザビ
ームＬＢを切羽１０に向けて照射し、切羽１０上のレー
ザビームＬＢが当たっている点を切羽１０上の基準点Ｐ
とする。そして、レーザビームＬＢをＸ軸、Ｘ軸に垂直
な面上で基準点Ｐを通る水平線をＹ軸、基準点Ｐを通り
Ｘ軸とＹ軸に直交する線をＺ軸とする切羽座標を定め、
この切羽座標のＹ−Ｚ面上にさく孔パターンが設定され
ている。 【００２１】さく孔装置の台車１１は切羽１０付近に設
置される。さく孔装置のガイドシェル６の位置と方向の
制御は、さく孔装置の作動基準点Ｊとさく孔装置の基準
方向を基準として行われるので、コンピュータ制御によ
り自動的に位置決めしさく孔を行うためには、さく孔開
始前に、切羽１０に対するさく孔装置の作動基準点Ｊの
位置を入力しておく必要がある。また、さく孔装置の台
車１１をさく孔の基準線即ちレーザビームＬＢの方向と
正しく一致する方向に設置することは困難であるので、
レーザビームＬＢの方向に対するさく孔装置の基準方向
のずれを予めコンピュータに入力しさく孔制御用のデー
タを補正する必要がある。 【００２２】ここで、切羽１０上の基準点Ｐを通りさく
孔装置の基準方向と平行な線をｘ軸、ｘ軸に垂直な面上
で基準点Ｐを通る水平線をｙ軸、基準点Ｐを通りｘ軸と
ｙ軸に直交する線をｚ軸とするさく孔装置座標を考え
る。そこで、図３に示すように、レーザビームＬＢが当
たっている切羽１０上の基準点Ｐにさく岩機９のビット
７の先端を合わせる。このときの前記可動部分の作動量
を検出し、このときの検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，
θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2，Ｌ3 ）から、前記切羽１０上
の基準点Ｐ（０，０，０）に対するさく孔装置の作動基
準点Ｊのさく孔装置座標における位置データＪ（ｘj ，
ｙj ，ｚj ）を求める。 【００２３】次に、図４に示すように、切羽１０の手前
でレーザービームＬＢにガイドマウンチング２６上の測
点３を合わせ、このレーザービームＬＢ上の測点３の位
置を点Ｑとする。このときの可動部分の作動量を検出
し、この検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，
Ｌ1 ）と作動基準点Ｊのさく孔装置座標における位置デ
ータＪ（ｘj ，ｙj ，ｚj ）からレーザービームＬＢ上
の点Ｑのさく孔装置座標における位置データＱ（ｘq ，
ｙq ，ｚq ）を求める。 【００２４】さく孔の基準線、即ち切羽座標のＸ軸は、
基準点ＰとレーザービームＬＢ上の点Ｑを通る直線であ
りレーザビームＬＢのｘ，ｙ平面上への投影は、線ｌｂ
となっている。よって、さく孔の基準線に対するさく孔
装置の基準方向のずれは、さく孔装置座標における基準
点Ｐ（０，０，０）とレーザービームＬＢ上の点Ｑ（ｘ
q ，ｙq ，ｚq ）の位置データから、次式により求めら
れる。 α＝ｔａｎ-1〔ｚq ／（ｘq 2 ＋ｙq 2 ）1/2 〕 β＝ｔａｎ-1〔ｘq ／ｙq 〕 ここで、α：上下方向のずれ角度 β：左右方向のずれ角度 さく孔作業を行うときには、設定された切羽座標上のさ
く孔パターンのデータは、上記の準備操作で得られた切
羽１０上の基準点Ｐに対するさく孔装置の作動基準点Ｊ
の位置データＪ（ｘj ，ｙj ，ｚj ）と、さく孔の基準
線に対するさく孔装置の基準方向のずれを示す角度α、
βに基づいて、コンピュータでさく孔装置座標を基準と
するさく孔パターンのデータに変換され、さく孔制御さ
れる。 【００２５】上記のさく孔の基準線に対するさく孔装置
の基準方向のずれを求めるための操作は、切羽１０上の
基準点Ｐにさく岩機９のビット７の先端を合わせるとき
も、レーザービームＬＢにガイドマウンチング２６上の
測点３を合わせるときも、１点だけを合わせればよいの
で極めて容易であり、さく孔の準備作業の労力が軽減さ
れ、作業時間を短縮して、作業能率を向上させることが
できる。 【００２６】また、測点３をガイドマウンチング２６上
に設けているので、ガイドシェル６の撓みによる誤差も
生じない。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のさく孔装
置の基準方向の決定方法によれば、さく孔の基準線に対
するさく孔装置の基準方向のずれを求めるための操作が
容易になり、さく孔の準備作業の時間を短縮できるの
で、作業能率が向上する。
たガイドシェルやブームの各関節部やスライド部等の可
動部分の作動量を検出し、その検出データに基づいて自
動位置決めや位置表示を行うトンネルジャンボ等のさく
孔装置の基準方向の決定方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】トンネル掘削等のさく孔作業において、
省力化、省人化のために、さく岩機を搭載したしたガイ
ドシェルとこれを支持するブームをコンピュータで制御
して自動的に位置決め又は位置表示を行うさく孔装置が
用いられている。このようなさく孔装置では、ガイドシ
ェルやブームの各関節部やスライド部等の可動部分の作
動量を検出し、その検出データに基づいて目標位置まで
の所要移動量を演算して各可動部分のアクチュエータの
作動を制御する。 【０００３】例えば、図１に示すさく孔装置では、さく
孔装置の台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回軸
１４によって枢着し、このブーム台１３に伸縮ブーム１
５の基端を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブー
ム１５は基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先端
ブーム５が基端ブーム４に対してスライドするよう装着
されている。基台１２とブーム台１３との間には旋回用
油圧シリンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム４とブ
ーム台１３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設けら
れており、これらによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯
仰可能になっている。 【０００４】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機９が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【０００５】このさく孔装置の伸縮ブーム１５の旋回軸
１４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアー
ム軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイ
ドマウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各
可動部分には、その作動量を検出するための検出器（図
示略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チ
ルト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブーム
スライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィ
ード長Ｌ3 が検出される。 【０００６】このさく孔装置において、ブーム台１３の
旋回軸１４上のさく孔装置の作動基準点に対するビット
７の先端の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，
θ4，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、
さく孔装置の基準方向に対するガイドシェル６の方向は
検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として
コンピュータで演算し求められる。 【０００７】トンネルでさく孔作業を行う場合には、さ
く孔パターンは切羽１０上に設定されるので、コンピュ
ータ制御により自動的に位置決めしさく孔を行うために
は、さく孔装置の台車１１を切羽１０付近に設置した
後、さく孔開始前に、切羽１０に対するさく孔装置の作
動基準点の位置を入力しておく必要がある。また、さく
孔装置の台車１１をさく孔の基準線と正しく一致する方
向に設置することは困難であるので、さく孔の基準線に
対するさく孔装置の基準方向のずれを予めコンピュータ
に入力しさく孔制御用のデータを補正する必要がある。 【０００８】上記の如く、ブーム台１３の旋回軸１４上
のさく孔装置の作動基準点に対するビット７の先端の位
置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，
Ｌ1，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、また、さく孔装置の
基準方向に対するガイドシェル６の方向の傾きは検出値
（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数として求める
ことができるので、切羽に対するさく孔装置の基準点の
位置は、各可動部分のアクチュエータを作動させ、さく
孔の基準線を示すレーザビームが当たっている切羽上の
点にビット７の先端をセットし、このときの各可動部分
の作動量を検出することにより、検出値（θ1 ，θ2 ，
θ3 ，θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として求
めることができる。 【０００９】また、さく孔の基準線に対するさく孔装置
の基準方向のずれは、さく孔の基準線を示すレーザビー
ムの方向にガイドシェル６の方向を一致させ、このとき
の各可動部分の作動量を検出し、検出値（θ1 、θ2 、
θ3 、θ4 、θ5 ）の関数として求めることができる。
このように、さく孔の基準線を示すレーザビームの方向
にガイドシェル６の方向を一致させる方法としては、従
来、図６に示すように、ガイドシェル６上の前後２箇所
にターゲット２８、２９を設け、レーザビームＬＢがこ
のターゲット２８、２９のターゲットポイント２８ｔ、
２９ｔに同時に当たるようにガイドシェル６を位置決め
する方法と、図７に示すように、ガイドシェル６の後端
にターゲット３０を設け、レーザビームＬＢが当たって
いる切羽上の点にビット７の先端をセットし、少しさく
孔してビット７の位置がずれないようにした後、レーザ
ビームＬＢがロッド８の延長線上に設けたターゲット３
０のターゲットポイント３０ｔに当たるようにガイドシ
ェル６を位置決めする方法とが用いられている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
方法において、レーザビームＬＢが２箇所のターゲット
ポイント２８ｔ、２９ｔに同時に当たるようにガイドシ
ェル６を位置決めするのは、さく孔装置の多数の可動部
分を調整しなければならず、難しい作業であって、時間
と手間がかかる。また、図７の方法では、ビット７の位
置がずれないようにさく孔するための時間と手間がかか
り、またターゲット３０がガイドシェル６の後端に設け
られているので、さく岩機９の重量でガイドシェル６が
撓むと誤差を生ずることがある。 【００１１】本発明は、さく孔の基準線に対するさく孔
装置の基準方向のずれを求めるための操作を容易にし、
さく孔の準備作業の時間を短縮して、作業能率を向上さ
せることのできるさく孔装置の基準方向の決定方法を提
供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明のさく孔装置の基
準方向の決定方法では、さく岩機を搭載したガイドシェ
ルと、ガイドシェルをガイドマウンチングで支持するブ
ームと、ガイドシェルとブームの可動部分の作動量を検
出するための検出器と、さく孔時に前記検出器からの検
出データに基づいてガイドシェルの自動位置決め又は位
置表示を行う演算制御装置とを備えたさく孔装置におい
て、さく孔の基準線を示すレーザビームが当たっている
切羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合わせ、こ
のときの前記可動部分の作動量を検出し、この検出値か
ら前記切羽上の基準点に対するさく孔装置の作動基準点
の位置データを求め、次に、切羽の手前で前記レーザー
ビームにガイドマウンチング上の測点を合わせ、このと
きの前記可動部分の作動量を検出し、この検出値からレ
ーザービーム上の測点の位置データを求め、前記切羽上
の基準点の位置に対するレーザービーム上の測点の位置
データからさく孔の基準線に対するさく孔装置の基準方
向のずれを求めることにより、上記課題を解決してい
る。 【００１３】さく孔作業を行うときには、切羽上のさく
孔パターンのデータは、得られた切羽上の基準点に対す
るさく孔装置の作動基準点の位置データと、さく孔の基
準線に対するさく孔装置の基準方向のずれに基づいて、
演算制御装置によりさく孔装置を基準とするさく孔パタ
ーンのデータに変換され、さく孔制御される。上記のさ
く孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向のずれを求
めるための操作は容易であり、さく孔の準備作業の時間
を短縮して、作業能率を向上させることができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】図１はさく孔装置のガイドシェル
とブームの側面図、図２は本発明の実施の一形態を示す
ガイドシェルとガイドマウンチングの側面図、図３は切
羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合わせた状態
を示す説明図、図４はレーザービームにガイドマウンチ
ング上の測点を合わせた状態を示す説明図、図５はさく
孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向のずれの状態
を示す説明図である。 【００１５】ここで、さく孔装置の基本的構成は、コン
ピュータを用いた演算制御装置を備えた従来の自動制御
方式のさく孔装置と同様であり、図１に示すように、さ
く孔装置の台車１１の基台１２上にブーム台１３を旋回
軸１４によって枢着し、このブーム台１３に伸縮ブーム
１５の基端を俯仰軸１６によって枢着している。伸縮ブ
ーム１５は基端ブーム４と先端ブーム５とからなり、先
端ブーム５が基端ブーム４に対してスライドするよう装
着されている。基台１２とブーム台１３との間には旋回
用油圧シリンダ１７、伸縮ブーム１５の基端ブーム１と
ブーム台１３との間には俯仰用油圧シリンダ１８が設け
られており、これによって伸縮ブーム１５は、旋回、俯
仰可能になっている。 【００１６】先端ブーム５の先端部には、チルトアーム
１９がチルトアーム軸２０によって枢着され、先端ブー
ム５との間にチルト用油圧シリンダ２１を設けてチルト
可能になっている。チルトアーム１９には、スイングア
ーム２２がスイングアーム軸２３によって枢着され、チ
ルトアーム１９との間にスイング用油圧シリンダ（図示
略）を設けてスイング可能になっている。スイングアー
ム２２にはガイドロータリ２４が設けられており、ロー
タリ軸２５を中心としてローテーション可能になってい
る。ガイドロータリ２４には、マウント軸２７でガイド
マウンチング２６が支持され、このガイドマウンチング
２６でガイドシェル６を前後スライド可能に支承してい
る。ガイドシェル６には、先端にビット７を取付けたロ
ッド８が挿着されているさく岩機９が搭載されており、
さく岩機９は前後方向への送りが与えられて切羽１０の
岩石にさく孔する。 【００１７】このさく孔装置の伸縮ブーム１５の旋回軸
１４、俯仰軸１６、チルトアーム軸２０、スイングアー
ム軸２３、ロータリ軸２５、及び伸縮ブーム１５、ガイ
ドマウンチング２６、ガイドシェル６のスライド部の各
可動部分には、その作動量を検出するための検出器（図
示略）が設置されており、旋回角θ1 、俯仰角θ2 、チ
ルト角θ3 、スイング角θ4 、ロータリ角θ5 、ブーム
スライド長Ｌ1 、ガイドスライド長Ｌ2 、さく岩機フィ
ード長Ｌ3 が検出される。 【００１８】このさく孔装置において、ブーム台１３の
旋回軸１４上のさく孔装置の作動基準点Ｊに対するビッ
ト７の先端の位置は、前記各検出値（θ1 ，θ2 ，
θ3 ，θ 4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ）の関数として、
また、さく孔装置の基準方向に対するガイドシェル６の
方向は検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ）の関数
としてコンピュータで演算し求められる。 【００１９】さらに、このさく孔装置では、図２に示す
ように、ガイドマウンチング２６の後端部に測点３が設
けられている。この測点３は、突起、十字の印の交点
等、レーザビームと合わせるとき視認容易なものであれ
ばよい。この測点３のさく孔装置の基準点Ｊに対する位
置は、検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ）
の関数としてコンピュータで演算し求められる。 【００２０】トンネル等でさく孔作業を行う場合には、
さく孔パターンは切羽１０上に設定される。具体的に
は、図５に示すように、さく孔の基準線を示すレーザビ
ームＬＢを切羽１０に向けて照射し、切羽１０上のレー
ザビームＬＢが当たっている点を切羽１０上の基準点Ｐ
とする。そして、レーザビームＬＢをＸ軸、Ｘ軸に垂直
な面上で基準点Ｐを通る水平線をＹ軸、基準点Ｐを通り
Ｘ軸とＹ軸に直交する線をＺ軸とする切羽座標を定め、
この切羽座標のＹ−Ｚ面上にさく孔パターンが設定され
ている。 【００２１】さく孔装置の台車１１は切羽１０付近に設
置される。さく孔装置のガイドシェル６の位置と方向の
制御は、さく孔装置の作動基準点Ｊとさく孔装置の基準
方向を基準として行われるので、コンピュータ制御によ
り自動的に位置決めしさく孔を行うためには、さく孔開
始前に、切羽１０に対するさく孔装置の作動基準点Ｊの
位置を入力しておく必要がある。また、さく孔装置の台
車１１をさく孔の基準線即ちレーザビームＬＢの方向と
正しく一致する方向に設置することは困難であるので、
レーザビームＬＢの方向に対するさく孔装置の基準方向
のずれを予めコンピュータに入力しさく孔制御用のデー
タを補正する必要がある。 【００２２】ここで、切羽１０上の基準点Ｐを通りさく
孔装置の基準方向と平行な線をｘ軸、ｘ軸に垂直な面上
で基準点Ｐを通る水平線をｙ軸、基準点Ｐを通りｘ軸と
ｙ軸に直交する線をｚ軸とするさく孔装置座標を考え
る。そこで、図３に示すように、レーザビームＬＢが当
たっている切羽１０上の基準点Ｐにさく岩機９のビット
７の先端を合わせる。このときの前記可動部分の作動量
を検出し、このときの検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，
θ4 ，θ5 ，Ｌ1 ，Ｌ2，Ｌ3 ）から、前記切羽１０上
の基準点Ｐ（０，０，０）に対するさく孔装置の作動基
準点Ｊのさく孔装置座標における位置データＪ（ｘj ，
ｙj ，ｚj ）を求める。 【００２３】次に、図４に示すように、切羽１０の手前
でレーザービームＬＢにガイドマウンチング２６上の測
点３を合わせ、このレーザービームＬＢ上の測点３の位
置を点Ｑとする。このときの可動部分の作動量を検出
し、この検出値（θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，
Ｌ1 ）と作動基準点Ｊのさく孔装置座標における位置デ
ータＪ（ｘj ，ｙj ，ｚj ）からレーザービームＬＢ上
の点Ｑのさく孔装置座標における位置データＱ（ｘq ，
ｙq ，ｚq ）を求める。 【００２４】さく孔の基準線、即ち切羽座標のＸ軸は、
基準点ＰとレーザービームＬＢ上の点Ｑを通る直線であ
りレーザビームＬＢのｘ，ｙ平面上への投影は、線ｌｂ
となっている。よって、さく孔の基準線に対するさく孔
装置の基準方向のずれは、さく孔装置座標における基準
点Ｐ（０，０，０）とレーザービームＬＢ上の点Ｑ（ｘ
q ，ｙq ，ｚq ）の位置データから、次式により求めら
れる。 α＝ｔａｎ-1〔ｚq ／（ｘq 2 ＋ｙq 2 ）1/2 〕 β＝ｔａｎ-1〔ｘq ／ｙq 〕 ここで、α：上下方向のずれ角度 β：左右方向のずれ角度 さく孔作業を行うときには、設定された切羽座標上のさ
く孔パターンのデータは、上記の準備操作で得られた切
羽１０上の基準点Ｐに対するさく孔装置の作動基準点Ｊ
の位置データＪ（ｘj ，ｙj ，ｚj ）と、さく孔の基準
線に対するさく孔装置の基準方向のずれを示す角度α、
βに基づいて、コンピュータでさく孔装置座標を基準と
するさく孔パターンのデータに変換され、さく孔制御さ
れる。 【００２５】上記のさく孔の基準線に対するさく孔装置
の基準方向のずれを求めるための操作は、切羽１０上の
基準点Ｐにさく岩機９のビット７の先端を合わせるとき
も、レーザービームＬＢにガイドマウンチング２６上の
測点３を合わせるときも、１点だけを合わせればよいの
で極めて容易であり、さく孔の準備作業の労力が軽減さ
れ、作業時間を短縮して、作業能率を向上させることが
できる。 【００２６】また、測点３をガイドマウンチング２６上
に設けているので、ガイドシェル６の撓みによる誤差も
生じない。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のさく孔装
置の基準方向の決定方法によれば、さく孔の基準線に対
するさく孔装置の基準方向のずれを求めるための操作が
容易になり、さく孔の準備作業の時間を短縮できるの
で、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】さく孔装置のガイドシェルとブームの側面図で
ある。 【図２】本発明の実施の一形態を示すガイドシェルとガ
イドマウンチングの側面図である。 【図３】切羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合
わせた状態を示す説明図である。 【図４】レーザービームにガイドマウンチング上の測点
を合わせた状態を示す説明図である。 【図５】さく孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向
のずれの状態を示す説明図である。 【図６】レーザビームの方向にガイドシェルの方向を一
致させた状態を示す従来の方法の説明図である。 【図７】ターゲットポイントにレーザビームが当たるよ
うにガイドシェルを位置決めする従来の方法の説明図で
ある。 【符号の説明】 ３ 測点 ４ 基端ブーム ５ 先端ブーム ６ ガイドシェル ７ ビット ８ ロッド ９ さく岩機 １０ 切羽 １１ 台車 １２ 基台 １３ ブーム台 １４ 旋回軸 １５ 伸縮ブーム １６ 俯仰軸 １９ チルトアーム ２０ チルトアーム軸 ２２ スイングアーム ２３ スイングアーム軸 ２４ ガイドロータリ ２５ ガイドロータリ軸 ２６ ガイドマウンチング ２７ マウント軸 Ｊ 作動基準点 ＬＢ レーザビーム Ｐ 基準点 Ｑ レーザビーム上の点
ある。 【図２】本発明の実施の一形態を示すガイドシェルとガ
イドマウンチングの側面図である。 【図３】切羽上の基準点にさく岩機のビットの先端を合
わせた状態を示す説明図である。 【図４】レーザービームにガイドマウンチング上の測点
を合わせた状態を示す説明図である。 【図５】さく孔の基準線に対するさく孔装置の基準方向
のずれの状態を示す説明図である。 【図６】レーザビームの方向にガイドシェルの方向を一
致させた状態を示す従来の方法の説明図である。 【図７】ターゲットポイントにレーザビームが当たるよ
うにガイドシェルを位置決めする従来の方法の説明図で
ある。 【符号の説明】 ３ 測点 ４ 基端ブーム ５ 先端ブーム ６ ガイドシェル ７ ビット ８ ロッド ９ さく岩機 １０ 切羽 １１ 台車 １２ 基台 １３ ブーム台 １４ 旋回軸 １５ 伸縮ブーム １６ 俯仰軸 １９ チルトアーム ２０ チルトアーム軸 ２２ スイングアーム ２３ スイングアーム軸 ２４ ガイドロータリ ２５ ガイドロータリ軸 ２６ ガイドマウンチング ２７ マウント軸 Ｊ 作動基準点 ＬＢ レーザビーム Ｐ 基準点 Ｑ レーザビーム上の点
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 さく岩機を搭載したガイドシェルと、ガ
イドシェルをガイドマウンチングで支持するブームと、
ガイドシェルとブームの可動部分の作動量を検出するた
めの検出器と、さく孔時に前記検出器からの検出データ
に基づいてガイドシェルの自動位置決め又は位置表示を
行う演算制御装置とを備えたさく孔装置において、 さく孔の基準線を示すレーザビームが当たっている切羽
上の基準点にさく岩機のビットの先端を合わせ、このと
きの前記可動部分の作動量を検出し、この検出値から前
記切羽上の基準点に対するさく孔装置の作動基準点の位
置データを求め、 次に、切羽の手前で前記レーザービームにガイドマウン
チング上の測点を合わせ、このときの前記可動部分の作
動量を検出し、この検出値からレーザービーム上の測点
の位置データを求め、 前記切羽上の基準点の位置に対するレーザービーム上の
測点の位置データからさく孔の基準線に対するさく孔装
置の基準方向のずれを求めることを特徴とするさく孔装
置の基準方向の決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34159595A JP3476613B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | さく孔装置の基準方向の決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34159595A JP3476613B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | さく孔装置の基準方向の決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09177468A JPH09177468A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3476613B2 true JP3476613B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=18347303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34159595A Expired - Fee Related JP3476613B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | さく孔装置の基準方向の決定方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3476613B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FI20075523L (fi) * | 2007-07-06 | 2009-01-07 | Sandvik Mining & Constr Oy | Menetelmä ja laitteisto reiän poraamiseksi kallioon |
| CN104912502B (zh) * | 2014-03-12 | 2017-05-03 | 烟台中集来福士海洋工程有限公司 | 导向装置 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34159595A patent/JP3476613B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09177468A (ja) | 1997-07-08 |
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