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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126159
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】デッキプレートの切断装置及び切断方法
(51)【国際特許分類】
E04G 21/16 20060101AFI20240912BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20240912BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20240912BHJP
G01B 11/24 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
E04G21/16
G01B11/00 H
B25J13/08 A
G01B11/24 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023034371
(22)【出願日】2023-03-07
(71)【出願人】
【識別番号】509328928
【氏名又は名称】株式会社日立プラントコンストラクション
(74)【代理人】
【識別番号】100091306
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 友一
(74)【代理人】
【識別番号】100174609
【弁理士】
【氏名又は名称】関 博
(72)【発明者】
【氏名】篠田 直哉
(72)【発明者】
【氏名】山田 剛史
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 耕二
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 純一
(72)【発明者】
【氏名】正木 宗親
【テーマコード（参考）】
2E174
2F065
3C707
【Ｆターム（参考）】
2E174AA01
2E174AA03
2E174BA05
2E174DA52
2F065AA01
2F065AA06
2F065AA51
2F065FF04
2F065GG04
2F065JJ19
2F065JJ26
2F065MM13
2F065MM23
2F065PP22
2F065QQ24
2F065TT08
3C707AS12
3C707AS14
3C707BS10
3C707KS03
3C707KS07
3C707KS36
3C707KT01
3C707MT10
(57)【要約】
【課題】凹凸の寸法、形状が異なる各種のデッキプレートに適用できるデッキプレートの切断装置及び切断方法を提供する。
【解決手段】本発明のデッキプレートの切断装置１０は、デッキプレート１１の切断箇所を切断する切断手段５０をアーム２２に備えて移動させるロボットアーム２０と、
デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識するカメラ３０と、
デッキプレート面を測距してロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で切断箇所との位置関係を取得し、切断箇所の形状を計測するレーザセンサ４０と、
切断箇所の形状に基づいて、切断箇所に対する切断手段の傾きと切断箇所から所定間隔を開けて切断する切断手段の移動ルートを作成し、移動ルートに沿ってロボットアームを移動させながら切断手段で切断する制御を行う制御手段６０を備えたことを特徴としている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のデッキプレートの切断装置１０は、デッキプレート１１の切断箇所を切断する切断手段５０をアーム２２に備えて移動させるロボットアーム２０と、
デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識するカメラ３０と、
デッキプレート面を測距してロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で切断箇所との位置関係を取得し、切断箇所の形状を計測するレーザセンサ４０と、
切断箇所の形状に基づいて、切断箇所に対する切断手段の傾きと切断箇所から所定間隔を開けて切断する切断手段の移動ルートを作成し、移動ルートに沿ってロボットアームを移動させながら切断手段で切断する制御を行う制御手段６０を備えたことを特徴としている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デッキプレートを切断する切断手段をアームに備えて移動させるロボットアームと、
前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識するカメラと、
前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測するレーザセンサと、
前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とするデッキプレートの切断装置。
前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識するカメラと、
前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測するレーザセンサと、
前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とするデッキプレートの切断装置。
【請求項2】
請求項１に記載されたデッキプレートの切断装置であって、
前記制御手段は、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録した前記移動ルートを算出することを特徴とするデッキプレートの切断装置。
前記制御手段は、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録した前記移動ルートを算出することを特徴とするデッキプレートの切断装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載されたデッキプレートの切断装置であって、
前記ロボットアームは、切断箇所近傍のデッキプレート面に接続するサポートバーとテーブルを有する固定治具、又は前記切断箇所の床面に設置する昇降テーブルのいずれかの固定手段により取り付けることを特徴とするデッキプレートの切断装置。
前記ロボットアームは、切断箇所近傍のデッキプレート面に接続するサポートバーとテーブルを有する固定治具、又は前記切断箇所の床面に設置する昇降テーブルのいずれかの固定手段により取り付けることを特徴とするデッキプレートの切断装置。
【請求項4】
デッキプレートの切断箇所をマーキングする工程と、
ロボットアームのカメラで前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識する工程と、
前記ロボットアームのレーザセンサで前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測する工程と、
前記ロボットアームの制御手段により、前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記ロボットアームの切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う工程を有することを特徴とするデッキプレートの切断方法。
ロボットアームのカメラで前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識する工程と、
前記ロボットアームのレーザセンサで前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測する工程と、
前記ロボットアームの制御手段により、前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記ロボットアームの切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う工程を有することを特徴とするデッキプレートの切断方法。
【請求項5】
請求項４に記載のデッキプレートの切断方法であって、
前記移動ルートは、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録したことを特徴とするデッキプレートの切断方法。
前記移動ルートは、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録したことを特徴とするデッキプレートの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特にコンクリート建物の天井を形成するデッキプレートを切断する切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電所などのコンクリート建物の天井にはデッキプレートを取り付けている。デッキプレートは凹凸状にプレス加工して強度を持たせた所定厚みの鋼板である。このような天井の形成方法はデッキプレートを敷き詰め、その上にコンクリートを流し込んで固化している。また天井には各種の配管、ダクトなどを取り付けることがあり、鋼材製のブラケットを用いて支持している。重量物の荷重を受けるブラケットは、デッキプレートとコンクリートに間に埋め込んだ埋込金物に取り付けて補強している。この埋込金物は、コンクリートの固化後に埋込箇所のデッキプレートを切断除去して表面を露出させる必要がある。この作業は上向きの作業姿勢で行わなければならず、作業者にとって大きな負担がかかっていた。
【0003】
従来、このようなデッキプレートを切断除去する装置として、特許文献１に開示の技術は、切断具の先端部がデッキプレートの凹部の内面に近接して移動するように、切断具を備えた回動アームの回動動作を案内溝によって案内している。
しかしながら特許文献１の技術では、デッキプレートの凹部を切断するには適しているが、埋込箇所によっては凸部を含む範囲を切断しなければならない場合には適用することができない。
またデッキプレートにはその凹凸の寸法、形状が異なった各種のプレートが市場に出回っており、現場ごとに異なる種類のプレートが利用されている。特許文献１の案内溝は特定の形状のデッキプレートのみ対応しているため、凹凸の寸法、形状が異なる他のデッキプレートに対しては、そのプレートの形状に適合させた案内溝を別途容易しなければならない。
また切断作業するエリアは、大口径配管や足場等が存在する狭隘な現場が多く、作業に適した広い作業現場を確保することが困難な場合がある。
しかしながら特許文献１の技術では、デッキプレートの凹部を切断するには適しているが、埋込箇所によっては凸部を含む範囲を切断しなければならない場合には適用することができない。
またデッキプレートにはその凹凸の寸法、形状が異なった各種のプレートが市場に出回っており、現場ごとに異なる種類のプレートが利用されている。特許文献１の案内溝は特定の形状のデッキプレートのみ対応しているため、凹凸の寸法、形状が異なる他のデッキプレートに対しては、そのプレートの形状に適合させた案内溝を別途容易しなければならない。
また切断作業するエリアは、大口径配管や足場等が存在する狭隘な現場が多く、作業に適した広い作業現場を確保することが困難な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第３８８５７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、凹凸の寸法、形状が異なる各種のデッキプレートに適用できるデッキプレートの切断装置及び切断方法を提供することにある。
また狭隘な作業現場でも取り扱いが容易なデッキプレートの切断装置及び切断方法を提供することにある。
また狭隘な作業現場でも取り扱いが容易なデッキプレートの切断装置及び切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、デッキプレートの切断箇所を切断する切断手段をアームに備えて移動させるロボットアームと、
前記デッキプレートにマーキングした前記切断箇所を画像認識するカメラと、
前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームのベース本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測するレーザセンサと、
前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とするデッキプレートの切断装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、凹凸の寸法、形状が異なった各種のデッキプレートを切断することができ、現場ごとに異なる様々な形状のデッキプレートであっても適用することができる。デッキプレートの凹凸に係わらず切断することができ、切断箇所の適用範囲の選択の幅を広げることができる。
前記デッキプレートにマーキングした前記切断箇所を画像認識するカメラと、
前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームのベース本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測するレーザセンサと、
前記切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とするデッキプレートの切断装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、凹凸の寸法、形状が異なった各種のデッキプレートを切断することができ、現場ごとに異なる様々な形状のデッキプレートであっても適用することができる。デッキプレートの凹凸に係わらず切断することができ、切断箇所の適用範囲の選択の幅を広げることができる。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記制御手段は、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録した前記移動ルートを算出することを特徴とするデッキプレートの切断装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、切断手段を備えたロボットアームにより切断箇所の自動切断が実現でき、作業員の負担を大幅に低減できる。
上記第２の手段によれば、切断手段を備えたロボットアームにより切断箇所の自動切断が実現でき、作業員の負担を大幅に低減できる。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記ロボットアームは、切断箇所近傍のデッキプレート面に接続するサポートバーとテーブルを有する固定治具、又は前記切断箇所の床面に設置する昇降テーブルのいずれかの固定手段により取り付けることを特徴とするデッキプレートの切断装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、狭隘な作業現場であっても装置の搬入及び設置が容易であり、作業者の負担を大幅に軽減して作業時間を短縮することができる。
上記第３の手段によれば、狭隘な作業現場であっても装置の搬入及び設置が容易であり、作業者の負担を大幅に軽減して作業時間を短縮することができる。
【0009】
本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、デッキプレートの切断箇所をマーキングする工程と、
ロボットアームのカメラで前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識する工程と、
前記ロボットアームのレーザセンサで前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測する工程と、
前記ロボットアームの制御手段により切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記ロボットアームの切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う工程を有することを特徴とするデッキプレートの切断方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、凹凸の寸法、形状が異なった各種のデッキプレートを切断することができ、現場ごとに異なる様々な形状のデッキプレートであっても適用することができる。デッキプレートの凹凸に係わらず切断することができ、切断箇所の適用範囲の選択の幅を広げることができる。
ロボットアームのカメラで前記デッキプレートにマーキングした切断箇所を画像認識する工程と、
前記ロボットアームのレーザセンサで前記デッキプレート面を測距して前記ロボットアームの本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得し、前記切断箇所の形状を計測する工程と、
前記ロボットアームの制御手段により切断箇所の形状に基づいて、前記切断箇所に対する前記ロボットアームの切断手段の傾きと前記切断箇所から所定間隔を開けて切断する前記切断手段の移動ルートを作成し、前記移動ルートに沿って前記ロボットアームを移動させながら前記切断手段で切断する制御を行う工程を有することを特徴とするデッキプレートの切断方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、凹凸の寸法、形状が異なった各種のデッキプレートを切断することができ、現場ごとに異なる様々な形状のデッキプレートであっても適用することができる。デッキプレートの凹凸に係わらず切断することができ、切断箇所の適用範囲の選択の幅を広げることができる。
【0010】
本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、第４の手段において、前記移動ルートは、前記切断箇所の形状の計測データから、任意の計測データ点における前記切断手段の切断トーチの向きを示す方向ベクトルＲと、前記計測データの計測点座標及び前記方向ベクトルＲ及び前記切断箇所と前記切断トーチとの所定間隔Ｌから得られるトーチ先端座標を登録したことを特徴とするデッキプレートの切断方法を提供することにある。
上記第５の手段によれば、切断手段を備えたロボットアームにより切断箇所の自動切断が実現でき、作業員の負担を大幅に低減できる。
上記第５の手段によれば、切断手段を備えたロボットアームにより切断箇所の自動切断が実現でき、作業員の負担を大幅に低減できる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、凹凸の寸法、形状が異なった各種のデッキプレートを切断することができ、現場ごとに異なる様々な形状のデッキプレートであっても適用することができる。
また狭隘な作業現場であっても装置の搬入及び設置が容易であり、作業者の負担を大幅に軽減して作業時間を短縮することができる。
また狭隘な作業現場であっても装置の搬入及び設置が容易であり、作業者の負担を大幅に軽減して作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明のデッキプレートの切断装置の構成概略図である。
【図2】本発明のデッキプレートの切断装置のブロック図である。
【図11】本発明のデッキプレートの切断方法の工程図である。
【図12】二次元コードを用いたマーキングの説明図である。
【図13】レーザセンサとカメラの説明図である。
【図14】レーザセンサによるデッキ形状の計測の説明図である。
【図15】移動ルートに沿って移動する切断手段の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明のデッキプレートの切断装置及び切断方法の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【0014】
［デッキプレートの切断装置１０］
図１は、本発明のデッキプレートの切断装置の構成概略図である。図２は本発明のデッキプレートの切断装置のブロック図である。
本発明のデッキプレートの切断装置１０（以下、単に切断装置ということあり）は、デッキプレート１１とコンクリートの間に埋め込まれた埋込金属１２を露出させるために、デッキプレート１１の一部を任意の形状に切断する装置である。
切断装置１０は、デッキプレート１１を切断する切断手段をアーム２２に備えて移動させるロボットアーム２０と、デッキプレート１１にマーキングした切断箇所を画像認識するカメラ３０と、デッキプレート面を測距してロボットアーム２０の本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で切断箇所との位置関係を取得し、切断箇所の形状を計測するレーザセンサ４０と、切断箇所の形状に基づいて、切断箇所に対する切断手段５０の傾きと切断箇所から所定間隔を開けて切断する切断手段５０の移動ルートを作成し、移動ルートに沿ってロボットアーム２０を移動させながら切断手段５０で切断する制御を行う制御手段６０を備えている。
図１は、本発明のデッキプレートの切断装置の構成概略図である。図２は本発明のデッキプレートの切断装置のブロック図である。
本発明のデッキプレートの切断装置１０（以下、単に切断装置ということあり）は、デッキプレート１１とコンクリートの間に埋め込まれた埋込金属１２を露出させるために、デッキプレート１１の一部を任意の形状に切断する装置である。
切断装置１０は、デッキプレート１１を切断する切断手段をアーム２２に備えて移動させるロボットアーム２０と、デッキプレート１１にマーキングした切断箇所を画像認識するカメラ３０と、デッキプレート面を測距してロボットアーム２０の本体位置を原点とするｘｙｚ座標系で切断箇所との位置関係を取得し、切断箇所の形状を計測するレーザセンサ４０と、切断箇所の形状に基づいて、切断箇所に対する切断手段５０の傾きと切断箇所から所定間隔を開けて切断する切断手段５０の移動ルートを作成し、移動ルートに沿ってロボットアーム２０を移動させながら切断手段５０で切断する制御を行う制御手段６０を備えている。
【0015】
ロボットアーム２０は、デッキプレート１１の切断箇所を自動で切断するように制御するものである。ロボットアーム２０は、ベース本体２４と、複数の軸を介して連結された複数のアーム２２で構成された多軸型ロボットアームである。アーム２２間には複数のモータが配置されており、各モータの駆動により先端のアーム２２を、ベース本体２４を基点として前後左右に移動自在に構成されている。
カメラ３０は、デッキプレート１１の切断箇所を撮影して動画、画像として取得できるものであり、本実施形態では一例としてＣＣＤカメラなどを適用している。カメラ３０は先端のアーム２２と後述する切断手段５０の切断トーチ５２の間に取り付けている。またカメラ３０は画像解析プログラムを記憶したメモリ、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータとなるカメラ制御手段を備えている。カメラ制御手段はカメラ３０が取得した画像データ、動画データの画像処理を行って、デッキプレート１１の切断箇所のマーキングを画像認識して、後述する制御手段６０に送信する。
カメラ３０は、デッキプレート１１の切断箇所を撮影して動画、画像として取得できるものであり、本実施形態では一例としてＣＣＤカメラなどを適用している。カメラ３０は先端のアーム２２と後述する切断手段５０の切断トーチ５２の間に取り付けている。またカメラ３０は画像解析プログラムを記憶したメモリ、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータとなるカメラ制御手段を備えている。カメラ制御手段はカメラ３０が取得した画像データ、動画データの画像処理を行って、デッキプレート１１の切断箇所のマーキングを画像認識して、後述する制御手段６０に送信する。
【0016】
レーザセンサ４０は、レーザを測定対象に向けて照射し、測定対象で反射したレーザを受光することによって測定対象までの距離を測定するセンサである。レーザセンサ４０は先端のアーム２２と後述する切断手段５０の切断トーチ５２の間に取り付けている。レーザセンサ４０は切断箇所の形状計測プログラムを記録したメモリ、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータとなるレーザ制御手段を備えている。レーザ制御手段は、レーザをマーキングに沿って走査させて取得した測距データを用いて、切断対象の形状を計測して、後述する制御手段６０に送信する。
またレーザセンサ４０は、作業現場に装置を設置した後、まずデッキプレート面を測距してロボットアーム２０のベース本体２４を原点（０，０，０）とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得する。
またレーザセンサ４０は、作業現場に装置を設置した後、まずデッキプレート面を測距してロボットアーム２０のベース本体２４を原点（０，０，０）とするｘｙｚ座標系で前記切断箇所との位置関係を取得する。
【0017】
アーム２２の最先端には切断手段５０を取り付けている。切断手段５０はデッキプレート１１の切断箇所を切断する溶断加工機を用いている。溶断加工機は例えば、プラズマ切断機、ガス切断機などを適用する。溶断加工は発生させた熱エネルギーを使用して材料を溶かすことで切断できるため、デッキプレート１１の厚さや材質を考慮することなく切断することができる。溶断加工機はアーム２２先端に取り付ける切断トーチ５２と、切断トーチ５２とケーブルを介して接続する切断機本体５４を備えた構成である。
制御手段６０は、ロボットアーム２０、カメラ３０、レーザセンサ４０、切断手段５０と電気的に接続している。制御手段６０は、ロボットアーム２０の制御プログラム、切断手段５０の移動ルート作成プログラムなどの各種プログラムを記憶したメモリ、各種データを記憶する記憶部、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータである。
制御手段６０は、ロボットアーム２０、カメラ３０、レーザセンサ４０、切断手段５０と電気的に接続している。制御手段６０は、ロボットアーム２０の制御プログラム、切断手段５０の移動ルート作成プログラムなどの各種プログラムを記憶したメモリ、各種データを記憶する記憶部、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるコンピュータである。
【0018】
移動ルート作成プログラムは、アーム２２の先端に取り付けた切断手段５０（切断トーチ）がマーキングに沿って移動する移動ルートを作成するプログラムである。
図３～８は移動ルートの説明図１～６である。同図では、一例として、ケガキ線が１本線の場合について説明する。座標系はロボットアーム２０のベース本体２４を原点とするｘｙｚ座標系を用いている。計測データはレーザセンサ４０の測距データをｘｙｚ座標系に変換した後の計測データ点（例えば、全１１点）を用いている（図３参照、同図中の矢印は切断トーチの移動方向を示す）。このうちＰｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）に対する移動ルートの作成手順について以下説明する。
図３～８は移動ルートの説明図１～６である。同図では、一例として、ケガキ線が１本線の場合について説明する。座標系はロボットアーム２０のベース本体２４を原点とするｘｙｚ座標系を用いている。計測データはレーザセンサ４０の測距データをｘｙｚ座標系に変換した後の計測データ点（例えば、全１１点）を用いている（図３参照、同図中の矢印は切断トーチの移動方向を示す）。このうちＰｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）に対する移動ルートの作成手順について以下説明する。
【0019】
移動ルートはアーム２２先端に取り付けた切断トーチ５２が特定の方向、例えば、切断するデッキプレート面と切断トーチ５２が鉛直、もしくは鉛直に近い角度を向いた状態で切断箇所に切断トーチ５２が接触しないように所定距離Ｌ（数ｍｍ程度）開けた場所を通過させるのが望ましい。このような移動ルートは計測データから３次元ベクトルを作成して、計算処理によって作成することができる。そして作成された移動ルートは各計測データ点に対応した（ｎ番目のデータの場合）切断トーチの先端座標Ｐｎ‘（ｘｎ’，ｙｎ‘，ｚｎ’）及び方向ベクトルＲｎ（φｎ，θｎ，ψｎ）が登録されている（図４参照）。
方向ベクトルＲを求めるために必要な情報は、求めたい方向ベクトルＲを「デッキプレートと垂直方向のベクトル」と仮定する。そこで方向ベクトルＲを求めるためにはデッキプレート１１の平面に反ったベクトルが２本必要となる。２本のベクトルがあればベクトルの外積計算によって方向ベクトルＲがわかる（図５参照）。
方向ベクトルＲを求めるために必要な情報は、求めたい方向ベクトルＲを「デッキプレートと垂直方向のベクトル」と仮定する。そこで方向ベクトルＲを求めるためにはデッキプレート１１の平面に反ったベクトルが２本必要となる。２本のベクトルがあればベクトルの外積計算によって方向ベクトルＲがわかる（図５参照）。
【0020】
２本のベクトルの求め方は、まず１本目はケガキ線が直線上に存在することから全ての計測データが平面上にあると推定して、平面に対する法線ベクトルＮを作成する。Ｎベクトルは実際のデッキプレート１１平面と平行なベクトルとなる。２本目は、切断トーチ５２の移動方向は固定した状態で、各計測データ点における移動方向ベクトルＭを作成する。移動方向クトルＭはデッキプレート１１の表面と平行なベクトルとなる（図６参照）。
方向ベクトルＲは法線ベクトルＮと移動方向ベクトルＭｎの外積計算結果を正規化することで求められる。
Ｒ＝（Ｎ×Ｍｎ）／｜Ｎ×Ｍｎ｜
切断トーチ５２の先端座標Ｐｎ‘はＰｎからマイナスの方向ベクトルＲｎに所定距離Ｌだけ進めることで求められる（図７参照）。
Ｐｎ‘＝Ｐｎ－Ｌ・Ｒ
方向ベクトルＲは法線ベクトルＮと移動方向ベクトルＭｎの外積計算結果を正規化することで求められる。
Ｒ＝（Ｎ×Ｍｎ）／｜Ｎ×Ｍｎ｜
切断トーチ５２の先端座標Ｐｎ‘はＰｎからマイナスの方向ベクトルＲｎに所定距離Ｌだけ進めることで求められる（図７参照）。
Ｐｎ‘＝Ｐｎ－Ｌ・Ｒ
【0021】
方向ベクトルＲの任意の角度θだけ傾けた方向ベクトルＲ‘に変更したい場合、方向ベクトルＲを移動方向ベクトルＭｎの方向へθだけ傾ければ良い（図８参照）。
なお図３～図８に示すケガキ線は直線の場合における具体例を示したが、ケガキ線が矩形など異なる形状の場合でも、「デッキプレート１１の平面に沿った２本のベクトル」を計測データから作成することにより移動ルートを作成することができる。
なお図３～図８に示すケガキ線は直線の場合における具体例を示したが、ケガキ線が矩形など異なる形状の場合でも、「デッキプレート１１の平面に沿った２本のベクトル」を計測データから作成することにより移動ルートを作成することができる。
【0022】
以上より、１からｎ点（全ｎ点）の移動ルートの作成方法は、以下の（１）～（５）により求めることができる。
（１）レーザセンサ４０による（例えば、１本線など）全計測データを使い法線ベクトルＮを作成する。
（２）各計測データ点に対して移動方向ベクトルＭｎを作成する。
（３）各計測データ点において法線ベクトルＮと移動方向ベクトルＭｎを外積計算により方向ベクトルＲｎを作成する。
（４）計測点座標Ｐｎ、方向ベクトルＲ、所定距離Ｌよりトーチ先端座標Ｐｎ‘を計算する。
（２）～（４）を全ｎ数、すなわちｎ回繰り返し行う。
（５）トーチ先端座標Ｐｎ‘および方向ベクトルＲｎをロボットアーム２０の移動ルートとして登録する。
操作手段７０は作業員が携帯する携帯端末であり、キーボード及びディスプレイを備えている。操作手段７０は、制御手段６０と有線又は無線通信を介して接続して、キーボードにより各種の操作及び入力ができる。
また操作手段７０により制御手段６０を遠隔操作するように構成することもできる。
（１）レーザセンサ４０による（例えば、１本線など）全計測データを使い法線ベクトルＮを作成する。
（２）各計測データ点に対して移動方向ベクトルＭｎを作成する。
（３）各計測データ点において法線ベクトルＮと移動方向ベクトルＭｎを外積計算により方向ベクトルＲｎを作成する。
（４）計測点座標Ｐｎ、方向ベクトルＲ、所定距離Ｌよりトーチ先端座標Ｐｎ‘を計算する。
（２）～（４）を全ｎ数、すなわちｎ回繰り返し行う。
（５）トーチ先端座標Ｐｎ‘および方向ベクトルＲｎをロボットアーム２０の移動ルートとして登録する。
操作手段７０は作業員が携帯する携帯端末であり、キーボード及びディスプレイを備えている。操作手段７０は、制御手段６０と有線又は無線通信を介して接続して、キーボードにより各種の操作及び入力ができる。
また操作手段７０により制御手段６０を遠隔操作するように構成することもできる。
【0023】
［切断装置の固定手段］
切断作業を行うエリアは、必ずしも広くて安定した作業現場が確保できるとは限らず、大口径配管や足場等が存在する狭隘な環境もあり得る。本発明の切断装置１０は現場環境に応じて固定手段を選択（変更）できる。
図９は切断装置の固定手段の説明図１である。図１０は切断装置の固定手段の説明図２である。本発明の切断装置１０は、一体で数十キロの重さであり、作業員が運搬することができる。
切断作業を行うエリアは、必ずしも広くて安定した作業現場が確保できるとは限らず、大口径配管や足場等が存在する狭隘な環境もあり得る。本発明の切断装置１０は現場環境に応じて固定手段を選択（変更）できる。
図９は切断装置の固定手段の説明図１である。図１０は切断装置の固定手段の説明図２である。本発明の切断装置１０は、一体で数十キロの重さであり、作業員が運搬することができる。
【0024】
狭隘な作業現場で切断装置を設置する場合、固定治具８０を用いている（図９参照）。固定治具８０は切断装置１０を載置するテーブル８２と、テーブル８２に接続するサポートバー８４と、サポートバー８４の上端に取り付けたマグネット８６の構成である。テーブル８２は切断装置１０を載置できる大きさであり、棒状のサポートバー８４は上端のマグネット８６を介してデッキプレート１１に磁力で接着、非接着できる。サポートバー８４は伸縮式で床面からのテーブル高さを任意に調整できる構成であっても良い。このような構成の固定治具８０は、作業現場の床面に、大口径配管や足場等があって狭隘な環境下でも、天井と床面の間の空いたスペースに切断装置１０を配置して固定することができる。また固定治具８０の着脱はマグネット８６の磁力により容易に取付作業を行える。
【0025】
一方、広い作業スペースが確保できる場合には、昇降テーブル９０を用いている。昇降テーブル９０はジャッキ９２を備え、その上に切断装置１０を載置するテーブルを固定している（図１０参照）。切断装置１０の高さはジャッキ９２による上下移動により容易に調整することができる。
このように本発明の切断装置１０は、全体構成がコンパクト化、軽量化された可搬式であり、現場の作業環境に合わせて設置方法を変更することにより、環境の異なる様々な現場に適用することができる。
このように本発明の切断装置１０は、全体構成がコンパクト化、軽量化された可搬式であり、現場の作業環境に合わせて設置方法を変更することにより、環境の異なる様々な現場に適用することができる。
【0026】
［デッキプレートの切断方法］
上記構成による本発明のデッキプレートの切断方法について、以下説明する。図１１は本発明のデッキプレートの切断方法の工程図である。
（ステップ１）
デッキプレート１１の切断箇所をマーキングする。マーキングは、作業員の手作業によるケガキ線１３と、作業員による二次元コード１４の貼り付けの方法がある。
ケガキ線１３は作業員が切断箇所の凹凸に沿って線引きする。ケガキ線１３はカメラ３０の画像認識で判別できる色、太さに設定している（図１１参照）。
図１２は二次元コードを用いたマーキングの説明図である。二次元コード１４は例えば、切断箇所が矩形の場合、作業員が矩形の角の２か所以上に二次元コード１４のシールを張り付ける。同図に示す二次元コード１４の場合、カメラ３０の画像認識で４つの二次元コード１４で囲まれた内側の角を認識して、４つの角を結んで囲まれた箇所（破線）が切断箇所となる。
二次元コード１４を用いた場合、デッキプレート１１の凹凸に係わらずシールを張り付けるだけでマーキング作業が完了するため作業員の負担が軽減される。
上記構成による本発明のデッキプレートの切断方法について、以下説明する。図１１は本発明のデッキプレートの切断方法の工程図である。
（ステップ１）
デッキプレート１１の切断箇所をマーキングする。マーキングは、作業員の手作業によるケガキ線１３と、作業員による二次元コード１４の貼り付けの方法がある。
ケガキ線１３は作業員が切断箇所の凹凸に沿って線引きする。ケガキ線１３はカメラ３０の画像認識で判別できる色、太さに設定している（図１１参照）。
図１２は二次元コードを用いたマーキングの説明図である。二次元コード１４は例えば、切断箇所が矩形の場合、作業員が矩形の角の２か所以上に二次元コード１４のシールを張り付ける。同図に示す二次元コード１４の場合、カメラ３０の画像認識で４つの二次元コード１４で囲まれた内側の角を認識して、４つの角を結んで囲まれた箇所（破線）が切断箇所となる。
二次元コード１４を用いた場合、デッキプレート１１の凹凸に係わらずシールを張り付けるだけでマーキング作業が完了するため作業員の負担が軽減される。
【0027】
（ステップ２）
切断装置１０を作業現場に運搬する。切断装置１０は装置全体が軽量化された可搬式であるため作業員が容易に運搬できる。
（ステップ３）
切断装置１０を固定手段により作業現場に設置、固定する。設置方法は、作業現場の環境に応じて固定治具８０又は昇降テーブル９０を選択できる。図１１は固定治具８０により切断装置１０を固定している。
切断装置１０を作業現場に運搬する。切断装置１０は装置全体が軽量化された可搬式であるため作業員が容易に運搬できる。
（ステップ３）
切断装置１０を固定手段により作業現場に設置、固定する。設置方法は、作業現場の環境に応じて固定治具８０又は昇降テーブル９０を選択できる。図１１は固定治具８０により切断装置１０を固定している。
【0028】
（ステップ４）
切断装置１０の自動切断開始を開始する。
マッピング
図１３はレーザセンサとカメラの説明図である。切断装置１０のアームロボット２０とデッキプレート１１の切断箇所の位置を把握する。
ロボットアーム２０を移動させながらレーザセンサ４０でプレート面にレーザ照射して３点以上計測する。
カメラ３０で切断箇所を撮影して画像認識を利用してマーキング（図１３はケガキ線１３を示す）を認識する。
切断装置１０の自動切断開始を開始する。
マッピング
図１３はレーザセンサとカメラの説明図である。切断装置１０のアームロボット２０とデッキプレート１１の切断箇所の位置を把握する。
ロボットアーム２０を移動させながらレーザセンサ４０でプレート面にレーザ照射して３点以上計測する。
カメラ３０で切断箇所を撮影して画像認識を利用してマーキング（図１３はケガキ線１３を示す）を認識する。
【0029】
図１４はレーザセンサによるデッキ形状の計測の説明図である。レーザセンサ４０を用いてデッキ形状を計測する。ロボットアーム２０でレーザセンサ４０をマーキングに沿って移動する。同図ではケガキ線に沿ってレーザセンサ４０が平行移動する（図１４中のｘ方向、ｚは高さ方向、ｙ方向は紙面と直交する方向）。カメラ３０の撮影箇所の画像認識とレーザセンサ４０のデッキ形状の計測は、画像上に照射させたレーザを認識することにより、画像データと計測データを紐づけできる。
デッキ形状の計測データに基づいて切断トーチ５２、換言するとロボットアーム２０の移動ルートを作成する。移動ルートは前述の移動ルート作成プログラムにより作成する。
デッキ形状の計測データに基づいて切断トーチ５２、換言するとロボットアーム２０の移動ルートを作成する。移動ルートは前述の移動ルート作成プログラムにより作成する。
【0030】
図１５は移動ルートに沿って移動する切断手段の説明図である。登録した移動ルートに従ってロボットアーム２０の移動を開始する。
デッキプレート１１と切断手段５０の先端（切断トーチ５２）の距離を調整しながら作成した移動ルートに沿って切断して、切断が完了する。
本発明の切断装置は、デッキプレートの切断箇所、すなわち一部を切断するのみならず、デッキプレートを解体除去する際にも適用することができる。
また切断作業は、切断箇所の近辺で作業者が制御操作するのみならず、作業現場から離れた遠隔の作業所から操作することもできる。
また本発明の切断装置は、断面凹凸形状を有するデッキプレートのみならず、断面凹凸形状を有する様々な鋼板に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
デッキプレート１１と切断手段５０の先端（切断トーチ５２）の距離を調整しながら作成した移動ルートに沿って切断して、切断が完了する。
本発明の切断装置は、デッキプレートの切断箇所、すなわち一部を切断するのみならず、デッキプレートを解体除去する際にも適用することができる。
また切断作業は、切断箇所の近辺で作業者が制御操作するのみならず、作業現場から離れた遠隔の作業所から操作することもできる。
また本発明の切断装置は、断面凹凸形状を有するデッキプレートのみならず、断面凹凸形状を有する様々な鋼板に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【符号の説明】
【0031】
１０ デッキプレートの切断装置
１１ デッキプレート
１２ 埋込金属
１３ ケガキ線
１４ 二次元コード
２０ ロボットアーム
２２ アーム
２４ ベース本体
３０ カメラ
４０ レーザセンサ
５０ 切断手段
５２ 切断トーチ
５４ 切断機本体
６０ 制御手段
７０ 操作手段
８０ 固定治具
８２ テーブル
８４ サポートバー
８６ マグネット
９０ 昇降テーブル
９２ ジャッキ
１１ デッキプレート
１２ 埋込金属
１３ ケガキ線
１４ 二次元コード
２０ ロボットアーム
２２ アーム
２４ ベース本体
３０ カメラ
４０ レーザセンサ
５０ 切断手段
５２ 切断トーチ
５４ 切断機本体
６０ 制御手段
７０ 操作手段
８０ 固定治具
８２ テーブル
８４ サポートバー
８６ マグネット
９０ 昇降テーブル
９２ ジャッキ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】