JP6613040B2 - 布帛裁断装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、柄模様が表示された布帛を予め設定された裁断ラインに沿って裁断する布帛裁断装置及び方法に関する。

衣料品等の製品を作製する場合、織物、編物、不織布等からなる布帛を裁断して製品の元となるパーツを作成し、作成されたパーツを縫製等により接合するといった工程を経て製品を仕上げることが一般的である。さらに、裁断する前の布帛に予め柄模様が表示されている場合には、一般に、表示された柄模様に合わせて裁断してパーツを作成する。なお、従来、布帛に表示される柄模様は染色処理により形成されていたが、近年では、インクジェット方式の記録装置により柄模様を形成することも提案されている。

柄模様が作成された布帛を裁断する手段としては、従来の手作業による裁断のほか、自動裁断機による裁断が知られている。自動裁断機で裁断する場合には、通常、ＣＡＤ等の画像処理装置によって設定された所定の裁断データに従って裁断される。

しかしながら、柄模様が表示された布帛を実際に裁断する場合、布帛を裁断ステージにセットする際に布帛が歪みやすく、設定された裁断データに対応する柄模様の位置とは異なった位置に布帛の柄模様が表示されていることがある。この場合、実際の柄模様の位置に合わせて裁断データを補正する必要がある。

これに対処するため、例えば、特許文献１では、裁断ベッド上に生地を載置し、生地の上面に型紙を配置して型紙をイメージセンサで読み取り、読み取った画像を画面表示して型紙の任意の位置を指定し、型紙のパターン形状データを選択して指定された位置に応じて画面表示するマーカー作成システムが記載されている。また、特許文献２では、裁断ベッド上に生地を載置し、生地の上面に型紙を配置してＣＣＤカメラにより型紙の輪郭線を自動トレースして裁断データを生成する裁断装置が記載されている。

特開平６−１７０７８６号公報 特開平８−１２０５６１号公報

特許文献１では、イメージセンサで読み取った型紙の位置を利用者がそれぞれ指定する必要があり、型紙の数が増加するにつれて利用者の負担が大きくなる、といった課題がある。特許文献２では、生地の上面に配置された複数の型紙のすべてについて輪郭検出の開始点を指示する必要があり、型紙の数が増加すると指示するための負担が大きくならざるを得ない。また、裁断ヘッドに搭載したＣＣＤカメラでトレースするため、トレースする時間がかかるようになり、効率的に裁断処理を行うことが難しい、といった課題がある。

そこで、本発明は、利用者が直感的に布帛の裁断位置を指示することができるとともに簡単かつ効率的に裁断処理を行うことが可能な布帛裁断装置及び方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る布帛裁断装置は、布帛を裁断ステージにセットする布帛セット手段と、セットされた前記布帛を前記布帛上にレイアウトされた型紙とともに撮影する撮影手段と、セットされた前記布帛を前記型紙の形状に対応して裁断する裁断手段と、撮影された撮影画像から前記型紙の輪郭データを抽出する画像処理手段と、抽出された前記輪郭データに基づいて裁断ラインデータを生成する裁断ライン生成手段と、生成された前記裁断ラインデータに基づいて前記布帛を裁断するように前記裁断手段を制御する裁断処理手段とを備え、前記型紙には、外周縁に沿って一定の幅のラインをコントラスト差の大きい色で二重に描いた輪郭抽出用マークが表示されており、前記画像処理手段は、前記輪郭抽出用マークに基づいて前記輪郭データを抽出する。さらに、前記輪郭抽出用マークは、黒色及び白色で一定の幅のラインを二重に描いている。

本発明に係る布帛裁断方法は、外周縁に沿って一定の幅のラインをコントラスト差の大きい色で二重に描いた輪郭抽出用マークが表示された型紙を用い、裁断ステージにセットされた布帛を当該布帛上にレイアウトされた前記型紙とともに撮影し、撮影された撮影画像から前記輪郭抽出用マークに基づいて前記型紙の輪郭データを抽出し、抽出された前記輪郭データに基づいて裁断ラインデータを生成し、生成された前記裁断ラインデータに基づいて前記布帛を裁断する。さらに、前記輪郭抽出用マークは、黒色及び白色で一定の幅のラインを二重に描いている。

本発明は、上記の構成を有することで、利用者が直感的に布帛の裁断位置を指示することができるとともに簡単かつ効率的に裁断処理を行うことが可能となる。

本発明に係る布帛裁断装置に関する概略構成図である。 布帛裁断装置に関する機能ブロック構成図である。 型紙の輪郭線に基づいて裁断処理を行うフローである。 輪郭抽出用マークの一例を示す型紙に関する平面図である。 型紙を布帛上にレイアウトして撮影した画像を模式的に示す説明図である。 型紙の輪郭線を示す説明図である。 型紙の識別情報及び設定情報に基づいて裁断処理を行うフローである。 識別マークが表示された型紙に関する平面図である。 型紙を布帛上に配置して撮影した画像を模式的に示す説明図である。 裁断ラインデータに基づいて描かれた型紙の輪郭線に関する説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る布帛裁断装置に関する概略構成図である。布帛裁断装置は、複数のパーツに裁断される布帛Ｆが裁断ステージ１上の支持面に載置されており、布帛Ｆの上面には、光透過性を有するカバーフィルム２が供給ロール３により給送されて支持面全体を覆うようにセットされている。裁断ステージ１内には、図示せぬ吸気装置が設けられており、吸気装置が支持面にセットされた布帛Ｆ及びカバーフィルム２を吸引して支持面に密着するように固定する。支持面上に載置されて固定された布帛Ｆ及びカバーフィルム２の上面には、複数の型紙Ｐが載置されている。型紙Ｐは、布帛Ｆに表示された柄模様に応じて利用者により配置されており、利用者が人手により裁断する場合と同様に柄模様を確認して配置することができる。

裁断ステージ１の上面には、裁断手段として裁断ヘッド機構４が設置されており、裁断ヘッド機構４がＹ方向に移動するとともに裁断ヘッド機構４内の裁断ヘッド（図示せず）がＸ方向に移動して、布帛Ｆの上方を移動して型紙Ｐに対応したパーツ形状に裁断するようになっている。裁断ヘッド機構４は、レーザ照射装置（図示せず）から裁断ヘッドに向かってレーザ光が照射されており、裁断ヘッドからレーザ光を布帛Ｆに向かって照射しながら裁断ヘッドを移動させることで、布帛Ｆがレーザ光により熱溶断されて裁断されるようになる。

裁断ステージ１の支持面の上方には、布帛Ｆ及び布帛Ｆの上面に載置された複数の型紙Ｐを撮影する撮影手段として撮影装置５が設置されており、撮影装置５は、裁断ステージ１全体を撮影可能な機能を備えている。撮影装置５は、撮影された布帛Ｆ及び型紙Ｐに関する画像データを情報処理装置６に送信し、情報処理装置６では、後述するように、画像データに基づいて裁断ラインデータを生成する。情報処理装置６は、公知のパーソナルコンピュータ等の機器にプログラムを入力して裁断動作に必要な機能を実現するようになっている。

この例では、裁断手段としてレーザを用いているが、切断刃による裁断手段を用いてもよい。また、布帛Ｆは、織物、編物、不織布等のシート材に柄模様が表示されたものであり、柄模様は、インクジェット記録装置や印刷装置によるプリント方法や染色処理による形成方法等の公知の方法により表示されたものであればよい。柄模様は、異なる複数の色の糸を用いて布帛Ｆに織り込まれるか編み込まれて表示されたものや、シール等を布帛Ｆに接着して表示されたものであってもかまわない。

図２は、布帛裁断装置に関する機能ブロック構成図である。布帛裁断装置は、制御部１０、撮影部１１、入力部１２、記憶部１３、レーザ照射部１４、裁断ヘッド移動部１５及び布帛セット部１６を備えている。

制御部１０は、装置全体の動作を制御し、撮影部１１は、裁断ステージ１の支持面にセットされた布帛Ｆ及び布帛Ｆの上面に載置された複数の型紙Ｐ全体を撮影装置５により一括して撮影する。入力部１２は、裁断動作を行う際に設定するパラメータ等の操作入力を行ったり、生成された裁断ラインを確認して修正が必要な場合の修正データの入力を行う。

記憶部１３は、裁断ラインデータ、撮影画像データ、画像処理により抽出されたデータ等の裁断処理に必要なデータを記憶しており、装置の動作制御に必要なプログラム及びデータについても記憶している。レーザ照射部１４は、レーザ照射装置を動作させてレーザ光を裁断ヘッドに向けて照射させる。裁断ヘッド移動部１５は、裁断ヘッド機構４の移動制御を行い、裁断ヘッドを布帛Ｆ上の所定位置に移動させて位置決めする。布帛セット部１６は、裁断ステージ１内に設けられた吸気装置を動作させて支持面に布帛Ｆ及びカバーフィルム２を吸着させてセットする。

制御部１０、入力部１２及び記憶部１３は、情報処理装置６を用いて構成することができる。制御部１０としてＣＰＵを用い、入力部１２としてキーボードやマウス等の入力機器を用い、記憶部１３として内蔵ハードディスク及び外付けハードディスクを用い、記憶部１３に記憶されたプログラムをＣＰＵに読み出して処理することで各部の機能を実現することができる。また、撮影部１１、レーザ照射部１４、裁断ヘッド移動部１５及び布帛セット部１６は、それに対応する各装置を情報処理装置６に接続して用いることでその機能を実現することができる。

制御部１０は、撮影処理部１００、画像処理部１０１、裁断ライン生成部１０２及び裁断処理部１０３を備えている。撮影処理部１００は、撮影部１１から入力された布帛Ｆ及び布帛Ｆの上面に載置された複数の型紙Ｐの撮影画像を処理して撮影画像データを生成する。画像処理部１０１は、後述するように、撮影画像データに基づいて複数の型紙Ｐの輪郭線に対応する輪郭データを抽出したり、型紙Ｐに表示された識別情報及び設定情報を抽出する処理を行う。裁断ライン生成部１０２は、後述するように、抽出された輪郭データに基づいて複数の型紙Ｐに対応する裁断ラインデータを生成したり、抽出された複数の型紙Ｐの識別情報及び設定情報に基づいて裁断ラインデータを生成する。裁断処理部１０３は、生成された裁断ラインデータに基づいて裁断動作を行うようにレーザ照射部１４及び裁断ヘッド移動部１５を制御する処理を行う。

図３は、型紙Ｐの輪郭線に基づいて裁断処理を行うフローである。予め裁断ステージ１の支持面に布帛Ｆを配置し、カバーフィルム２を引き出して布帛Ｆの上面を覆うように配置して吸気装置により支持面に布帛Ｆを密着固定する。

型紙Ｐは、例えば、予め作成されたパターン形状データに基づいてカッティングプロッタ等の切断装置により厚紙等のシート材を切断して準備する。そして、密着固定された布帛Ｆに対して複数の型紙Ｐをレイアウトしてカバーフィルム２の上面に載置する。この場合、利用者は、布帛Ｆを見ながら型紙Ｐをレイアウトすることができるので、従来の人手により裁断を行う場合と同様にレイアウトすることが可能となる。

複数の型紙Ｐを布帛Ｆに合わせてレイアウトした後、撮影装置５により裁断ステージ１の支持面に配置された布帛Ｆ及び複数の型紙Ｐ全体を撮影して撮影画像データを取得する（Ｓ１００）。

そして、撮影画像データから型紙Ｐの輪郭データを抽出する（Ｓ１０１）。型紙Ｐの輪郭データは、公知のエッジ処理を用いて画像処理することで抽出することができる。エッジ処理による輪郭データの抽出精度を高めるために、型紙Ｐの外周縁に沿って輪郭抽出用マークを表示しておくことができる。図４は、輪郭抽出用マークの一例を示す型紙Ｐに関する平面図である。この例では、型紙Ｐの外周縁に沿って黒色及び白色で一定の幅のラインを二重に描いた連続ラインＬを表示している。図５は、型紙Ｐを布帛Ｆ上にレイアウトして撮影した画像を模式的に示す説明図である。連続ラインＬを撮影した画像に対してエッジ処理を行うことで、黒色及び白色の間の境界線をエッジラインとして抽出することができる。そのため、布帛Ｆの図柄の影響を受けることなく確実にエッジラインを抽出することが可能となる。抽出されたエッジラインを用いて白色のライン幅の分だけ外側に拡げる処理を行うことで、型紙Ｐの外形線に対応する輪郭データを精度よく確実に抽出することができる。図６は、型紙Ｐの輪郭線Ｍを示す説明図である。輪郭線Ｍは、連続ラインＬに対応して描かれるため、型紙Ｐの外形線に一致するようになる。このように輪郭データを抽出するので、型紙Ｐが複数枚レイアウトされている場合でもそれぞれの輪郭データを一括して抽出することができる。輪郭抽出用マークとしては、輪郭線を正確に抽出することができればよく、上述した連続ライン以外のマークを用いることも可能である。

なお、エッジ処理による輪郭データの抽出精度を高めるためには、型紙Ｐの色をカバーフィルム２の色に対してコントラスト差が大きくなるようにすることでも、布帛Ｆの柄模様や色による影響を回避することができる。例えば、型紙Ｐの色を白色とした場合に、カバーフィルム２の色を黒色とすればよい。

次に、輪郭データに基づいて裁断ラインデータを生成する（Ｓ１０２）。裁断ヘッド機構４の基準位置に対応する座標位置に基づいて輪郭データを変換して裁断ラインデータを生成する。そして、型紙Ｐを布帛Ｆ上から回収し、裁断ラインデータに基づいて裁断ヘッド機構４を移動制御して型紙Ｐの外周縁に沿った輪郭線Ｍで布帛Ｆを裁断処理する（Ｓ１０３）。

以上説明したように、人手で裁断する場合と同様に複数の型紙を布帛に対してレイアウトすることができるとともに複数の型紙について一括して輪郭データを取得して裁断処理することが可能となり、裁断動作を正確かつ効率よく行うことができる。

図７は、型紙Ｐの識別情報及び設定情報に基づいて裁断処理を行うフローである。予め裁断ステージ１の支持面に布帛Ｆを配置し、カバーフィルム２を引き出して布帛Ｆの上面を覆うように配置して吸気装置により支持面に布帛Ｆを密着固定する。

型紙Ｐのパターン形状データ及び識別マークに関するデータを作成して予め記憶部１３に登録しておく。そして、登録されたパターン形状データ及び識別マークに関するデータに基づいて、シート材に記録装置により識別マークを記録するとともに切断装置により所定の形状に切断して型紙Ｐを準備する。図８は、識別マークが表示された型紙Ｐに関する平面図である。型紙Ｐには、識別マークＮ１及びＮ２が表示されており、識別マークＮ１には、ＱＲコード（登録商標）等の型紙Ｐの識別情報を読み取り可能なマークｎ１が表示されている。また、識別マークＮ２は、型紙Ｐの形状の設定位置及び設定方向といった設定情報が識別可能となっている。この例では、識別マークＮ２は、円形リングの中心位置が設定位置となり、中心位置から半径方向に拡がるように表示された扇形ｎ２の中心角の二等分線が設定方向となる。設定位置及び設定方向は、裁断ステージ上において裁断動作を行う際のＸ方向及びＹ方向の座標軸に基づいて設定すればよい。例えば、設定位置はＸＹ座標位置とし、設定方向は、Ｘ軸又はＹ軸との角度とすることができる。そして、設定方向に沿う延長線上に表示された識別マークＮ１が識別マークＮ２の表示された型紙Ｐの識別情報として読み取られる。なお、識別マークとしては、識別情報及び設定情報を正確に読み取れるマークであればよく、上述した例以外のマークを用いることもできる。

密着固定された布帛Ｆに対して、作成した複数の型紙Ｐをレイアウトしてカバーフィルム２の上面に載置する。この場合、利用者は、布帛Ｆを見ながら型紙Ｐをレイアウトすることができるので、従来の人手により裁断を行う場合と同様にレイアウトすることが可能となる。

複数の型紙Ｐを布帛Ｆに合わせてレイアウトした後、撮影装置５により裁断ステージ１の支持面に配置された布帛Ｆ及び複数の型紙Ｐ全体を撮影して撮影画像データを取得する（Ｓ２００）。図９は、型紙Ｐを布帛Ｆ上に配置して撮影した画像を模式的に示す説明図である。型紙Ｐに表示された識別マークは、レイアウトされた位置に合わせて配置されるようになる。

次に、撮影画像中の型紙Ｐに表示された識別マークを読み取る（Ｓ２０１）。この例では、識別マークＮ２に基づいて型紙Ｐの設定位置及び設定方向を読み取り、設定方向に沿う延長線上に表示された識別マークＮ１に基づいて型紙Ｐの識別情報を読み取る。そして、読み取られた識別情報に基づいて型紙Ｐのパターン形状データが読み出される（Ｓ２０２）。読み出されたパターン形状データには、設定に必要となる初期位置情報及び初期方向情報が関連付けられて登録されており、こうした初期情報がパターン形状データとともに読み出される。読み出された初期情報及び読み取られた設定情報に基づいて補正量が算出される（Ｓ２０３）。補正量の算出では、設定位置と初期位置情報との差分に基づいてパターン形状データの平行移動量が算出されるとともに設定方向と初期方向情報との差分に基づいて回転角度が算出される。

こうして算出された補正量に基づいてパターン形状データを移動及び回転させる変換処理を行って裁断ラインデータを生成する（Ｓ２０４）。図１０は、裁断ラインデータに基づいて描かれた型紙Ｐの輪郭線Ｍ’に関する説明図である。型紙Ｐは、パターン形状データに基づいて形成されているので、輪郭線Ｍ’は、型紙Ｐの外周縁に沿って精度よく描かれるようになる。そのため、利用者がレイアウトした型紙に正確に対応した裁断ラインデータが得られる。そして、型紙Ｐを布帛Ｆ上から回収し、裁断ラインデータに基づいて裁断ヘッド機構４を移動制御して型紙Ｐの形状に対応した輪郭線Ｍ’で布帛Ｆを裁断処理する（Ｓ２０５）。

以上説明したように、人手で裁断する場合と同様に複数の型紙を布帛に対してレイアウトすることができるとともに複数の型紙について一括して識別情報及び設定情報を取得してパターン形状データに基づいて裁断処理することが可能となり、裁断動作を正確かつ効率よく行うことができる。特に、レイアウトした型紙の形状に歪み等が生じている場合でも正確に裁断処理を行うことが可能となる。

上述した例では、型紙Ｐの識別情報を撮影画像より読み取るようにしているが、型紙Ｐに表示されたＱＲコードを読取装置により読み取って入力することもできる。また、型紙Ｐに識別情報を表示させることなく、利用者が識別情報を入力するようにしてもよい。例えば、型紙Ｐの設定情報を読み取った場合に対応する識別情報を画面表示した型紙リストから利用者が選択して入力することもできる。

１・・・裁断ステージ、２・・・カバーフィルム、３・・・供給ロール、４・・・裁断ヘッド機構、５・・・撮影装置、６・・・情報処理装置、１０・・・制御部、１１・・・撮影部、１２・・・入力部、１３・・・記憶部、１４・・・レーザ照射部、１５・・・裁断ヘッド移動部、１６・・・布帛セット部、１００・・・撮影処理部、１０１・・・画像処理部、１０２・・・裁断ライン生成部、１０３・・・裁断処理部、Ｆ・・・布帛、Ｐ・・・型紙、Ｌ・・・連続ライン、Ｍ，Ｍ’・・・輪郭線、Ｎ１，Ｎ２・・・識別マーク

Claims (4)

1. 布帛を裁断ステージにセットする布帛セット手段と、セットされた前記布帛を前記布帛上にレイアウトされた型紙とともに撮影する撮影手段と、セットされた前記布帛を前記型紙の形状に対応して裁断する裁断手段と、撮影された撮影画像から前記型紙の輪郭データを抽出する画像処理手段と、抽出された前記輪郭データに基づいて裁断ラインデータを生成する裁断ライン生成手段と、生成された前記裁断ラインデータに基づいて前記布帛を裁断するように前記裁断手段を制御する裁断処理手段とを備え、前記型紙には、外周縁に沿って一定の幅のラインをコントラスト差の大きい色で二重に描いた輪郭抽出用マークが表示されており、前記画像処理手段は、前記輪郭抽出用マークに基づいて前記輪郭データを抽出する布帛裁断装置。
2. 前記輪郭抽出用マークは、黒色及び白色で一定の幅のラインを二重に描いている請求項１に記載の布帛裁断装置。
3. 外周縁に沿って一定の幅のラインをコントラスト差の大きい色で二重に描いた輪郭抽出用マークが表示された型紙を用い、裁断ステージにセットされた布帛を当該布帛上にレイアウトされた前記型紙とともに撮影し、撮影された撮影画像から前記輪郭抽出用マークに基づいて前記型紙の輪郭データを抽出し、抽出された前記輪郭データに基づいて裁断ラインデータを生成し、生成された前記裁断ラインデータに基づいて前記布帛を裁断する布帛裁断方法。
4. 前記輪郭抽出用マークは、黒色及び白色で一定の幅のラインを二重に描いている請求項３に記載の布帛裁断方法。