(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具座上の鉄筋が交差し配置される既定位置を決定し及び鉄筋の交差箇所に設定される既定溶接座標を設定するステップと、
少なくとも２本の鉄筋は前記治具座上の前記既定位置に実質的に交差し配置され、前記少なくとも２本の鉄筋は第一交差箇所を形成させるステップと、
前記少なくとも２本の鉄筋の前記第一交差箇所を含む映像を取得するステップと、
前記映像中の前記第一交差箇所の座標を取得するステップと、
前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標とを対比させ、前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標との間の変位を計算するステップと、
前記変位が０ではない場合、前記規定溶接座標ではなく、前記第一交差箇所の座標を実際の溶接座標とするように調整するステップと、を含む
ことを特徴とする鉄筋の溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄筋の溶接方法において、
交差し配置される前記少なくとも２本の鉄筋は二次元平面を構成させ、
前記映像を取得させるステップは、前記二次元平面の方向に垂直に前記少なくとも２本の鉄筋及び前記第一交差箇所を撮影させるステップを含む
ことを特徴とする鉄筋の溶接方法。
【請求項３】
治具座上の鉄筋が交差し配置される既定位置を決定し及び鉄筋の交差箇所に設定される既定溶接座標が予め設定されており、この設定に基づいて、少なくとも２本の鉄筋を前記治具座上に交差するように配置して網状鉄筋構造を形成させ、鉄筋同士の交差箇所を第一交差箇所とする鉄筋の配置装置と、
前記少なくとも２本の鉄筋の前記第一交差箇所を含む映像を取得する映像獲取装置と、
前記映像獲取装置に接続されており、前記映像中の前記第一交差箇所の座標を取得するとともに、前記第一交差箇所の座標を実際の溶接座標とする調整を実行する情報処理装置と、を備える
ことを特徴とする鉄筋の溶接調節システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋の溶接方法および鉄筋の溶接調節システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋は現代の鉄筋コンクリート建築物の重要で主要な建築材料であり、需要に合わせ湾曲、配置、並設、束ねる等の方式で建築物に用いられ、具体的には肋筋、折曲げ筋、フック状や網状の構造の形成、及び鉄筋の接続等がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の技術では、鉄筋(ワイヤー)メッシュ構造は、例えば床板或いは壁面等の支持構造に用いられ、普及する必要不可欠な部材ではあるが、製作には時間が掛かった。このため、成形効率や品質を考慮し、更には建物の施工の高速化という目的を鑑みると、鉄筋(ワイヤー)メッシュ構造の製作方式には改善の余地があった。また、一般的には溶接等の方法により鉄筋を交差位置に相互に固定させて鉄筋(ワイヤー)メッシュ構造を形成させるが、溶接方法にも改善の余地があった。
【０００４】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、鉄筋溶接の確率及び鉄筋（鋼線）の硬度を高めることを主目的とする。
【０００６】
また、本発明は溶接位置及び／或いは鉄筋配置の調整方法とそのシステムを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鉄筋の溶接方法は、
治具座上の鉄筋が交差し配置される既定位置を決定し及び鉄筋の交差箇所に設定される既定溶接座標を設定するステップと、
少なくとも２本の鉄筋は前記治具座上の前記既定位置に実質的に交差し配置され、前記少なくとも２本の鉄筋は第一交差箇所を形成させるステップと、
前記少なくとも２本の鉄筋の前記第一交差箇所を含む映像を取得するステップと、
前記映像中の前記第一交差箇所の座標を取得するステップと、
前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標とを対比させ、前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標との間の変位を計算するステップと、
前記変位が０ではない場合、前記第一交差箇所の座標を実際溶接座標に調整させるステップを含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る鉄筋の溶接方法のフローチャート概略図である。
【図２】本発明の鉄筋の交差配置の実施例中で既定位置と既定交差箇所を説明する概略図である。
【図３】本発明の鉄筋の交差配置の実施例中で鉄筋交差点を説明する概略図である。
【図４Ａ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｂ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｃ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｄ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｅ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｆ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｇ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｈ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｉ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図４Ｊ】本発明に係る映像処理の実施例の概略図である。
【図５】図２の既定交差箇所及び図３の実際鉄筋の交差箇所を比較するための概略図である。
【図６】本発明に係る鉄筋の溶接方法の他の実施例フローチャートである。
【図７】本発明に係る鉄筋の溶接方法の他の実施例フローチャートである。
【図８Ａ】本発明に係る鉄筋溶接の調整システムの実施例の概略図である。
【図８Ｂ】本発明に係る鉄筋溶接の調整システムの別の実施例の概略図である。
【図９】基準点と参考点を説明する概略図である。
【図１０Ａ】基準点と参考点を説明する概略図である。
【図１０Ｂ】基準点或いは参考点を撮って映像になる図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
まず、本発明の鉄筋の溶接方法の第１実施形態について説明する。
（第１実施形態）
本発明の実施形態に係る鉄筋の溶接方法は図１に示すステップである。ステップ１１０は治具座上の鉄筋が交差し配置される既定位置を決定し及び鉄筋の交差箇所に設定される既定溶接座標を設定するものである。
【００１１】
前記交差箇所は通常既定溶接点であり、好ましくは前記既定溶接点に位置される既定溶接座標を取得させる。図２に例示するように、治具座２５０上に鉄筋は図中のｘ方向に沿い既定位置Ａ１、既定位置Ａ２、既定位置Ａ３、既定位置Ａ４、既定位置Ａ５乃至既定位置Ａｎに配置され、他の鉄筋は図中のｙ方向に沿い既定位置Ｂ１、既定位置Ｂ２、既定位置Ｂ３、既定位置Ｂ４、既定位置Ｂ５乃至既定位置Ｂｎに配置され、前記ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５乃至ｃｎは既定交差箇所であり溶接座標／点である。
【００１２】
既定設計や設定等の事前作業完成後、ステップ１２０を実施する。少なくとも２本の鉄筋は前記治具座上の前記既定位置に実質的に交差し配置され、前記少なくとも２本の鉄筋は第一交差箇所を形成させる。
【００１３】
図３に示すように、鉄筋８０１、鉄筋８０２、鉄筋８０３、鉄筋８０４、鉄筋８０５等は図中のｘ方向に沿い治具座２５０にそれぞれ実際配置され、固定部材２５５により定位され、他の鉄筋９０１、鉄筋９０２、鉄筋９０３、鉄筋９０４、鉄筋９０５等は図中のｙ方向に沿いこれら前記ｘ方向の鉄筋に交差させて配置される。実際交差した後に第一交差箇所ｉ１乃至第一交差箇所ｉ５を形成させ実際の溶接時に參考する。
【００１４】
例えばパソコンやこれに制御される鉄筋溶接装置等の情報処理装置に溶接点の調節を行わせるため、本発明は、前記少なくとも２本の鉄筋の前記第一交差箇所を含む映像を取得するステップ１３０及び前記映像中の前記第一交差箇所の座標を取得するステップ１４０を含む。ステップ１３０で取得した映像からステップ１４０では第一交差箇所の座標を取得させる。第一交差箇所の座標は情報処理装置に送られ鉄筋溶接装置を制御させて定位及び溶接を行わせ、即ち実際の第一交差箇所の溶接を行わせる。
【００１５】
なお、図４Ａに示すように、実質的に既定溶接点を中心に撮影を行い前記映像７０ａ等を取得する。ステップ１４０は映像７０ａに対する映像処理、並びに処理後の映像を基に第一交差箇所の座標の計算のプロセスを更に含む。前記映像処理は色彩を分割し色彩が相似する領域を一体にして細かなノイズを除去することで図４Ｂの映像７０ｂ等を取得し、映像７０ｂ中の鉄筋同質領域７１を取得するプロセスを含む。次に、映像をグレースケール化して図４Ｃの映像７０ｃ等を取得する。その後、グレースケール映像７０ｃに２値化を施し図４Ｄの映像７０ｄ等を取得し、前記２値化は例えば適応的２値化処理等である。
映像７０ｄに対しフレーム選択方式により領域を選択させる。フレームＱの外の部分を消去し、図４ＥのようにフレームＱ内の十字形のパターン７２を残す。次は、パターン７２に対し輪郭処理を施し、選択領域内から輪郭トレースにより鉄筋輪郭７３を抽出し、図４Ｆの外層輪郭７３のようになる。その後、前記輪郭７３に対し凸状パケット処理を施し、鉄筋の輪郭７３を包囲させる凸状多辺形７４を取得し、つまり、図４Ｇに示すような緑色の八辺形７０ｇとなる。凸状パケット取得後に凸状欠損を取得し、例えばパターン７２の分割された４個の象限中の凸状多辺形７４の辺縁及び鉄筋の輪郭７３の外層の辺フレームから出た三角形領域である。凸状欠損を取得後にその上のディープ点７０ｈを更に計算し、即ち図４Ｈの標点の座標等を計算する。これら前記ディープ点は鉄筋の輪郭７３の角度の１８０度より大きい角の頂点である。
【００１６】
上述の輪郭トレースによる凸状パケットの取得、凸状欠損及びその上のディープ点の取得等の動作にはそれぞれ函数、例えばｃｖＦｉｎｄＣｏｎｔｏｕＲｓ(
)、ｃｖＣｏｎｖｅｘＨｕｌｌ２(
)、及びｃｖＣｏｎｖｅｘｉｔｙＤｅｆｅｃｔｓ(
)を実行させる。獲得されたディープ点７５の座標から形心を算出する。例えば図４Ｈの４個の縁点の座標が（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）であり、形心位置が［（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）／４、（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４）／４］である場合、図４Ｉに示すような黄色の座標となる。このため、形心７６の位置は第一交差箇所の映像中の座標である。ステップ１４０を経て図４Ｊの実際交差する鉄筋の第一交差箇所の映像７０ｊ及び７０ａ乃至７０ｉ中の座標を取得し、パソコン及びこれに制御される鉄筋溶接装置等の情報処理装置に送り溶接点の調節を行う。
【００１７】
第一交差箇所の座標取得後、前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標とを対比させ、前記第一交差箇所の座標と前記既定溶接座標との間の変位を計算するステップ１５０、及び前記変位が０ではない場合、前記第一交差箇所の座標を実際溶接座標に調整させるステップ１６０を実行する。第一交差箇所の座標と既定溶接座標との間の変位が０ではない場合、例えば図３の鉄筋は治具座に実際配置された後に交差し形成させる第一交差箇所は図２の既定交差箇所のようにならず、図５に示すように、前記第一交差箇所は理論上も既定溶接点上に存在しない。
【００１８】
図６乃至図７に示すように、本発明は前記第一交差箇所の座標と前記溶接座標との間の前記変位が対応する実際変位を計算するステップ１７０を含む。前記実際変位の距離の単位は通常センチメートルである。このため、情報処理装置は鉄筋溶接装置を制御し前記実際変位、例えば水平移動が何センチメートルであるか計算し、第一交差箇所を算出し、実際溶接点に対し溶接を行う。
【００１９】
本発明は鉄筋の溶接調節システムを更に備える。図８Ａは鉄筋の溶接調節システム１０の実施例であり、鉄筋の配置装置２００、映像獲取装置３００、及び情報処理装置４００を含む。鉄筋の配置装置２００は少なくとも２本の鉄筋を交差させて配置させ網状鉄筋構造を形成させる。鉄筋の配置装置２００は治具座２５０で構成され、前記少なくとも２本の鉄筋は前記治具座上に交差し配置され、第一交差箇所を形成させる。映像獲取装置３００は例えばカメラやビデオカメラ等の撮影機材であり、好ましくは治具座２５０の上方に設置され、レンズは実質的に前記少なくとも２本の鉄筋及び第一交差箇所に正対し、前記少なくとも２本の鉄筋及び第一交差箇所を含む映像Ｍを取得する。続いて、映像獲取装置３００は好ましくはパソコン等の情報処理装置４００に接続される。情報処理装置４００は映像獲取装置３００から映像入力信号Ｉを受信し、色彩分割、グレースケール化、２値化、及び／或いは領域選択等の映像処理機能を有する。
【００２０】
情報処理装置４００にはプログラムがインストールされ、第一交差箇所の座標の取得といった動作を実行させる。このほか、前記プログラムは情報処理装置４００が映像獲取装置３００からの入力信号Ｉを受信後、第一交差箇所の座標取得を実行させる。
【００２１】
図８に示すように、鉄筋の溶接調節システム１０は鉄筋溶接装置５０に更に接続され、情報処理装置４００によりその作業を制御される。次に、鉄筋の配置装置２００は鉄筋吊り掛け装置６００を更に備え、鉄筋を吊り掛け治具座に下ろす。鉄筋の溶接調節システム１０の映像獲取装置３００は鉄筋溶接装置５０に設置される。このほか、情報処理装置４００は好ましくは鉄筋の既定位置及び既定交差箇所等の情報を保存させ、これら前記情報を用い接続される鉄筋溶接装置５０及び／或いは鉄筋吊り掛け装置６００を制御させて溶接、鉄筋の吊り掛け、荷下ろし(治具座への)等の作業を実行させる。
【００２２】
第一交差箇所が既定溶接点に存在しないという結果を得た場合、情報処理装置４００は第一交差箇所の座標を調整させるか、実際溶接点座標を判定させて、前記既定溶接座標の代替とする。また、情報処理装置４００は好ましくは出力信号Ｏを発信させ、鉄筋溶接装置５０に指示を出し、溶接トーチの位置の調整及び／或いは溶接を実行させる。また、情報処理装置４００は鉄筋吊り掛け装置或いは治具座を指示し鉄筋を調整させる出力信号Ｏ’を発信させる。
【実施例１】
【００２３】
２本の鉄筋８００及び鉄筋９００が実際に交差する場合、鉄筋を交差させて形成される交点の定義は基準点Ｒ０であり、図９に示す。次は前記２本の鉄筋及び基準点Ｒ０を含む映像の取得である。基準点Ｒ０を起点に撮影機材／溶接トーチを移動させる。鉄筋８００或いは鉄筋９００に沿い、即ち図９で定義されるｘ方向或いはｙ方向上の基準点Ｒ０からの距離２ｍｍの参考点Ｒ１乃至Ｒ４の撮影を行い、合計４つの映像を獲得し、前記ｘ方向及び前記ｙ方向は映像の座標のｘ軸及びｙ軸となる。
【００２４】
獲得された５つの映像は図４Ａ乃至図４Ｊの方法により、即ち映像の取得及び鉄筋の交点の座標計算の方法により、鉄筋の交点／基準点Ｒ０の５つの映像中の座標を得る。第一の映像は基準点Ｒ０を撮影の中心として取得されたものであり、このため基準点Ｒ０の座標は原則上（０、０）となる。その他の映像は参考点Ｒ１乃至Ｒ４をそれぞれ撮影の中心として取得されており、このため基準点Ｒ０の座標は原則上ｘ軸或いはｙ軸上になり、例えば（ｎ、０）、（０、ｎ）、（―ｎ、０）、及び（０、―ｎ）の順になる。基準点Ｒ０の座標（ｎ、０）、（０、ｎ）、（―ｎ、０）、或いは（０、―ｎ）と各参考点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、或いはＲ４の座標（本実施例では皆（０、０））との間の変位は実際に移動する方向及び距離に対応する。
【実施例２】
【００２５】
図１０Ａに示すように、基準点Ｒ０を中心として撮影するほか、２４個の基準点Ｒ０を包囲し図中に定義されるｘ方向及びｙ方向に沿い実質的に等距離で配列される参考点をそれぞれ中心として撮影を行い、図１０Ｂのように合計２５の映像を取得する。ｘ方向上或いはｙ方向上の隣接する２つの参考点間の距離は２ｍｍであり、複数の参考点を設定することで実際変位を高速に計算出来る。
【実施例３】
【００２６】
測定中移動し交差して配置される何れかの鉄筋の交点を例えば基準点Ｒ０に合わせて実際変位(α１、β１)を発生させる。これは既知の前記実際変位となる。このほか、映像処理及び取得された交点座標により実際変位(α２、β２)を計算する。続いて、既知の実際変位(α１、β１)及び計算された実際変位(α２、β２)の誤差値を計算する。
【００２７】
６ｍｍの鉄筋の交点、並びに１３ ｍｍ及び１４ ｍｍの鉄筋の交点の測定と結果はそれぞれ以下の表１及び表２の通りである。
【００２８】
【表１】
0005628364.tif 000002
【００２９】
【表２】
0005628364.tif 000003
【００３０】
実際の溶接作業の状況に合わせ、誤差値を２.５ｍｍより小さくする。表１及び表２は映像処理及び取得された交点座標（即ち、図４Ａないし図４Ｊに示す方法）により実際変位を計算する方法の誤差値が、細い鉄筋では最大０．５であり、太い鉄筋では１．１２であることを示す。即ち誤差のため鉄筋の交点(第一交差箇所)から逸脱して溶接される逸脱量は良好な溶接の進行に影響を及ぼさない。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１０        鉄筋の溶接調節システム
２００      鉄筋の配置装置
２５０      治具座
２５５      固定部材
３００      映像獲取装置
４００      情報処理装置
５０        鉄筋溶接装置
６００      鉄筋吊り掛け装置
７０ａ      映像
７０ｂ      映像
７０ｃ      映像
７０ｄ      映像
７０ｅ      映像
７０ｆ      映像
７０ｇ      映像
７０ｈ      映像
７０ｉ      映像
７０ｊ      映像
７１        鉄筋同質領域
７２        パターン
７３        輪郭
７４        凸状多辺形
７５        ディープ点
７６        形心
８００      鉄筋
８０１      鉄筋
８０２      鉄筋
８０３      鉄筋
８０４      鉄筋
８０５      鉄筋
９００      鉄筋
９０１      鉄筋
９０２      鉄筋
９０３      鉄筋
９０４      鉄筋
９０５      鉄筋
Ａ１        既定位置
Ａ２        既定位置
Ａ３        既定位置
Ａ４        既定位置
Ａ５        既定位置
Ｂ１        既定位置
Ｂ２        既定位置
Ｂ３        既定位置
Ｂ４        既定位置
Ｂ５        既定位置
Ｃ          既定交差箇所
Ｃ１        既定交差箇所
Ｃ２        既定交差箇所
Ｃ３        既定交差箇所
Ｃ４        既定交差箇所
Ｃ５        既定交差箇所
ｉ          第一交差箇所
ｉ１        第一交差箇所
ｉ２        第一交差箇所
ｉ３        第一交差箇所
ｉ４        第一交差箇所
ｉ５        第一交差箇所
ｗ１        実際溶接点
ｗ２        実際溶接点
ｗ３        実際溶接点
ｗ４        実際溶接点
ｗ５        実際溶接点
Ｒ０        基準点
Ｒ１        参考点
Ｒ２        参考点
Ｒ３        参考点
Ｒ４        参考点
Ｑ          フレーム
Ｍ          映像
Ｉ          入力信号
Ｏ          出力信号
Ｏ’        出力信号
【図１】
0005628364.tif 000004
【図２】
0005628364.tif 000005
【図３】
0005628364.tif 000006
【図４Ａ】
0005628364.tif 000007
【図４Ｂ】
0005628364.tif 000008
【図４Ｃ】
0005628364.tif 000009
【図４Ｄ】
0005628364.tif 000010
【図４Ｅ】
0005628364.tif 000011
【図４Ｆ】
0005628364.tif 000012
【図４Ｇ】
0005628364.tif 000013
【図４Ｈ】
0005628364.tif 000014
【図４Ｉ】
0005628364.tif 000015
【図４Ｊ】
0005628364.tif 000016
【図５】
0005628364.tif 000017
【図６】
0005628364.tif 000018
【図７】
0005628364.tif 000019
【図８Ａ】
0005628364.tif 000020
【図８Ｂ】
0005628364.tif 000021
【図９】
0005628364.tif 000022
【図１０Ａ】
0005628364.tif 000023
【図１０Ｂ】
0005628364.tif 000024