JPH11201753A - 墨出し用レーザ基準の設定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光により空間に墨出し基準を設定する
場合、墨出し線上の基準高さに設けた基準点近傍に向か
ってレーザ光を照射し、該レーザ光の反射光と基準点の
ずれを目視で確認しながら、レーザ光を基準点に合わせ
る方法がとられていたが、設定精度が作業者によりばら
つき、また、レーザ発光部と基準点との距離が大きい場
合には、レーザ光の反射光が見えにくいために設定に時
間がかかり、位置精度も悪いという問題があった。 【解決手段】 レーザ光により空間に墨出しのための基
準を設置する方法において、異なる特性を有する水平面
レーザ光９および垂直面レーザ光８を、墨出し線２上に
設けた同一発光部４から、墨出し線上の基準高さに設け
た基準点に向かって照射し、該各レーザ光の受光に応じ
て点灯するランプの信号に基づき該発光部の高さ及びレ
ーザ光の方向を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビル等の建築現場
における各種の墨出し基準、および配管ロボットによる
配管の位置合わせのための基準レーザ光の設定方法、又
はそれに使用する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザ光により空間に墨出し
基準を設定する場合は、墨出し線上の基準高さに設けた
基準点近傍に向かってレーザ光を照射し、該レーザ光の
反射光と基準点のずれを目視で確認しながらレーザ発光
部の位置調整を行い、レーザ光を基準点に合わせる方法
がとられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
単なる目視確認による方法では、設定精度が作業者によ
りばらつく恐れがあり、また、レーザ発光部と基準点と
の距離が大きい場合には、レーザ光の反射光が見えにく
いためレーザ光と基準点が合わせにくく、設定に時間が
かかる上、位置精度も悪いという問題があった。本発明
は、前記の点に鑑み、容易に、しかも精度良く、レーザ
光により空間に墨出し基準を設定する方法および装置を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、請求項１においては、レーザ
発光部からのレーザ光を受光部に照射して空間に墨出し
のための基準を設定する方法において、異なる特性を有
する水平面レーザ光および垂直面レーザ光を、墨出し線
上に設けた同一発光部から、墨出し線上の基準高さに設
けた基準受光部に向かって照射し、基準受光部に設けた
各レーザ光の受光に応じて点灯するランプの点灯に基づ
き、発光部の高さ及びレーザ光の方向を調整するように
したものである。

【０００５】請求項２においては、自動水平調整器の上
部に横方向位置・高さ調整ステージと回転ステージとを
設け、該回転ステージ上に水平垂直面レーザ発光器と、
設定補助レーザ発光器とを設けてレーザ発光部を構成
し、前記各レーザ光の受光を感知する基準受光センサ
と、該基準受光センサに垂直面レーザ光が当たると点灯
する方向基準ＯＫランプと、該基準受光センサに水平面
レーザ光が当たると点灯する高さ基準ＯＫランプとから
なる検知器にて構成したものである。

【０００６】請求項３においては、自動水平調整器の上
部に横方向位置・高さ調整ステージと、回転ステージと
を設け、該回転ステージ上に水平垂直面レーザ発光器
と、設定補助レーザ発光器とを設けてレーザ発光部を構
成し、前記各レーザ光の受光を感知する基準受光センサ
と、該基準受光センサからのずれを感知するために設け
られたずれ検出受光センサと、該基準受光センサとずれ
検出受光センサからの信号に基づき前記レーザ発光部の
位置調整方向を指示する調整方向指示ランプとからなる
検知器にて構成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明に係わるレーザ基準の設定方法及び装
置の全体側面図、図２はレーザ発光部の上面図と側面
図、図３はレーザ変調回路、図４は検知器の第１実施例
の正面図、図５は同じく動作説明図、図６は同じく信号
処理図、図７は同じく回路図、図８は検知器の第２実施
例の正面図、図９は同じく動作説明図、図１０は同じく
信号処理図である。

【０００８】まず、本発明に係わる墨出し用レーザ基準
の設定方法及び装置の全体構成を図１により説明する。
レーザ発光部４は、下部墨出し線１上に立設させた基準
ポール３上に、レーザ発光の方向を調整可能に設置す
る。該レーザ発光部４の上部には水平垂直面レーザ発光
器５を固設し、該水平垂直面レーザ発光器５の上面中央
部には設定補助レーザ発光器６を設けている。一方、検
知器１１は、下部墨出し線１上に立設させた三脚１０上
に、後述する該検知器１１の基準受光センサ１８の中心
が設定高さにくるようにして設置する。なお、該検知器
１１は、上部墨出し線２から垂設させた天吊り具１２に
より所定高さに保持することもできる。前記レーザ発光
部４から照射される垂直面レーザ光８と水平面レーザ光
９から成る両レーザ光を、基準受光センサ１８に当てる
ことにより、レーザ基準線７を空間に設定することがで
きるのである。

【０００９】以上のような全体構成からなる墨出し用レ
ーザ基準の設定方法及び装置において、そのレーザ発光
部４について、図１乃至図３により説明する。レーザ発
光部４は、その下部に自動水平調整器１３を有し、該自
動水平調整器１３上には横方向位置・高さ調整ステージ
１４を、該横方向位置・高さ調整ステージ１４上には回
転ステージ１５を設け、該回転ステージ１５上の回転中
央部には前記水平垂直面レーザ発光器５を設置してい
る。

【００１０】このうち、自動水平調整器１３は傾斜角度
（２自由度）を検出し、ステージの姿勢（２自由度）を
サーボ制御するものであり、市販のオートレベラーを利
用してもよい。また、横方向位置・高さ調整ステージ１
４は、該自動水平調整器１３上にシリンダ２１を設け、
該シリンダ２１内に内挿したロッド２２を高さ調整ハン
ドル１６を操作することにより該ロッド２２の上部に設
けた前記回転ステージ１５の高さを微調整することがで
きる。同様に、シリンダ４０と横方向位置調整ハンドル
４１を設け、横方向位置調整ハンドル４１を操作するこ
とにより前記回転ステージの横方向の位置を微調整する
ことができる。更に、回転ステージ１５は、前記ロッド
２２上に固設した固定部２３、及び該固定部２３上を回
転可能に枢結された回転部２４からなり、回転調整ハン
ドル１７により該回転部２４の回転角度を微調整するこ
とができ、該回転部２４上に設けた水平垂直面レーザ発
光器５のレーザ発光の方向を微調整可能な構成となって
いる。

【００１１】水平垂直面レーザ発光器５から同時に照射
される垂直面レーザ光８と水平面レーザ光９には、光学
的特性の異なるものを使用する。今回提示する実施例で
は周波数を変えているが、他の光学的特性、例えば振幅
に相当する光の強度などを変えてもよく、検知器１１が
各レーザ光を識別可能であればよい。なお、図３にはレ
ーザ光の周波数を変調するレーザ変調回路の例を示す。
本実施例では垂直面レーザ光８には基準信号の１kHz を
用いるが、水平面レーザ光９には基準信号の１kHz を分
集した２５０Hzを用いている。

【００１２】なお、水平垂直面レーザ発光器５の上面中
央部には設定補助レーザ発光器６を設けており、該設定
補助レーザ発光器６から鉛直方向上方に照射されるレー
ザ光を、上部墨出し線２上のレーザ発光器位置基準点３
９に合わせることにより、前記水平垂直面レーザ発光器
５を上部墨出し線２の直下に設置することができる。

【００１３】次に、検知器１１の実施例について説明す
る。まず、第１実施例を図４乃至図７により説明する。
検知器１１の正面中央には各レーザ光の受光を感知する
基準受光センサ１８を設け、該基準受光センサ１８の左
右には方向基準ＯＫランプ２０ａと２０ｂを、上下には
高さ基準ＯＫランプ１９ａと１９ｂを配置する。

【００１４】該基準受光センサ１８がレーザ光を受光す
ると図６に示す信号処理がなされる。すなわち、該方向
基準ＯＫランプ２０ａと２０ｂは、基準受光センサ１８
に垂直面レーザ光８が当たると点灯し、高さ基準ＯＫラ
ンプ１９ａと１９ｂは、基準受光センサ１８に水平面レ
ーザ光９が当たると点灯する。この信号処理の回路図の
一例を図７に示す。前記基準受光センサ１８で受光した
レーザ光による電気信号は、受光センサ駆動回路２５を
通り各フィルタ回路２６、３１により１kHz と２５０kH
z の電気信号に分離された後、ＡＣ−ＤＣ変換回路２
７、３２で直流にされ、コンパレータ２８、３３、ＬＥ
Ｄ駆動回路２９、３０、３４、３５を通って方向基準Ｏ
Ｋランプ２０ａ、２０ｂや高さ基準ＯＫランプ１９ａ、
１９ｂを点灯させるのである。

【００１５】以上の信号処理を行う検知器１１を用いて
レーザ基準線７を設定する場合の手順について説明す
る。まず、検知器１１の基準受光センサ１８を、天吊り
具１２又は三脚１０を利用し、墨出ししたい基準線２下
でしかもレーザ基準７を設定したい高さに設置する。次
に、レーザ発光部４も、墨出ししたい基準線２下に設置
するが、この際、前記設定補助レーザ発光器６を用い、
横方向位置・高さ調整ステージ１４の横方向位置調整ハ
ンドル４１を操作することで、容易に位置調整を行うこ
とができる。

【００１６】この後、各レーザ光が基準受光センサ１８
に当たるように、レーザ発光部４の方向と高さを調整す
る。まず、回転ステージ１５を左右に回転させることに
より、垂直面レーザ光８を基準受光センサ１８に当て、
図５（ｂ）のように、方向基準ＯＫランプ２０ａと２０
ｂが共に点灯するように調整する。なお、本発明では広
がりを持つ面レーザ光を使用しているため、レーザ発光
部４と基準受光センサ１８との高さが若干ずれていて
も、面レーザ光の広がり範囲内であれば受光することが
できるのである。引き続き、横方向位置・高さ調整ステ
ージ１４の高さ調整ハンドル１６を操作することで、水
平面レーザ光９を基準受光センサ１８に当て、図５
（ｃ）のように、高さ基準ＯＫランプ１９ａと１９ｂが
共に点灯するように調整する。この時も同様に、レーザ
発光部４と基準受光センサ１８とが左右にずれていて
も、面レーザ光の広がり範囲内であれば受光することが
可能である。また、レーザ発光部４は自動水平調整器１
３により常に対地水平なので、レーザ光の高さは基準受
光センサ１８の高さと一致するため、レーザ光の高さは
横方向位置・高さ調整ステージ１４の上下動による調整
によって設定できるのである。該方向基準ＯＫランプ２
０ａと２０ｂ、及び高さ基準ＯＫランプ１９ａと１９ｂ
の全指示ランプが点灯した際の垂直面レーザ光８と水平
面レーザ光９の交線が求めるレーザ基準線７である。

【００１７】第２実施例を図８乃至図１０により説明す
る。検知器１１の正面中央には各レーザ光の受光を感知
する基準受光センサ１８を、該基準受光センサ１８を通
る対角線上には、ずれ検出受光センサＡ３８ａとずれ検
出受光センサＢ３８ｂを設けている。該基準受光センサ
１８の左右には方向調整方向指示ランプ３７ａと３７ｂ
を、上下には高さ調整方向指示ランプ３６ａと３６ｂを
配置する。

【００１８】該基準受光センサ１８、及びずれ検出受光
センサＡ３８ａとずれ検出受光センサＢ３８ｂが各々レ
ーザ光を受光すると図１０に示す信号処理がなされる。
すなわち、基準受光センサ１８に垂直面レーザ光８が当
たると、方向調整方向指示ランプ３７ａと３７ｂが両方
とも点灯し、水平面レーザ光９が当たると、高さ調整方
向指示ランプ３６ａと３６ｂが両方とも点灯する。ま
た、左斜め下方のずれ検出受光センサＡ３８ａに垂直面
レーザ光８が当たると、右の方向調整方向指示ランプ３
７ｂが点灯し、水平面レーザ光９が当たると、上の高さ
調整方向指示ランプ３６ａが点灯する。右斜め上方のず
れ検出受光センサＢ３８ｂに垂直面レーザ光８が当たる
と、左の方向調整方向指示ランプ３７ａが点灯し、水平
面レーザ光９が当たると、下の高さ調整方向指示ランプ
３６ｂが点灯するのである。

【００１９】以上の信号処理を行う検知器１１を用いて
レーザ基準線７を設定する場合の手順について説明す
る。第１実施例と同様に、検知器１１の基準受光センサ
１８を、天吊り具１２又は三脚１０を利用し、墨出しし
たい基準線２下でしかもレーザ基準７を設定したい高さ
に設置し、更に、レーザ発光部４も、墨出ししたい基準
線２下に設置する。

【００２０】この後、各レーザ光が基準受光センサ１８
に当たるように、レーザ発光部４の方向と高さを調整す
る。まず、回転ステージ１５で左右に回転させることに
より、垂直面レーザ光８を基準受光センサ１８に当て、
図９（ｂ）のように、方向調整方向指示ランプ３７ａと
３７ｂが共に点灯するように調整する。この時、ずれ検
出可能範囲内にレーザ光があれば、図９（ａ）のよう
に、方向調整方向指示ランプ３７ａと３７ｂのいずれか
が点灯し、調整方向を指示する。

【００２１】引き続き、横方向位置・高さ調整ステージ
１４で上下動させることにより、水平面レーザ光９を基
準受光センサ１８に当て、図９（ｃ）のように、高さ調
整方向指示ランプ３６ａと３６ｂが共に点灯するように
調整する。この時も同様に、ずれ検出可能範囲内にレー
ザ光があれば、図９（ｂ）のように、高さ調整方向指示
ランプ３６ａと３６ｂのいずれかが点灯し、調整方向を
指示するのである。

【００２２】該方向調整方向指示ランプ３７ａと３７
ｂ、及び高さ調整方向指示ランプ３６ａと３６ｂの全指
示ランプが点灯した際の垂直面レーザ光８と水平面レー
ザ光９の交線が求めるレーザ基準線７である。なお、第
２実施例においても、第１実施例と同様に面レーザ光を
使用するため、レーザ発光部４と基準受光センサ１８と
の高さ・左右に若干のずれがあっても、面レーザ光の広
がり範囲内であれば受光することが可能である。このよ
うにしてレーザ基準線７を設定することで、配管ロボッ
トや塗装ロボットや溶接ロボット等に受光器を設けて、
レーザ基準線７に沿って走行させることで、設定された
位置を正確に走行させることができるのである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く、
レーザ発光部からのレーザ光を受光部に照射して空間に
墨出しのための基準を設定する方法において、異なる特
性を有する水平面レーザ光および垂直面レーザ光を、墨
出し線上に設けた同一発光部から、墨出し線上の基準高
さに設けた基準受光部に向かって照射し、基準受光部に
設けた各レーザ光の受光に応じて点灯するランプの点灯
に基づき、発光部の高さ及びレーザ光の方向を調整する
ため、レーザ基準線の設定が容易に行え、また、例えレ
ーザ発光部と基準点位置が離れていても、精度良くレー
ザ基準線を設定することができる。更には、配管ロボッ
トによる配管の位置合わせシステムにおいても、本発明
を採用することにより既設配管基準をやめて外部基準に
することが可能であり、レーザ基準線の精度向上に伴う
位置合わせ精度の向上も図ることができる。

【００２４】請求項２の如く、墨出し用レーザ基準の設
定装置を、自動水平調整器の上部に横方向位置・高さ調
整ステージと回転ステージとを設け、該回転ステージ上
に水平垂直面レーザ発光器と、設定補助レーザ発光器と
を設けてレーザ発光部を構成し、前記各レーザ光の受光
を感知する基準受光センサと、該基準受光センサに垂直
面レーザ光が当たると点灯する方向基準ＯＫランプと、
該基準受光センサに水平面レーザ光が当たると点灯する
高さ基準ＯＫランプとからなる検知器にて構成したの
で、ランプの点灯により水平及び垂直方向のレーザ光が
基準点に一致したかが容易に判るようになり、レーザ光
と基準点を合わせる時間を短縮することもできたのであ
る。

【００２５】請求項３の如く、墨出し用レーザ基準の設
定装置を、自動水平調整器の上部に横方向位置・高さ調
整ステージと、回転ステージとを設け、該回転ステージ
上に水平垂直面レーザ発光器と、設定補助レーザ発光器
とを設けてレーザ発光部を構成し、前記各レーザ光の受
光を感知する基準受光センサと、該基準受光センサから
のずれを感知するために設けられたずれ検出受光センサ
と、該基準受光センサとずれ検出受光センサからの信号
に基づき前記レーザ発光部の位置調整方向を指示する調
整方向指示ランプとからなる検知器にて構成したので、
レーザ光が基準点からズレている方向が容易に判り、合
わせる方向が指示されるので、容易に短時間で基準点に
合わせることができるようになったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ基準の設定方法及び装置
の全体側面図である。

【図２】レーザ発光部の上面図と側面図である。

【図３】レーザ変調回路

【図４】検知器の第１実施例の正面図である。

【図５】同じく動作説明図である。

【図６】同じく信号処理図である。

【図７】同じく回路図である。

【図８】検知器の第２実施例の正面図である。

【図９】同じく動作説明図である。

【図１０】同じく信号処理図である。

【符号の説明】

１ 下部墨出し線 ２ 上部墨出し線 ４ レーザ発光部 ５ 水平垂直面レーザ発光器 ６ 設置補助レーザ発光器 ８ 垂直面レーザ光 ９ 水平面レーザ光 １１ 検知器 １３ 自動水平調整器 １４ 横方向位置・高さ調整ステージ １５ 回転ステージ １８ 基準受光センサ １９ａ 上の高さ基準ＯＫランプ １９ｂ 下の高さ基準ＯＫランプ ２０ａ 左の方向基準ＯＫランプ ２０ｂ 右の方向基準ＯＫランプ ３６ａ 上の高さ調整方向指示ランプ ３６ｂ 下の高さ調整方向指示ランプ ３７ａ 左の方向調整方向指示ランプ ３７ｂ 右の方向調整方向指示ランプ ３８ａ ずれ検出センサＡ ３８ｂ ずれ検出センサＢ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発光部からのレーザ光を受光部に
   照射して空間に墨出しのための基準を設定する方法にお
   いて、異なる特性を有する水平面レーザ光および垂直面
   レーザ光を、墨出し線上に設けた同一発光部から、墨出
   し線上の基準高さに設けた基準受光部に向かって照射
   し、基準受光部に設けた各レーザ光の受光に応じて点灯
   するランプの点灯に基づき、発光部の高さ及びレーザ光
   の方向を調整することを特徴とする墨出し用レーザ基準
   の設定方法。
2. 【請求項２】 自動水平調整器の上部に横方向位置・高
   さ調整ステージと回転ステージとを設け、該回転ステー
   ジ上に水平垂直面レーザ発光器と、設定補助レーザ発光
   器とを設けてレーザ発光部を構成し、前記各レーザ光の
   受光を感知する基準受光センサと、該基準受光センサに
   垂直面レーザ光が当たると点灯する方向基準ＯＫランプ
   と、該基準受光センサに水平面レーザ光が当たると点灯
   する高さ基準ＯＫランプとからなる検知器にて構成した
   ことを特徴とする墨出し用レーザ基準の設定装置。
3. 【請求項３】 自動水平調整器の上部に横方向位置・高
   さ調整ステージと、回転ステージとを設け、該回転ステ
   ージ上に水平垂直面レーザ発光器と、設定補助レーザ発
   光器とを設けてレーザ発光部を構成し、前記各レーザ光
   の受光を感知する基準受光センサと、該基準受光センサ
   からのずれを感知するために設けられたずれ検出受光セ
   ンサと、該基準受光センサとずれ検出受光センサからの
   信号に基づき前記レーザ発光部の位置調整方向を指示す
   る調整方向指示ランプとからなる検知器にて構成したこ
   とを特徴とする墨出し用レーザ基準の設定装置。