(57)【要約】【課題】経験や勘に頼ることなく高精度且つ短時間で板金を加工し、作業者の違いに関係なく板金の加工作業効率を大幅に改善する。【解決手段】板金加工作業を実行する際に必要となる各種判断に対する解決方法を経験則データとして記憶する知識ＤＢ６と、知識ＤＢに記憶された経験則データを参照して板金加工作業に使用されるタレットパンチプレスと板金材料に最適な加工ルールを生成する加工ルールＤＢ５とを備え、展開形状定義部１、加工属性付加部２、形状分解部３、及び金型配置部４は、加工ルールＤＢ５が生成した加工ルールに従って動作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械を利用した板金加工作業を支援する板金加工作業支援システムであって、
板金加工作業を実行する際に必要となる各種判断に対する解決方法を経験則データとして記憶する知識データベースと、
前記知識データベースに記憶された経験則データを参照して板金加工作業に使用される工作機械と板金材料に最適な加工ルールを生成する加工ルールデータベースと、
板金加工用の展開形状素面データから外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線を定義する展開形状定義部と、
前記展開形状定義部により定義された外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線とにそれぞれ輪郭線及び曲げの加工属性を付加する加工属性付加部と、
前記加工属性付加部により付加された輪郭線の加工属性に従って、外形及び穴の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解する形状分解部と、
前記形状分解部により分解された形状に基づいて金型の配置計算を行うことにより金型配置データを生成し、生成した金型配置データに従って工作機械を動作させる金型配置部とを備え、
前記展開形状定義部、前記加工属性付加部、前記形状分解部、及び前記金型配置部は、前記加工ルールデータベースが生成した加工ルールに従って動作すること
を特徴とする板金加工作業支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載の板金加工作業支援システムであって、
前記展開形状定義部は、
ＤＸＦ形式の二次元又は三次元のワイヤーフレームデータを読み込み、外形及び穴の閉ループ形状以外の寸法線、文字列、及び記号を識別して排除する手段と、
実線の線データを検索して外形及び穴の閉ループ形状を定義する手段と、
破線の線データを検索して曲げ線を定義する手段と、
外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線が接続される部位に曲げ加工用の切り欠き形状を追加する手段と
を備えることを特徴とする板金加工作業支援システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の板金加工作業支援システムであって、
前記加工属性付加部は、
外形の閉ループ形状内の幾何図形を認識して外形線用の輪郭線加工属性を付加する手段と、
穴の閉ループ形状内の幾何図形を認識して穴線用の輪郭線加工属性を付加する手段と、
外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線の接続状況に基づいて曲げ加工属性を付加する手段と
を備えることを特徴とする板金加工作業支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の板金加工作業支援システムであって、
前記形状分解部は、
輪郭線加工属性に基づいて外形の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解する手段と、
輪郭線加工属性に基づいて穴の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解する手段と
を備えることを特徴とする板金加工作業支援システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の板金加工作業支援システムであって、
前記金型配置部は、
外形及び穴の加工形状から金型配置方法を決定する手段と、
決定した金型配置方法に従って金型の配置位置を計算する手段と、
金型配置方法と金型配置位置を指示された工作機械を動かすためのＮＣデータに変換する手段と
を備えることを特徴とする板金加工作業支援システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の板金加工作業支援システムであって、
前記加工ルールデータベースは、板金加工作業に使用可能な工作機械と板金材料に関する情報が記載されたテーブルを記憶し、当該テーブルの中から板金加工作業に使用される工作機械と板金材料が選択されるのに応じて、前記知識データベースに記憶された経験則データを参照して板金加工作業に使用される工作機械と板金材料に最適な加工ルールを生成することを特徴とする板金加工作業支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タレットパンチプレス等の工作機械を利用した板金加工作業を支援する板金加工作業支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タレットパンチプレス等の工作機械を用いた板金加工作業は、作業者が展開形状を目視にて確認することにより板金の加工方法を経験や勘に基づいて決定し、決定した加工方法に従って板金の加工データを手作業で作成し、作成した加工データを工作機械に入力することにより行われている。なお、最近では、作業効率の向上を図るために、コンピュータ処理技術を利用して加工データの作成作業を支援するＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システムが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６０６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来までの板金加工作業は、上述の通り、経験や勘に基づいて板金の加工方法を決定することにより行われているために、作業者の違いに応じて板金の加工精度や加工時間にばらつきが発生し、作業効率を向上させることが難しい。なお、上述のＣＡＭシステムを仮に導入したとしても、加工方法の決定作業自体は作業者本人に委ねられているために、加工精度や加工時間のばらつきを解消することはできない。また、ＣＡＭシステムを利用して加工データを作成する場合、作業者は展開形状定義、加工属性付加、形状分解、金型配置等の工程をＣＡＭシステム上で操作する必要があり、またそのために作業者はＣＡＭシステムの操作を習熟する必要があることから、ＣＡＭシステムを導入したことによる効果はＣＡＭシステムを操作する作業者の違いに応じて大きく変化する。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、経験や勘に頼ることなく高精度且つ短時間で板金を加工し、作業者の違いに関係なく板金の加工作業効率を大幅に改善することが可能な板金加工作業支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明に係る板金加工作業支援システムは、板金加工作業を実行する際に必要となる各種判断に対する解決方法を経験則データとして記憶する知識データベースを有し、知識データベースに記憶された経験則データを利用して板金加工作業に使用される工作機械と板金材料に最適な加工ルールを生成し、生成した加工ルールに従って展開形状定義、加工属性付加、形状分解、及び金型配置の各工程におけるデータを自動的に作成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る板金加工作業支援システムによれば、展開形状定義、加工属性付加、形状分解、及び金型配置の各工程におけるデータは知識データベースに記憶された経験則データに従って作成されるので、経験や勘に頼ることなく高精度且つ短時間で板金を加工し、作業者の違いに関係なく板金の加工作業効率を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る板金加工作業支援システムは、例えば図１に示すようなタレットパンチプレスを利用した板金加工作業の支援処理に適用することができる。以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムの構成について説明する。
【０００９】
〔板金加工作業支援システムの構成〕
本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムは、ワークステーション等の一般的な情報処理装置により構成され、図１に示すように、展開形状定義部１、加工属性付加部２、形状分解部３、金型配置部４、加工ルールデータベース（ＤＢ）５、知識データベース（ＤＢ）６、及び実加工用ＮＣデータファイル記憶部７とを主な構成要素として備える。
【００１０】
展開形状定義部１、加工属性付加部２、形状分解部３、及び金型配置部４は、情報処理装置内部のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）がＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置に予め記憶された制御プログラムを実行することにより実現され、後述する展開形状定義処理、加工属性付加処理、形状分解処理、及び金型配置処理を実行する。なお、展開形状定義処理、加工属性付加処理、形状分解処理、及び金型配置処理の詳細については後述する。
【００１１】
加工ルールＤＢ５は、使用可能な金型（ＴｏｏｌＮｏ．）の仕様情報（図２参照）、タレットパンチプレス（ＴｒｅｔＮｏ．）にセットされている金型の情報（図３参照）、タレットパンチプレスの機械パラメータ（図４参照）、板金材料の情報（図５参照）とをテーブル形式で記憶する。また、加工ルールＤＢ５は、作業者がテーブルの中から使用するタレットパンチプレスと板金材料を条件データとして選択するのに応じて、図６に示すように、知識ＤＢ６内に記憶されている板金加工作業を実行する際に必要となる各種判断に対する解決策（以下、経験則データと表記）を参照して、条件ルールに最適な展開形状定義ルール、加工属性付加ルール、形状分解ルール、および金型配置ルールを作成し、作成したルールを展開形状定義部１、加工属性付加部２、形状分解部３、及び金型配置部４に出力する。
【００１２】
より具体的には、この実施形態では、加工ルールＤＢ５は、展開形状工程において必要となる各種判断に対する解決策が規定された展開形状定義ルール（図７参照）と、加工属性付加工程において必要となる各種判断に対する解決策が規定された加工属性付加ルール（図８参照）と、基本的な加工形状以外の加工属性が付加された加工形状の形状分解ルール（図９参照）及び異型穴の形状分解ルール（図１０参照）と、金型配置方法の決定ルール（図１１、１２参照）及び金型配置ルール（図１３参照）を作成、出力する。なお、上記条件データ及び経験則データは、メンテナンスが容易、且つ、メンテナンス後に直ちに板金加工作業を実行可能であることが望ましいので、Ｅｘｃｅｌ（登録商標）のＣＳＶファイルやＡＳＣＩＩのテキストファイル等、一般的なファイルフォーマットにより作成することが望ましい。
【００１３】
そして、このような構成を有する板金加工作業支援システムは、以下に示す板金加工作業支援処理を実行することにより、経験や勘に頼ることなく高精度且つ短時間で板金を加工し、作業者の違いに関係なく板金の加工作業効率を大幅に改善することを可能にする。以下、図１を参照して、板金加工作業支援処理を実行する際の板金加工作業支援システムの動作について説明する。
【００１４】
〔板金加工作業支援処理の流れ〕
本発明の実施形態となる板金加工作業支援処理は、作業者が板金加工作業支援システムの電源をオンにし、作業者が前述の条件データを入力するのに応じて開始となり、ステップＳ１の処理に進む。
【００１５】
ステップＳ１の処理では、加工ルールＤＢ５が、知識ＤＢ６内に記憶されている経験則データを参照して条件データに最適な展開形状定義ルール、加工属性付加ルール、形状分解ルール、及び金型配置ルールを作成する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、この支援処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１６】
ステップＳ２の処理では、展開形状定義部１が、加工ルールＤＢ５が作成した展開形状定義ルールに従って、板金加工用の展開形状図面から外形・穴の閉ループ形状データ及び曲げ線データを作成し、作成したデータを加工属性付加部２に出力する（展開形状定義処理）。具体的には、この実施形態では、展開形状定義部１は、図１４のフローチャートに示すように、ＤＸＦ（Ｄａｔａ  ｅＸｃｈａｎｇｅ  Ｆｏｒｍａｔ）形式の板金加工用の展開形状図面ファイルから２次元又は３次元のワイヤーフレームデータを読み込み（ステップＳ２１）、加工ルールＤＢ５から展開形状定義ルールを取得する（ステップＳ２２）。次に、展開形状定義部１は、取得した展開形状定義ルールに従って、ワイヤーフレームデータ中に含まれる形状データの重複部分を排除した後（ステップＳ２３）、形状データから外形及び穴の閉ループ形状以外の寸法線、文字列、記号を識別して排除し、実線の線データを検索して外形及び穴の閉ループ形状を定義し、破線の線データを検索して曲げ線を定義することにより、外形及び穴形状の定義と曲げ線を抽出し（ステップＳ２４〜Ｓ３１）、穴形状を切り起こし（ステップＳ３２）、曲げ線端点を閉ループ形状に再接続する（ステップＳ３３）。そして、展開形状定義部１は、外形及び穴形状の閉ループ形状と曲げ線をワーク原点位置に平行移動し（ステップＳ３３）、外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線が接続される部位に曲げ加工用の切り欠き形状を追加した後、平行移動毎の外形及び穴形状の閉ループ形状データと曲げ線のデータを出力する（ステップＳ３４）。なお、外形及び穴形状の閉ループ形状データと曲げ線は、板金加工全般で使用できるデータ形式であるので、曲げ加工やレーザー加工へも流用することができる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、この支援処理はステップＳ３の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ３の処理では、加工属性付加部２が、加工ルールＤＢ５が作成した加工属性付加ルールに従って、外形の閉ループ形状内の幾何図形を認識して外形線用の輪郭線加工属性を付加し、穴の閉ループ形状内の幾何図形を認識して穴線用の輪郭線加工属性を付加し、外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線の接続状況に基づいて曲げ加工属性を付加し、輪郭線加工属性が付加されたデータを形状分解部３に出力する（加工属性付加処理）。なお、穴の閉ループ形状については、形状認識のみで輪郭線加工属性を付加することができるので、加工属性付加ルールを持たない。また、付加される輪郭線加工属性は、図１５に示すようにタレットパンチプレス用のものであり、使用される工作機械がタレットパンチプレスである時にのみ付加される。但し、曲げ加工やレーザー加工用の加工属性を付与するようにしてもよい。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、この支援処理はステップＳ４の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ４の処理では、形状分解部３が、加工ルールＤＢ５が作成した形状分解ルールに従って、輪郭線加工属性が付与されたデータから外形線の加工形状データと穴の加工形状データを作成する（形状分解処理）。具体的には、形状分解部３は、輪郭線加工属性に基づいて基本的な加工形状である図１６に示す直線、円弧（円）、長方形（正方形）、長円、三角形のいずれかへ外形の閉ループ形状を分解する。なお、外形の閉ループ形状は、輪郭線加工属性のみから基本的な加工形状に分解するため、形状分解ルールを持たない。次に、形状分解部３は、以下に示す仕様１〜３に従って、基本的な加工形状である直線、円弧（円）、長方形（正方形）、長円、三角形のいずれかへ穴の閉ループ形状を分解する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、この支援処理はステップＳ５の処理に進む。
仕様１：穴の閉ループ形状の輪郭線加工属性が円（円弧）、長方形（正方形）、長円である場合、形状分解は行わない。
仕様２：穴の閉ループ形状の輪郭線加工属性が図１７に示すような基本的な加工形状以外の加工属性が付加された加工形状である場合、図９に示す形状分解ルールに従って円弧（円）、長方形（正方形）、長円、三角形のいずれかへ分解する。
仕様３：穴の閉ループ形状の輪郭線加工属性が異型穴である場合、図１０に示す形状分解ルールに従って、直線、円弧（円）、長方形（正方形）、長円、三角形のいずれかへ分解する。
【００１９】
ステップＳ５の処理では、金型配置部４が、外形線の加工形状データと穴の加工形状データから金型配置方法を決定し、決定した金型配置方法に従って金型の配置位置を計算し、金型配置方法と金型配置位置をタレットパンチプレスを動かすための金型配置ＮＣデータに変換して実加工用ＮＣデータファイル部７に記憶する（金型配置処理）。より具体的には、金型配置部４は、加工ルールＤＢ５が作成した金型配置方法の決定ルール（図１１参照）に従って使用するＧコード番号（タレットパンチプレスに入力するコマンド番号）を決定する。次に、金型配置部４は、Ｇコード番号別に用意されたＧコードデータ作成機能を使用して指定の形状を加工するための金型配置点データを作成すると共に、図１２に示す金型配置ルールに従って使用する金型の形状（図１８参照）と大きさを決定する。そして、金型配置部４は、上記処理を全ての加工形状に対して行うことにより、形状全体を加工するＧコードデータの一覧（図１９、２０参照）を作成し、作成されたＧコードデータを作業者が使用するタレットパンチプレスを動かすための金型配置ＮＣデータに変換した後、実加工用ＮＣデータファイル部７に記憶する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、この支援処理はステップＳ６に進む。
【００２０】
ステップＳ６の処理では、タレットパンチプレスが、実加工用ＮＣデータファイル部７に記憶されている金型配置ＮＣデータを用いて板金加工を実行する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連の板金加工作業支援処理は終了する。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムは、板金加工作業を実行する際に必要となる各種判断に対する解決方法を経験則データとして記憶する知識ＤＢ６と、知識ＤＢに記憶された経験則データを参照して板金加工作業に使用されるタレットパンチプレスと、板金材料に最適な加工ルールを生成する加工ルールＤＢ５と、板金加工用の展開形状素面データから外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線を定義する展開形状定義部１と、展開形状定義部１により定義された外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線とにそれぞれ輪郭線及び曲げの加工属性を付加する加工属性付加部２と、加工属性付加部２により付加された輪郭線の加工属性に従って外形及び穴の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解する形状分解部３と、形状分解部３により分解された形状に基づいて金型の配置計算を行うことにより金型配置データを生成し、生成した金型配置データに従って工作機械を動作させる金型配置部４とを備え、展開形状定義部１、加工属性付加部２、形状分解部３、及び金型配置部４は、加工ルールＤＢ５が生成した加工ルールに従って動作する。すなわち、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムは、展開形状定義、加工属性付加、形状分解、及び金型配置の各工程におけるデータは知識ＤＢ６に記憶された経験則データに従って作成されるので、経験や勘に頼ることなく高精度、且つ短時間で板金を加工し、作業者の違いに関係なく板金の加工作業効率を大幅に改善することができる。
【００２２】
また、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムによれば、展開形状定義部１は、ＤＸＦ形式の二次元又は三次元のワイヤーフレームデータを読み込み、外形及び穴の閉ループ形状以外の寸法線、文字列、及び記号を識別して排除し、実線の線データを検索して外形及び穴の閉ループ形状を定義し、破線の線データを検索して曲げ線を定義し、外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線が接続される部位に曲げ加工用の切り欠き形状を追加するので、外形と穴の輪郭線上に省略表記等がない閉じた形状で描かれた一般的な展開形状図面であれば、展開形状定義ルールにより与えられる寸法条件等から定型的な形状抽出が可能となり、外形及び穴の閉ループ形状データと曲げ線データを確実に抽出することができる。
【００２３】
また、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムによれば、加工属性付加部２は、外形の閉ループ形状内の幾何図形を認識して外形線用の輪郭線加工属性を付加し、穴の閉ループ形状内の幾何図形を認識して穴線用の輪郭線加工属性を付加し、外形及び穴の閉ループ形状と曲げ線の接続状況に基づいて曲げ加工属性を付加するので、加工属性付加ルールにより与えられる幾何図形条件から定型的な形状認識が可能となり、外形及び穴の輪郭線加工属性を確実に付加することができる。
【００２４】
また、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムによれば、形状分解部３は、輪郭線加工属性に基づいて外形の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解し、輪郭線加工属性に基づいて穴の閉ループ形状を基本的な加工形状である円形状、四角形形状、長円形状、及び三角形形状のうちのいずれかの形状に分解するので、形状分解ルールにより与えられる加工形状に関する寸法条件等から定型的な形状分解が可能となり、外形線加工形状データと穴加工形状データに確実に分解することができる。
【００２５】
また、本発明の一実施形態となる板金加工作業支援システムによれば、金型配置部４は、外形及び穴の加工形状から金型配置方法を決定し、決定した金型配置方法に従って金型の配置位置を計算し、金型配置方法と金型配置位置を指示された工作機械を動かすためのＮＣデータに変換するので、金型配置ルールにより与えられる金型配置条件から金型配置方法を一意に決定し、金型配置ＮＣデータを確実に作成することができる。
【００２６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態となる板金加工作業支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】タレットパンチプレスが保有する金型のパラメータ定義及び各金型のパラメータ値の一例を示す図である。
【図３】タレットパンチプレスのパラメータ定義及び各タレットパンチプレスのパラメータ値の一例を示す図である。
【図４】タレットパンチプレスの機械パラメータの一例を示す図である。
【図５】板金材料のパラメータ定義および各材料のパラメータ値の一例を示す図である。
【図６】選択入力された条件データに最適な金型の情報を抽出する際の加工ルールデータベースの動作を説明するための図である。
【図７】展開形状定義ルールの一例を示す図である。
【図８】加工属性付加ルールの一例を示す図である。
【図９】基本的な加工形状以外の加工属性が付加された加工形状の形状分解ルールの一例を示す図である。
【図１０】異型穴の形状分解ルールの一例を示す図である。
【図１１】金型配置方法の決定ルールの一例を示す図である。
【図１２】図１１に示す決定ルールの続きを示す図である。
【図１３】金型配置ルールの一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態となる展開形状定義処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１５】外形の閉ループ形状データ及び曲げ線データに付加される輪郭線加工属性の一例を示す図である。
【図１６】基本的な加工形状の一覧の一例を示す図である。
【図１７】基本的な加工形状以外の加工属性が付加された加工形状の一覧の一例を示す図である。
【図１８】金型形状の一覧の一例を示す図である。
【図１９】Ｇコードデータの一覧の一例を示す図である。
【図２０】図１９に示す一覧の続きを示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  展開形状定義部
２  加工属性付加部
３  形状分解部
４  金型配置部
５  加工ルールデータベース（ＤＢ）
６  知識データベース（ＤＢ）
７  実加工用ＮＣデータファイル記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006338453.tif 000017
【図１６】
2006338453.tif 000018
【図１７】
2006338453.tif 000019
【図１８】
2006338453.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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