JP5179962B2 - カバーシートを用いた裁断方法，裁断装置及び裁断プログラム - Google Patents

Description

この発明は、皮革や塩化ビニルシートなどの非通気性の被裁断材を裁断することに関し、特に裁断時に被裁断材が移動することを防止するための非通気性のカバーシートの取り扱いに関する。

特許文献１(JPH04-61108B)及び特許文献２(JPH10-8100A)は、被裁断材を非通気性のカバーシートで覆って裁断することを記載している。裁断装置の裁断ベッドは真空ポンプなどの真空源を備え、被裁断材を真空ベッド上に吸引して固定する。ここで被裁断材の周囲から真空源側へ空気が吸引されると、吸引孔率が低下する。そのため被裁断材を非通気性のカバーシートで覆った状態で、被裁断材を裁断する。

しかしながら発明者は、カバーシートを用いることにより、次の問題が生じることを見出した。被裁断材からパーツを裁断するのと同時にカバーシートを裁断すると、被裁断材が非通気性なのでカバーシートの断片は吸引されず、捲れ上がりあるいは裁断ヘッドに絡まるなどの可能性がある。このような例を図６に示す。写真の手前から中央部にかけて皮革を載置した裁断ベッドがあり、その上部に非通気性のカバーシートが被せてある。皮革の裁断に伴いカバーシートが捲れ上がり、中央上部の裁断ヘッドに絡まりそうになっている。なお中央上部の横方向に延びる部材は、裁断ヘッドの移動をガイドするレールである。またカバーシートを用いると、裁断ヘッドに絡まるなどの問題の他に、被裁断材からパーツを取り出す際に、パーツとカバーシートの断片とを分離する手間が生じる。数１０個以上のパーツと、それと等しい数のカバーシートの断片とを分離することは手間のかかる作業で、例えば皮革１枚から６０パーツを取り出す場合、カバーシートの分離に１パーツ当たり２秒かかるとしても、合計２分の時間が失われることになる。
JPH04-61108B JPH10-8100A

この発明の課題は、カバーシートが被裁断材上でまくれ上がって裁断を妨げること、及び裁断したパーツとカバーシートとを分離する手間を無くすことに有る。

この発明は、吸引源を備えた裁断ベッド上に非通気性の被裁断材を配置し、前記被裁断材を撮像して被裁断材の輪郭を求め、非通気性のカバーシートで前記被裁断材を覆い、求めた輪郭内にパーツを配置し、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドにより前記パーツを被裁断材から裁断する方法において、
前記被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断して、被裁断材上のカバーシートを取り除いた後に前記パーツを裁断することを特徴とする。

またこの発明は、被裁断材を固定するための吸引源と、被裁断材を撮像するためのカメラと、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドとを備えた裁断ベッドと、撮像した被裁断材の画像から被裁断材の輪郭を求める輪郭抽出部と、求めた輪郭内にパーツを配置するためのパーツ配置部とを備え、裁断ベッド上に配置した被裁断材を非通気性のカバーシートで覆って裁断する装置において、
非通気性の被裁断材を裁断する際に、被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインの発生部を設けて、前記パーツの裁断前に発生させた裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断するようにしたことを特徴とする。

さらにこの発明は、被裁断材を固定するための吸引源と、被裁断材を撮像するためのカメラと、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドとを備えた裁断ベッドを、
撮像した被裁断材の画像から被裁断材の輪郭を求める輪郭抽出部と、求めた輪郭内にパーツを配置するためのパーツ配置部とを備えているコンピュータにより制御し、裁断ベッド上に配置した非通気性の被裁断材を非通気性のカバーシートで覆って裁断する際に、
該コンピュータにより、被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインを発生させる機能と、前記パーツの裁断前に、発生させた裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断する機能とを実行させる、裁断プログラムにある。

この明細書において、裁断方法に関する記載はそのまま裁断装置や裁断プログラムにも当てはまり、また裁断装置に関する記載は裁断方法や裁断プログラムにもそのまま当てはまる。被裁断材は例えば皮革とするが、非通気性の素材であればよく、特に非通気性で不定形の素材であればよい。この明細書で、輪郭に沿ってとは輪郭の上部やその内外に沿うことを意味する。

この発明では、被裁断材をパーツに裁断する前に、被裁断材の輪郭に沿ってカバーシートを裁断して被裁断材上のカバーシートを取り除けるので、パーツを裁断する際に、裁断ヘッドにカバーシートが絡まるなどのことがない。またパーツを取り出す際に、パーツとカバーシートの断片とを分離する手間が不要になる。

皮革などの被裁断材は高価で、しかも裁断ラインの位置により皮革の吸引効率が変化するので、パーツを輪郭上に配置する、裁断時に被裁断材上のカバーシートが吸引固定されるように、裁断ラインを輪郭の外側に配置する、あるいは裁断後のカバーシートが被裁断材の輪郭のやや内側に残って被裁断材を確実に吸引保持できるようにする、などをユーザが指定できると便利である。また輪郭の内側あるいは外側に裁断ラインを配置する場合、輪郭と裁断ラインとのオフセットをユーザが指定できるようにすると、被裁断材のロスを制限しながら、最適な裁断ラインをユーザが指定できる。

裁断ラインを発生し、裁断ラインに沿ってカバーシートを裁断するには、通常の場合１〜２分程度の時間が必要である。この時間が工程上の無駄とならないようにするためには、裁断ラインの発生や裁断ラインに沿ったカバーシートの裁断と、被裁断材の輪郭内へのパーツの配置とを並行して実行すればよい。

カバーシートの裁断ラインを輪郭上に忠実に配置すればするほど、被裁断材のロスは小さくなる。しかしながらこれに伴い裁断ヘッドの運動に無理が加わり、また裁断時間が長くなる。そこでカバーシートの裁断ラインを輪郭上に配置する際に、裁断ラインをスムージングし、その程度をユーザが指定できるようにすると、被裁断材のロスを制限しながら効率的に裁断できる。なお輪郭の外側や内側で裁断する場合、輪郭に完全に平行に裁断する必要がないので、裁断ラインには自動的にスムージングを加える。

裁断ラインを例えば輪郭の内側に裁断する場合、カバーシートを裁断する際の裁断深さを輪郭の外側で裁断する場合よりも浅くすると、被裁断材を切断せずにカバーシートを裁断できる。このため裁断ラインと輪郭との間の被裁断材が無駄にならない。

被裁断材の輪郭が凹部になっている場合、この部分で被裁断材に癖があり、被裁断材と裁断ベッドとの隙間から空気が漏れやすい。そこで凹部をショートカットするように裁断ラインを発生させると、空気の漏れを減らし、安定して被裁断材を裁断できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図５に、実施例の裁断方法と裁断装置及び裁断プログラムを示す。各図において、２は裁断装置で、裁断ベッド４と制御用のコンピュータ６とから成る。裁断ベッド４は剛毛などから成る通気性マット８を備え、通気性マット８は例えばエンドレスの筒状で、例えば一対のプーリ９，９により回転し、モータ１０によりプーリ９を駆動する。裁断ベッド４は真空ポンプ１２と吸引室１３とを備え、マット８から空気を吸引する。１４，１４は一対のレールで、図示しない走行モータにより、キャリッジ１８の走行用のレール１６を走行させる。レール１６はキャリッジ１８を支持し、キャリッジ１８はモータを内蔵してレール１６上を自走しても、あるいはタイミングベルトなどのレール１６側に設けた駆動源により走行しても良い。

キャリッジ１８は、ＣＣＤカメラなどを備えた撮像ヘッド１９と、昇降自在なナイフや丸刃などを備えた裁断ヘッド２０とを備え、ヘッド１９，２０は裁断ベッド４上を水平面内で２次元方向に運動する。２１は被裁断材で、皮革や通気性のないシートなどであり、２２はカバーシートで、非通気性のプラスチックフィルムなどから成る。コンピュータ６はモニタ３０とキーボード３２とを備え、モータ１０や真空ポンプ１２を駆動すると共に、キャリッジ１８の運動と、撮像ヘッド１９や裁断ヘッド２０を制御する。

図２は裁断ベッド４の断面を示し、被裁断材２１を覆うようにカバーシート２２が配置されている。またコンピュータ６は入出力３４を備え、裁断ベッド４を駆動すると共に撮像ヘッド１９から画像を受け取る。３５はバス、３６はラスターメモリで、ヘッド１９で撮像した画像などをラスターフォーマットで記憶する。汎用メモリ３７はこれ以外のデータやプログラムを記憶し、ディスクドライブ３８は記憶媒体３９の読み書きを行い、例えば実施例の裁断プログラムを記憶媒体３９から読み出す。ネットワークインターフェース４０はインターネットなどのネットワークと接続され、搬送波４１を介して実施例の裁断プログラムを受信する。

駆動部４２は裁断ベッド４の各部への駆動信号を発生し、輪郭抽出部４４は撮像ヘッド１９からの画像を画像認識して、被裁断材２１の輪郭データを発生する。パーツ配置部４６は求めた輪郭内に裁断すべきパーツを配置し、パーツを配置することはしばしばネスティングと呼ばれる。またパーツの配置には所定のルールがあり、輪郭から例えば２〜３mm程度のオフセットの内側にパーツを配置する、撮像ヘッド１９で読み取った疵マークなどから、被裁断材２１のうちの質の劣る部分を判別し、この部分には皮革の品質が低くても良いパーツを配置する、などのルールがある。

ユーザインターフェース４８は、モニタ３０にカバーシート２２の裁断ラインや、輪郭内へのパーツの配置パターンなどを表示し、モニタ３０は例えばタッチパネルを兼ねて、ユーザは裁断ラインやパーツの配置などを承認あるいは変更できる。タッチパネルを用いる代わりに、マウスやトラックボール，ジョイスティックなどで裁断ラインやパーツの配置を変更できるようにしても良い。キーボード３２はユーザからの入力に用い、ユーザはモニタ３０とキーボード３２とから、カバーシートの裁断ラインに関する条件を入力でき、モニタ３０に表示された仮の裁断ラインを変更し、またパーツの配置を変更できる。

カバーシート処理部５０は、輪郭抽出部４４で求めた輪郭に対し、裁断ラインを発生させ、ユーザが裁断ラインの変更を求めた場合、裁断ラインを再度発生させる。そしてパーツの配置と、カバーシートの裁断ラインの発生並びに裁断の実行は同時に行い、全体としての裁断時間が長くならないようにする。

図３に、実施例の裁断アルゴリズムを示す。ステップＳ１で裁断ベッド４上に被裁断材２１を展開する。撮像ヘッド１９により被裁断材２１を撮像し、真空ポンプ１２により吸引を開始する(ステップＳ２)。続いて被裁断材２１を覆うように非通気性のカバーシートを展開し（ステップＳ３）、次にステップＳ４でカバーシートの裁断ラインを発生し、モニタ３０に表示する。裁断ラインを発生する際のルールは、ユーザから特に指定がないデフォールトの場合、被裁断材の輪郭から例えば±２〜３mm以上離れない範囲で、輪郭にスムージングを施したものを裁断ラインとすることである。輪郭と裁断ラインとの距離の上限や平均値は、スムージングの程度を表し、ユーザが入力できる。なお吸引を開始する時期やステップＳ２とステップＳ３の順序は任意である。

裁断ラインの発生ルールについて、ユーザはモニタ３０やキーボード３２から、裁断ライン上に沿って裁断するか、あるいは裁断ラインの内側もしくは外側にシフトさせて裁断するかを入力できる。裁断ラインの内側や外側にシフトさせて裁断する場合、裁断ラインからの平均の距離あるいは最大の距離などを、キーボード３２などから入力する。裁断ラインの内側あるいは外側に裁断ラインを配置する場合、裁断ラインは原則としてスムージングされる。なお輪郭上に裁断ラインを配置する場合、裁断ヘッド２０で裁断できるように最小限のスムージングを施し、それよりも大きい範囲でどの程度のスムージングを施すかを、輪郭と裁断ラインの最大距離や平均距離などとして、ユーザがモニタ３０やキーボード３２から入力できる。

発生させた裁断ラインをモニタ３０に表示し、ユーザの承認を求める(ステップＳ５)。ユーザは裁断ラインを承認しない場合、モニタ３０などから新たな裁断ラインを入力でき、新たな裁断ラインが入力されると、カバーシート処理部５０はパーツの裁断パターンと新たな裁断ラインとの間で干渉が生じるかどうかを判断する。即ちステップＳ４〜ステップＳ７と並行して、被裁断材２１から裁断すべきパーツの裁断パターンを、パーツ配置部４６で発生させる(ステップＳ８)。そして発生中の裁断パターンと新たな裁断ラインとの干渉の有無を判断する。

例えば裁断ラインを輪郭の外側に配置する場合、干渉はない。またパーツの配置には輪郭の内側で例えば輪郭から２〜３mm以上離れた範囲などの制約が有る場合は、輪郭の内側２〜３mmまで範囲に裁断ラインを配置する場合も、干渉はない。なお裁断ラインとパーツとが重なる場合でも、裁断ラインの深さが浅く、かつ重なるパーツが皮革などの質が低くても良いものの場合も干渉はなく、干渉の有無は裁断ラインの深さとパーツのグレードを加味して判断する。このようにして裁断ラインを変更する箇所の周囲でパーツが配置済みの場合、干渉の有無を具体的に判断できる。そして干渉がないことが分かると、ステップＳ７でカバーシートを裁断し、例えば人手でカバーシートのうちで被裁断材上の部分を取り除く。

パーツの裁断パターンと変更後の裁断ラインとが干渉する場合、結合子ＡからステップＳ８へ戻り、発生させたパーツの裁断パターンを廃棄し、裁断ラインの内側に再度裁断パターンを発生させる(ステップＳ８)。発生させた裁断パターンは何れの場合もモニタ３０に表示し、ユーザの承認があれば（ステップＳ９）、カバーシートの裁断終了を待ってパーツの裁断を実行する(ステップＳ１０)。なおパーツの裁断パターンの発生時間は通常数分程度であり、カバーシートの裁断ラインの発生や裁断の実行に要する時間は１〜２分程度なので、ステップＳ５で裁断ラインがユーザに承認される場合、ステップＳ８の完了前にステップＳ７が終了している。被裁断材２１から裁断されたパーツを取り出し、残りの被裁断材を屑として取り分け、被裁断材の周囲のカバーシートを取り除くと、被裁断材２１の１枚の処理が終了する（ステップＳ１１）。裁断パターンがユーザにより変更された場合、これを元に裁断パターンを再度発生させる。

図４に裁断ラインの発生に関するルールを示し、これらのルールはカバーシート処理部５０に記憶され、図３のステップＳ４で裁断ラインを発生させるときに使用する。第１のルールは被裁断材の輪郭に沿って裁断ラインを発生すること(ルール１)である。ルール２は裁断ラインをスムージングすることで、スムージングの程度はユーザが入力可能で、特に輪郭上に裁断ラインを配置する場合、スムージングの程度は最小からユーザがより大きい値を指定できる。被裁断材に凹部があると、これをショートカットするように裁断する(ルール３)。ただしこのルールは省略可能である。また輪郭の内部を裁断する場合、裁断深さはカバーシートの厚さもしくはカバーシートの厚さよりも僅かに大きな厚さとし、カバーシートの下部の被裁断材を裁断する深さを最小とする(ルール４)。さらに裁断ラインに対しユーザの変更があれば、これを優先する(ルール５)。

裁断ラインの深さ、即ち裁断ヘッド２０の刃物の先端が通る高さは、裁断ラインの下側に被裁断材２１が無い場合、マット８の上面〜上面よりもやや低い位置である。裁断ラインが被裁断材上２１を通過し、かつ被裁断材の幅が所定値以上の場合、裁断ラインの深さは被裁断材２１の上面〜それよりもやや低い位置である。裁断ラインが所定値よりも短い幅で被裁断材上２１を通過する場合、裁断ラインの深さは任意である。裁断ラインのデータは、裁断ラインの軌跡と裁断ラインの深さとで構成されている。

実施例の裁断プログラムは、図３のアルゴリズム、特にステップＳ４〜ステップＳ１０を、図４のルールに従って、コンピュータ５を介して裁断ベッド４に実行させるためのものである。

図５に、カバーシート２２で覆われた被裁断材２１の裁断ラインを模式的に示す。５１は被裁断材の輪郭で、５２は標準裁断ラインで、輪郭５１の上部に沿って裁断ヘッド２０を駆動するための最小限のスムージングを施したラインである。これに対してユーザは、裁断ラインを輪郭５１の内側や外側にシフトさせるなどを指定できる。裁断ラインを内側にシフトさせると、輪郭５１がカバーシート２２で覆われ、安定して吸引できる。また外側にシフトさせると、被裁断材２１のロスが少ない。また被裁断材２１の突出部５４は皮革の質が劣ることなどが多いので、ユーザ指定の裁断ライン５５のように、この部分を切り捨てることもできる。

図５の左下の円に拡大して示すように、裁断ライン５２が輪郭５１の内側を通る場合、裁断深さ６０を被裁断材２１の上面よりも僅かに低い深さとし、カバーシート２２を切断するが、被裁断材２１は切断されないようにすることが好ましい。このようにすると裁断ライン５２の外側の部分を、例えば皮革の質が低くてもよいパーツなどに利用できる。また標準裁断ライン５２に代えて、輪郭の内側の裁断ライン６２や輪郭の外側の裁断ライン６３などを指定することもできる。

さらに被裁断材２１の凹部５７に対し、標準裁断ライン５２が凹部をショートカットするようにしても、あるいは凹部５７の輪郭に沿って標準裁断ライン５２を配置しても良い。輪郭５１の凹凸が激しい凹凸部５８では、標準裁断ライン５２は裁断ヘッド２０を駆動するための最小限のスムージングを施したものである。これに対してユーザは、より大きいスムージングの程度を指定でき、例えば裁断ライン５９ａのように、凹凸を切り落としかつスムージングを施した裁断ラインも指定でき、また輪郭の外側でカットしかつスムージングを施した裁断ライン５９ｂも指定できる。裁断ライン５９ｂでは、被裁断材２１上のカバーシートの周囲が吸引固定されるので、カバーシートの裁断時に裁断ヘッド２０に絡まりにくい。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) 被裁断材の上部には実質上カバーシートが残らないので、パーツを裁断する際の妨げとならず、またパーツとカバーシートの断片を分離する必要がない。
(2) 裁断ラインをユーザが指定できるので、カバーシートの裁断が容易で、かつ被裁断材のロスが少ないように、最適の裁断ラインを配置できる。
(3) 被裁断材の凹部をショートカットするように裁断ラインを発生させることにより、裁断時間を短縮できる。
(4) 被裁断材の輪郭の内側でカバーシートを裁断する場合、裁断深さを浅くすることにより輪郭の外側の部分も利用できる。
(5) 輪郭の外側でカバーシートを裁断すると、裁断されたカバーシートの周辺が吸引固定されるので、カバーシートの裁断時に裁断ヘッドに絡まりにくい。
(6) カバーシートの裁断ラインの発生と裁断の実行とを、パーツの裁断パターンの配置と並行して行うことにより、裁断時間が長くなることを防止できる。

実施例の裁断装置の平面図 実施例の裁断装置の断面構造と制御用のコンピュータとを示す図 実施例での裁断アルゴリズムを示す図 カバーシートの裁断ラインの発生ルール表 カバーシートの裁断ラインを模式的に示す図 従来例で被裁断材の裁断によりまくれ上がったカバーシートを示す写真

符号の説明

２ 裁断装置
４ 裁断ベッド
６ コンピュータ
８ 通気性マット
９ プーリ
１０ モータ
１２ 真空ポンプ
１３ 吸引室
１４，１６ レール
１８ キャリッジ
１９ 撮像ヘッド
２０ 裁断ヘッド
２１ 被裁断材
２２ カバーシート
３０ モニタ
３２ キーボード
３４ 入出力
３５ バス
３６ ラスターメモリ
３７ 汎用メモリ
３８ ディスクドライブ
３９ 記憶媒体
４０ ネットワークインターフェース
４１ 搬送波
４２ 駆動部
４４ 輪郭抽出部
４６ パーツ配置部
４８ ユーザインターフェース
５０ カバーシート処理部
５１ 被裁断材の輪郭
５２ 標準裁断ライン
５４ 突出部
５５ ユーザ指定の裁断ライン
５７ 凹部
５８ 凹凸部
５９ａ，ｂ 裁断ライン
６０ 裁断深さ
６２，６３ 裁断ライン

Claims (8)

1. 吸引源を備えた裁断ベッド上に非通気性の被裁断材を配置し、前記被裁断材を撮像して被裁断材の輪郭を求め、非通気性のカバーシートで前記被裁断材を覆い、求めた輪郭内にパーツを配置し、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドにより前記パーツを被裁断材から裁断する方法において、
   前記被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断して、被裁断材上のカバーシートを取り除いた後に前記パーツを裁断することを特徴とする、裁断方法。
2. カバーシートの裁断ラインを、輪郭上に配置するか、輪郭の内側に配置するか、輪郭の外側に配置するかと、輪郭の内外に裁断ラインを配置する際の輪郭からのオフセット、とをユーザが指定するための手段を設けると共に、ユーザが指定した輪郭に対する裁断ラインの配置とオフセットとに従って前記裁断ラインを発生させることを特徴とする、請求項１の裁断方法。
3. 裁断ラインの発生及び裁断ラインに従ったカバーシートの裁断と、前記輪郭内へのパーツの配置とを並行して実行することを特徴とする、請求項１または２の裁断方法。
4. カバーシートの裁断ラインを輪郭上に配置する際に、裁断ラインのスムージングの程度をユーザが指定できるようにしたことを特徴とする、請求項１または２の裁断方法。
5. 輪郭の内側でカバーシートを裁断する際の裁断深さを、輪郭の外側でカバーシートを裁断する際の裁断深さよりも浅くすることにより、カバーシートの下部の被裁断材が切断されないようにすることを特徴とする、請求項１または２の裁断方法。
6. 被裁断材の凹部をショートカットするように裁断ラインを発生させる、ことを特徴とする請求項１または２の裁断方法。
7. 被裁断材を固定するための吸引源と、被裁断材を撮像するためのカメラと、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドとを備えた裁断ベッドと、撮像した被裁断材の画像から被裁断材の輪郭を求める輪郭抽出部と、求めた輪郭内にパーツを配置するためのパーツ配置部とを備え、裁断ベッド上に配置した被裁断材を非通気性のカバーシートで覆って裁断する装置において、
   非通気性の被裁断材を裁断する際に、被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインの発生部を設けて、前記パーツの裁断前に発生させた裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断するようにしたことを特徴とする、裁断装置。
8. 被裁断材を固定するための吸引源と、被裁断材を撮像するためのカメラと、裁断ベッド上を移動する裁断ヘッドとを備えた裁断ベッドを、
   撮像した被裁断材の画像から被裁断材の輪郭を求める輪郭抽出部と、求めた輪郭内にパーツを配置するためのパーツ配置部とを備えているコンピュータにより制御し、裁断ベッド上に配置した非通気性の被裁断材を非通気性のカバーシートで覆って裁断する際に、
   該コンピュータにより、被裁断材の輪郭に沿った裁断ラインを発生させる機能と、前記パーツの裁断前に、発生させた裁断ラインに従って前記カバーシートを裁断する機能とを実行させる、裁断プログラム。