JPH0439711A - 自動墨出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築構造物のコンクリート床面のような平面
領域に墨出し用のマーキングを自動的に行うのに使用さ
れる自動墨出し装置に関する。

（従来の技術） ビルなどの建築構造物において、仕切壁、その他の内装
工事を行う場合、建築構造物のコンクリート床面などに
内装工事のための図面を墨出しにより描くのが一般であ
る。

従来、このような墨出しに際しては、トランシットを用
いて指定された各地点を実測によりマーキングし、この
マーク点に沿って墨出しするようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような従来の墨出し方式では、指
定された各地点の実測及びマーキング作業を全て人手に
より行なっているため、墨出しに多くの時間と人手を要
する問題があった。

本発明は上述のような点に鑑みなされたもので、指定さ
れた領域の墨出しを人手を要することなく自動的に低コ
ストで行なうことができる自動墨出し装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 一実施例を示す第１図に対応づけて本発明を説明すると
、本発明は、指定されたマーキング領域内の所定位置に
設置された基準局ｌと、前記基準局１に設置され直角な
Ｘ軸及びＹ軸に誘導レーザ５ｘ、５ｙを送出するレーザ
発生手段５と、前記Ｘ軸誘導レーザ５ｘにより前記マー
キング領域内をＸ軸方向に誘導走行されるＸ軸用誘導ロ
ボット２と、前記Ｙ軸誘導レーザ５ｙにより前記マーキ
ング領域内をＹ軸方向に誘導走行されるＹ軸用誘導ロボ
ット３と、前記Ｘ軸用及びＹ軸用ロボット２．３にそれ
ぞれ設置され前記基準局ｌからの移動距離を計測する距
離計測手段９と、前記Ｘ軸用及びＹ軸用ロボット２．３
にそれぞれ設けられ、かつ移動方向の軸線に対し直角に
マーキング用誘導レーザを送出する誘導レーザ発生手段
１０と、前記Ｘ軸用誘導ロボット２をその距離計測手段
９で計測した距離データに基づいて指定されたマーキン
グ位置のＸ軸座標に割出し制御すると共に誘導レーザ発
生手段１０を制御する演算制御手段２００と、前記Ｙ軸
用誘導ロボット３をその距離計測手段９で計測した距離
データに基づいて指定されたマーキング位置のＹ軸座標
に割出し制御すると共に誘導レーザ発生手段ＩＯを制御
する演算制御手段３００と、前記位置割出しされたＸ軸
用及びＹ軸用誘導ロボット２，３の各レーザ発生手段ｌ
Ｏから送出されるマーキング用誘導レーザ２ａ、３ａに
よりマーキング領域内を指定されたマーキング位置に向
は誘導走行されるマーキングロボット４と、前記マーキ
ングロボット４に設けられマーキングロボット４の割出
位置を指定されたマーキング位置に補正するＸ−Ｙプロ
ッタＩ５と、前記Ｘ−Ｙプロッタ１５に取り付けられ指
定されたマーキング位置にマーキングするスタンパ１６
と、前記マーキングロボット４のＸ軸及びＹ軸方向の移
動距離データと指定されたマーキング位置データに基づ
いて前記Ｘ−Ｙプロッタ１５及びスタンパ１６を制御す
ると共に誘導レーザ２ａ、３ａによりマーキングロボッ
ト４を自動走行させる演算制御手段４００とを備えたこ
とを特徴とする。

（作用） Ｘ軸用及びＹ軸用誘導ロボット２，３は基準局１からの
誘導レーザ５ｘ及び５ｙによりＸ軸及びＹ軸方向に誘導
され、指定されたマーキング位置に対応するＸ及びＹ座
標で停止する。

また、マーキングロボット４はＸ軸用及びＹ軸用誘導ロ
ボット２，３から送出される誘導レーザ２ａ及び３ａに
より誘導されながら両誘導レーザ２ａ、３ａがクロスす
るマーキング位置に向は移動し停止する。

そして、マーキングロボット４がマーキング位置に大ま
かに位置決めされると、この時のマーキングロボット４
の位置データと指定されたマーキング位置データとの差
がゼロとなるようにＸ−Ｙプロッタ１５が制御され、ス
タンパ１６によってマーキングされる。

従って、指定されたマーキング領域へのマーキングを人
手を要することなく自動的にかつ高精度に行なうことが
できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図について説明
する。

第１図はシステムの全体構成図、第２図は基準局と誘導
ロボット及びマーキングロボットとの関係を示す概略平
面図、第３図は基準局と誘導ロボットの関係を示す側面
図、第４図は誘導ロボットとマーキングロボットとの関
係を示す側面図、第５図はマーキングロボットの正面図
である。

この実施例に示す墨出し用マーキングシステムは、基準
局ｌ、この基準局ｌを基点にしてＸ軸及びＹ軸方向に移
動するそれぞれの誘導ロボット２．３、及び誘導ロボッ
ト２．３により指定されたマーキング位置へ誘導走行す
るマーキングロボット４を備える。

基準局ｌは、第２図に示すように建物のコンクリート床
面などに相当する墨出し領域内の所定位置（領域の隅部
）に設置されるもので、鉛直軸を中心にしてＸ軸及びＹ
軸方向に切替え旋回できる構成になっている。

基準局１の上端には、その旋回軸上に位置して誘導用の
レーザ発生器５が設置され、このレーザ発生器５は水平
軸を中心にして回転する構成になっている。

また、基準局ｌの前面側には、Ｘ及びＹ軸方向における
誘導ロボット２，３との距離を測定するための光波反射
用ターゲット６が取り付けられている。

Ｘ軸用誘導ロボット２及びＹ軸用誘導ロボット３は、第
２図に示すように基準局ｌのレーザ発生器５からＸ軸方
向に向は照射されるＸ軸誘導レーザ５ｘ、またはＹ軸方
向に向は照射されるＹ軸誘導レーザ５ｙによってマーキ
ング領域上に仮想的に形成されたＸ軸又はＹ軸上を走行
するものである。

この各誘導ロボット２及び３上には、第３図に示すよう
に走行方向の前後に位置して配置した進行方向検出用の
一対のレーザ感知器７，８と、基準局ｌのターゲット６
に向は光波を照射しその反射光波を受けることで距離を
計測する光波距離計９と、Ｘ軸又はＹ軸に対し直角にし
てマーキングロボット誘導用のレーザを発するマーキン
グ用誘導レーザ発生器１０がそれぞれ設けられている。

マーキング用誘導レーザ発生器ｌＯは水平軸を中心にし
て鉛直方向に旋回できる構成になっている。

マーキングロボット４は、両誘導ロボット２゜３のマー
キング用誘導レーザ２ａ、３によってマーキング領域内
を目標のマーキング位置へ誘導走行されるもので、クロ
ーラ式の自走駆動装置４ａを備え、これによってマーキ
ングロボット４を直進走行及びその中心軸線を中心にし
た方向転換が可能である。

また、マーキングロボット４上には、Ｘ軸用及びＹ軸用
誘導ロボット２，３の誘導レーザ；２ａ。

３ａを受ける進行方向検出用の一対のレーザ感知器１１
．１２と、マーキングロボット４がマーキング用誘導レ
ーザ２ａ又は３ａによりＹ軸又はＸ軸方向に誘導走行さ
れている時、その誘導レーザ２ａ又は３ａに対し直角な
方向から照射される誘導レーザ３ａ又は２ａを受ける停
止用のレーザ感知器１３が設けられ、さらに、マーキン
グロボット４が誘導レーザ２ａ又は３ａばより誘導され
てＸ軸又はＹ軸方向に移動される時の移動距離を計測す
るトラックボール又は光波距離などの距離計測器１４が
設けられている。

また、マーキングロボット４の底部には、指定されたマ
ーキング位置へ割出すためのＸ−Ｙブロック１５が設置
され、Ｘ−Ｙプロッタ１５にはコンクリート床面などの
指定位置にマーキングするスタンバ１６が取り付けられ
ている。

次に、第１図の構成について述べる。

図において、基準局ｌは全体を制御する制御回路１００
を備え、この制御回路１００にはレーザ発生器５及びこ
れをマーキング領域のＸ軸及びＹ軸上に向ける旋回駆動
部１０１が接続されている。

Ｘ軸用の誘導ロボット２は、全体を制御する演算制御回
路２００、目標とするマーキング位置データのうちのＸ
軸座標データ、及び入力データなどを格納するメモリ２
０１を備えている。

演算制御回路２００には、進行方向検出用のレーザ感知
器７，８と、光波距離計９が人力インターフェース２０
２を介して接続され、さらに出力インターフェース２０
３を介してマーキング用誘導レーザ発生器１０と、誘導
ロボット２を自動走行させる駆動装置２０４及び誘導ロ
ボット２を誘導レーザ５ｘに沿い方向制御する操舵装置
２０５が接続されている。

Ｙ軸用の誘導ロボット３は、全体を制御する演算制御回
路３００、目標とするマーキング位置データのうちのＹ
軸座標データ、及び入力データなどを格納するメモリ３
０１を備えている。

演算制御回路３００には、Ｘ軸用誘導ロボット２と同様
に進行方向検出用のレーザ感知器７，８と、光波距離計
９が入力インターフェース３０２を介して接続され、さ
らに出力インターフェース３０３を介してマーキング用
誘導レーザ発生器ｌＯと、誘導ロボット３を自動走行さ
せる駆動装置３０４及び誘導ロボット３を誘導レーザ５
ｙに沿い方向制御する操舵装置３０５が接続されている
。

マーキングロボット４は、全体を制御する演算制御回路
４００、及び指定された各目標のマーキング位置データ
等を格納するメモリ４０１を備える。

この演算制御回路４００には、進行方向検出用のレーザ
感知器１１，１２、停止用のレーザ感知器１３及び距離
計測器１４が入力インターフェース４０２を介して接続
され、さらに出力インターフェース４０３を介して自走
駆動装置４ａ、Ｘ−Ｙプロッタ１５及びスタンバ１６が
接続されている。

次に、上記のように構成された本実施例の動作を第６図
に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップＳＬにおいて、マーキング領域内に設置
された基準局１の座標及びマーキング領域に付されるマ
ーキング位置の座標を図示しないキーボード等の入力手
段を介して誘導ロボット２．３のメモリ２０１，３０１
に初期値データとして書き込む。

次のステップＳ２では、自動墨出しシステム全体を動作
モードに設置し、スタートさせる。

ここで、マーキングロボット４を第２図に示すようにＰ
、点からＰ２点へ誘導する場合の動作手順を主体にして
述べる。

先ず、基準局ｌをＸ軸側に向くよう旋回させてレーザ発
生器５を動作させる。

レーザ発生器５から発生する誘導レーザ５ｘがＸ軸方向
に照射されると、Ｘ軸上にある誘導ロボット２は誘導レ
ーザ５ｘで誘導されながらＸ軸上を第２図（ｂ）の矢印
Ａ方向へ移動する（ステップＳ３）。

この時の誘導ロボット２の進行方向のずれは、前後に配
置したレーザ感知器７，８に到達するレーザ発生器５か
らの誘導レーザ５ｘの照射位置データに基づいて演算制
御回路２００で算出され、そして、このずれ量がゼロと
なるように操舵装置２０５を制御し、これにより、誘導
ロボット２をＸ軸に沿い直進できるようにする。

次のステップＳ４では、誘導ロボット２の光波距離計９
から基準局１のターゲット６に向は光波を照射し、ター
ゲット６から反射されてくる光波の到達時間を演算制御
回路２００で演算し、この到達時間より基準局ｌからの
移動距離を算出し、誘導ロボット２の移動位置をリアル
タイムに算出する。

次のステップＳ５では、算出された誘導ロボット２のＸ
軸方向の位置データが目標のマーキング位置Ｐ２のＸ座
標かを判定する。

ここで、マーキング位置Ｐ２のＸ座標でないと判定され
た時は、ステップＳ３に戻り、誘導ロボット２のＸ軸方
向の位置がマーキング位置Ｐ２のＸ座標になるまで誘導
ロボット２を第２図（ｂ）の矢印Ａ方向へ移動させる。

また、ステップＳ５において、マーキング位置のＸ座標
であると判定された時は、ステップＳ６に進み、誘導ロ
ボット２を停止し、かつレーザ発生器１０を動作してマ
ーキング誘導用レーザ２ａを発生させる。

次のステップＳ７では、マーキングロボット４をＹ座標
用誘導ロボット３のマーキング用レーザ発生器１０から
発生するＸ軸方向のマーキング用誘導レーザ３ａにより
誘導しなからＰ８の位置からＰ２の位置に向けて走行さ
せる。

この時のマーキングロボット４の進行方向のずれは、前
後に配置したレーザ感知器１１．１２に到達するレーザ
発生器１０からの誘導レーザ３ａの照射位置データに基
づいて演算制御回路４００で算出され、そして、このず
れ量がゼロとなるように自動駆動装置４ａを制御し、こ
れによりマーキングロボット４が誘導レーザ３ａに沿い
直進できるようにする。

マーキングロボット４がＰｌからＰ２へ向は移動を開始
すると、距離計測器１４が動作して移動距離を計測する
（ステップＳ８）。

そして、次のステップＳ９において、レーザ感知器１３
がＸ軸用誘導ロボット２から発生しているＹ軸方向のマ
ーキング用誘導レーザ２ａを検知したかを判定する。こ
こで、誘導レーザ２ａの検出がない時は、ステップＳ７
に戻り、誘導レーザ２ａを検出するまでステップ８７〜
Ｓ９の処理を繰返し実行する。

また、レーザ感知器１３が誘導レーザ２ａを検知したこ
とが判定されると、ステップＳＩＯに進み、マーキング
ロボット４をＹ軸方向の誘導レーザ２ａの位置で停止さ
せ、距離計測器１４で計測したＸ軸方向の移動距離デー
タを演算制御回路４００に取り込む。

その後、９０°旋回して進行方向をＹ軸方向に向ける。

次のステップＳｌｌでは、基準局ｌをＹ軸方向に向けて
レーザ発生器５から誘導レーザ５ｙをＹ軸上の誘導ロボ
ット３に向は照射する。

これにより誘導ロボット３は誘導レーザ５ｙで誘導され
ながらＹ軸上を第２図（ｃ）の矢印Ｂ方向へ移動する。

この時の誘導ロボット３の進行方向のずれは、前後に配
置したレーザ感知器７，８に到達するレーザ発生器５か
らの誘導レーザ５ｙの照射位置データに基づいて演算制
御回路３００で算出され、そして、このずれ量がゼロと
なるように操舵装置３０５を制御することで補正される
。

次のステップＳ１２では、誘導ロボット３の光波距離計
９から基準局ｌのターゲット６に向は光波を照射し、タ
ーゲット６から反射されてくる光波の到達時間を演算制
御回路３００で演算し、この到達時間より基準局ｌから
の移動距離を算出し、誘導ロボット３の移動位置をリア
ルタイムに算出する。

次のステップ５１３では、算出された誘導ロボット３の
Ｙ軸方向の位置データが目標のマーキング位置Ｐ２のＹ
座標かを判定する。

ここで、マーキング位置Ｐ２のＹ座標でないと判定され
た時は、ステップＳｌｌに戻り、誘導ロボット３のＹ軸
方向の位置がマーキング位置Ｐ２のＹ座標になるまで誘
導ロボット３を第２図（ｃ）の矢印Ｂ方向へ移動させる
。

また、ステップＳ１３において、マーキング位置のＹ座
標であると判定された時は、ステップＳ１４に進み、誘
導ロボット３を停止し、かつレーザ発生器ｌＯを動作し
てマーキング誘導用レーザ３ａを発生させる。

次のステップ５１５では、マーキングロボット４をＸ座
標用誘導ロボット２のマーキング用レーザ発生器１０か
ら発生するＹ軸方向のマーキング用誘導レーザ２ａによ
り誘導しながら第２図（ｂ）の位置からＰ２の位置に向
けて走行させる。

マーキングロボット４が位置Ｐ２へ向は移動を開始する
と、距離計測器１４が動作して移動距離を計測する（ス
テップ５１６）。

そして、次のステップＳ１７において、レーザ感知器１
３がＹ軸用誘導ロボット３から発生しているＸ軸方向の
マーキング用誘導レーザ３ａを検知したかを判定する。

ここで、誘導レーザ３ａの検出がない時は、ステップＳ
１５に戻り、誘導レーザ３ａを検出するまでステップ３
１５〜Ｓ１７の処理を繰返し実行する。

また、レーザ感知器１３が誘導レーザ３ａを検知したこ
とが判定されると、ステップＳ１８に進み、マーキング
ロボット４をＸ軸方向の誘導レーザ３ａの位置で停止さ
せ、距離計測器１４で計測したＹ軸方向の移動距離デー
タを演算制御回路４００に取り込む。

その後、９０°旋回して進行方向をＸ軸方向に向ける。

次のステップＳ１９では、位置Ｐ２に位置決めされた時
のマーキングロボット４のＸ、Ｙ座標位置データと目標
マーキング位置データとを比較し、その差がゼロとなる
ようにＸ−Ｙプロッタ１５を動作させて、スタンパ１６
の位置を目標のマーキング位置に一致させる。

その後、次のステップＳ２０においてスタンパ１６を動
作させ、コンクリート床面にマーキングする。

次のステップＳ２１では、走行経路の最終目標位置かを
判定する。

ここで、最終目標位置であると判定された時は、マーキ
ング作業が終了する。

また、ステップＳ２１において、最終目標位置でないと
判定された時は、ステップＳ３に進み、ステップ８３以
下の処理を繰返すことにより指定された位置に順次マー
キングロボット４を誘導し、マーキングする。

このような本実施例にあっては、基準局１から直角なＸ
及びＹ軸方向に誘導レーザ５ｘ、５ｙを送出し、これに
よりＸ軸及びＹ軸用の誘導ロボット２，３をそれぞれＸ
軸、Ｙ軸に沿い誘導すると共に、各誘導ロボット２，３
を指定されたマーキング位置のＸ及びＹ軸座標に割出し
、そして各誘導ロボット２．３から送出されるマーキン
グ用の誘導レーザ２ａ、３ａによりマーキングロボット
４をＸ及びＹ軸方向へ誘導することで割出位置へ移動す
る。その後、割出された位置データと目標のマーキング
位置データとの差がゼロとなるようＸ−Ｙプロッタ１５
を動作させてマーキングするよう構成したから、コンク
リート床面等への墨出しのためのマーキングを自動化で
き、かつ無人化も可能になると共に、広範囲の領域でも
短時間で墨出しが可能になる。これに伴い休日や夜間で
も墨出し作業を行なうことができる。

なお、本発明は、上記実施例に示すコンクリート床面へ
の墨出しに限定されないほか、請求項に記載された範囲
において種々変更し得ることは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、指定された領域へ
の墨出しを無人で、かつ自動的に行うことができると共
に、精度の高い墨出しを低コストで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の構成図、第２図
（ａ）〜（ｃ）は本実施例における基準局と誘導ロボッ
ト及びマーキングロボットとの関係を示す動作説明用の
平面図、第３図はその側面図、第４図は基準局と誘導ロ
ボットとの関係を示す側面図、第５図は誘導ロボットと
マーキングロボットとの関係を示す側面図、第６図は本
実施例の動作手順を示すフロチャートである。 尚図中、ｌは基準局、２，３は誘導ロボット、２ａ、３
ａはマーキング用誘導レーザ、４はマーキングロボット
、５はレーザ発生器、５ｘ、５ｙは誘導レーザ、６はタ
ーゲット、７，８はレーザ感知器、９は光波距離計、Ｉ
Ｏはマーキング用レーザ発生器、Ｉｌ、１２．１３はレ
ーザ感知器、１４は距離計測器、１５はｘ−Ｙプロッタ
、１６はスタンパ、１００は制御回路、２００゜３００
゜ ４００は演算制御回路である。 特 許 出 願 人 フジタ工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 指定されたマーキング領域内の所定位置に設置された基
   準局と、 前記基準局に設置され直角なＸ軸及びＹ軸に誘導レーザ
   を送出するレーザ発生手段と、 前記レーザ発生手段からＸ軸方向に送出されるＸ軸誘導
   レーザにより前記マーキング領域内をＸ軸方向に誘導走
   行されるＸ軸用誘導ロボットと、前記レーザ発生手段か
   らＹ軸方向に送出されるＹ軸誘導レーザにより前記マー
   キング領域内をＹ軸方向に誘導走行されるＹ軸用誘導ロ
   ボットと、前記Ｘ軸用及びＹ軸用ロボットにそれぞれ設
   置され前記基準局からの移動距離を計測する距離計測手
   段と、 前記Ｘ軸用及びＹ軸用ロボットにそれぞれ設けられ、か
   つ移動方向の軸線に対し直角にマーキン前記Ｘ軸用誘導
   ロボットをその距離計測手段で計測した距離データに基
   づいて指定されたマーキング位置のＸ軸座標に割出し制
   御すると共に誘導レーザ発生手段を制御する演算制御手
   段と、前記Ｙ軸用誘導ロボットをその距離計測手段で計
   測した距離データに基づいて指定されたマーキング位置
   のＹ軸座標に割出し制御すると共に誘導レーザ発生手段
   を制御する演算制御手段と、前記位置割出しされたＸ軸
   用及びＹ軸用誘導ロボットの各レーザ発生手段から送出
   されるマーキング用誘導レーザによりマーキング領域内
   を指定されたマーキング位置に向け誘導走行されるマー
   キングロボットと、 前記マーキングロボットに設けられマーキングロボット
   の割出位置を指定されたマーキング位置に補正するＸ−
   Ｙプロッタと、 前記Ｘ−Ｙプロッタに取り付けられ指定されたマーキン
   グ位置にマーキングするスタンパと、前記マーキングロ
   ボットのＸ軸及びＹ軸方向の移動距離データと指定され
   たマーキング位置データに基づいて前記Ｘ−Ｙプロッタ
   及びスタンパを制御すると共に誘導レーザによりマーキ
   ングロボットを自動走行させる演算制御手段と、 を備えたことを特徴とする自動墨出し装置。