JP6875803B2 - 建築板のプレカット方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築板のプレカット方法に関する。

特許文献１には、従来の建築板のプレカットの工法が開示されている。建築板のプレカット工法は、建築現場において、建築物件の実際のサイズに合わせて建築板を切断するのではなく、建築板の製造工場において、建築現場に搬入する前にあらかじめ建築板を切断する工法であり、建築現場においては、建築板を切断することなく躯体に取り付けるだけで施工することができる。

従来の建築板のプレカット工法は、イメージスキャナにより設計図面をコンピュータに読み込み、設計図面から、建築現場において採寸作業を行いやすいように図面（採寸用図面）を作成する。そして、建築現場で実際のサイズを採寸した後、この採寸データに基づいて設計図面を修正し、この修正した設計図面に基づいて建築板の割り付けを行ったうえで、建築板ごとのサイズを割り出し、プレカット用の図面を作成する。

この後、プレカット用の図面を製造工場に送信する。製造工場では、このプレカット用の図面に基づいて建築板を切断し、その後、切断した建築板を建築現場に搬入する。

特開２０１４−１５２５２１号公報

このように、従来のプレカット工法では、建築現場において採寸作業を行う際に、採寸用図面を用意して作業者が手作業で採寸作業を行う。このため、採寸した寸法の精度は、作業者の技量に大きく依存してしまい、作業者の技量によっては寸法精度が悪くなることもある。また、従来のプレカット工法では、採寸作業を行うに当たり、採寸図面を作成する必要があり、作業効率の改善が望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、建築物件の採寸に当たり、寸法精度を向上させることができる上に、作業効率を向上させることができる建築板のプレカット方法を提供することにある。

本発明の建築板のプレカット方法は、建築物件の寸法を測定して寸法値を取得し、当該寸法値に基づいて建築板のプレカットを実行するプレカット方法であって、前記寸法値は、３Ｄレーザスキャナにより前記建築物件を測定することで取得することを特徴とする。

また、この建築板のプレカット方法において、前記３Ｄレーザスキャナで前記建築物件を測定して得た点群データから複数の面を検出し、前記複数の面のうち隣接する面同士の交線を検出し、前記交線および前記交線同士の交点に基づいて採寸を行い、これにより、前記寸法値を取得することが好ましい。

また、この建築板のプレカット方法において、前記点群データから検出された面に基準位置を設定し、前記基準位置と前記交線と前記交線同士の交点とに基づいて採寸を行い、これにより、前記寸法値を取得することが好ましい。

本発明の建築板のプレカット方法によれば、建築物件の採寸に当たり、寸法精度を向上させることができる上に、作業効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態の建築板のプレカットシステムの構成図である。 同上の測定装置のブロック図である。 同上のプレカットシステムのブロック図である。 図４Ａは、同上の設計図面の一例を示す説明図である。図４Ｂは、同上の見積用図面の一例を示す説明図である。 同上のプレカットシステムのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。

（概要）
本実施形態の建築板のプレカット方法は、建築板の受注，建築板の見積もり，および建築板のプレカットを一貫して行うことができる方法である。本実施形態のプレカット方法は、建築板の割り付けを指示していない建築物件の設計図面に対し、建築板を割り付けて見積もり用の図面（見積用図面）を作成すると共に、実際に軸組された状態の建築物件を採寸した寸法値に基づいて見積用図面を修正して、実寸法図面を作成する。そして、この実寸法図面に基づいて、建築板のプレカット用の図面を作成し、建築板のプレカットを実行する。また、本実施形態の建築板のプレカット方法は、建築物件を採寸するに当たり、３Ｄレーザスキャナを用いて、作業の効率化と採寸作業の高精度化を図っている。

このように、本実施形態のプレカット方法は、建築板の受注，建築板の見積もり，および建築板のプレカットを一貫した作業フローで行うことができる。以下、この建築板のプレカット方法を実現するプレカットシステムの一例について、詳細に説明する。

（システム構成）
本実施形態のプレカットシステムは、図１に示すように、建築用の積算ソフトウェア（以下、積算ソフトという）がインストールされた見積用コンピュータ１と、建築物件の採寸に用いられる測定装置２と、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３と、カッティング装置（ＮＣ加工機４）とを備えている。これら見積用コンピュータ１，測定装置２，ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３，カッティング装置は、通信ネットワーク５上に通信可能に配置されている。

通信ネットワーク５は、通信回線を相互に接続することで構築される通信網である。通信回線としては、ＩＳＤＮ、ＡＤＳＬ、光回線などの公衆回線、専用回線、または、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）規格，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格等の無線通信回線や、有線回線が挙げられる。また、通信ネットワーク５には、イントラネットなどのＬＡＮも含まれる。

見積用コンピュータ１は、建築物件の設計図面に対し、建築板を自動で割り付け、見積用図面を作成するための装置であり、例えば、建築用の積算ソフトがインストールされたサーバ装置により構成されている。見積用コンピュータ１は、中央処理装置，メインメモリ，入力装置１１，出力装置１６を備えている。

入力装置１１（図３参照）は、外部からデータを入力するための装置であり、例えば、キーボード，マウス，イメージスキャナ，ＳＤメモリーカード等のフラッシュメモリ，ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記録メディアに記録されたデータを読み込む装置を含む。

出力装置１６（図３参照）は、中央処理装置により処理されたデータを出力するための装置であり、例えば、ディスプレイ，プリンタ，あるいは、タブレットやスマートフォンなどのディスプレイを含む。

建築物件の設計図面が、例えば、建築設計事務所から供給されると、入力装置１１を介して設計図面データが見積用コンピュータ１に入力される。具体的には、建築設計事務所から、例えば設計図面（紙）が供給された場合、イメージスキャナを介してデジタル化され、見積用コンピュータ１に入力される。また、建築設計事務所からＣＡＤデータ等の設計図面データが記録メディアに記録されて供給された場合、記録メディアからＣＡＤデータを読み出し、見積用コンピュータ１に入力される。もちろん、見積用コンピュータ１に対し、通信ネットワーク５を介して、直接、設計図面データが入力されてもよい。

測定装置２は、建築板が設置されていない軸組された状態の建築物件を採寸し、その採寸データをＣＡＤ／ＣＡＭシステム３に出力するための装置である。本実施形態の測定装置２は、複数の３Ｄレーザスキャナ２１と、３Ｄレーザスキャナ２１の測定情報を処理する処理装置２２と、通信ネットワーク５上に置かれたデータ出力装置２３とを備えている。なお、本実施形態の処理装置２２とデータ出力装置２３は、一のコンピュータにより構成されているが、別々の機器により構成されてもよい。

図２には、測定装置２のブロック図を示す。各３Ｄレーザスキャナ２１は、レーザを建築物件に照射すると共に、反射したレーザを受け取り、レーザの出光から受光までの時間等の情報を解析することで、３Ｄレーザスキャナ２１と反射点との距離や、反射点の位置座標を計測する。各３Ｄレーザスキャナ２１によれば、当該３Ｄレーザスキャナ２１に臨む面の大量の点データを取得することができる（この大量の点データを点群データという）。この３Ｄレーザスキャナ２１により測定された点群データは、処理装置２２に出力される。

処理装置２２は、３Ｄレーザスキャナ２１により測定された点群データを解析し、建築物件における寸法を演算する装置である。処理装置２２は、点群データ取得部２２１と、３Ｄモデル作成部２２２と、面データ変換部２２３と、寸法演算部２２４と、基準位置入力部２２５とを備えている。

点群データ取得部２２１は、３Ｄレーザスキャナ２１が測定した点群データを処理装置２２内に取り込む。点群データ取得部２２１は、３Ｄレーザスキャナ２１に通信ネットワーク５を介して接続されているが、例えば、ＳＤメモリカードやＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリを接続可能に構成し、当該フラッシュメモリを介して点群データを取得してもよい。点群データ取得部２２１により取得された点群データは、３Ｄモデル作成部２２２に出力される。

３Ｄモデル作成部２２２は、３Ｄレーザスキャナ２１により測定された点群データに基づいて、３Ｄモデルを作成する。特に、建築物件に対し、３Ｄレーザスキャナ２１を用いて多方向（例えば４方向以上）から測定を行うことで、基礎，土台，柱，梁等により構成された状態の建築物件の３Ｄモデルを作成することができる。３Ｄモデル作成部２２２により作成された３Ｄモデルは、面データ変換部２２３に出力される。

面データ変換部２２３は、点群データから複数の面を検出し、点群データを面データに変換する。面データ変換部２２３における点群データを面データに変換する手法としては、例えば、ドロネー三角形分割法，マーチングキューブ法，あるいはアルファシェイプ法等の公知の手法を用いて行われる。面データ変換部２２３により変換された面データは、寸法演算部２２４に出力される。

寸法演算部２２４は、面データ変換部２２３から入力された面データにおける基準位置からの寸法を演算する。ここで、基準位置入力部２２５は、面データ内の基準位置を作業者が選択し、面データ内の基準位置を決定する。基準位置入力部２２５は、例えば、マウスやタッチパット等の入力手段により構成される。基準位置としては、例えば、基礎と地面との境界線や、基礎の上端の縁線、あるいは土台の上端の縁線等が例示できるが、リフォーム時の建築板のプレカットの際の採寸では、基礎の上端や土台が隠れることを考えると、基礎と地面との境界線とするのが好ましい。

寸法演算部２２４は、基準位置入力部２２５により面データ内の基準位置が選択されると、隣接する面の交線（隣接する面同士が交わった線）および交線同士の交点を検出し、面データにおける基準位置から、各交線や各交点までの寸法を演算する。そして、寸法演算部２２４は、演算したデータ（現場採寸データ）をデータ出力装置２３に出力する。

データ出力装置２３は、処理装置２２により演算された現場採寸データを、通信ネットワーク５を通じてＣＡＤ／ＣＡＭシステム３に出力する。なお、データ出力装置２３はなくてもよく、ＳＤメモリカードやＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリを介して、現場採寸データをＣＡＤ／ＣＡＭシステム３に入力してもよい。

ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３は、ＣＡＤソフトウェアと、ＣＡＭソフトウェアとがインストールされたコンピュータにより構成される。ＣＡＤソフトウェアは、図面データの作成・修正を行うことができるソフトウェアであり、図面データに記録されている寸法を別の寸法に置き換えることができる。このＣＡＤソフトウェアにより、設計図面データの寸法を置き換え、形状の修正を適宜行うことができる。

このとき、現場採寸データの基準位置から、建築板のスタートラインを設定し（例えば、基準位置よりも４５ｃｍ上方から建築板の割り付けを開始する等と設定する）、そのスタートラインから割り付けを開始するように修正する。また、建築物件の柱、梁等の躯体は、例えば、鉛直又は水平に配設されず、鉛直方向又は水平方向に対して傾斜していることがある。そこで、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、現場採寸データに基づいて設計図面データを、上述の傾斜等を盛り込んだ形で修正を行う。なお、ＣＡＤソフトウェアによる図面寸法の置き換えは、オペレータが適宜行ってもよいし、入力された数値に基づいて修正処理を自動で実行してもよい。

ＣＡＭソフトウェアは、ＣＡＤソフトウェアにより作成された図面データを、カッティング装置用のデータ（以下、プレカット用データという）に変換することができる。ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３は、このプレカット用データをカッティング装置に出力することができる。

カッティング装置は、建築板のプレカットを実行する工作機械である。カッティング装置は、ＮＣ加工機４により構成されている。ＮＣ加工機４としては、ＮＣルータ、ＮＣフライス盤，マシニングセンタ等が例示できる。ＮＣ加工機４は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３から入力されたプレカット用データ（より具体的には、ＮＣ加工機用データ）が入力されると、これに基づいて建築板をカットする。

（内部構成）
図３には、本実施形態のプレカットシステムのブロック図を示す。見積用コンピュータ１は、図３に示すように、見積図面作成部１２と、建築板集計部１３と、金額算出部１４と、見積書作成部１５とを備えている。

見積図面作成部１２は、入力装置１１から設計図面データが入力されると、建築板の割り付けを自動で行って、見積用図面データを作成する。ここで、図４Ａには、設計用図面の一例を示し、図４Ｂには見積用図面の一例を示す。図４Ａに示すように、設計用図面は、建築物件の立面図であり、建築物件の各種長さや、面積が書き込まれているものの、建築板の割り付けについての情報は書き込まれていない。見積用図面は、図４Ｂに示すように、建築板が割り付けられた図であり、建築板の見積もり金額を算出するための基礎となる図面である。見積図面作成部１２は、作成された見積用図面データを建築板集計部１３に出力する。

建築板集計部１３は、見積用図面データが入力されると、見積用図面内のすべての建築板を拾い出して、当該建築板の数量を集計する。建築板集計部１３は、集計した建築板の数量データを、金額算出部１４に出力する。

金額算出部１４は、建築板集計部１３から建築板の数量データが入力されると、数量に建築板の単価を乗じ、建築板ごとの金額、およびすべての建築板の総額を算出する。メモリには、建築板の種類に応じた単価が記憶されており、金額算出部１４は、施主が選択する建築板の単価をメモリから適宜読み出すことができる。金額算出部１４は、算出した金額のデータを、見積書作成部１５に出力する。

見積書作成部１５は、金額算出部１４から入力された金額のデータに基づき、所定の書式の見積書を作成する。見積書には、見積図面作成部１２により作成された見積用図面を添付してもよいし、添付しなくてもよい。見積書作成部１５は、見積書のデータを出力装置１６に出力すると共に、見積用図面データを、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３に出力する。

ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３は、見積用図面データが入力される実寸法図面作成部３１と、プレカット用図面作成部３２と、プレカット用データ作成部３３とを備えている。

実寸法図面作成部３１は、見積用コンピュータ１から入力された見積用図面データと、測定装置２から取得した現場採寸データとが入力されると、この見積用図面データを現場採寸データに基づいて修正し、実寸法図面データを作成する。実寸法図面作成部３１は、主にＣＡＤソフトウェアにより実現される。実寸法図面データは、見積用図面データの各寸法を、現場採寸データに置き換えて修正した図面データであり、軸組されている実際の建築物件の寸法（実寸法）が反映され、且つ建築板の割り付けが行われた図面データである。実寸法図面作成部３１は、この実寸法図面データを、プレカット用図面作成部３２に出力する。

プレカット用図面作成部３２は、各建築板のプレカット用の図面を作成する。プレカット用図面作成部３２は、実寸法図面データが入力されると、建築板ごとに寸法を拾い出し、各建築板をプレカットするための図面を作成する。プレカット用図面作成部３２は、主にＣＡＤソフトウェアにより実現される。プレカット用図面作成部３２は、建築板ごとのプレカット用の図面を作成すると、その図面データをプレカット用データ作成部３３に出力する。

プレカット用データ作成部３３は、プレカット用の図面データが入力されると、ＮＣ加工機４で読み込み可能な形式に変換する。具体的に、プレカット用データ作成部３３は、ＣＡＭソフトウェアにより実現されており、プレカット用の図面データをＮＣ加工機用のデータに変換する。プレカット用データ作成部３３は、プレカット用データをＮＣ加工機４に出力するように構成されている。

このような構成の建築板のプレカットシステムは、以下のように動作する。図５には、本実施形態の建築板のプレカットシステムにおいて、建築板の発注からプレカットまでをフローチャートで示す。

図５に示すように、建築設計事務所や自社の設計部門等から図面の供給があると、入力装置１１によってデータ化され、見積用コンピュータ１に入力される（Ｓ１〜Ｓ２）。次いで、積算ソフトが実行され、設計用図面データに対して、建築板の自動割り付けが実行される。これにより、見積用図面が自動で作成される（Ｓ３）。そして、見積用図面から見積書が作成され、見積書は、出力装置１６を介して、印刷されたり、あるいは営業用端末へメールなどで送信されたりする。

次に、建築板が設置される前の建築物件（軸組された建築物件）を、測定装置２により採寸する（Ｓ４）。具体的には、３Ｄレーザスキャナ２１によって建築物件を計測して点群データを取得し、処理装置２２によって現場採寸データを生成する。この現場採寸データは、データ出力装置２３を介してＣＡＤ／ＣＡＭシステム３に出力される。

ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３は、現場採寸データを受け取ると、見積用図面データを、現場採寸データに基づいて修正し、実寸法図面データを作成する（Ｓ５）。その後、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３は、建築板ごとに、実寸法図面データからプレカット用データを作成し、ＮＣ加工機４に出力する（Ｓ６）。

ＮＣ加工機４にプレカット用データが入力されると、ＮＣ加工機４がプレカットを実行する（Ｓ７）。プレカットされた建築板は、ステップ５で作成された実寸法図面とともに現場に搬入される（Ｓ８）。実寸法図面は、施工の際に建築板の割り付け位置の参照に用いられる。このとき、基準位置から設定された建築板のスタートラインから、建築板を順次設置していくことで、プレカット処理した建築板を建築物件に適合させることができる。なお、ＮＣ加工機４により切断された端材は、製造工場に搬入されて建築板にリサイクルされる。

（効果）
以上説明したように、本実施形態の建築板のプレカット方法は、建築物件の寸法を測定して寸法値を取得し、当該寸法値に基づいて建築板のプレカットを実行するプレカット方法である。寸法値は、３Ｄレーザスキャナ２１により建築物件を測定することで取得する。

この構成によれば、３Ｄレーザスキャナ２１を用いて、建築物件を採寸することができるため、作業者の技量に影響を受けにくく、安定して高精度の採寸を行うことができる。その上、３Ｄレーザスキャナ２１によれば、検出した３Ｄモデルから寸法を割り出すため、従来のように採寸用の図面を作成する手間を省けて、作業効率も向上するうえに採寸漏れを防ぐことができる。

また、本実施形態の建築板のプレカット方法は、以下の付加的な構成を有する。すなわち、本実施形態の建築板のプレカット方法は、３Ｄレーザスキャナ２１で建築物件を測定して得た点群データから複数の面を検出し、複数の面のうち隣接する面同士の交線を検出し、交線および交線同士の交点に基づいて採寸を行い、これにより、寸法値を取得する。

この構成によれば、建築板の割り付けに適した効率のよい採寸を行うことができる。また、採寸する点が明確になるため、寸法精度を向上させることができる。

また、本実施形態のプレカット方法は、以下の付加的な構成を有する。すなわち、本実施形態の建築板のプレカット方法は、点群データから検出された面に基準位置を設定し、基準位置と交線と交線同士の交点とに基づいて採寸を行い、これにより、寸法値を取得する。

この構成によれば、基準位置から施工時の建築板のスタートラインを設定することができ、プレカットした建築板の施工時のずれを極力減らすことができる。

（応用）
上記実施形態のプレカットシステムは、通信ネットワーク５を介して図面データ等が送信されたが、各構成間のデータの移動は、フラッシュメモリや記録メディア等の記録媒体を介して行われてもよい。

上記実施形態のプレカットシステムは、建築物件の見積用図面データを、現場採寸データに基づいて修正し、実寸法図面データを作成する処理について、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３が実行したが、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム３でなくてもよい。例えば、建築物件の見積用図面データの寸法データを、現場採寸データに置き換える処理を実行可能なプログラムがメインメモリ内に格納されたコンピュータにより構成されてもよい。

上記実施形態のプレカットシステムは、新築の建築物件、すなわち、軸組された状態の建築物件を採寸して、プレカットを実行する例であったが、リフォームを行う建築物件に対しても適用可能である。つまり、３Ｄレーザスキャナ２１によって、「（新設の）建築板を設置する前の状態の建築物件」としての「既設の建築板が設置された建築物件」を測定して、実寸法を取得すればよい。

本実施形態のプレカット方法は、通信ネットワークを介したプレカットシステムにより実現されているが、作業者やオペレータが適宜作業をしてもよい。

その他、上記実施形態の構成は、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、適宜設計変更を行うことができる。

２１ ３Ｄレーザスキャナ

Claims (3)

1. 建築物件の寸法を測定して寸法値を取得し、当該寸法値に基づいて建築板のプレカットを実行するプレカット方法であって、
   前記寸法値は、３Ｄレーザスキャナにより前記建築物件を測定することで取得し、
   前記建築板の割り付けがなされた見積用図面を前記寸法値に基づいて修正し、当該修正された前記見積用図面に基づいて前記建築板のプレカット用の図面を作成することを特徴とする建築板のプレカット方法。
2. 前記３Ｄレーザスキャナで前記建築物件を測定して得た点群データから複数の面を検出し、
   前記複数の面のうち隣接する面同士の交線を検出し、
   前記交線および前記交線同士の交点に基づいて採寸を行い、これにより、前記寸法値を取得する
   ことを特徴とする請求項１記載の建築板のプレカット方法。
3. 前記点群データから検出された面に基準位置を設定し、前記基準位置と前記交線と前記交線同士の交点とに基づいて採寸を行い、これにより、前記寸法値を取得する
   ことを特徴とする請求項２記載の建築板のプレカット方法。

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