JPH10317874A - Automatic drilling system - Google Patents
Automatic drilling systemInfo
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- JPH10317874A JPH10317874A JP13401797A JP13401797A JPH10317874A JP H10317874 A JPH10317874 A JP H10317874A JP 13401797 A JP13401797 A JP 13401797A JP 13401797 A JP13401797 A JP 13401797A JP H10317874 A JPH10317874 A JP H10317874A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、削孔作業対象箇所
の事前調査等によって得られる削孔パターンデータに基
づき、自動的に削孔作業を行わせる自動削孔システムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic drilling system for automatically performing a drilling operation on the basis of drilling pattern data obtained by a preliminary investigation of a location to be drilled.
【0002】[0002]
【従来の技術】建築構造物或は土木線路やトンネル掘削
等の推進工事において不可欠な基準点・基準線を設定す
る作業は、入念な測量と厳密なマーキング作業を必要と
し、至って面倒であったが、近年著しい発展をみたレー
ザ測量機器の貢献によって測量の自動化と高精度化が達
成されている。2. Description of the Related Art The work of setting reference points and reference lines indispensable in the propulsion work of building structures, civil engineering lines, tunnel excavation, etc., requires careful surveying and strict marking work, and is extremely troublesome. However, due to the contribution of laser surveying equipment which has seen remarkable development in recent years, automation of surveying and higher accuracy have been achieved.
【0003】また、暗視野の状況で施工されるたとえば
トンネル掘削工事においては、トランシェット等の肉視
測量機器の使用が困難であったが、上述したレーザ測量
機器の使用によって暗視野の状況での測量も容易に行わ
れるようになった。For example, in a tunnel excavation work performed in a dark-field condition, it is difficult to use a visual surveying instrument such as a tranche. Surveying has also become easier.
【0004】さらに、たとえば切羽面に装薬用の削孔位
置を示すマーキングを行う場合、削孔位置にレーザ光を
照射させ、その照射位置をペンキ等の塗料によってマー
キングすることで、削孔位置のマーキングも容易に行わ
れるようになった。Further, for example, when marking is performed on a face to indicate a drilling position for charging, the drilling position is irradiated with a laser beam, and the irradiated position is marked with paint or the like, so that the drilling position is marked. Marking has also become easier.
【0005】ところが、このようなマーキングは、レー
ザ光による照射位置を順次移動させる必要があるばかり
か、その照射位置の移動やその照射位置に合わせる塗料
によるマーキングが全て人為的であるため、多大な手間
と時間とを要してしまう。[0005] However, such marking requires not only the sequential movement of the irradiation position by the laser beam, but also the movement of the irradiation position and the marking with the paint adapted to the irradiation position are all artificial. It takes time and effort.
【0006】そこで、本出願人は、特開平4−6563
1号公報にて、マーキング作業を省くことで、作業の合
理化と省力化とを図った定点マーキング方法を提案して
いる。Accordingly, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-6563.
No. 1 proposes a fixed-point marking method that simplifies the work and saves labor by omitting the marking work.
【0007】これは、たとえばトンネル掘削工事におい
て、トンネル切羽面の装薬用の削孔位置を自動的に演算
によって求め、これによって得られたデータに基づいて
レーザ投光器を自動制御することにより、複数の装薬用
の削孔位置を切羽面に同時に照射するようにしたもので
ある。[0007] For example, in tunnel excavation work, a plurality of drilling positions for charging the face of the tunnel face are automatically obtained by calculation, and a plurality of laser projectors are automatically controlled based on data obtained thereby. The drilling position for charging is simultaneously irradiated on the face face.
【0008】このような定点マーキング方法によれば、
切羽面に対する複数の装薬用の削孔位置がレーザ光によ
り光学的に且つ自動的にマーキングされるため、人手に
よるマーキング作業が省かれるようになった。According to such a fixed point marking method,
A plurality of drilling positions for the charge on the face face are optically and automatically marked by laser light, so that manual marking work is omitted.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の定点マーキング方法によってマーキングされたマー
キングポイントを削孔する場合、削孔装置の削孔アーム
の先端部分に設けられている削孔ドリルをレーザ光によ
って照射されたマーキングポイントに位置合わせする必
要がある。この場合、削孔装置の操作レバー等を操作し
て削孔アームの先端部分をマーキングポイントまで移動
させている。When drilling a marking point marked by the above-mentioned conventional fixed-point marking method, a laser drill is provided at the tip of a drilling arm of a drilling device. It needs to be aligned with the marking points illuminated by the light. In this case, the tip of the drilling arm is moved to the marking point by operating the operation lever or the like of the drilling device.
【0010】このため、このような遠隔操作による削孔
位置への削孔ドリルの位置合わせは、熟練を要するばか
りか、位置合わせが目視確認によって行われるため、さ
らなる作業の合理化と省力化とを図る上で妨げとなって
いる。[0010] For this reason, the positioning of the drill to the drilling position by such a remote operation requires not only skill but also visual confirmation, so that further work rationalization and labor saving can be achieved. It is a hindrance to planning.
【0011】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、光学的なマーキング位置を自動的に削孔す
ることで、さらなる作業の合理化と省力化とを図ること
ができる自動削孔システムを提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of such circumstances, and by automatically drilling the optical marking position, it is possible to further streamline the operation and save labor. It is intended to provide a hole system.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
測距及び測角が可能なレーザプロッタと、削孔ポイント
を示す削孔パターンデータを管理するデータ管理部と、
前記削孔パターンデータに基づいて削孔パターンを照射
する高速レーザ照射器と、前記削孔パターンに基づいて
削孔を行う削孔ドリルと、前記レーザプロッタによって
測定された測距及び測角データや前記削孔パターンデー
タに基づいて、高速レーザ照射器による削孔パターンの
照射位置や前記削孔ドリルによる削孔位置を制御する演
算制御手段とが具備されていることを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
A laser plotter capable of ranging and angle measurement, and a data management unit that manages drilling pattern data indicating a drilling point,
A high-speed laser irradiator that irradiates a drilling pattern based on the drilling pattern data, a drilling drill that drills based on the drilling pattern, and distance measurement and angle measurement data measured by the laser plotter. An arithmetic and control unit for controlling a drilling pattern irradiation position by a high-speed laser irradiator and a drilling position by the drilling drill based on the drilling pattern data.
【0013】この発明では、たとえば切羽面に削孔ポイ
ントを示す削孔パターンデータに基づいて削孔パターン
が照射されると、削孔ドリルが自動的に削孔パターンの
削孔ポイントに位置合わせされ、削孔ドリルによる削孔
が行われる。In the present invention, for example, when a drilling pattern is irradiated on the face face based on drilling pattern data indicating the drilling point, the drilling drill is automatically aligned with the drilling point of the drilling pattern. A hole is drilled by a hole drill.
【0014】請求項2記載の発明は、前記削孔パターン
の照射位置が撮像手段によって撮像されるとともに、こ
の撮像された画像に基づき、前記演算制御手段によって
前記削孔ドリルによる削孔位置が制御されることを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, the irradiation position of the drilling pattern is imaged by an imaging means, and the drilling position of the drilling drill is controlled by the arithmetic control means based on the captured image. It is characterized by being performed.
【0015】この発明では、たとえば切羽面に照射され
た削孔パターンが撮像されると、この撮像された画像に
基づき削孔ドリルによる削孔の位置合わせが自動的に行
われる。In the present invention, for example, when a drilling pattern irradiated on the face face is captured, the positioning of the drilling by the drill is automatically performed based on the captured image.
【0016】請求項3記載の発明は、前記レーザプロッ
タによって削孔箇所の基準位置を示すマーキング照射が
行われるとともに、前記演算制御手段により前記高速レ
ーザ照射器からの削孔パターンが前記基準位置に合わせ
て照射されるように制御されることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the laser plotter performs marking irradiation indicating a reference position of a hole to be drilled, and the arithmetic control means causes a hole drilling pattern from the high-speed laser irradiator to coincide with the reference position. It is characterized by being controlled so as to be irradiated together.
【0017】この発明では、削孔箇所の基準位置を示す
マーキングに合わせて削孔パターンが照射されるため、
削孔パターンの照射位置の精度が高められる。In the present invention, since the drilling pattern is irradiated in accordance with the marking indicating the reference position of the drilling location,
The accuracy of the irradiation position of the drilling pattern is improved.
【0018】請求項4記載の発明は、前記レーザプロッ
タによって削孔箇所の基準位置を示すマーキング照射が
行われるとともに、この基準位置に合わせて前記高速レ
ーザ照射器からの削孔パターンが照射され、前記撮像手
段によって撮像された画像に基づき、前記演算制御手段
によって前記削孔パターンの照射位置が修正されること
を特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the laser plotter irradiates a marking indicating a reference position of a drilling position, and irradiates a drilling pattern from the high-speed laser irradiator in accordance with the reference position. The irradiation position of the drilling pattern is corrected by the arithmetic and control unit based on the image captured by the imaging unit.
【0019】この発明では、削孔箇所の基準位置を示す
マーキングに合わせて削孔パターンが照射されるととも
に、これら照射面の撮像された画像に基づき、削孔パタ
ーンの照射位置が修正されるため、削孔パターンがより
高精度で照射される。According to the present invention, the drilling pattern is irradiated in accordance with the marking indicating the reference position of the drilling location, and the irradiation position of the drilling pattern is corrected based on the captured image of the irradiated surface. In addition, the drilling pattern is irradiated with higher accuracy.
【0020】請求項5記載の発明は、前記レーザプロッ
タによって削孔箇所の基準位置を示すマーキング照射が
行われるとともに、この基準位置に合わせて前記高速レ
ーザ照射器からの削孔パターンが照射され、前記撮像手
段によって撮像された画像に基づき、前記演算制御手段
によって前記削孔パターンの照射位置が修正された後、
前記削孔ドリルによる削孔位置が前記削孔パターンの削
孔位置に合うように制御されることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, the laser plotter irradiates a marking indicating a reference position of a hole to be drilled, and irradiates a hole pattern from the high-speed laser irradiator in accordance with the reference position. After the irradiation position of the drilling pattern is corrected by the arithmetic control unit based on the image captured by the imaging unit,
The drilling position of the drilling drill is controlled to match the drilling position of the drilling pattern.
【0021】この発明では、削孔パターンの照射位置が
基準位置に高精度で合わせられた状態の画像に基づき、
削孔ドリルによる削孔位置が削孔パターンの削孔位置に
自動的に合わせられるため、削孔ドリルによる削孔作業
が高精度で行われる。According to the present invention, based on an image in which the irradiation position of the drilling pattern is accurately adjusted to the reference position,
Since the hole drilling position is automatically adjusted to the hole drilling position of the hole drilling pattern, the hole drilling operation with the hole drilling is performed with high accuracy.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の自動削孔
システムをトンネル掘削を行うものに適用した場合の一
実施の形態を示すものである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which the automatic drilling system of the present invention is applied to a system for performing tunnel excavation.
【0023】同図に示すように、トンネルのマーキング
対象面である切羽面100から離間した基準点にレーザ
プロッタ200が配置されている。このレーザプロッタ
200は、たとえばトンネルの上壁面中央部から懸架さ
れている。As shown in FIG. 1, a laser plotter 200 is disposed at a reference point separated from a face 100 which is a marking target surface of a tunnel. The laser plotter 200 is suspended from, for example, the center of the upper wall surface of the tunnel.
【0024】このレーザプロッタ200は、切羽面10
0の近傍に配置される削孔装置300に対する測距及び
測角を行ったり、切羽面100に対してレーザ光により
削孔箇所の基準位置を示すマーキングを行ったりするも
のであるが、その詳細は後述する。The laser plotter 200 has a face 10
The distance measurement and the angle measurement are performed on the drilling device 300 arranged in the vicinity of 0, and the laser beam is used to perform marking on the face face 100 to indicate the reference position of the drilling location. Will be described later.
【0025】削孔装置300の前方には、支持アーム3
10によって支持される削孔アーム320,330が配
設されている。支持アーム310は、伸縮自在且つ上下
左右方向に揺動自在とされるものであり、これらの動き
によって削孔アーム320,330が所定位置に移動さ
れるようになっている。In front of the drilling device 300, a support arm 3 is provided.
Drilling arms 320, 330 supported by 10 are provided. The support arm 310 is extendable and retractable and swingable in the up, down, left, and right directions, and the drill arm 320, 330 is moved to a predetermined position by these movements.
【0026】削孔アーム320,330の先端部分に
は、図示しない削孔ドリルと、アーム識別用ランプ32
1,331等が設けられている。At the tips of the drilling arms 320, 330, a drilling drill (not shown) and an arm identification lamp 32 are provided.
1, 331 and the like are provided.
【0027】削孔装置300の中央部分に位置する載置
台340上には、コントロールボックス350が配設さ
れている。コントロールボックス350の前方には、削
孔ポイント361を示す削孔パターンを照射するための
高速レーザ照射器360が配設されている。A control box 350 is provided on a mounting table 340 located at the center of the drilling device 300. A high-speed laser irradiator 360 for irradiating a drilling pattern indicating a drilling point 361 is provided in front of the control box 350.
【0028】コントロールボックス350の中央部分に
は、2台のCCDカメラ370が配設されている。これ
らCCDカメラ370は、切羽面100に照射された削
孔ポイント361を示す削孔パターンや削孔アーム32
0,330の先端部分に設けられているアーム識別用ラ
ンプ321,331等を撮像するものである。At the center of the control box 350, two CCD cameras 370 are provided. The CCD camera 370 includes a drilling pattern indicating the drilling point 361 irradiated on the face face 100 and the drilling arm 32.
0, 330, the arm identification lamps 321, 331 and the like provided at the tip portion are imaged.
【0029】コントロールボックス350の後方には、
反射ターゲット380が配設されている。この反射ター
ゲット380は、上記のレーザプロッタ200からのレ
ーザ光201を反射させるものであり、レーザプロッタ
200はレーザ光201の出射と反射との時間差等によ
って反射ターゲット380までの距離と照射角を認識す
ることができるようになっている。Behind the control box 350,
A reflection target 380 is provided. The reflection target 380 reflects the laser light 201 from the laser plotter 200, and the laser plotter 200 recognizes the distance and the irradiation angle to the reflection target 380 based on the time difference between the emission and reflection of the laser light 201. You can do it.
【0030】図2は、自動削孔システムの制御系を示す
ものである。同図に示すように、上記のコントロールボ
ックス350内部には、レーザプロッタ200のレーザ
プロッタ200側の送受信ユニット211との間でデー
タ通信を行う送受信ユニット351が設けられている。FIG. 2 shows a control system of the automatic drilling system. As shown in the figure, a transmission / reception unit 351 for performing data communication with the transmission / reception unit 211 of the laser plotter 200 on the laser plotter 200 side is provided inside the control box 350.
【0031】そして、レーザプロッタ200によって測
定された測距及び測角データ等が送受信ユニット211
を介して送受信ユニット351側に送出されるようにな
っている。また、レーザプロッタ200側のレーザ光の
照射向きを制御したりする制御データ等が送受信ユニッ
ト351を介して送受信ユニット211側に送出される
ようにもなっている。The distance measurement and angle measurement data measured by the laser plotter 200 are transmitted to the transmission / reception unit 211.
Is transmitted to the transmission / reception unit 351 side via the. Further, control data or the like for controlling the irradiation direction of the laser beam on the laser plotter 200 side is transmitted to the transmission / reception unit 211 via the transmission / reception unit 351.
【0032】計画線データ管理部352には、たとえば
図3に示すように、上記の削孔ポイント361を示す削
孔パターン等のデータが管理されている。The plan line data management unit 352 manages data such as a drilling pattern indicating the drilling point 361 as shown in FIG. 3, for example.
【0033】このデータは、切羽発破のための爆薬装填
用の削孔ポイント361の個数や位置等を示すものであ
る。このようなデータは、掘削箇所の事前調査、地盤評
価、設計計画、実施計画等を踏まえて予め設計段階で設
定されたものである。This data indicates the number and position of the drilling points 361 for loading explosives for blasting the face. Such data is set in the design stage in advance based on a preliminary survey of an excavation site, a ground evaluation, a design plan, an implementation plan, and the like.
【0034】演算制御部353は、レーザプロッタ20
0側の送受信ユニット211から送信された測距及び測
角データや計画線データ管理部352によって管理され
ている計画線データ等に基づいて高速レーザ照射器36
0や削孔アーム320,330の動作を制御するための
制御信号を出力するものである。The arithmetic control unit 353 is provided for the laser plotter 20.
The high-speed laser irradiator 36 based on the distance measurement and angle measurement data transmitted from the transmission / reception unit 211 on the 0 side, the planning line data managed by the planning line data management unit 352, and the like.
0 and a control signal for controlling the operation of the drilling arms 320 and 330.
【0035】駆動制御部354は、演算制御部353か
ら出力される制御信号に基づいて、高速レーザ照射器3
60や削孔アーム320,330の動作を制御するもの
である。The drive control section 354 receives the high-speed laser irradiator 3 based on the control signal output from the arithmetic control section 353.
60 and the operations of the drilling arms 320 and 330.
【0036】続いて、以上のような構成の自動削孔シス
テムの動作を、図4及び図5を用いて説明する。Next, the operation of the automatic drilling system configured as described above will be described with reference to FIGS.
【0037】まず、レーザプロッタ200を駆動させ
て、レーザプロッタ200と削孔装置300との間の距
離等を求める(ステップ401)。この場合、削孔装置
300側の反射ターゲット380にレーザプロッタ20
0からのレーザ光201を照射すると、その反射光との
時間差により反射ターゲット380までの距離が求めら
れる。併せて反射ターゲット380に対する照射角も得
られる。First, the laser plotter 200 is driven to determine the distance between the laser plotter 200 and the drilling device 300 (step 401). In this case, the laser plotter 20 is attached to the reflection target 380 on the drilling device 300 side.
When the laser light 201 from 0 is irradiated, the distance to the reflection target 380 is obtained from the time difference from the reflected light. At the same time, the irradiation angle with respect to the reflection target 380 is obtained.
【0038】これにより、反射ターゲット380に対す
るレーザプロッタ200の相対位置が把握される。ま
た、レーザプロッタ200と切羽面100との間の距離
等は、反射ターゲット380と切羽面100との間の距
離を予め測定しておき、この測定データを図2の演算制
御部353に与えることで、演算によって求められる。Thus, the relative position of the laser plotter 200 with respect to the reflection target 380 is grasped. The distance between the laser plotter 200 and the face 100 is measured in advance by measuring the distance between the reflection target 380 and the face 100, and this measurement data is given to the arithmetic and control unit 353 in FIG. Is obtained by calculation.
【0039】また、切羽面100に反射プリズム等を配
置しておき、レーザプロッタ200からのレーザ光をそ
の反射プリズム等に照射することで、上記同様に、レー
ザプロッタ200と切羽面100との間の距離等の測定
も可能である。Further, a reflecting prism or the like is arranged on the facet surface 100, and a laser beam from the laser plotter 200 is applied to the reflecting prism or the like, so that a gap between the laser plotter 200 and the facet surface 100 is formed as described above. It is also possible to measure the distance and the like.
【0040】レーザプロッタ200と削孔装置300及
び切羽面100との間の距離等を求めた後、図5に示す
ように、レーザプロッタ200から切羽面100に対し
て削孔箇所の基準位置を示すマーキング220を照射さ
せる(ステップ402)。After obtaining the distance and the like between the laser plotter 200 and the drilling device 300 and the face 100, as shown in FIG. The marking 220 shown is irradiated (step 402).
【0041】次いで、図5に示すように、高速レーザ照
射器360によって削孔ポイント361を示す削孔パタ
ーンを照射させる。この削孔パターンは、上述したよう
に、計画線データ管理部352によって管理されている
データであり、予め事前調査等によって得られた切羽発
破のための設計データである。Next, as shown in FIG. 5, a high-speed laser irradiator 360 irradiates a drilling pattern indicating a drilling point 361. As described above, this drilling pattern is data managed by the planning line data management unit 352, and is design data for face blasting obtained in advance through a preliminary survey or the like.
【0042】削孔パターンの照射を終えた後、2台のC
CDカメラ370によって切羽面100を撮像する(ス
テップ404)。この場合、取込み画像のピントや大き
さを図2の演算制御部353が認識し得る程度に合わせ
る(ステップ405)。After the irradiation of the drilling pattern is completed, two C
The face 100 is imaged by the CD camera 370 (step 404). In this case, the focus and the size of the captured image are adjusted to such an extent that the arithmetic and control unit 353 in FIG. 2 can recognize it (step 405).
【0043】画像を取込んだ後、基準位置を示すマーキ
ング220と削孔ポイント361とが一致しているか否
かの判断を行う(ステップ406)。一致していないと
判断された場合には、図2の駆動制御部354を介して
高速レーザ照射器360の駆動を制御し、基準位置を示
すマーキング220に一致するように、削孔ポイント3
61を示す削孔パターンの照射位置を変える(ステップ
407)。After the image is captured, it is determined whether or not the marking 220 indicating the reference position and the drilling point 361 match (step 406). If it is determined that they do not match, the drive of the high-speed laser irradiator 360 is controlled via the drive control unit 354 of FIG.
The irradiation position of the drilling pattern indicating 61 is changed (step 407).
【0044】そして、マーキング220と削孔ポイント
361を示す削孔パターンとが一致した場合には、削孔
アーム320,330の先端の位置を求める(ステップ
408)。この場合、上記の2台のCCDカメラ370
による切羽面100の撮像により、図5に示すように、
削孔アーム320,330の先端部分に設けられている
アーム識別用ランプ321,331が認識される。When the marking 220 matches the drilling pattern indicating the drilling point 361, the positions of the tips of the drilling arms 320 and 330 are obtained (step 408). In this case, the above two CCD cameras 370
As shown in FIG. 5, the imaging of the face 100 by
The arm identification lamps 321 and 331 provided at the tip portions of the drilling arms 320 and 330 are recognized.
【0045】したがって、取込み画像の基準位置P0 か
らの相対位置を演算することにより、削孔ポイント36
1とのずれ量が得られるため、このずれ量をもとに、図
2の駆動制御部354を介して削孔アーム320,33
0を削孔ポイント361に一致するまで移動させる。Therefore, by calculating the relative position of the captured image from the reference position P0, the drilling point 36
1 is obtained, and based on this amount of deviation, the drilling arms 320 and 33 are provided via the drive control unit 354 in FIG.
0 is moved until it matches the drilling point 361.
【0046】そして、それぞれの削孔アーム320,3
30と削孔ポイント361とが一致した場合には、削孔
アーム320,330の先端部分に設けられている削孔
ドリルによって削孔を開始させる(ステップ411,4
12)。The drilling arms 320, 3
When the hole 30 and the drilling point 361 coincide with each other, drilling is started by a drill drill provided at the tip of the drilling arms 320 and 330 (steps 411 and 4).
12).
【0047】以上のような手順によって、削孔すべき削
孔ポイント361の削孔が完了した後、爆薬装填、発
破、掘削ずりの搬出、吹付け等の支保工を経て切羽の推
進が完了する。After the drilling of the drilling point 361 to be drilled is completed by the above-described procedure, the propulsion of the face is completed through supporting works such as loading of explosives, blasting, unloading of drilling shears, and spraying. .
【0048】以上で、一連の作業の1サイクルが完了
し、前方に移行した切羽面100に対する掘削作業を順
次繰返す。As described above, one cycle of a series of operations is completed, and the excavation operation for the face surface 100 shifted forward is sequentially repeated.
【0049】このように、本実施の形態では、レーザプ
ロッタ200によって削孔箇所の基準位置を示すマーキ
ング照射を行わせるとともに、この基準位置に合わせて
削孔パターンデータに基づき高速レーザ照射器から複数
の削孔ポイント361を示す削孔パターンを照射した
後、撮像手段としてのCCDカメラ370によって撮像
された画像に基づき、演算制御手段としての演算制御部
353によって削孔パターンの照射位置を修正し、削孔
アーム320,330の先端部分に設けられている図示
しない削孔ドリルによる削孔位置を削孔パターンの削孔
位置に合わせ、削孔ドリルによる削孔作業を自動的に行
わせるようにしたので、さらなる作業の合理化と省力化
とが図れる。As described above, in the present embodiment, the laser plotter 200 irradiates the marking irradiation indicating the reference position of the hole to be drilled, and a plurality of high-speed laser irradiators are used based on the hole pattern data in accordance with the reference position. After irradiating the drilling pattern indicating the drilling point 361, the irradiation position of the drilling pattern is corrected by the arithmetic control unit 353 as arithmetic control means based on the image captured by the CCD camera 370 as the imaging means, The positions of the drilling holes (not shown) provided at the tip portions of the drilling arms 320 and 330 are adjusted to the drilling positions of the drilling pattern, and the drilling operation by the drilling holes is automatically performed. Therefore, further work rationalization and labor saving can be achieved.
【0050】なお、本実施の形態では、削孔パターンに
よって示される削孔ポイント361を複数照射させる場
合について説明したが、これら削孔ポイント361の数
は計画線データ管理部352の管理データを修正するこ
とで、数の設定を任意に行うことが可能である。In the present embodiment, a case has been described in which a plurality of drilling points 361 indicated by a drilling pattern are irradiated. However, the number of these drilling points 361 is determined by modifying the management data of the planning line data management unit 352. By doing so, it is possible to arbitrarily set the number.
【0051】また、本実施の形態では、本発明の自動削
孔システムをトンネル掘削等の推進工事に適用した場合
について説明したが、このような建築土木等の建築分野
に限らず、あらゆる産業分野における自動削孔を行うも
のに適用することが可能である。Further, in this embodiment, the case where the automatic drilling system of the present invention is applied to propulsion work such as tunnel excavation has been described. It can be applied to the one that performs automatic drilling in.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動削孔
システムによれば、削孔パターンの照射位置が基準位置
に高精度で合わせられた状態の画像に基づき、削孔ドリ
ルによる削孔位置を削孔パターンの削孔位置に自動的に
合わせ、削孔ドリルによる削孔作業を自動的に行わせる
ようにしたので、光学的なマーキング位置を自動的に削
孔することができ、さらなる作業の合理化と省力化とを
図ることができる。As described above, according to the automatic drilling system of the present invention, drilling by a drill is performed based on an image in which the irradiation position of the drilling pattern is precisely adjusted to the reference position. Since the position is automatically adjusted to the drilling position of the drilling pattern and the drilling work is automatically performed by the drilling drill, the optical marking position can be automatically drilled. Work can be rationalized and labor saved.
【図1】本発明の自動削孔システムをトンネル掘削を行
うものに適用した場合の一実施の形態を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the automatic drilling system of the present invention is applied to a system for performing tunnel excavation.
【図2】図1の自動削孔システムの制御系を示すブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the automatic drilling system of FIG.
【図3】図2の計画線データ管理部によって管理されて
いる計画線データを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing plan line data managed by a plan line data management unit in FIG. 2;
【図4】図1の自動削孔システムの動作を説明するため
のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the automatic drilling system of FIG. 1;
【図5】図1の自動削孔システムの動作を説明するため
の図である。FIG. 5 is a view for explaining the operation of the automatic drilling system of FIG. 1;
100 切羽面 200 レーザプロッタ 300 削孔装置 320,330 削孔アーム 310 支持アーム 321,331 アーム識別用ランプ 340 載置台 350 コントロールボックス 361 削孔ポイント 360 高速レーザ照射器 370 CCDカメラ 380 反射ターゲット 211,351 送受信ユニット 352 計画線データ管理部 353 算制御部 354 動制御部 REFERENCE SIGNS LIST 100 facet surface 200 laser plotter 300 drilling device 320, 330 drilling arm 310 support arm 321, 331 arm identification lamp 340 mounting table 350 control box 361 drilling point 360 high-speed laser irradiator 370 CCD camera 380 reflection target 211, 351 Transmission / reception unit 352 Planning line data management unit 353 Calculation control unit 354 Dynamic control unit
Claims (5)
と、 削孔ポイントを示す削孔パターンデータを管理するデー
タ管理部と、 前記削孔パターンデータに基づいて削孔パターンを照射
する高速レーザ照射器と、 前記削孔パターンに基づいて削孔を行う削孔ドリルと、 前記レーザプロッタによって測定された測距及び測角デ
ータや前記削孔パターンデータに基づいて、高速レーザ
照射器による削孔パターンの照射位置や前記削孔ドリル
による削孔位置を制御する演算制御手段とが具備されて
いることを特徴とする自動削孔システム。1. A laser plotter capable of measuring a distance and an angle, a data management unit for managing drilling pattern data indicating a drilling point, and a high-speed laser for irradiating a drilling pattern based on the drilling pattern data. An irradiator; a drill for drilling based on the drilling pattern; and a drilling by a high-speed laser irradiator based on the distance measurement and angle measurement data measured by the laser plotter and the drilling pattern data. An automatic drilling system, comprising: arithmetic control means for controlling a pattern irradiation position and a drilling position by the drilling drill.
によって撮像されるとともに、この撮像された画像に基
づき、前記演算制御手段によって前記削孔ドリルによる
削孔位置が制御されることを特徴とする請求項1記載の
自動削孔システム。2. An irradiation position of the drilling pattern is imaged by an imaging unit, and a drilling position by the drilling drill is controlled by the arithmetic and control unit based on the captured image. The automatic drilling system according to claim 1, wherein
基準位置を示すマーキング照射が行われるとともに、前
記演算制御手段により前記高速レーザ照射器からの削孔
パターンが前記基準位置に合わせて照射されるように制
御されることを特徴とする請求項1記載の自動削孔シス
テム。3. The laser plotter performs marking irradiation indicating a reference position of a hole to be drilled, and the arithmetic control unit irradiates a hole pattern from the high-speed laser irradiator in accordance with the reference position. 2. The automatic drilling system according to claim 1, wherein the automatic drilling system is controlled to:
基準位置を示すマーキング照射が行われるとともに、こ
の基準位置に合わせて前記高速レーザ照射器からの削孔
パターンが照射され、前記撮像手段によって撮像された
画像に基づき、前記演算制御手段によって前記削孔パタ
ーンの照射位置が修正されることを特徴とする請求項2
記載の自動削孔システム。4. The laser plotter irradiates a marking indicating a reference position of a hole to be drilled, irradiates a hole pattern from the high-speed laser irradiator in accordance with the reference position, and captures an image by the imaging means. 3. An irradiation position of the drilling pattern is corrected by the arithmetic and control unit based on the image obtained.
Automatic drilling system as described.
基準位置を示すマーキング照射が行われるとともに、こ
の基準位置に合わせて前記高速レーザ照射器からの削孔
パターンが照射され、前記撮像手段によって撮像された
画像に基づき、前記演算制御手段によって前記削孔パタ
ーンの照射位置が修正された後、前記削孔ドリルによる
削孔位置が前記削孔パターンの削孔位置に合うように制
御されることを特徴とする請求項2又は4記載の自動削
孔システム。5. The laser plotter irradiates a marking indicating a reference position of a hole to be drilled, irradiates a hole pattern from the high-speed laser irradiator in accordance with the reference position, and captures an image by the imaging means. After the irradiation position of the drilling pattern is corrected by the arithmetic and control unit based on the image obtained, the drilling position of the drilling drill is controlled to match the drilling position of the drilling pattern. 5. The automatic drilling system according to claim 2, wherein:
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