JPH08110228A

JPH08110228A - 墨出し装置

Info

Publication number: JPH08110228A
Application number: JP24613594A
Authority: JP
Inventors: Kazumichi Miyawaki; 一路宮脇; Hiroyuki Nakayama; 博之中山; Kouichi Souhaku; 宏一早柏; Hideki Hashimoto; 英喜橋本; Noboru Ida; 登井田; Yushi Morita; 祐志森田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kinden Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kinden Corp
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】墨出しに対する専門の知識がなくとも、誰で
も簡単に墨出し作業を行なうことができる墨出し装置を
提供する。【構成】基準点及び参照点に配置する２台のレーザ装
置と制御装置により墨出し装置を構成する。レーザ装置
は、３６０°全方位にレーザを照射して壁・床・天井等
にレーザラインを投影するレーザ照射器２０と、レーザ
照射器２０を搭載させる回転台２１と、回転台２１の位
置を微調節するｘ−ｙステージ２２と、レーザの位置を
検出する位置検出素子２３、水平較正器２４及び指示針
２５により構成される。制御装置は、墨出し点の２次元
位置に基づいて、２台のレーザ照射器２０の相対的な位
置関係から回転台２１を回転させるべき角度を計算し、
その角度に回転台２１を回転させる。このとき２台のレ
ーザ照射器２０から投影されたレーザラインの交点が墨
出し点を表しているので、その点にマーキングを行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築現場における電
灯、窓枠等の位置決めを行なう墨出し作業において、そ
の墨出し点を求める墨出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルや家等の建築現場においては、図１
３に示すように電灯１や窓枠２、柱３などの様々な部品
を取付けるために、壁４、床５、天井６等にその位置を
明記する必要がある。この位置（墨出し点７）の印付け
が墨出しと呼ばれる作業である。

【０００３】従来、この墨出し作業に対する画期的な装
置はなく、ほとんど熟練作業員が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を行なってい
た。この墨出し作業は、図１４に示すように２人の作業
員Ｓ１，Ｓ２により以下の手順で行なわれる。（１）トランシット８を基準点９の鉛直上に水平に設置
する。（２）作業員Ｓ１がトランシット８を用いて、マーク予
定位置Ｐ１を指準する。（３）作業員Ｓ１は、そのマーク予定位置Ｐ１を作業員
Ｓ２に声や手振りで指示する。（４）作業員Ｓ２は、その指示に従ってマーク予定位置
Ｐ１にマークＭ１を印字する。

【０００４】この処理を繰り返すことにより、一連の墨
出し作業を行なっている。更に、電灯の墨出しの様に、
天井に墨出しを行なう必要がある場合は、図１５に示す
ように、糸の先に円錐状の重りを付けた下げ振り器１０
を用いて、床５に描いた墨出し点７を天井６に描いてい
た。これは、以下の手順で行なわれる。（１）作業員Ｓ２が脚立等を用いて床面上の墨出し点７
の鉛直上に下げ振り器１０を持って上がる。（２）作業員Ｓ１が下げ振り器１０の円錐上の重りの先
が床面上の墨出し点７を示すように、作業員Ｓ２に声や
手振りで指示する。（３）作業員Ｓ２は、その指示に従って下げ振り器１０
を移動させ、天井６に墨出し点７を印字する。この処理を繰り返すことにより、天井６への墨出し作業
を行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
墨出し法では、指定された各地点の実測を全て人手によ
って行なっており、その作用は熟練を要する。しかも、
複数の作業員が必要となるため、非常に多くの時間と人
手が必要となり、作業効率が低下するという課題があっ
た。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、墨出しに対する専門の知識がなくとも、誰でも簡単
に墨出し作業を行なえ、床の墨出しだけでなく天井の墨
出しについても容易に行なえる墨出し装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ照射に
よって墨出し位置を表示する２台のレーザ装置とこのレ
ーザ装置を制御する制御装置からなる墨出し装置におい
て、３６０°全方位にレーザを照射することにより壁・
床・天井等にレーザラインを投影する回転式レーザ照射
器、もしくは指定角度だけレーザを往復運動させてある
長さのレーザラインを投影するスキャン式レーザ照射
器、このレーザ照射器を搭載させる回転台、この回転台
を制御するドライバ、上記回転台の水平を取る水平較正
器、上記回転台の位置を微調節するｘ−ｙステージ、レ
ーザの位置を検出する位置検出素子からなるレーザ装置
と、外部入力される墨出し点を示す２次元位置に基づい
て、上記２台のレーザ装置におけるレーザ照射器の相対
的な位置関係から回転台を回転させるべき角度を計算
し、その角度に回転台を回転させる制御装置とを具備
し、上記２台のレーザ装置の各レーザ照射器から投影さ
れたレーザラインの交点が墨出し点を表すことを特徴と
する。

【０００８】

【作用】回転台にレーザ照射器を搭載したレーザ装置を
２台、ｘ−ｙステージによって既知の位置に回転中心を
合わせ、水平較正器によって水平に設置する。一つのレ
ーザ装置は墨出し位置の原点とする。

【０００９】上記２台のレーザ装置において、一方のレ
ーザ装置から投影されるレーザラインを他方のレーザ装
置に搭載された位置検出素子によって両者の姿勢角度を
検出し、２つのレーザ装置から投影されるレーザライン
が同一平面上に存在するように較正する。

【００１０】作業員は、墨出し位置のｘ，ｙ座標を制御
器に入力すると、設置したレーザ装置の位置から、２台
のレーザ装置から投影されるレーザラインの交点が墨出
し点になるような回転台の回転角が計算される。決定さ
れた回転角度は、回転台のドライバに送られ、ドライバ
は回転台をその角度だけ回転させる。結果として、レー
ザ装置から投影されるレーザラインの交点が墨出し点を
表すことになり、この交点に作業員がマーキングを行な
うことにより、容易に墨出しが行なえる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る墨出し装
置の全体構成図である。本発明に係る墨出し装置は、２
台のレーザ装置１１ａ，１１ｂと制御装置１２から構成
される。上記レーザ装置１１ａ，１１ｂは、回転台にレ
ーザ照射器等を搭載して例えば３６０°もしくは指定角
度だけレーザを照射できるようにしたもので、その詳細
については後述する。制御装置１２は、例えばホストコ
ンピュータを使用し、レーザ装置１１ａ，１１ｂに制御
指令を与えて回転台を所定角度回転させる。

【００１２】墨出しの手順の概略について以下に示す。（１）レーザ装置の設置作業空間において、基準点にレーザ装置１１ａを設置す
ると共に、上記基準点に対して既知の位置（参照点）に
レーザ装置１１ｂを設置する。（２）レーザ装置の制御制御装置１２に墨出し点の座標を入力する。制御装置１
２は、入力座標に基づいてレーザ装置１１ａ，１１ｂを
回転させるべき回転角度を決定し、この回転角度に従っ
てレーザ装置１１ａ，１１ｂを回転させる。（３）墨出しレーザ装置１１ａ，１１ｂから照射されたレーザは、床
５や天井６にレーザライン１３を描く。この交点が墨出
し点７であるので、作業員は、この床５もしくは天井６
の墨出し点７にマーキングを行なう。

【００１３】以上の手順により、墨出し作業を行なうこ
とができる。次に上記レーザ装置１１ａ，１１ｂの構成
について、図２ないし図７を用いて詳細に説明する。

【００１４】レーザ装置１１ａ，１１ｂは、図２に示す
ように、周囲にレーザを照射して壁・床・天井等にレー
ザラインを投影するレーザ照射器２０、このレーザ照射
器２０を搭載させる回転台２１、この回転台２１の位置
を微調節するｘ−ｙステージ２２、レーザの位置を検出
する位置検出素子２３、上記回転台２１の水平を取る水
平較正器２４、及び基準点３１を指す指示針２５により
構成される。また、レーザ装置１１ａ，１１ｂは、図示
しないが、回転台２１を回転駆動するドライバを備えて
いる。このドライバは、制御装置１２からの回転指令に
従って回転台２１を指定角度回転させる。

【００１５】図３は、回転式のレーザ照射器２０を示し
たものである。この回転式のレーザ照射器２０は、レー
ザ回転中心軸２６に対して可視レーザ１４を３６０°直
角方向に照射してレーザ照射平面２８を構成し、レーザ
照射平面２８と、壁４、床５、天井６等の交わりにレー
ザライン１３を描く機能を有している。上記レーザ１４
の回転方向は、発光体を直に回転させるものであって
も、また、発光体を固定しミラーなどにより反射させて
回転させるものであってもよい。

【００１６】また、上記レーザ１４の照射角度は、３６
０°回転でなく、視認性を高めるために、図４に示すス
キャン式のレーザ照射器２０を使用し、角度指定によっ
て例えば４５°等の角度θでレーザライン１３を投影す
るようにしてもよい。

【００１７】そして、上記レーザ照射器２０は、図５
（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転台２１に対して、そ
の回転中心軸２７がレーザ照射平面２８内に存在し、か
つレーザ照射器２０の中心を通るように取付けられる。
図５は、レーザ照射器２０と回転台２１との関係を示し
たもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は
側面図である。

【００１８】上記レーザ照射器２０と回転台２１は、図
６に示すようにｘ−ｙステージ２２に搭載され、ｘ軸・
ｙ軸方向の微少な位置ずれを補正する。基準点を指す指
示針２５は、回転台２１の回転中心軸２７上に取付けら
れ、ｘ−ｙステージ２２に空けられた穴３０を通り、レ
ーザ照射器２０及び回転台２１と一体となって動く。

【００１９】このレーザ照射器２０と回転台２１とｘ−
ｙステージ２２は、水平較正器２４上に搭載され、レー
ザ照射平面２８が回転中、常に垂直平面となるよう較正
される。なお、上記ｘ−ｙステージ２２と水平較正器２
４の順序は逆でもよい。

【００２０】また、上記位置検出素子２３は、図７
（ａ）〜（ｄ）に示すように、レーザ照射器２０の上
に、その中心が回転台回転中心軸２７上に存在し、レー
ザ照射平面２８に対して直角に取付けられている。図７
は、レーザ照射器２０に対する位置検出素子２３の取り
付け状態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正
面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は平面図である。

【００２１】次に、先に述べた墨出し点の表示の手順に
着いて、詳細に説明する。（１）レーザ装置の設置図８に示すように、作業空間をおいて、床５の隅に原点
となる基準点３１をけがく。次に、基準点３１に対し
て、壁４に沿って既知の距離だけ離れた位置に参照点３
２をけがく。そして、基準点３１と参照点３２の上に、
それぞれレーザ装置１１ａ，１１ｂを設置する。それぞ
れの位置において、水平較正器２４によって水平較正を
行ない、ｘ−ｙステージ２２によって指示針２５を基準
点３１と参照点３２のマーク位置に合わせる。これによ
り、図９に示すように、レーザ装置１１ａ，１１ｂの回
転台回転中心軸２７が基準点３１と参照点３２と一致
し、レーザ照射平面２８が垂直面となる。

【００２２】次に、位置検出素子２３を用いてレーザ装
置１１ａ，１１ｂのそれぞれのレーザ照射平面２８を同
一水平面上に設定する。これをレーザ装置１１ａ，１１
ｂの原点とする。この設定方法を図１０に示す。

【００２３】レーザ照射平面２８が基線３３からずれて
いる場合、位置検出素子２３におけるレーザ検出点３４
が位置検出素子２３の中心からずれるため、ずれ量３５
が発生する。このずれ量３５は、位置検出素子２３によ
って検出され、制御装置１２へ送られる。このずれ量３
５を「０」にするように回転台２１を制御装置１２によ
り制御すれば、レーザ照射平面２８が基線３３と一致
し、レーザ装置１１ａ，１１ｂが正確に平行に設置され
る。これをレーザ装置１１ａ，１１ｂの原点とする。（２）レーザ装置の制御レーザ装置１１ａ，１１ｂにおける回転台２１は、制御
装置１２によって制御される。ここでは、回転角の決定
方法について述べる。

【００２４】図１１に示すように、基準点３１を原点
（０，０）とし、参照点（Ｄ，０）３２方向にｘ軸を取
る座標系を考える。レーザ装置１１ａ，１１ｂ間の距離
（基準点３１と参照点３２間の距離）Ｄと、墨出し点７
の座標（ｘ，ｙ）を与えると、レーザ装置１１ａ，１１
ｂの回転台２１を回転させるべき回転角度α・βが次式
で求まる。

【００２５】α＝ｔａｎ^-1（ｙ／ｘ） β＝ｔａｎ^-1｛ｙ／（Ｄ−ｘ）｝更に、スキャン式レーザ照射器２０を用いる場合、その
照射角度も求める必要がある。

【００２６】図１２に示すように、基準点３１を原点
（０，０）とし、参照点（Ｄ，０）３２方向にｘ軸を取
り、天井方向にｚ軸を取る座標系を考える。レーザ装置
１１ａ，１１ｂ間の距離（基準点３１と参照点３２間の
距離）Ｄと、墨出し点７の座標（ｘ，ｙ）と、天井６の
高さＨを与えると、レーザ装置１１ａ，１１ｂのレーザ
照射器２０の照射角度ω，φを次式で求めることができ
る。

【００２７】

【数１】（３）墨出しレーザ装置１１ａ，１１ｂから照射されたレーザ１４
は、床５や天井６にレーザライン１３を描き、この交点
が墨出し点７となる。スキャン式レーザ照射器２０の場
合は、床５と天井６の切り替えを行なって床５や天井６
にレーザライン１３を描く。上記のように床５や天井６
にレーザライン１３を描くことにより、作業員は、その
交点にマーキングを行なうだけで墨出し作業を終了す
る。

【００２８】ここで、回転台２１の制御に図示しないリ
モコン装置を用いると、作業員が制御装置１２まで移動
する手間が省け、作業効率をより向上することができ
る。また、墨出し点のおおよその位置に、レーザによっ
て反応（変色）する塗料を予め塗布しておけば、半自動
的に墨出しが行なえる。この塗料の塗布は、レーザを照
射した後に行なってもよい。また、塗料ではなく、シー
ル状のものを用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明に係る墨出し
装置を用いることにより、墨出しに対する専門の知識が
なくとも、誰でも簡単に墨出し作業を行なうことができ
る。更に、レーザラインの交点は、床と天井の両方に現
れるので、床の墨出しだけでなく、天井の墨出しについ
ても容易に行なえるものであり、産業上の利用効果は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る墨出し装置の全体構成
図。

【図２】同実施例におけるレーザ装置の構成図。

【図３】同実施例における回転式レーザ照射器の説明
図。

【図４】同実施例におけるスキャン式レーザ照射器の説
明図。

【図５】同実施例におけるレーザ照射器と回転台の相対
位置を示す図。

【図６】同実施例におけるｘ−ｙステージ・水平較正器
の取付けを示す図。

【図７】同実施例における位置検出素子の取付け状態を
示す図。

【図８】同実施例におけるレーザ装置の設置位置を示す
図。

【図９】同実施例におけるレーザ装置の位置合わせを説
明するための図。

【図１０】同実施例における位置検出素子を用いた原点
調節の説明図。

【図１１】同実施例における墨出し点でレーザラインが
交差するための回転台の回転度を示す図。

【図１２】同実施例における墨出し点でレーザラインが
交差するためのレーザ照射器のレーザ照射角度を示す
図。

【図１３】建築現場における墨出しの説明図。

【図１４】従来の墨出し方法を示す図。

【図１５】従来の天井に墨出しを行なう際の下げ振り作
業の説明図。

【符号の説明】

４壁５床６天井７墨出し点１１ａ，１１ｂレーザ装置１２制御装置１３レーザライン１４可視レーザ２０レーザ照射器２１回転台２２ｘ−ｙステージ２３位置検出素子２４水平較正器２５指示針２６レーザ回転中心軸２７回転台回転中心軸２８レーザ照射平面３１，３２基準点３３基線３４レーザ検出点３５ずれ量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早柏宏一兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者橋本英喜兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者井田登兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者森田祐志京都府相楽郡木津町相楽台３丁目１番地１株式会社きんでん京都研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ照射によって墨出し位置を表示す
る２台のレーザ装置とこのレーザ装置を制御する制御装
置からなる墨出し装置において、３６０°全方位にレーザを照射することにより壁・床・
天井等にレーザラインを投影する回転式レーザ照射器、
もしくは指定角度だけレーザを往復運動させてある長さ
のレーザラインを投影するスキャン式レーザ照射器、こ
のレーザ照射器を搭載させる回転台、この回転台を制御
するドライバ、上記回転台の水平を取る水平較正器、上
記回転台の位置を微調節するｘ−ｙステージ、レーザの
位置を検出する位置検出素子からなるレーザ装置と、外部入力される墨出し点を示す２次元位置に基づいて、
上記２台のレーザ装置におけるレーザ照射器の相対的な
位置関係から回転台を回転させるべき角度を計算し、そ
の角度に回転台を回転させる制御装置とを具備し、上記２台のレーザ装置の各レーザ照射器から投影された
レーザラインの交点が墨出し点を表すことを特徴とする
墨出し装置。