JP6806639B2 - Marking device and marking method - Google Patents

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Description

本発明は、ビーム光を所定の面に走査して墨出しを行う墨出し装置及び墨出し方法に関する。 The present invention relates to a marking device and a marking method for marking a predetermined surface by scanning a beam light.

建築工事において、仕上げ工事の前に建物の柱の中心線や床・壁の仕上げ面の位置など、工事の基準となる線を構造体などにしるすことを墨出しという。現在、墨出しをするには、レーザー墨出し装置、オートレベルなどでレーザー光を床、壁、天井に当てて、水平や垂直、高さを確認し、墨壺を用いて床、壁、天井等の上に直線を引いたり、建物の位置を出したりすることが行われている。具体的には、図9に例示するように、地墨ポイントなどの基準となる点を基にしてレーザー墨出し装置を使って床や壁や天井等に直線を表示し、実際に線を描く作業は墨出し工が手作業で行うこととなる。なお、図中の符号L1は床の墨を示し、符号L2は壁の墨を示し、符号L3は天井の墨を示し、符号Nは地墨ポイントに置いたレーザー墨出し装置を示し、符号M1は鉛直点を示している。 In construction work, before finishing work, marking the center line of the pillars of the building and the position of the finished surface of the floor / wall, etc., as the reference line of the work is called sumi-inking. Currently, in order to perform marking, laser light is applied to the floor, wall, and ceiling with a laser marking device, auto level, etc., and the horizontal, vertical, and height are checked, and the floor, wall, and ceiling are checked using a chalk line. A straight line is drawn on the floor, and the position of the building is shown. Specifically, as illustrated in FIG. 9, the work of displaying a straight line on the floor, wall, ceiling, etc. using a laser marking device based on a reference point such as a ground ink point, and actually drawing a line. Will be done manually by the sumi-inker. In the figure, reference numeral L1 indicates floor ink, reference numeral L2 indicates wall ink, reference numeral L3 indicates ceiling ink, reference numeral N indicates a laser marking device placed at a ground ink point, and reference numeral M1. Indicates a vertical point.

しかし、その場合は、作業に時間がかかってしまい、また、墨出しの精度は墨出し工の熟練度に依存せざるを得ないという問題点があった。また、図9の使用例で示されているようにレーザー光の放射で作り出した3次元空間内の平面を床、壁、天井等に投影しているため、平面と床、壁、天井等が交差する線を表示するのみであり、平面以外のレーザー放射の形を作り出すことは出来ないという問題もあった。 However, in that case, there is a problem that the work takes time and the accuracy of marking out depends on the skill level of the marking out. Further, as shown in the usage example of FIG. 9, since the plane in the three-dimensional space created by the radiation of the laser beam is projected on the floor, the wall, the ceiling, etc., the plane and the floor, the wall, the ceiling, etc. There is also a problem that it is only possible to display intersecting lines and it is not possible to create a shape of laser radiation other than a plane.

また、前記墨出し装置については種々の構造のものが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。この種の墨出し装置は、上述のように工作物に対してビーム光源から線状にビーム光を走査するというものであり、操作が簡便なために種々の作業現場にて使用されている。 Further, as the marking device, those having various structures have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As described above, this type of marking device linearly scans the beam light from the beam light source on the workpiece, and is used in various work sites because of its simple operation.

特開2010−197122号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-197122 特開2008−256531号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-256531

しかしながら、ビーム光を使った墨出し装置の場合は、墨出し線を表示するためにビーム光を走査し続けなければならず、多くの墨出し線を表示するには多くの墨出し装置を使用しなければならないという問題があった。 However, in the case of a marking device using beam light, the beam light must be continuously scanned in order to display the marking line, and many marking devices are used to display many marking lines. There was a problem that I had to do.

また、図10(a)に例示するようにビーム光Bを走査する面Aに段差D1や凹凸D2があると、一定の入射角度θ1でビーム光Bを照射したとしても、正面から見た光跡は同図(b)に例示するようになって、必ずしも直線とはならないという問題もあった。 Further, as illustrated in FIG. 10A, if the surface A that scans the beam light B has a step D1 or an unevenness D2, even if the beam light B is irradiated at a constant incident angle θ1, the light seen from the front There is also a problem that the trace is not always a straight line as illustrated in FIG.

本発明は、上述の問題を解消することのできる墨出し装置及び墨出し方法を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a marking device and a marking method capable of solving the above-mentioned problems.

本発明の第1の観点は、図6に例示するものであって、ビーム光(B)を所定の面(符号A参照。以下、“墨出し面”とする)に走査して墨出しを行う墨出し装置(1)において、
感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂が塗布されてなる前記墨出し面(A)に、該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるビーム光(B)を走査する光源(2)と、
該墨出し面(A)の凹凸を検知する凹凸検知手段(3)と、
該凹凸にかかわらず該墨出し面(A)の正面から見て直線の光跡が描けるように前記ビーム光(B)の入射角度を前記凹凸検知手段(3)による検知結果に基づいて随時変更する入射角度変更手段(4)と、を備えたことを特徴とする。
The first aspect of the present invention is illustrated in FIG. 6, in which the beam light (B) is scanned onto a predetermined surface (see reference numeral A; hereinafter referred to as “inking surface”) to perform marking. In the marking device (1) to be performed
A light source (B) that scans a beam light (B) that develops a color of the photosensitizer or cures the photocurable resin on the marking surface (A) to which a photocurable resin colored by a photosensitizer or a colorant is applied. 2) and
The unevenness detecting means (3) for detecting the unevenness of the marking surface (A), and
The incident angle of the beam light (B) is changed at any time based on the detection result by the unevenness detecting means (3) so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the marking surface (A) regardless of the unevenness. It is characterized in that it is provided with the incident angle changing means (4).

本発明の第2の観点は、前記凹凸検知手段(3)が、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及びステレオ写真であることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is characterized in that the unevenness detecting means (3) is a means for storing CAD data of a structure to be marked and a stereo photograph.

本発明の第3の観点は、前記凹凸検知手段(3)が、前記墨出し面(A)のステレオ写真を撮影するカメラ(不図示)と、該カメラにより撮影したステレオ写真から前記墨出し面(A)の凹凸を解析する凹凸解析部(不図示)と、を有することを特徴とする。 A third aspect of the present invention is that the unevenness detecting means (3) has a camera (not shown) for taking a stereo photograph of the marking surface (A) and the marking surface from the stereo photograph taken by the camera. It is characterized by having an unevenness analysis unit (not shown) for analyzing the unevenness of (A).

本発明の第4の観点は、前記凹凸検知手段(3)が、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及び3Dスキャナーであることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that the unevenness detecting means (3) is a means for storing CAD data of a structure for marking and a 3D scanner.

本発明の第5の観点は、前記凹凸検知手段(3)が、前記3Dスキャナーにて取得したデータから前記墨出し面の凹凸を解析する凹凸解析部、を有することを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is characterized in that the unevenness detecting means (3) has an unevenness analysis unit that analyzes the unevenness of the marking surface from the data acquired by the 3D scanner.

本発明の第6の観点は、ビーム光(図6の符号B参照)を所定の面(符号A参照。以下、“墨出し面”とする)に走査して墨出しを行う墨出し方法において、
該墨出し面(A)の凹凸を検知する工程と、
感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を前記墨出し面(A)に塗布する工程と、
該墨出し面(A)の凹凸にかかわらず該墨出し面(A)の正面から見て直線の光跡が描けるように入射角度を調整しながら前記感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるビーム光(B)を前記墨出し面(A)に走査する工程と、を備えたことを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention is in a marking method in which beam light (see reference numeral B in FIG. 6) is scanned onto a predetermined surface (see reference numeral A; hereinafter referred to as “inking surface”) to perform marking. ,
The process of detecting the unevenness of the marking surface (A) and
A step of applying a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant to the marking surface (A), and
The photosensitizer is colored or the photocurable resin is applied while adjusting the incident angle so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the blackened surface (A) regardless of the unevenness of the blackened surface (A). It is characterized by comprising a step of scanning a beam light (B) to be cured on the marking surface (A).

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。 The numbers in parentheses and the like are for convenience to indicate the corresponding elements in the drawings, and therefore, this description is not limited to the description on the drawings.

上記した第1乃至6の観点によれば、前記墨出し面には感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂が塗布されており、前記ビーム光は該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるものであるので、該ビーム光によって走査された部分の感光剤は発色させられる或いは該光硬化樹脂を硬化させることとなる。該光硬化樹脂を使用した場合には、該ビーム光によって硬化されていない部分を作業者が除去することにより、硬化された部分(前記ビーム光が走査された線状の部分)が残り、該部分を墨出し線として利用することができる。また、前記感光剤を使用した場合には、この感光剤の発色部分は、明確に目視でき、墨出し線として利用することができる。また、前記墨出し面に凹凸があったとしてもその凹凸の影響を受けることなく、正面から見て直線の線を描くことができる。 According to the first to sixth viewpoints described above, a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant is applied to the blackened surface, and the beam light causes the photosensitizer to develop color or is photocured. Since the resin is cured, the photosensitive agent in the portion scanned by the beam light is colored or the photocurable resin is cured. When the photo-curing resin is used, the operator removes the portion that has not been cured by the beam light, so that the cured portion (the linear portion in which the beam light is scanned) remains, and the said. The part can be used as a marking line. Further, when the photosensitizer is used, the colored portion of the photosensitizer can be clearly seen visually and can be used as a marking line. Further, even if the marking surface has irregularities, a straight line can be drawn when viewed from the front without being affected by the irregularities.

図1は、本発明に係る墨出し方法の一例を示すフローチャート図である。FIG. 1 is a flowchart showing an example of a marking method according to the present invention. 図2は、本発明に係る墨出し装置の構造等の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the structure and the like of the marking device according to the present invention. 図3は、キャリブレーションをする様子の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a state of performing calibration. 図4は、後方交会を実施する様子の一例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an example of carrying out a backward meeting. 図5は、CADデータと描画データを入力する工程を説明するための斜視図である。FIG. 5 is a perspective view for explaining a process of inputting CAD data and drawing data. 図6は、本発明に係る墨出し装置の構成の一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of the configuration of the marking device according to the present invention. 図7は、光源の構成の一例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the light source. 図8(a)(b)は、本発明の効果を説明するための模式図である。8 (a) and 8 (b) are schematic views for explaining the effect of the present invention. 図9は、レーザー墨出し装置の使用状態の従来例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional example of a usage state of the laser marking device. 図10(a)(b)は、従来の問題点の一例を説明するための模式図である。10 (a) and 10 (b) are schematic views for explaining an example of a conventional problem.

以下、図1乃至図8に沿って、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

まず、本発明に係る墨出し方法の好適な実施の形態について説明する。 First, a preferred embodiment of the marking method according to the present invention will be described.

本発明に係る墨出し方法は、図1に例示するものであって、
・ PC(パーソナルコンピュータ)から上下左右回転ミラー(図2の符号53参照)への回転角度とレーザービームの振れ角との相関を測定する工程(キャリブレーション工程、同図S1参照)と、
・ 基準点とレーザースポットをあわせた後に後方交会によるレーザー墨出し装置のポーズ計算をする工程(後方交会工程、同図S2参照)と、
・ 墨出しをする床、壁などのCADデータと墨出しする線の開始点と終点の3次元位置を入力する工程(CADデータと描画データを入力する工程、同図S3参照)と、
・ 墨出し予定位置周辺に感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を塗布する工程(感光剤等塗布工程、同図S4参照)と、
・ PCからの制御による自動的なレーザー墨出しをする工程(レーザー墨出し工程、同図S5参照)と、
からなる。
The marking method according to the present invention is illustrated in FIG.
-A step of measuring the correlation between the rotation angle from the PC (personal computer) to the vertical / horizontal rotation mirror (see reference numeral 53 in FIG. 2) and the swing angle of the laser beam (calibration step, see S1 in FIG. 2).
-The process of calculating the pose of the laser marking device by the backward meeting after aligning the reference point and the laser spot (backward meeting process, see S2 in the figure) and
-The process of inputting the CAD data of the floor, wall, etc. to be marked and the three-dimensional positions of the start point and end point of the line to be marked (the process of inputting CAD data and drawing data, see S3 in the figure).
-A step of applying a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant around the planned marking position (step of applying a photosensitizer, etc., see S4 in the figure)
-The process of automatic laser marking by controlling from a PC (laser marking process, see S5 in the figure) and
Consists of.

以下、この墨出し方法について詳細に説明する。 Hereinafter, this marking method will be described in detail.

<キャリブレーション工程>
この工程では、あらかじめPCから上下左右回転ミラー53への回転角度とレーザービームの振れ角との相関を以下の方法で測定する。
<Calibration process>
In this step, the correlation between the rotation angle from the PC to the vertical / horizontal rotation mirror 53 and the swing angle of the laser beam is measured in advance by the following method.

キャリブレーションでは、図2のように装置からある距離に装置に垂直に面して設置した板にレーザースポットをあてて、以下のステップ1〜4を行う。 In the calibration, the laser spot is applied to a plate installed vertically facing the device at a certain distance from the device as shown in FIG. 2, and the following steps 1 to 4 are performed.

ステップ1:
ミラー53が上下左右に回転してもレーザーが反射する位置が変わらないように設定しておき、その位置を原点とする。原点からのレーザービームがでる基準方向をz軸とし、z=z1の位置にZ軸に垂直な面をXY平面とし、その面に板を設置する。
Step 1:
The position where the laser is reflected does not change even if the mirror 53 is rotated up, down, left, and right, and that position is set as the origin. The reference direction from which the laser beam is emitted from the origin is defined as the z-axis, the plane perpendicular to the Z-axis is defined as the XY plane at the position of z = z1, and the plate is installed on that plane.

ステップ2:
このXY平面の板に任意数の複数ポイントを決める。図3では、アレー状にXY平面にnx x nyのポイントが決められている。それぞれのポイントの座標(xi,yi,z1)をもとに、(θxi,θyi)を計算しておく。
Step 2:
An arbitrary number of points are determined on the plate of this XY plane. In FIG. 3, points of nx x ny are determined on the XY plane in an array shape. (Θxi, θyi) is calculated based on the coordinates (xi, yi, z1) of each point.

ステップ3:
キャリブレーションの設定者が投影されたレーザースポットを見ながら制御コンピュータを制御してそれぞれのポイントにレーザービームを当て、そのときの、コマンドデータ(MirrorXi,MirrorYi)の値を記録する。これをすべてのポイントに対して行う。
Step 3:
The calibrator controls the control computer while observing the projected laser spot to irradiate each point with a laser beam, and records the value of the command data (MirrorXi, MirrorYi) at that time. Do this for all points.

ステップ4:
この測定により、(θx,θy)の2次元空間における計測した角度(θxi,θyi)と、コマンドデータ(MirrorX,MirrorY)の2次元空間における計測したコマンドデータ(MirrorXi,MirrorYi)の関係を求めることができる。これをもとに、任意の(MirrorX,MirrorY)があたえられたとき、計測された(θxi,θyi)←→(MirrorXi,MirrorYi)の関係をもとに最小二乗法による最適関数の推定することにより、(θx,θy)を求めることが出来る。関数の代表例として、n次多項式を用いることができる。また、逆に、任意の(θx,θy)があたえられたとき、計測された(θxi,θyi)←→(MirrorXi,MirrorYi)の関係をもとに最小二乗法による最適関数の推定することにより、(MirrorX,MirrorY)を求めることも出来る。
Step 4:
By this measurement, the relationship between the measured angle (θxi, θyi) in the two-dimensional space of (θx, θy) and the measured command data (MirrorXi, MirrorYi) in the two-dimensional space of the command data (MirrorX, MirrorY) is obtained. Can be done. Based on this, when an arbitrary (MirrorX, MirrorY) is given, the optimum function is estimated by the least squares method based on the measured (θxi, θyi) ← → (MirrorXi, MirrorYi) relationship. Therefore, (θx, θy) can be obtained. An nth-order polynomial can be used as a typical example of the function. On the contrary, when an arbitrary (θx, θy) is given, the optimum function is estimated by the least squares method based on the measured (θxi, θyi) ← → (MirrorXi, MirrorYi) relationship. , (MirrorX, MirrorY) can also be obtained.

<後方交会工程>
この工程では、図4に例示するように、墨出しをする構造物(例えば、部屋)の任意の位置に自動レーザー墨出し装置を設置し、後方交会によって装置の位置と姿勢を以下の方法で計測する。
<Backward meeting process>
In this step, as illustrated in FIG. 4, an automatic laser marking device is installed at an arbitrary position of the structure (for example, a room) to be marked, and the position and posture of the device are adjusted by the following method by rearward meeting. measure.

すなわち、現場において、トータルステーション等で3次元位置が計測して位置が既知の複数点(図4中に符号Pで示す点)にレーザースポットをあわせ、そのときに読み取ったコマンドデータ(MirrorX,MirrorY)の値をもとに(θx,θy)を求める。これらの既知点は後に墨出しする線上にある必要はなく、任意の位置で良い。それぞれに既知点についてその3次元位置と(θx,θy)を得た後に、PnP(Perspective n Points)問題を解くことにより、自動レーザー墨出し装置の位置姿勢を求める。PnP問題を解くには最低4個必要であるが、多いほうが墨出し装置の位置姿勢はより正確になる。 That is, at the site, the laser spot is aligned with a plurality of points (points indicated by reference numerals P in FIG. 4) whose three-dimensional positions are measured by a total station or the like and the positions are known, and the command data (MirrorX, MirrorY) read at that time. Find (θx, θy) based on the value of. These known points do not have to be on the line to be marked later, and may be at any position. After obtaining the three-dimensional positions and (θx, θy) of the known points for each, the position and orientation of the automatic laser marking device are obtained by solving the PnP (Perceptive n Points) problem. At least four are required to solve the PnP problem, but the more the number, the more accurate the position and orientation of the marking device.

<CADデータと描画データを入力する工程>
この工程では、墨出しをする床、壁、天井の面の位置情報がふくまれているCADデータおよび墨出しをする線の開始点と終点(図5中に符号Qで示す点)の3次元位置を自動レーザー墨出し装置に入力する。なお、床、壁、天井の面の位置情報は、CADデータから得る方法以外に、現場でステレオ写真や3Dスキャナーを用いて計測したデータを用いることも可能である。
<Process of inputting CAD data and drawing data>
In this step, the CAD data including the position information of the floor, wall, and ceiling surface to be marked and the start point and end point (point indicated by the symbol Q in FIG. 5) of the line to be marked are three-dimensional. Enter the position into the automatic laser marking device. In addition to the method of obtaining the position information of the floor, wall, and ceiling surface from the CAD data, it is also possible to use the data measured in the field using a stereo photograph or a 3D scanner.

<感光剤等塗布工程>
以上の準備の後、墨出しの予定位置周辺(例えば、図5及び図6中に符号Rで示す領域であって、コンクリート等の面)に感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を塗布する。このうち、感光剤としては、青写真で用いられる、クエン酸鉄(III)アンモニウムとヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム(別名:赤血塩)と水とを混ぜた液を挙げることができる。この感光剤の成分の混合比率の典型的な例として、クエン酸鉄(III)アンモニウム10gramと水50ccを混ぜ、さらに赤血塩(赤血カリ)5gramと水50ccを混ぜ、最後に2液を混合する。実験では、パワー50mW、波長375nmのUVレーザー光を直径約0.5mmのスポットに集光させてスキャンした場合、18センチの長さの線を約8秒で描画することができた。
<Applying process of photosensitizer, etc.>
After the above preparation, a photo-curing resin colored with a photosensitizer or a colorant is applied around the planned marking position (for example, the region indicated by reference numeral R in FIGS. 5 and 6 and the surface of concrete or the like). Apply. Among these, examples of the photosensitizer include a liquid obtained by mixing ammonium iron (III) citrate, potassium hexacyanoferrate (III) (also known as red blood salt) and water, which are used in blueprints. As a typical example of the mixing ratio of the components of this photosensitizer, 10 grams of ammonium iron (III) citrate and 50 cc of water are mixed, and 5 grams of red blood salt (red blood potash) and 50 cc of water are mixed, and finally two liquids are added. Mix. In the experiment, when UV laser light with a power of 50 mW and a wavelength of 375 nm was focused on a spot with a diameter of about 0.5 mm and scanned, a line with a length of 18 cm could be drawn in about 8 seconds.

<レーザー墨出し工程>
この工程では、PCからの制御により自動的にレーザー墨出しを行うが、レーザービームで墨出しするスポットの位置は以下の方法で求める。その壁や床などのCADデータ上でのスポットの当たるべき3次元位置から自動レーザー墨出し装置からみた角度(θx,θy)を計算し、キャリブレーションでもとめた関数をもとに、(MirrorX,MirrorY)を求め、制御コンピュータから上下左右回転ミラーへコマンドデータ(MirrorX,MirrorY)を送る。
<Laser marking process>
In this step, laser marking is automatically performed by control from a PC, and the position of the spot to be marked by the laser beam is obtained by the following method. The angle (θx, θy) seen from the automatic laser marking device is calculated from the three-dimensional position where the spot should hit on the CAD data such as the wall or floor, and based on the function determined by calibration, (MirrorX, MirrorY) is obtained, and command data (MirrorX, MirrorY) is sent from the control computer to the up / down / left / right rotation mirror.

本発明によれば、墨出しの作業における水平や垂直、高さの確認作業、および墨出し作業を自動化することができる。その結果、作業時間を短縮することができ、また、自動化のおかげで、墨出し工の熟練度に依存しない墨出し精度を出すことができる。また、レーザー放射で平面以外の任意の形状を作ることができるため、地墨ポイントに限定されない任意の位置からレーザー墨出しをおこなうことができる。 According to the present invention, it is possible to automate the horizontal, vertical, height confirmation work, and the marking work in the marking work. As a result, the work time can be shortened, and thanks to the automation, it is possible to obtain the marking accuracy that does not depend on the skill level of the marking technician. In addition, since it is possible to create an arbitrary shape other than a flat surface by laser radiation, laser marking can be performed from an arbitrary position not limited to the ground marking point.

本発明に係る墨出し装置は、工作物や建築物の面であって墨出しを行いたい所定の面(以下、“墨出し面”とする)にビーム光を走査して墨出しを行う装置である。 The marking device according to the present invention is a device that scans beam light on a predetermined surface (hereinafter referred to as “inking surface”) that is a surface of a work or a building and is to be marked. Is.

本発明に係る墨出し装置は、図2に符号5で例示するものであって、
・ レーザー光(紫外線レーザー)を出射する光源50と、
・ 該レーザー光を導光する光ファイバー51と、
・ 該光ファイバー51から出射されるレーザー光を狭ビームにするレンズ52と、
・ 該狭ビームにされたレーザー光を反射して構造物(例えば、建物の床や壁や天井)に照射するミラー53と、
・ 該ミラー53を上下左右に回転させるアクチュエータ54と、
により構成されている。前記ミラー53は、前記アクチュエータ54によって上下左右に回転駆動できるように構成されているため、レーザービームは該アクチュエータ54への制御信号により任意の方向に向けることができる。また、前記光源50からの光を細い光ファイバー51の一端から入れて他端から出射するようになっているため、該光ファイバーを用いない場合と比べて、より小さな光源を作り出すことができるため、結果として、投影されるレーザースポットの光径を小さくすることができる。さらに、レーザースポットが投影される床、壁、天井と装置5との距離によってレーザースポットのフォーカシングが異なるため、フォーカシング制御装置55によって前記レンズ52の位置を調整制御することにより、投影されたレーザースポットを最小化することができる。なお、符号56で示すものは制御コンピュータであって、前記アクチュエータ54にはアクチュエータ制御信号を送信し、前記フォーカシング制御装置55にはフォーカシング制御信号を送信し、前記光源50にはレーザー光制御信号を送信するように構成されている。
The marking device according to the present invention is illustrated by reference numeral 5 in FIG.
-A light source 50 that emits laser light (ultraviolet laser) and
An optical fiber 51 that guides the laser beam and
A lens 52 that narrows the laser beam emitted from the optical fiber 51 and
A mirror 53 that reflects the laser beam made into the narrow beam and irradiates a structure (for example, the floor, wall, or ceiling of a building).
An actuator 54 that rotates the mirror 53 up, down, left, and right,
It is composed of. Since the mirror 53 is configured to be rotationally driven vertically and horizontally by the actuator 54, the laser beam can be directed in an arbitrary direction by a control signal to the actuator 54. Further, since the light from the light source 50 is input from one end of the thin optical fiber 51 and emitted from the other end, a smaller light source can be created as compared with the case where the optical fiber is not used. As a result, the light diameter of the projected laser spot can be reduced. Further, since the focusing of the laser spot differs depending on the distance between the floor, wall, ceiling and the device 5 on which the laser spot is projected, the projected laser spot is adjusted and controlled by the focusing control device 55 to adjust the position of the lens 52. Can be minimized. Reference numeral 56 indicates a control computer, which transmits an actuator control signal to the actuator 54, a focusing control signal to the focusing control device 55, and a laser light control signal to the light source 50. It is configured to send.

また、本発明に係る墨出し装置は、図6に符号1で例示するように、前記墨出し面Aにビーム光Bを走査する光源2を備えるようにすると良い。この墨出し面Aには、感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂(不図示)が塗布されており、前記ビーム光Bは該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるものである。ここで、本発明に用いる感光剤としては、例えば、青写真で用いられるサイアノタイプ感光剤を挙げることができ、そのような感光剤を使用する場合には前記光源2から走査する光は紫外線にすると良い。 Further, the marking device according to the present invention may be provided with a light source 2 that scans the beam light B on the marking surface A, as illustrated by reference numeral 1 in FIG. A photocurable resin (not shown) colored with a photosensitizer or a colorant is applied to the blackened surface A, and the beam light B develops the photosensitizer or cures the photocurable resin. Is. Here, examples of the photosensitizer used in the present invention include a sianotype photosensitizer used in a blueprint, and when such a photosensitizer is used, the light scanned from the light source 2 is ultraviolet light. It is good to set it to.

また、本発明に係る墨出し装置1は、
・ 前記墨出し面Aの凹凸を検知する凹凸検知手段3と、
・ 前記ビーム光Bの前記墨出し面Aへの入射角度を前記凹凸検知手段3による検知結果に基づいて随時変更する入射角度変更手段4と、
を備えている。該入射角度変更手段4は、該墨出し面Aの凹凸にかかわらず該墨出し面Aの正面から見て直線の光跡が描けるように、前記光源2から前記墨出し面Aに照射される前記ビーム光Bの入射角を(該ビーム光Bの走査中に)随時変更できるように構成されている。すなわち、該ビーム光Bの入射角は、図8(a)に例示するようにθ1→θ2→θ3と随時変更される結果、正面から見たビーム光の光跡は同図(b)に符号Cで例示するような直線となる。
In addition, the marking device 1 according to the present invention is
The unevenness detecting means 3 for detecting the unevenness of the marking surface A and
The incident angle changing means 4 for changing the incident angle of the beam light B on the marking surface A at any time based on the detection result by the unevenness detecting means 3.
Is equipped with. The incident angle changing means 4 irradiates the marking surface A from the light source 2 so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the marking surface A regardless of the unevenness of the marking surface A. It is configured so that the incident angle of the beam light B can be changed at any time (during scanning of the beam light B). That is, as a result of changing the incident angle of the beam light B from time to time as θ1 → θ2 → θ3 as illustrated in FIG. 8 (a), the light trail of the beam light seen from the front is coded in FIG. It becomes a straight line as illustrated in C.

本発明によれば、前記墨出し面Aには感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂が塗布されており、前記ビーム光Bは該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるものであるので、該ビーム光Bによって走査された部分の感光剤は発色させられる或いは該光硬化樹脂を硬化させることとなる。該光硬化樹脂を使用した場合には、該ビーム光Bによって硬化されていない部分を作業者が除去することにより、硬化された部分(前記ビーム光Bが走査された線状の部分)が残り、該部分を墨出し線として利用することができる。また、前記感光剤を使用した場合には、この感光剤の発色部分は明確に目視でき、墨出し線として利用することができる。また、前記墨出し面Aに段差D1や凹凸D2があったとしてもその段差D1や凹凸D2の影響を受けることなく、正面から見て直線の線を描くことができる。 According to the present invention, the marking surface A is coated with a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant, and the beam light B causes the photosensitizer to develop color or cure the photocurable resin. Therefore, the photosensitizer in the portion scanned by the beam light B is colored or the photocurable resin is cured. When the photo-curing resin is used, the operator removes the portion that has not been cured by the beam light B, so that the cured portion (the linear portion in which the beam light B is scanned) remains. , The portion can be used as a marking line. Further, when the photosensitizer is used, the colored portion of the photosensitizer can be clearly seen and can be used as a marking line. Further, even if the marking surface A has a step D1 or an unevenness D2, a straight line can be drawn when viewed from the front without being affected by the step D1 or the unevenness D2.

ところで、上述の凹凸検知手段3としては、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及びステレオ写真(或いは、該ステレオ写真を撮影するカメラ)を挙げることができ、該凹凸検知手段3は、
・ 前記墨出し面Aのステレオ写真を撮影するカメラ(不図示)と、
・ 該カメラにより撮影したステレオ写真から前記墨出し面Aの凹凸を解析する凹凸解析部(不図示)と、
を有するようにしても良い。また、上述の凹凸検知手段3としては、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及び3Dスキャナーを挙げることができ、該凹凸検知手段3は、
・ 前記3Dスキャナーにて取得したデータから前記墨出し面の凹凸を解析する凹凸解析部、
を有するようにしても良い。
By the way, examples of the above-mentioned unevenness detecting means 3 include a means for storing CAD data of a structure for marking and a stereo photograph (or a camera for taking the stereo photograph), and the unevenness detecting means. 3 is
-A camera (not shown) that takes a stereo picture of the marking surface A and
An unevenness analysis unit (not shown) that analyzes the unevenness of the marking surface A from a stereo photograph taken by the camera, and
May have. Further, examples of the above-mentioned unevenness detecting means 3 include a means for storing CAD data of a structure for marking and a 3D scanner, and the unevenness detecting means 3 is
An unevenness analysis unit that analyzes the unevenness of the marking surface from the data acquired by the 3D scanner.
May have.

一方、本発明に係る墨出し方法は、ビーム光Bを前記墨出し面Aに走査して墨出しを行う墨出し方法であって、
・ 該墨出し面Aの凹凸を検知する工程と、
・ 感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を前記墨出し面Aに塗布する工程と、
・ 該墨出し面Aの凹凸にかかわらず該墨出し面Aの正面から見て直線の光跡が描けるように入射角度を調整しながら前記感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるビーム光Bを前記墨出し面Aに走査する工程と、
を備えている。
On the other hand, the marking method according to the present invention is a marking method in which the beam light B is scanned onto the marking surface A to perform marking.
-The process of detecting the unevenness of the marking surface A and
-A step of applying a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant to the marking surface A, and
A beam that develops the color of the photosensitizer or cures the photocurable resin while adjusting the incident angle so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the marking surface A regardless of the unevenness of the marking surface A. A step of scanning the light B onto the marking surface A and
Is equipped with.

本発明によれば、前記墨出し面Aには感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂が塗布されており、前記ビーム光Bは該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるものであるので、該ビーム光Bによって走査された部分の感光剤は発色させられる或いは該光硬化樹脂を硬化させることとなる。該ビーム光Bによって硬化されていない部分を作業者が除去することにより、硬化された部分(前記ビーム光Bが走査された線状の部分)が残り、該部分を墨出し線として利用することができる。また、前記感光剤を使用した場合には、この感光剤の発色部分は明確に目視でき、墨出し線として利用することができる。また、前記墨出し面Aに凹凸があったとしてもその凹凸の影響を受けることなく、正面から見て直線の線を描くことができる。 According to the present invention, the marking surface A is coated with a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant, and the beam light B causes the photosensitizer to develop color or cure the photocurable resin. Therefore, the photosensitizer in the portion scanned by the beam light B is colored or the photocurable resin is cured. When the operator removes the portion that has not been cured by the beam light B, the cured portion (the linear portion in which the beam light B is scanned) remains, and the portion is used as an marking line. Can be done. Further, when the photosensitizer is used, the colored portion of the photosensitizer can be clearly seen and can be used as a marking line. Further, even if the marking surface A has irregularities, a straight line can be drawn when viewed from the front without being affected by the irregularities.

なお、上述した光源2は、紫外線を走査するだけでなく、該紫外線と同じ経路で可視光のレーザー光を走査できるようにしておくと良い。図7は、そのような光源の構成の一例を示す模式図であって、図中の符号20は、可視光のレーザー光B0を出射するレーザー光出射部を示し、符号21は、紫外線のレーザー光B1を出射するレーザー光出射部を示し、符号22,23は、それらのレーザー光B0,B1を反射するミラーを示し、符号24,25はそれらのミラー22,23を回転させるモーターを示し、符号26は、該モーター24,25の駆動を制御する制御装置を示し、符号27は、パソコンを示している。このような装置を用いる場合、次のような手順を実施すると良い。すなわち、3次元位置が予め分かっている複数の基準点に可視光のレーザー光B0を手動で当て、それぞれのレーザービームの方向を記録しておく。そして、そのデータに基づいて、光源2の位置と姿勢を計算する(後方交会)。墨出し線を引きたいエリアに感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を塗布する。前記光源2によって紫外線のレーザー光B1を照射する。その際、前記凹凸検知手段3の検知結果に基づき、前記入射角度変更手段4はレーザー光B1の照射方向を随時変更する。図7に示す装置においては、制御装置26が入射角度変更手段を兼用するようにしても良い。 It is preferable that the light source 2 described above not only scans ultraviolet rays but also scans visible laser light in the same path as the ultraviolet rays. FIG. 7 is a schematic view showing an example of the configuration of such a light source, in which reference numeral 20 indicates a laser light emitting portion for emitting visible light laser light B0, and reference numeral 21 indicates an ultraviolet laser. Reference numerals 22 and 23 indicate laser light emitting units that emit light B1, reference numerals 22 and 23 indicate mirrors that reflect those laser light B0 and B1, and reference numerals 24 and 25 indicate motors that rotate those mirrors 22 and 23. Reference numeral 26 indicates a control device that controls the drive of the motors 24 and 25, and reference numeral 27 indicates a personal computer. When using such a device, the following procedure may be carried out. That is, the visible light laser beam B0 is manually applied to a plurality of reference points whose three-dimensional positions are known in advance, and the directions of the respective laser beams are recorded. Then, based on the data, the position and orientation of the light source 2 are calculated (backward meeting). A photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant is applied to the area where the marking line is to be drawn. The light source 2 irradiates the ultraviolet laser beam B1. At that time, based on the detection result of the unevenness detecting means 3, the incident angle changing means 4 changes the irradiation direction of the laser beam B1 at any time. In the device shown in FIG. 7, the control device 26 may also serve as the incident angle changing means.

1 墨出し装置
2 光源
3 凹凸検知手段
4 入射角度変更手段
A 墨出し面
B ビーム光
1 Marking device 2 Light source 3 Concavo-convexity detecting means 4 Incident angle changing means A Marking surface B Beam light

Claims (6)

ビーム光を所定の面(以下、“墨出し面”とする)に走査して墨出しを行う墨出し装置において、
感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂が塗布されてなる前記墨出し面に、該感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるビーム光を走査する光源と、
該墨出し面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、
該凹凸にかかわらず該墨出し面の正面から見て直線の光跡が描けるように前記ビーム光の入射角度を前記凹凸検知手段による検知結果に基づいて随時変更する入射角度変更手段と、
を備えたことを特徴とする墨出し装置。
In an marking device that scans a predetermined surface (hereinafter referred to as "inking surface") with beam light to perform marking.
A light source for scanning a beam light for developing a color of the photosensitizer or curing the photocurable resin on the blackened surface to which a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant is applied.
An unevenness detecting means for detecting the unevenness of the marking surface and
An incident angle changing means for changing the incident angle of the beam light at any time based on the detection result by the unevenness detecting means so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the marking surface regardless of the unevenness.
A sumi-inking device characterized by being equipped with.
前記凹凸検知手段は、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及びステレオ写真である、
ことを特徴とする請求項1に記載の墨出し装置。
The unevenness detecting means is a means for storing CAD data of a structure to be marked out and a stereo photograph.
The marking device according to claim 1, wherein the marking device is characterized in that.
前記凹凸検知手段は、前記墨出し面のステレオ写真を撮影するカメラと、該カメラにより撮影したステレオ写真から前記墨出し面の凹凸を解析する凹凸解析部と、を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の墨出し装置。
The unevenness detecting means includes a camera that takes a stereo photograph of the marking surface, and an unevenness analysis unit that analyzes the unevenness of the marking surface from the stereo photograph taken by the camera.
The marking device according to claim 2, wherein the marking device is characterized.
前記凹凸検知手段は、墨出しを行う構造物のCADデータを記憶している手段及び3Dスキャナーである、
ことを特徴とする請求項1に記載の墨出し装置。
The unevenness detecting means is a means for storing CAD data of a structure for marking and a 3D scanner.
The marking device according to claim 1, wherein the marking device is characterized in that.
前記凹凸検知手段は、前記3Dスキャナーにて取得したデータから前記墨出し面の凹凸を解析する凹凸解析部、を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の墨出し装置。
The unevenness detecting means includes an unevenness analysis unit that analyzes the unevenness of the marking surface from the data acquired by the 3D scanner.
The marking device according to claim 4, wherein the marking device is characterized.
ビーム光を所定の面(以下、“墨出し面”とする)に走査して墨出しを行う墨出し方法において、
該墨出し面の凹凸を検知する工程と、
感光剤或いは着色剤によって着色された光硬化樹脂を前記墨出し面に塗布する工程と、
該墨出し面の凹凸にかかわらず該墨出し面の正面から見て直線の光跡が描けるように入射角度を調整しながら前記感光剤を発色させる或いは該光硬化樹脂を硬化させるビーム光を前記墨出し面に走査する工程と、
を備えたことを特徴とする墨出し方法。
In the marking method in which the beam light is scanned onto a predetermined surface (hereinafter referred to as "inking surface") to perform marking.
The process of detecting the unevenness of the marking surface and
A step of applying a photocurable resin colored with a photosensitizer or a colorant to the marking surface, and
The beam light that causes the photosensitizer to develop color or cures the photocurable resin while adjusting the incident angle so that a straight light trail can be drawn when viewed from the front of the marking surface regardless of the unevenness of the marking surface. The process of scanning on the marking surface and
A method of marking out that is characterized by being equipped with.
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JPH05149750A (en) * 1991-11-27 1993-06-15 Mitsui Constr Co Ltd Marking method
JP2010032216A (en) * 2008-07-24 2010-02-12 Ohbayashi Corp Marking method and ink
JP3165386U (en) * 2010-10-15 2011-01-20 三光エンジニアリング株式会社 Floor-projection sumiking machine
EP2821750A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-07 Hexagon Technology Center GmbH Method of determining position for a measuring device and corresponding measuring device
US9776320B2 (en) * 2014-08-28 2017-10-03 Kabushiki Kaisha Topcon Measurement and installation data indicating apparatus and measurement and installation data indicating method

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